Die serielle Verbindung von Widerständen ist eine der wichtigsten Verbindungsschaltkreise in elektrischen Schaltungen. Bei einer solchen Verbindung fließt der Strom durch jeden nachfolgenden Widerstand in Reihe und bildet einen Gesamtstrom für den gesamten Stromkreis. Die korrekte Berechnung dieses Stroms ist eine wichtige Aufgabe bei der Konstruktion und Analyse elektrischer Schaltungen.
Um den Strom bei der seriellen Verbindung von Widerständen zu berechnen, wird eine einfache Formel verwendet, die auf dem ohmschen Gesetz basiert. Gemäß diesem Gesetz ist der Strom im Stromkreis gleich dem Verhältnis der Spannung zum Gesamtwiderstand des Stromkreises. Für in Reihe geschaltete Widerstände kann dies wie folgt geschrieben werden:
I = U / R
Wobei I der Strom in der Schaltung ist, U die Spannung an der Schaltung ist und R der Gesamtwiderstand der Schaltung ist, der die Summe der Widerstände aller in Reihe geschalteten Widerstände darstellt.
Um diese Formel und die Methode zur Berechnung des Stroms bei einer seriellen Verbindung von Widerständen besser zu verstehen, betrachten wir Beispielberechnungen. Betrachten Sie eine Schaltung, die aus drei Widerständen mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm besteht. Um den Gesamtstrom anhand der Formel zu berechnen, müssen Sie alle Widerstände addieren und den resultierenden Wert durch Spannung teilen. Zum Beispiel bei einer Spannung von 12 V:
R = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm
I = 12 V / 60 Ohm = 0.2A
Somit beträgt der Gesamtstrom in einer gegebenen Schaltung 0.2 A. Diese Informationen können bei der Berechnung und Analyse verschiedener elektrischer Schaltungen auf der Grundlage der seriellen Verbindung von Widerständen nützlich sein.
Berechnung des Stroms bei serieller Verbindung von Widerständen
Bei einer seriellen Verbindung von Widerständen entspricht der Gesamtwiderstand der Summe der Widerstände jedes Widerstands. Der Strom, der durch einen Stromkreis mit in Reihe geschalteten Widerständen fließt, ist an allen Punkten des Stromkreises gleich.
Die Formel zur Berechnung des Stroms in einem solchen Stromkreis lautet wie folgt:
I = U / R
- I - strom im Stromkreis, Ampere;
- U - stromkreisspannung, Volt;
- R - Schaltungswiderstand, Ohm.
Lassen Sie zwei Widerstände in der Schaltung mit Widerständen von 10 Ohm und 20 Ohm in Reihe geschaltet werden. Die Spannung am Stromkreis beträgt 12 V. Welcher Strom fließt durch den Stromkreis?
Zuerst finden wir den Gesamtwiderstand der Schaltung:
R = R1 + R2 = 10 Ohm + 20 Ohm = 30 Ohm
Dann ersetzen wir die Werte in die Formel, um den Strom zu berechnen:
I = U / R = 12 V / 30 Ohm ≈ 0.4A
Somit beträgt der Strom, der durch den Stromkreis fließt, ungefähr 0.4 Ampere.
Berechnungsformel und Berechnungsbeispiele
Sie können die Formel verwenden, um den Strom in der seriellen Verbindung von Widerständen zu berechnen:
I = U / R
- I - strom, der durch den Stromkreis fließt (in Ampere)
- U - spannung am Stromkreis (in Volt)
- R - Gesamtschaltungswiderstand (in Ohm)
Betrachten wir Beispiele für Berechnungen:
Wir haben drei Widerstände, deren Widerstände 10, 20 und 30 Ohm betragen. Die Spannung an der Schaltung beträgt 50 Volt. Wir finden den Strom, der durch den Stromkreis fließt.
Zuerst finden wir den Gesamtwiderstand der Schaltung:
R = R1 + R2 + R3 = 10 + 20 + 30 = 60 ohm
Jetzt ersetzen wir die gefundenen Werte in die Formel:
I = U / R = 50 / 60 ≈ 0.833 Ampere
Somit beträgt der Strom, der durch den Stromkreis fließt, ungefähr 0.833 Ampere.
Angenommen, wir haben zwei Widerstände, deren Widerstände 50 bzw. 100 ohm betragen. Die Spannung an der Schaltung beträgt 12 Volt. Wir finden den Strom, der durch den Stromkreis fließt.
