Schéma spojení dvou odporů se zdrojem napětí: princip fungování, vzorce výpočtu

Moderní elektronika a elektrotechnika přetékají naším každodenním životem a pochopení základních principů fungování elektrických obvodů je nezbytné. Jedním z klíčových obvodů je spojení dvou odporů se zdrojem napětí. Je to základní prvek v mnoha elektrických zařízeních, takže znalost jeho principu práce a výpočetních vzorců je základem pro vývoj a analýzu elektrických obvodů.

Princip fungování tohoto obvodu je založen na Ohmově zákonu, který tvrdí, že proud protékající odporem je přímo úměrný aplikovanému napětí a nepřímo úměrný jeho odporu. Zdroj napětí vytváří potenciálový rozdíl mezi dvěma body obvodu, což způsobuje proud protékající rezistory. Zdroj napětí je tedy ovladačem tohoto obvodu a ohmický odpor rezistorů určuje hodnotu proudu.

K výpočtu proudu protékajícího rezistory v tomto obvodu se používá Ohmův zákon. Vzorec pro výpočet proudu lze zaznamenat následovně: I = V / R, kde I je proud protékající odporem, v je napětí generované zdrojem a R je odpor rezistoru. Tento vzorec umožňuje určit velikost a směr proudu a analyzovat vliv změny napětí nebo odporu na proud protékající rezistory.

Pochopení principu fungování obvodu spojení dvou odporů se zdrojem napětí a znalost vzorců výpočtu proudu je základním základem pro studium a návrh elektrických obvodů. Nachází uplatnění v mnoha zařízeních a systémech, takže zvládnutí tohoto tématu je důležitým příspěvkem k rozvoji elektrotechniky a elektroniky obecně.

Schéma spojení dvou odporů se zdrojem napětí: princip fungování

Základním principem fungování obvodu je, že napětí na každém z odporů bude záviset na jejich odporu a velikosti vstupního napětí.

Pro výpočet ukazatelů obvodu, jako je proud a napětí na rezistorech, se používají následující vzorce:

Celkový odpor obvodu (R_celkový):

Proud v obvodu (I):

Napětí na prvním rezistoru (U₁):

Napětí na druhém rezistoru (U₂):

• R₁ a R₂ - odpor prvního a druhého rezistoru;
• U - vstupní napětí ze zdroje;
• I-proud v obvodu;
• U₁ a U₂ - napětí na prvním a druhém rezistoru.

Jak je vidět ze vzorců, napětí na rezistorech bude úměrné jejich odporu. Také, proud v obvodu bude nepřímo úměrný celkovému odporu rezistorů.

Schéma spojení dvou odporů se zdrojem napětí je široce používáno v různých elektrických zařízeních, stejně jako v rádiích a elektronice pro kontrolu a regulaci proudů a napětí.

Princip zapojení obvodu dvou odporů se zdrojem napětí

Základní princip fungování obvodu spočívá v nastavení elektrické vazby mezi zdrojem napětí a dvěma odpory. Zdroj napětí vytváří potenciálový rozdíl mezi svými piny a rezistory omezují proud, který jimi protéká.

Proud protékající každým z odporů je definován podle Ohmova zákona: I = U / R, kde I je proud, U je napětí na rezistoru, R je odpor rezistoru. Z tohoto vzorce je vidět, že se zvýšením odporu rezistoru se proud sníží a se snížením odporu se zvýší.

Když jsou rezistory připojeny do série, tj. sériové připojení, celkový odpor se rovná součtu jejich odporu: Rt = R1 + R2. Při paralelním připojení se celkový odpor vypočítá podle vzorce: 1/Rt = 1/R1 + 1 / R2.

Obvod spojení dvou odporů se zdrojem napětí tak umožňuje ovládat proud úpravou odporu rezistorů. To najde uplatnění v různých zařízeních, jako jsou regulátory jasu, stmívače, stabilizátory napětí a další elektronické systémy.

Schéma spojení dvou odporů se zdrojem napětí: vzorce výpočtu

Pro výpočet proudu a napětí se na každém rezistoru v tomto obvodu používají následující vzorce:

1. Ohmův zákon: I = U / R, kde I je proud v obvodu, U je napětí na obvodu, R je odpor obvodu.
2. Součet proudových sil v paralelních větvích se rovná součtu jejich potenciálů: I₁ + I₂ = I, kde I₁ a i₂ jsou proudové síly v každé větvi, I je celková proudová síla.
3. Napětí na odporu se vypočítá podle vzorce: U = I * R, kde u-napětí na odporu, i-proud v obvodu, R-odpor odporu.

Using these formulas, you can calculate the current flow in each branch, as well as the voltage drop across each resistor.

Nechte zdroj napětí 10V a dva rezistory: R₁ = 5 ohmů a R₂ = 10 ohmů.

Nejprve vypočítáme proud pomocí Ohmova zákona:

I = U / R = 10 / (5 + 10) = 10 / 15 = 0.67 A.

Poté vypočítáme napětí na každém rezistoru:

U₁ = I * R₁ = 0.67 * 5 = 3.33 V.

U₂ = I * R₂ = 0.67 * 10 = 6.67 V.

V tomto obvodu je tedy proud 0.67 a, napětí na prvním rezistoru je 3.33 v, na druhém 6.67 v.

Vzorce výpočtu obvodu spojení dvou odporů se zdrojem napětí

Pro výpočet složek tohoto obvodu a určení síly proudu protékajícího každým odporem se používají následující vzorce:

Ohmův zákon:

Pro každý odpor platí: U = I * R,

kde U je napětí na rezistoru, I je proud protékající rezistorem, R je odpor rezistoru.

Kirchhoffův zákon pro smyčku:

V tomto schématu je použita pouze jedna smyčka, takže se použije následující vzorec: U = U₁ + U₂,

kde u-napětí zdroje, U₁ - napětí na prvním rezistoru, U₂ - napětí na druhém rezistoru.

Kirchhoffův zákon pro uzel:

V tomto schématu se použije pouze jeden uzel, takže se použije následující vzorec: I = I₁ = I₂,

kde I je proud protékající zdrojem, I₁ - proud protékající prvním odporem, I₂ - proud protékající druhým odporem.

Pomocí těchto vzorců lze vypočítat potřebné charakteristiky tohoto obvodu. Mohou být užitečné při navrhování elektrických obvodů a určování proudu, napětí a odporu rezistorů.