计算总流量

作者: Tamara Smith
创建日期: 24 一月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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流体力学基础_20_流量测量
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内容

设想串联连接的最简单方法是将其视为一个组件链。依次添加组件并对齐。电子和着陆只能通过一条路径流动。一旦有了串联连接的基本概念,就可以学习如何计算总电流。

第4部分的第1部分:了解基本术语

  1. 熟悉流量是什么。 电流是带电荷的载流子(例如电子)的运动,即每单位时间的电荷电流。但是什么是电荷,什么是电子?电子是带负电的粒子。电荷是物质的一种性质,用于指示某物是带正电还是带负电。像磁铁一样,相等的电荷会相互排斥,不同的电荷会相互吸引。
    • 我们可以用水说明这一点。水由分子H2O组成-代表2个氢原子和1个氧原子的键。我们知道,氧原子和两个氢原子共同构成一个水分子(H2O)。
    • 流动的水由数以百万计的这种分子组成。我们可以将水的流量与电流进行比较;具有电子的分子;和原子的电荷。
  2. 了解电压指的是什么。 电压是驱动电流的“力量”。为了最好地说明电压,我们以电池为例。电池内部发生一系列化学反应,这些化学反应会导致电子在电池正极中累积。
    • 现在,如果我们将介质(例如电线)的正极连接点连接到电池的负极端子,则电子将开始移动以彼此远离,因为如前所述,相等的电荷会相互排斥。
    • 另外,由于电荷守恒定律(表明隔离系统的净电荷必须保持相同),电子将尝试通过从较高浓度的电子移动到较低浓度的电子来平衡电荷。从正极到负极。
    • 这种运动在两端各产生一个电势差,我们现在可以称其为电压。
  3. 知道什么是抵抗。 另一方面,电阻是某些元素对电荷流动的阻力。
    • 电阻是具有很大电阻的元件。它们被放置在电路或电路中的某些位置,以调节电荷或电子的流动。
    • 如果没有电阻,则电子将无法调节,设备可能被过度充电和损坏,或因过热而着火。

第2部分,共4部分:确定串联电路的总电流

  1. 确定电路的总电阻。 想象一下让你喝水的吸管。用几根手指捏住它。你注意到了什么?水的流量将减少。挤压形成阻力。您的手指挡住了水(代表水流)。由于挤压是直线发生的,因此它是串联发生的。从此示例得出串联电阻的总电阻:
    • R(总计)= R1 + R2 + R3
  2. 确定电阻器的总电压。 通常,总电压已经给出,但是在给出单个电压的情况下,我们可以使用以下公式:
    • V(总计)= V1 + V2 + V3
    • 但是为什么会这样呢?再次使用吸管类比,当您挤压吸管时,您会期望发生什么?然后,需要更多的努力才能使水通过吸管。您必须付出的全部努力是由各个压区所需的单个力产生的。
    • 所承受的“力”称为电压,因为它驱动水的流动。因此,总的来说,总电压是通过将每个电阻上的各个电压相加而得出的。
  3. 计算系统上的总电流。 再次使用吸管类比:即使您挤压了吸管,水量也没有变化吗?不。尽管摄入水的速率发生了变化,但您可以饮用的水量保持不变。如果您更仔细地观察进出的水量,那么捏的地方是一样的,因为水的速度是恒定的,所以我们可以这样说:
    • I1 = I2 = I3 = I(总计)
  4. 记住欧姆定律。 但是你还不在那里!记住,我们没有任何这些数据,但是我们可以使用欧姆定律,即电压,电流和电阻的比值:
    • V =红外
  5. 尝试举一个例子。 R1 =10Ω,R2 =2Ω和R3 =9Ω三个电阻串联连接。电路上的电压为2.5V。计算电路中的总电流。首先,让我们计算总电阻:
    • R(总计)= 10ΩR2 + 2ΩR3 + 9Ω
    • 因此 R(总)= 21Ω
  6. 使用欧姆定律计算总电流:
    • V(总计)= I(总计)x R(总计)
    • I(总计)= V(总计)/ R(总计)
    • I(总)= 2.5 V / 21Ω
    • I(总计)= 0.1190 A.

