Trước khi tính toán điện áp trên một điện trở, trước tiên bạn phải xác định loại mạch (sợi) được sử dụng. Nếu bạn cần xem lại các thuật ngữ cơ bản hoặc cần trợ giúp để hiểu các mạch điện, hãy bắt đầu với phần đầu tiên. Nếu không, hãy chuyển trực tiếp đến loại mạch bạn muốn làm việc
Bươc chân
Phần 1/3: Hiểu về mạch điện
Bước 1. Tìm hiểu về dòng điện
Bạn có thể sử dụng phép tương tự sau: hãy tưởng tượng rằng bạn đang đổ ngũ cốc vào một cái bát. Mỗi hạt của hạt là một điện tử, và dòng chảy của hạt vào bát là một dòng điện. Khi bạn nói về điện, bạn giải thích nó bằng cách nói có bao nhiêu hạt ngũ cốc chảy mỗi giây. Khi bạn nói về dòng điện, bạn đo nó bằng đơn vị ampe (amps), là một số lượng điện tử nhất định (có giá trị rất lớn) chạy mỗi giây.
Bước 2. Biết về điện tích
Electron mang điện tích "âm". Nghĩa là, các electron hút (hoặc chảy về phía) các vật thể mang điện tích dương, và đẩy (hoặc chảy ra khỏi) các vật thể mang điện tích âm. Tất cả các electron đều mang điện tích âm nên chúng luôn đẩy các electron khác và phân tán.
Bước 3. Hiểu về hiệu điện thế
Hiệu điện thế đo hiệu điện tích giữa hai điểm. Hiệu số càng lớn thì hai điểm hút nhau càng mạnh. Đây là một ví dụ về việc sử dụng pin thông thường:
- Bên trong pin, các phản ứng hóa học xảy ra tạo ra một nhóm các electron. Các electron này đi đến cực âm của pin, trong khi cực dương gần như trống rỗng. Chúng được gọi là cực dương và cực âm. Quá trình này càng kéo dài thì hiệu điện thế giữa hai cực càng lớn.
- Khi bạn kết nối các dây dẫn giữa các cực dương và cực âm, các electron ở cực âm bây giờ có một nơi nào đó để đi. Các electron ở cực âm chảy về phía cực dương và tạo ra dòng điện. Hiệu điện thế càng lớn thì cứ mỗi giây càng có nhiều êlectron dịch chuyển về cực dương.
Bước 4. Tìm hiểu về điện trở
Vật cản là thứ ngăn các electron. Điện trở càng lớn thì electron càng khó đi qua. Điện trở làm chậm dòng điện vì số êlectron chuyển qua mỗi giây giảm đi.
Điện trở có thể là bất cứ thứ gì trong mạch điện có thêm điện trở. Bạn có thể mua "điện trở" thật, nhưng trong các vấn đề, điện trở thường được biểu thị bằng bóng đèn hoặc bất cứ thứ gì có điện trở
Bước 5. Ghi nhớ Định luật Ôm
Có một mối quan hệ đơn giản giữa cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở. Viết hoặc ghi nhớ công thức sau vì bạn sẽ cần nó để giải các bài toán liên quan đến mạch điện:
- Dòng điện = điện áp chia cho điện trở
- Công thức có thể được viết như sau: I = V / NS
- Hãy nghĩ xem điều gì sẽ xảy ra nếu V (hiệu điện thế) hoặc R (điện trở) trong mạch tăng lên. Nó có phù hợp với cuộc thảo luận ở trên không?
Phần 2/3: Tính điện áp qua điện trở (mạch nối tiếp)
Bước 1. Hiểu về mạch nối tiếp
Các mạch điện nối tiếp rất dễ phát hiện. Hình dạng có dạng một vòng cáp với tất cả các thành phần được sắp xếp thành một hàng dọc theo sợi cáp. Dòng điện chạy qua toàn bộ dây dẫn và qua mọi điện trở hoặc phần tử mà nó gặp phải.
- Dòng điện luôn luôn giống nhau tại mọi điểm trong mạch.
- Khi tính toán điện áp, vị trí của điện trở trong mạch là không liên quan. Bạn có thể lấy một điện trở và di chuyển nó trên toàn mạch, và hiệu điện thế trên mỗi điện trở không đổi.
- Chúng ta sẽ sử dụng một ví dụ về một mạch điện có 3 điện trở mắc nối tiếp: R1, NS2và R3. Đoạn mạch được cấp nguồn từ pin 12 vôn. Chúng ta sẽ tìm hiệu điện thế trên mỗi điện trở.
