간단한 전기 직렬 회로의 정의

콘텐츠

• 전기 회로의 기초
• 직렬 및 병렬 회로
• 직렬 회로의 저항 계산
• 병렬 회로의 저항 계산
• 직렬 및 병렬 조합 회로를 해결하는 방법
• 다른 계산

전자 장치의 기본 사항을 이해하려면 회로를 이해하고 회로 작동 방식 및 여러 유형의 회로 주변의 총 저항과 같은 것을 계산하는 방법을 의미합니다. 실제 회로는 복잡해질 수 있지만 더 단순하고 이상적인 회로에서 선택하는 기본 지식으로 이해할 수 있습니다.

두 가지 주요 회로 유형은 직렬 및 병렬입니다. 직렬 회로에서 모든 구성 요소 (예 : 저항)는 회로를 구성하는 단일 와이어 루프와 함께 일렬로 배열됩니다. 병렬 회로는 각각 하나 이상의 구성 요소가있는 여러 경로로 분리됩니다. 직렬 회로를 계산하는 것은 쉽지만 두 유형의 차이점과 작동 방법을 이해하는 것이 중요합니다.

전기 회로의 기초

전기는 회로에서만 흐릅니다. 다시 말해, 무언가가 작동하려면 완전한 루프가 필요합니다. 스위치로 루프를 끊으면 전원이 흐르지 않고 조명 (예 : 조명)이 꺼집니다. 간단한 회로 정의는 일반적으로 전원 (예 : 배터리)과 전기 부품 또는 장치 (예 : 저항 또는 전구)와 전도성 와이어로 구성된 전자가 이동할 수있는 도체의 폐쇄 루프입니다.

회로가 작동하는 방식을 이해하려면 몇 가지 기본 용어를 익혀야하지만 일상 생활에서 대부분의 용어에 익숙해 질 것입니다.

"전압 차이"는 단위 충전 당 두 곳의 전위 에너지 차이를 나타내는 용어입니다. 배터리는 두 단자 사이에 전위차를 만들어 회로에 연결될 때 전류가 서로 흐르도록합니다. 한 시점에서의 전위는 기술적으로는 전압이지만 실제로는 전압의 차이가 중요합니다. 5 볼트 배터리는 두 터미널간에 5 볼트의 전위차가 있으며 쿨롱 당 1 볼트 = 1 줄입니다.

배터리의 양쪽 단자에 도체 (예 : 전선)를 연결하면 전류가 흐르는 회로가 만들어집니다. 전류는 암페어로 측정되며, 이는 초당 쿨롱 (충전)을 의미합니다.

모든 도체에는 전기“저항”이 있으며, 이는 전류의 흐름에 대한 물질의 반대를 의미합니다. 저항은 옴 (Ω)으로 측정되며 1 볼트의 전압에 걸쳐 1 옴의 저항이 연결된 도체는 1A의 전류가 흐를 수 있습니다.

이들의 관계는 옴의 법칙에 의해 캡슐화됩니다.

V = IR

즉, "전압은 전류에 저항을 곱한 것과 같습니다."

직렬 및 병렬 회로

두 가지 주요 유형의 회로는 구성 요소가 어떻게 배열되어 있는지에 의해 구별됩니다.

간단한 직렬 회로 정의는 "구성 요소가 직선으로 배열 된 회로이므로 모든 전류가 각 구성 요소를 차례로 흐릅니다."배터리가 두 개의 저항에 연결된 상태에서 기본 루프 회로를 만든 다음 배터리로 다시 연결되면 두 개의 저항이 직렬로 연결됩니다. 따라서 전류는 배터리의 양극 단자 (일반적으로 전류가 양극에서 나오는 것처럼 처리 함)에서 첫 번째 저항기로, 그 다음 두 번째 저항기로, 다시 배터리로 이동합니다.

병렬 회로가 다릅니다. 두 개의 저항이 병렬로 연결된 회로는 각각에 저항이있는 두 개의 트랙으로 분할됩니다. 전류가 정션에 도달하면 정션에 들어가는 전류와 동일한 양의 정션도 정션을 떠나야합니다. 이를 Kirchhoff의 현행 법칙 인 충전 보존 또는 특히 전자 제품 보존이라고합니다. 두 경로의 저항이 같으면 같은 전류가 그 아래로 흐르게되므로 6 암페어의 전류가 두 경로의 저항이 같은 접합점에 도달하면 3 암페어가 하나씩 흐릅니다. 경로는 배터리에 다시 연결하기 전에 다시 연결되어 회로를 완성합니다.

직렬 회로의 저항 계산

여러 저항의 총 저항을 계산하면 직렬 회로와 병렬 회로의 차이점이 강조됩니다. 직렬 회로의 경우 총 저항 (아르 자형_합계)는 개별 저항의 합입니다.

R_ {total} = R_1 + R_2 + R_3 + ...

직렬 회로라는 사실은 경로의 총 저항이 개별 저항의 합일뿐임을 의미합니다.

연습 문제의 경우 세 가지 저항을 가진 직렬 회로를 상상해보십시오. 아르 자형₁ = 2 Ω, 아르 자형₂ = 4Ω 및 아르 자형₃ = 6 Ω. 회로의 총 저항을 계산하십시오.

