Ohm's law, Kirchhoff's laws and reference directions
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| circuit/ˈsɜːkɪt/ | Mạch điện |
| charge/tʃɑːdʒ/ | điện tích |
| current/ˈkʌrənt/ | dòng điện |
| voltage/ˈvəʊltɪdʒ/ | hiệu điện thế |
| passive sign convention/ˈpæsɪv saɪn kənˈvenʃn/ | Quy ước dấu thụ động |
| Kirchhoff's current law/ˈkɜːkhɒfs ˈkʌrənt lɔː/ | Định luật Kirchhoff về dòng điện |
| node/nəʊd/ | Nút |
| Kirchhoff's voltage law/ˈkɜːkhɒfs ˈvəʊltɪdʒ lɔː/ | Định luật Kirchhoff về điện áp |
| loop/luːp/ | Vòng |
| series/ˈsɪəriːz/ | Nối tiếp |
| parallel/ˈpærəlel/ | Nối song song |
| voltage divider/ˈvəʊltɪdʒ dɪˈvaɪdə/ | Bộ phân áp |
Xác định hướng trước khi xác định số
- Mạch điện kết nối các nguồn và linh kiện để điện tích di chuyển. Tốc độ dòng chảy là dòng điện, đo bằng amper; năng lượng mỗi đơn vị điện tích giữa hai điểm là điện áp, đo bằng volt.
- Vẽ mũi tên dòng điện bên cạnh mọi phần tử trước khi tính. Theo quy ước dấu thụ động,
p = vilà công suất mà phần tử hấp thụ khi mũi tên đi vào+của nó.
Pin 12 V chạy đèn 0.25 A. Đối với đèn, $p = 12 \times 0.25 = 3 W$ đã hấp thụ. Số tương ứng của pin là −3 W: nó cung cấp đúng bằng lượng đèn tiêu thụ.
Hai định luật làm toàn bộ việc ghi chép
- Định luật Kirchhoff về dòng điện (KCL): tổng đại số các dòng điện rời khỏi bất kỳ nút nào bằng không. Điện tích di chuyển; nó không bị tiêu hao tại nhánh rẽ.
- Định luật Kirchhoff về điện áp (KVL): tổng đại số các điện áp quanh bất kỳ vòng kín nào bằng không. Leo lên một mức điện áp theo một hướng rồi bạn sẽ đi xuống lại mức đó trên đường quay về.
Tại nút A: 2 A và 0.5 A đi vào, 1 A đi ra. Viết các dòng điện ra ngoài là dương, $-2 - 0.5 + 1 + i_{4} = 0$, do đó $i_{4} = 1.5 A$ đi ra. Mọi amper đi vào A đều có nơi để đi.
{exercise:uni-ee12-kcl}
Sau khi bạn trả lời, hãy lưu ý rằng không có dòng điện nào mất đi: hai dòng vào (2.5 A) hoàn toàn bù đắp cho hai dòng ra.
At a node, 4 A and 1.5 A flow in, and 2 A flows out through a third branch. What does KCL give for the fourth branch?
Độ khó 1/5 · 100 xu + phần thưởng nhỏ khi hoàn thành lần đầu tiên hôm nay
Signed sum out = 0 gives −4 − 1.5 + 2 + i₄ = 0, so i₄ = 3.5 A out. Nothing is consumed at the node.
Kết hợp các điện trở, sau đó chia
- Trong nối tiếp, các điện trở cộng lại và một dòng điện chạy qua tất cả chúng. Trong nối song song, quy tắc $R_{1}R_{2}/(R_{1}+R_{2})$ cho ra điện trở nhỏ hơn bất kỳ điện trở nào trong số đó.
- Bộ chia điện áp phân chia điện áp nguồn theo tỷ lệ: $v_{2} = v_{s} \cdot R_{2}/(R_{1}+R_{2})$.
Một nguồn 9 V cấp cho 6 kΩ rồi đến 3 kΩ. Dòng điện là $i = 9/9k = 1 mA$, do đó $v_{2} = 1 mA \times 3 kΩ = 3 V$. Kiểm tra bằng KVL: −9 + 6 + 3 = 0.
A 12 V source feeds 8 kΩ in series with 4 kΩ. What is the voltage across the 4 kΩ resistor?
Độ khó 1/5 · 100 xu + phần thưởng nhỏ khi hoàn thành lần đầu tiên hôm nay
The divider gives 12 × 4/(8 + 4) = 4 V. The same current 12/12k = 1 mA flows through both, and 1 mA × 4 kΩ = 4 V.
Đóng sổ sách bằng công suất
- Công suất tiêu thụ trên điện trở có thể viết theo ba cách: $p = vi = i^{2}R = v^{2}/R$. Cả ba phải khớp nhau — đây là một phép kiểm tra miễn phí cho phép tính toán của bạn.
- Năng lượng theo thời gian là
w = pt: bóng đèn công suất 3 W tiêu thụ $3 \times 120 = 360 J$ trong hai phút.
{exercise:uni-ee12-power}
Một nguồn 9 V với điện trở trong 1 Ω cấp cho 6 Ω và 3 Ω mắc song song. Các tải kết hợp thành 2 Ω, nên nguồn dẫn 9/3 = 3 A, điện áp đầu cực là 6 V, và các công suất đóng lại: $6 W + 12 W + 9 W (internal) = 27 W = 9 V \times 3 A$.
A resistor carries 0.5 A and drops 8 V. Which set of power values does the three-way check give?
Độ khó 1/5 · 100 xu + phần thưởng nhỏ khi hoàn thành lần đầu tiên hôm nay
R = 8/0.5 = 16 Ω, so vi = 4 W, i²R = 0.25 × 16 = 4 W and v²/R = 64/16 = 4 W. Agreement is the check.