Bước 2. Tính tổng trở
Cộng tất cả các giá trị điện trở trong mạch. Kết quả là tổng trở của đoạn mạch nối tiếp.
Ví dụ, ba điện trở R1, NS2và R3 có điện trở tương ứng là 2 (ohms), 3 và 5. Như vậy, tổng trở là 2 + 3 + 5 = 10 ohms.
Bước 3. Tìm cường độ dòng điện trong mạch
Sử dụng định luật Ôm để tìm giá trị của cường độ dòng điện trong toàn mạch điện. Hãy nhớ rằng, trong một đoạn mạch nối tiếp, cường độ dòng điện luôn giống nhau tại mọi điểm của đoạn mạch. Có được giá trị hiện tại, chúng ta có thể thực hiện tất cả các phép tính còn lại.
Định luật Ohm phát biểu rằng hiện tại I = V / NS. Hiệu điện thế trên đoạn mạch là 12 vôn và tổng trở của đoạn mạch là 10 ôm. Thêm các số này vào công thức để có I = 12 / 10 = 1,2 ampe.
Bước 4. Điều chỉnh định luật Ôm để tìm giá trị hiệu điện thế
Sử dụng đại số cơ bản để tìm giá trị của điện áp thay vì dòng điện:
- Tôi = V / NS
- IR = VNS / NS
- IR = V
- V = IR
Bước 5. Tính hiệu điện thế trên mỗi điện trở
Chúng ta đã biết giá trị của điện trở và dòng điện. Bây giờ, chúng ta có thể thực hiện tất cả các phép tính. Cắm các số vào công thức và hoàn thành phép tính. Dưới đây là các tính toán cho ba điện trở từ ví dụ trên:
- Điện áp ở R1 = V1 = (1, 2A) (2Ω) = 2, 4 vôn.
- Điện áp ở R2 = V2 = (1, 2A) (3Ω) = 3,6 vôn.
- Điện áp R3 = V3 = (1, 2A) (5Ω) = 6 vôn.
Bước 6. Kiểm tra câu trả lời của bạn
Trong một đoạn mạch nối tiếp, tổng của tất cả các câu trả lời phải bằng tổng các hiệu điện thế. Cộng từng điện áp bạn đã tính toán và kiểm tra xem nó có khớp với tổng điện áp của mạch hay không. Nếu không, hãy thử tìm lỗi trong tính toán của bạn.
- Theo ví dụ trên, 2, 4 + 3, 6 + 6 = 12 vôn, bằng tổng hiệu điện thế qua mạch điện.
- Nếu câu trả lời của bạn hơi sai (giả sử 11, 97 thay vì 12), rất có thể bạn đã làm tròn số khi làm việc trên công thức. Đừng lo lắng, câu trả lời của bạn không sai.
- Hãy nhớ rằng, điện áp đo sự khác biệt về điện tích, hoặc số lượng electron. Hãy tưởng tượng rằng bạn đang đếm các electron mới được nhìn thấy khi chúng di chuyển dọc theo một mạch điện. Nếu bạn tính toán một cách chính xác, bạn sẽ biết được tổng số sự thay đổi của các electron từ đầu đến cuối.
Phần 3/3: Tính điện áp qua điện trở (mạch song song)
Bước 1. Tìm hiểu về mạch điện song song
Hãy tưởng tượng một sợi cáp kết nối với một cực của pin, sau đó phân nhánh thành hai dây riêng biệt. Hai dây này mắc song song với nhau, sau đó nối lại trước khi nối vào cực còn lại của pin. Nếu dây bên trái được nối với một điện trở và dây bên phải cũng được nối với một điện trở khác, thì hai điện trở được nối "song song".
Bạn có thể thêm bao nhiêu cáp song song tùy thích. Hướng dẫn này có thể được sử dụng cho các mạch điện phân nhánh thành 100 dây, sau đó kết nối lại
Bước 2. Biết thế nào là dòng điện chạy trong đoạn mạch song song
Dòng điện chạy qua mọi con đường có sẵn. Dòng điện sẽ chạy qua dây dẫn bên trái, qua điện trở bên trái và chạy qua đầu dây bên kia. Đồng thời, dòng điện cũng chạy qua dây dẫn bên phải, qua điện trở bên phải và đi đến đầu dây. Không có dây dẫn hoặc điện trở nào trong một đoạn mạch song song được đi qua hai lần.