Zuerst finden wir den Gesamtwiderstand der Schaltung:
R = R1 + R2 = 50 + 100 = 150 ohm
Jetzt ersetzen wir die gefundenen Werte in die Formel:
I = U / R = 12 / 150 = 0.08 ampere
Somit beträgt der Strom, der durch den Stromkreis fließt, 0.08 Ampere.
Bestimmung der seriellen Verbindung von Widerständen
In einer seriellen Verbindung fließt der Strom abwechselnd durch jeden Widerstand und durchläuft alle Widerstände in der Schaltung. Der Gesamtwiderstand der Schaltung wird dabei als die Summe der Widerstände aller in Reihe geschalteten Widerstände definiert.
Die Regel zur Bestimmung des Widerstands in der seriellen Verbindung von Widerständen: Der Widerstand einer Schaltung entspricht der Summe der Widerstände aller Widerstände in der Schaltung.
Wenn beispielsweise zwei Widerstände in einer Schaltung in Reihe mit den Widerständen R1 und R2 verbunden sind, ist der Gesamtwiderstand der Schaltung gleich:
Da der Strom in der seriellen Verbindung in allen Widerständen gleich ist, kann eine bekannte Formel verwendet werden, um den Strom in der Schaltung zu bestimmen:
I_ketten = U / R_allgemein
wobei I_schaltung der Strom im Stromkreis ist, U die Spannung der Stromversorgung ist, R_ Insgesamt ist der Gesamtwiderstand des Stromkreises.
Die Bestimmung der seriellen Verbindung von Widerständen ist wichtig für die Berechnung von Stromkreisen sowie für das Verständnis der Funktionsweise verschiedener elektronischer Geräte.
Formel zur Berechnung des Gesamtwiderstands
Wenn die Widerstände seriell verbunden sind, kann der Gesamtwiderstand mit der folgenden Formel berechnet werden:
Die Formel basiert auf der Tatsache, dass in einer seriellen Verbindung der Strom für alle Widerstände gleich ist und der Gesamtwiderstand der Summe ihrer Widerstände entspricht. Dies vereinfacht die Berechnung des Gesamtwiderstands in einer solchen Schaltung.
Nehmen wir an, wir haben drei Widerstände: R1 = 10 Ohm, R2 = 20 Ohm und R3 = 30 Ohm.
Mit einer Formel zur Berechnung des Gesamtwiderstands können wir Folgendes finden:
Rallgemein = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm
Somit beträgt der Gesamtwiderstand in einer gegebenen Schaltung 60 Ohm.
Beispiele für Stromberechnungen und -berechnungen
Betrachten Sie einige Beispiele, um sich besser vorzustellen, wie der Strom bei der seriellen Verbindung von Widerständen berechnet wird.
Beispiel 1:
Wir haben einen Stromkreis von drei Widerständen: R1 = 10 Ohm, R2 = 20 Ohm und R3 = 30 Ohm. Finden wir den Strom I, der durch diesen Stromkreis fließt, wenn die Spannung U = 12 V daran angeschlossen ist.
Wir verwenden die Formel: I = U / R, wobei U die Spannung ist, R der Gesamtwiderstand der Schaltung ist.
Der Gesamtwiderstand der Schaltung kann gefunden werden, indem der Wert jedes Widerstands addiert wird: R_total = R1 + R2 + R3 = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm.
Jetzt können wir den Strom berechnen: I = U / R_total = 12 V / 60 Ohm = 0,2 A.
Somit beträgt der Strom, der durch diesen Stromkreis fließt, 0,2 A.
Beispiel 2:
Betrachten Sie ein anderes Beispiel. Lassen Sie uns drei Widerstände haben, aber ihre Werte sind bereits in Ohm bekannt: R1 = 5 Ohm, R2 = 5 Ohm und R3 = 5 Ohm. Der Stromwert durch den Stromkreis wird ebenfalls angegeben: I = 0,5 A. Wir finden die Spannung U, die an diesen Stromkreis angelegt wird.
Wir verwenden die Formel: U = I * R_total, wobei I der Strom ist, R_total der Gesamtwiderstand der Schaltung ist.
Der Gesamtwiderstand der Schaltung kann auch durch Summieren der Werte jedes Widerstands gefunden werden: R_total = R1 + R2 + R3 = 5 Ohm + 5 Ohm + 5 Ohm = 15 Ohm.
Jetzt können wir die Spannung berechnen: U = I * R_total = 0,5 A * 15 Ohm = 7,5 V.
Die Spannung, die an diesen Stromkreis angelegt wird, beträgt also 7,5 V.
