直列回路の電圧を計算する方法：詳細な事実

この記事では、直列回路の電圧を計算する方法についてさまざまな方法を学びます。 直列回路には、XNUMXつ以上の抵抗、コンデンサ、またはインダクタが、任意のXNUMXつの間の単一パスと組み合わされていることが知られています。

直列回路にはXNUMX種類の電圧成分があります。 XNUMXつ目は供給電圧です。 多くの場合、バッテリーによって提供されます。 もうXNUMXつは電圧降下です。これは、実際には、抵抗、インダクタンス、静電容量などのあらゆる種類のインピーダンスによって引き起こされる電圧の低下です。 ここでは、直列回路の電圧を計算する方法を説明します。

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直列回路の電圧を計算する方法–よくある質問

キルヒホッフの電圧法則を利用して直列回路の電圧を計算するにはどうすればよいですか？

キルヒホッフの法則 回路の電流と電位差に関する情報を提供します。 キルヒホッフの電圧法則（KVL）は、「閉回路のノードの電圧の代数和はゼロに等しい」と述べています。

キルヒホッフの電圧法則によると、ループでは、すべての 存在する電圧はゼロでなければなりません。 直列回路で、同じループにXNUMXつ以上の抵抗が配線されています。 したがって、同じ量の電流がそれらすべてに流れます。 ここでキルヒホッフの法則を利用することにより、その回路の任意の点で電圧を見つけることができます。

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直列回路の電圧を計算する方法-いくつかの数値例で説明します。

Q1。 電圧Vを見つける₁、V₂ とV₃ 画像1に示されている次の回路の場合。

次の回路については、 両端の電圧 抵抗器。

この 直列回路 次のコンポーネントがあります。

1. ツー 電圧源 それぞれ120Vと8Vの。
2. 8オーム、4オーム、4オームのXNUMXつの抵抗器。

電圧Vを見つける必要があります₁、V₂ とV₃ 抵抗器の両端。 

ここで、キルヒホッフの法則を適用すると、次のようになります。

-V₃ +120+V₂ -8 + V₁ = 0

V₁ + V₂ - V₃ = -116

4i + 8i – 4i = -116

i = -116/8 = -14.5 mA

したがって、電圧は-V₁= 4×14.5 = 58 V、V₂= 8×14.5 = 116 V、V₃= 4×14.5 = 58 V

Q2。 画像2に示す回路の個々の抵抗器の電圧を計算します

この回路では、XNUMXつの抵抗が直列構成で結合されています。 したがって、等価抵抗R_eq = 10+ 5 + 20+ 10 = 45オーム

正味電流i = V_net/ NS_eq =（8 + 4）/ 45 = 0.27 A

ご存知のとおり、任意の抵抗器の両端の電圧=正味電流×その抵抗器の抵抗値 

したがって、V₁ = 5オーム抵抗の両端の電圧= 0.27×5 = 1.35 V

V₂ =両方の10オーム抵抗の両端の電圧= 0.27×10 = 2.7 V

V₃ = 20オームの抵抗の両端の電圧= 0.27×20 = 5.4 V

Q3。 Vの値を見つける₁、V₂ とV_i 図3に示す回路で.

回路を流れる電流= 12 mA

等価抵抗R_eq= 8 + 4 = 12 kohm

したがって、V₁ = 8オーム抵抗の両端の電圧= 12×10^-3 ×8×10³ = 96 V

V₂ = 4オーム抵抗の両端の電圧= 12×10^-3 ×4×10³ = 48 V

さて、回路にキルヒホッフの法則を適用すると、次のようになります。

合計V = 0

V_i - V₁ - V₂ = 0

V_i = V₁ + V₂ = 96+ 48 = 144V

Q4。 与えられた情報を使用して、電圧Vを計算します_T 図4で。抵抗器の両端の個々の電圧も計算します。

上記の回路では、等価抵抗R_eq= 200+ 400 + 600 = 1200オーム

回路に流れる電流= 5 mA

したがって、200オームの抵抗の両端の電圧= 200×5×10^-3 = 1 V

400オームの抵抗の両端の電圧= 400×5×10^-3 = 2 V

200オームの抵抗の両端の電圧= 600×5×10^-3 = 3 V

さて、キルヒホッフの法則を回路に適用することで、 

V_T - V₁ -V₂ - V₃ = 0

したがって、V_T = V₁+ V₂ + V₃ = 1 + 2 + 3 = 6 V

Q5。 Vを探す_g 図5に示されている回路で

回路の電流の方向は反時計回りです。 

150オームと350オームの抵抗器の両端の電圧をVと仮定します。₁ とV₂ それぞれ。 ここでキルヒホッフの法則を適用すると、次のようになります。

10-V₁ + V₂ -20 = 0

または、V₁ + V₂ = 10 

または、150i + 350i = 10（回路の合計電流がiであるとしましょう）

または、500i = 10 

i = 10/500 = 20mA

これでVを計算できます_g 回路の左側または右側のいずれかをVから検討することから_g. 

キルヒホッフの法則によって左部分から導出された方程式、

-V_g + 150i +10 = 0

または、V_g = 150×0.02 + 10 = 13 V

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