第4部分的第3部分:计算并联电路中的总电流

  1. 了解什么是并联电路。 顾名思义,并联电路由以并联方式布置的组件组成。这将使用多条布线,从而形成传导电流的路径。
  2. 计算总电压。 由于我们已经在上一节中介绍了不同的术语,因此我们现在可以直接进行计算。例如,取一个带有两个分支的管,每个分支的直径不同。为了使水在两个管中流动,您是否必须在每个管中使用不相等的力?不。您只需要足够的功率就可以使水流动。因此,以水为电流,力为电压的比喻,我们可以说:
    • V(总计)= V1 + V2 + V3
  3. 计算总电阻。 假设您想调节流过两个管子的水。您如何堵塞管道?您是仅在每个分支中放置一个块,还是以连续的方式放置多个块以控制水流?您将不得不做后者。同样的类推适用于电阻器。串联连接的电阻调节电流要比并联布置的电阻好得多。并联电路中总电阻的公式为:
    • 1 / R(总计)=(1 / R1)+(1 / R2)+(1 / R3)
  4. 计算总流量。 回到我们的示例,从水源流到叉子的水被分配了。电力也一样。由于电荷可以通过多条路径流动,因此可以说电荷已被拆分。路径不一定接收相等的电荷量。它取决于每个分支中组件的电阻和材料。因此,总电流方程只是所有路径中所有电流的总和:
    • I(总计)= I1 + I2 + I3
    • 当然我们还不能使用它,因为我们还不知道各个电流。在这种情况下,也可以使用欧姆定律。

第4部分(共4部分):用并行电路解决示例

  1. 尝试一个例子。 4个电阻器分为两个并联的分支或路径。在分支1中,我们发现R1 = 1Ω,R2 = 2Ω,在分支2中,我们发现R3 = 0.5Ω,R4 = 1.5Ω。每个焊盘中的电阻器串联连接。分支1两端施加的电压为3V。确定总电流。
  2. 首先确定总电阻。 由于每个分支中的电阻器是串联连接的,因此我们将首先确定每个分支中的总电阻。
    • R(总1和2)= R1 + R2
    • R(总1和2)= 1Ω+ 2Ω
    • R(总1和2)= 3Ω
    • R(总3和4)= R3 + R4
    • R(3和4的总和)= 0.5Ω+ 1.5Ω
    • R(总3和4)= 2Ω
  3. 将其输入并联连接的方程式中。 现在,由于分支是并行连接的,我们将使用等式进行并行连接
    • (1 / R(总计))=(1 / R(总计1和2))+(1 / R(总计3和4))
    • (1 / R(总计))=(1/3Ω)+(1/2Ω)
    • (1 / R(总计))=⅚
    • R(总)= 1.2Ω
  4. 确定总电压。 现在计算总电压。由于总电压等于每个单独的电压:
    • V(总)= V1 = 3 V.
  5. 使用欧姆定律确定总电流。 现在我们可以使用欧姆定律计算总电流。
    • V(总计)= I(总计)x R(总计)
    • I(总计)= V(总计)/ R(总计)
    • I(总)= 3 V / 1.2Ω
    • I(总计)= 2.5A。

尖端

  • 并联电路的总电阻始终小于任何单个电阻。

条款

  • 电路-由通过导线连接的组件(例如电阻器,电容器和线圈)组成,电流可以流过该电路。
  • 电阻器-可以降低或抵抗电流的组件
  • 电流-电荷通过电线的流动;单位安培(A)
  • 电压-每个负载单位的功;单位电压(V)
  • 电阻-组件对电流的电阻的度量;单位欧姆(Ω)