Bước 3. Dùng tổng hiệu điện thế để tìm hiệu điện thế trên mỗi điện trở
Nếu bạn biết điện áp trên toàn bộ mạch, câu trả lời rất dễ dàng tìm thấy. Mỗi dây song song có cùng hiệu điện thế của toàn mạch điện. Cho biết một mạch điện có hai điện trở mắc song song và một pin 6 vôn. Rào cản ngày nay không phù hợp lắm. Để hiểu nó, hãy nhớ lại mạch nối tiếp được mô tả ở trên:
- Nhớ rằng tổng các hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp luôn bằng tổng các hiệu điện thế qua mạch điện.
- Hãy tưởng tượng mỗi con đường mà dòng điện thực hiện trong một đoạn mạch nối tiếp. Điều này cũng đúng đối với các mạch song song: nếu bạn cộng tất cả các điện áp, kết quả bằng tổng điện áp.
- Vì dòng điện qua mỗi dây song song chỉ qua một điện trở nên hiệu điện thế qua điện trở phải bằng tổng hiệu điện thế.
Bước 4. Tính cường độ dòng điện toàn phần
Nếu sự cố không cung cấp tổng điện áp trên toàn mạch, bạn sẽ cần hoàn thành một số bước bổ sung. Bắt đầu bằng cách tìm tổng dòng điện qua mạch điện. Trong một đoạn mạch song song, tổng dòng điện bằng tổng các dòng điện qua mỗi đường đi song song.
- Công thức như sau: Itoàn bộ = Tôi1 + Tôi2 + Tôi3…
- Nếu bạn khó hiểu, hãy tưởng tượng một ống nước có hai nhánh. Tổng lượng nước chảy trong một loạt ống là tổng lượng nước chảy trong mỗi ống.
Bước 5. Tính tổng trở của mạch điện
Hiệu suất của một biến trở bị giảm trong đoạn mạch song song vì nó chỉ cản dòng điện qua một dây dẫn. Trên thực tế, càng nhiều dây dẫn trong mạch, dòng điện càng dễ dàng tìm được đường dẫn để chạy qua. Để tìm tổng trở, hãy tìm giá trị của R. toàn bộ trong phương trình này:
- 1 / NStoàn bộ = 1 / NS1 + 1 / NS2 + 1 / NS3 …
- Ví dụ, một mạch điện có các điện trở 2 ôm và 4 ôm song song tương ứng. 1 / NStoàn bộ = 1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 = (3/4) Rtoàn bộ → Rtoàn bộ = 1 / (3/4) = 4/3 = ~ 1,33 ôm.
Bước 6. Tìm điện áp từ câu trả lời của bạn
Hãy nhớ rằng, khi tìm được hiệu điện thế toàn phần của mạch điện, chúng ta đã biết độ lớn của hiệu điện thế qua mỗi dây song song. Sử dụng Định luật Ôm để hoàn thành phép tính. Hãy xem các câu hỏi ví dụ sau:
- Trong mạch điện có cường độ dòng điện 5 ampe và tổng trở là 1,33 ôm.
- Theo định luật Ôm, I = V / R sao cho V = IR
- V = (5A) (1, 33Ω) = 6,65 vôn.
Lời khuyên
- Nếu bạn có một mạch điện phức tạp, ví dụ có các điện trở được kết nối song song và nối tiếp, chọn hai điện trở gần nhau nhất. Tìm tổng trở qua hai đầu điện trở theo quy tắc đối với các điện trở mắc nối tiếp và song song. Bây giờ, bạn có thể coi nó như một điện trở duy nhất. Tiếp tục quá trình này cho đến khi bạn có một mạch trong đó các điện trở được sắp xếp chỉ một trong loạt hoặc song song.
- Điện áp trên điện trở thường được gọi là "điện áp rơi".
-
Hiểu các thuật ngữ sau:
- Mạch điện / sợi - Sự sắp xếp của các thành phần khác nhau (điện trở, tụ điện và cuộn cảm), được kết nối bằng cáp và có thể được cung cấp năng lượng.
- Điện trở - một phần tử làm giảm hoặc ức chế dòng điện.
- Dòng điện - Dòng điện tích trong cáp. Biểu thị bằng Ampe (A).
- Hiệu điện thế - Lượng điện tích đi qua mỗi giây. Được biểu thị bằng đơn vị vôn (V).
- Cảm kháng - Là thước đo sự phản đối của một phần tử đối với dòng điện. Được biểu thị bằng Ohms (Ω)