이것은 단순히 개별 저항의 합계이므로 솔루션은 다음과 같습니다.

begin {aligned} R_ {total} & = R_1 + R_2 + R_3 & = 2 ; 오메가 ; + 4 ; 오메가 ; +6 ; 오메가 & = 12 ; Omega end {aligned}

병렬 회로의 저항 계산

병렬 회로의 경우 아르 자형_합계 조금 더 복잡합니다. 공식은 다음과 같습니다.

{1 above {2pt} R_ {total}} = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3}

이 공식은 저항의 역수를 나타냅니다 (즉, 저항으로 나눈 값). 따라서 전체 저항을 얻으려면 답을 하나로 나눠야합니다.

이전의 3 개의 저항이 대신 병렬로 배열되었다고 상상해보십시오. 총 저항은 다음과 같이 주어집니다.

begin {aligned} {1 above {2pt} R_ {total}} & = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3} & = {1 이상 {2pt} 2 ; Ω} + {1 이상 {2pt} 4 ; Ω} + {1 이상 {2pt} 6 ; Ω} & = {6 이상 {2pt} 12 ; Ω} + {3 above {2pt} 12 ; Ω} + {2 above {2pt} 12 ; Ω} & = {11 above {2pt} 12Ω} & = 0.917 ; Ω ^ {-1} end {aligned}

그러나 이것은 1 /입니다 아르 자형_합계답은 다음과 같습니다.

begin {aligned} R_ {total} & = {1 above {2pt} 0.917 ; Ω ^ {-1}} & = 1.09 ; Omega end {aligned}

직렬 및 병렬 조합 회로를 해결하는 방법

모든 회로를 직렬 및 병렬 회로의 조합으로 분류 할 수 있습니다. 병렬 회로의 분기에는 직렬로 3 개의 구성 요소가있을 수 있으며 회로는 일련의 3 개의 병렬 분기 섹션으로 구성 될 수 있습니다.

이와 같은 문제를 해결하는 것은 회로를 여러 섹션으로 나누고 차례로 작동시키는 것을 의미합니다. 병렬 회로에 3 개의 분기가 있지만이 분기 중 하나에는 3 개의 저항이 연결되어있는 간단한 예를 고려하십시오.

문제를 해결하기위한 비결은 전체 회로에 대해 직렬 저항 계산을 더 큰 것으로 통합하는 것입니다. 병렬 회로의 경우 다음 표현식을 사용해야합니다.

{1 above {2pt} R_ {total}} = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3}

하지만 첫 번째 지점은 아르 자형₁실제로 직렬로 연결된 3 개의 서로 다른 저항으로 구성됩니다. 우선이 부분에 집중하면 다음과 같은 사실을 알게됩니다.

R_1 = R_4 + R_5 + R_6

상상 해봐 아르 자형₄ = 12 Ω, 아르 자형₅ = 5Ω 및 아르 자형₆ = 3Ω. 총 저항은 다음과 같습니다.

시작 {정렬} R_1 & = R_4 + R_5 + R_6 & = 12 ; 오메가 ; + 5 ; 오메가 ; + 3 ; 오메가 & = 20 ; Omega end {aligned}

첫 번째 분기에 대한이 결과를 통해 주요 문제를 해결할 수 있습니다. 나머지 경로 각각에 단일 저항을 사용하여 아르 자형₂ = 40Ω 및 아르 자형₃ = 10Ω. 이제 다음을 계산할 수 있습니다.

begin {aligned} {1 above {2pt} R_ {total}} & = {1 above {2pt} R_1} + {1 above {2pt} R_2} + {1 above {2pt} R_3} & = {1 이상 {2pt} 20 ; Ω} + {1 이상 {2pt} 40 ; Ω} + {1 이상 {2pt} 10 ; Ω} & = {2 이상 {2pt} 40 ; Ω} + {1 이상 {2pt} 40 ; Ω} + {4 이상 {2pt} 40 ; Ω} & = {7 이상 {2pt} 40 ; Ω} & = 0.175 ; Ω ^ {-1} end {aligned}

따라서 다음을 의미합니다.

begin {aligned} R_ {total} & = {1 above {2pt} 0.175 ; Ω ^ {-1}} & = 5.7 ; Omega end {aligned}

다른 계산

병렬 회로보다 직렬 회로에서 저항을 계산하는 것이 훨씬 쉽지만 항상 그런 것은 아닙니다. 커패시턴스 방정식 (씨) 직렬 및 병렬 회로에서 기본적으로 반대 방향으로 작동합니다. 직렬 회로의 경우 커패시턴스의 역수에 대한 방정식이 있으므로 총 커패시턴스 (씨_합계)와 함께 :

{1 above {2pt} C_ {total}} = {1 above {2pt} C_1} + {1 above {2pt} C_2} + {1 above {2pt} C_3} + ....

그런 다음이 결과로 하나를 나누어야합니다. 씨_합계.

병렬 회로의 경우 더 간단한 방정식이 있습니다.

C_ {total} = C_1 + C_2 + C_3 + ....

그러나 직렬 회로와 병렬 회로의 문제를 해결하는 기본 방법은 동일합니다.