ตัวต้านทานมีผลต่อกระแสและศักยภาพในเวลาเดียวกันได้อย่างไร?

17

แม้ว่าตัวต้านทานจะถูกนำเสนอเสมอเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่ง่ายที่สุด แต่ก็เป็นองค์ประกอบที่ทำให้ฉันมีความรู้สึกน้อยที่สุด

กฎของโอห์มกำหนดความต้านทานเป็น

R = \frac{V}{I}

$R = \frac{V}{I}$ หมายความว่าแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดเป็น

V = I \cdot R

$V = I \cdot R$ และกระแสไฟฟ้าเป็น

I = \frac{V}{R}

$I = \frac{V}{R}$ .

ดังนั้นตามกฎหมายตัวต้านทานจะต้องส่งผลกระทบต่อทั้งแรงดันและกระแสอย่างไรก็ตามความจริงก็คือมันจะเปลี่ยนเพียงขนาดเดียว

เพื่อลดแรงดันไฟฟ้า
เพื่อลดกระแสไฟฟ้า

นี้ไม่ได้ทำให้รู้สึกมากกับผมเพราะแรงดันไฟฟ้าในความเข้าใจของผมในปัจจุบันและจะต้องได้รับการลดลงทั้งสองแต่ในตัวอย่างต้านทาน LED ทั่วไปมันจะมีผลต่อหนึ่งขนาด:

U = 9 V I = 30 m A R = 300 Ω

$U = 9V\\ I = 30mA\\ R = 300Ω$

คุณยังพบกรณีการใช้งานที่ได้รับผลกระทบจากแรงดัน ฉันจะตีความสิ่งนี้ได้อย่างไร

อะไรคือปัจจัยที่กำหนดว่าตัวต้านทานมีผลต่อแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าหรือไม่?

resistors ohms-law

— bodokaiser
แหล่งที่มา

"ตัวอย่างตัวต้านทาน LED ทั่วไป" คืออะไร? "กรณีที่แรงดันไฟฟ้าได้รับผลกระทบเท่านั้น" คืออะไร

— Leon Heller

1

ทำไมคำถามนี้จึงถูกลดระดับลง มันถามคำถามและแสดงเหตุผลของเขาที่อยู่เบื้องหลังความคิดของเขา?

— efox29

อาจเป็นเพราะฉันไม่เข้าใจคำถามของคุณได้ดี แต่โปรดจำไว้ว่าอัตราการไหลของกระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นด้วยความต่างศักย์ที่เพิ่มขึ้นและลดลงหากความต้านทานของวงจรเพิ่มขึ้น

— GR Tech

มันเปลี่ยนทั้ง ...

— 253751

22

ไม่มีปัจจัยที่กำหนดว่าแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสจะลดลง แนวคิดทั้งหมดนั้นผิดพลาด

คำสั่งง่ายๆที่คุณกำลังมองหาคือ:

ตัวต้านทานกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแส

กล่าวคือถ้ากระแสคงที่ตัวต้านทานจะกำหนดแรงดัน ถ้าแรงดันไฟฟ้าคงที่ตัวต้านทานจะกำหนดกระแส

ในสูตรกฎทั้งสามของโอห์มคุณจะมีค่าสองในสามค่าเป็นค่าคงที่ - ค่าที่คุณรู้ผ่านการวัดหรืออะไรก็ตามและตัวแปรที่สามคือสิ่งที่คุณต้องการค้นหา จากตรงนั้นมันเป็นคณิตศาสตร์ง่ายๆ

ตัวอย่าง LED แม้ว่าพ่นประแจพิเศษในการทำงานตั้งแต่ LED ไม่ได้เป็นอุปกรณ์เชิงเส้น ดังนั้นอิทธิพลของมันต่อวงจรจะถูกคำนวณแยกต่างหากก่อนที่จะใช้กฎของโอห์ม

คุณมีค่าที่ทราบสามค่าและคุณต้องการคำนวณค่าที่สี่

ค่าที่ทราบที่คุณมีคือ: แรงดัน (9V), แรงดันไปข้างหน้า LED (พูด, 2.2V เป็นตัวอย่าง), และกระแสที่คุณต้องการไหลผ่าน LED (30mA)

จากนั้นคุณต้องการคำนวณค่าของตัวต้านทาน

ดังนั้นคุณจึงลบแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED จากแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากทั้งสองเป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่และผลลัพธ์จะเป็นปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่จะต้องลดลงทั่วทั้งตัวต้านทานรวมถึง 9V ทั้งหมด ดังนั้น 9V - 2.2V เท่ากับ 6.8V นั่นคือแรงดันไฟฟ้าคงที่ กระแสที่คุณต้องการได้รับการแก้ไขเช่นกัน - คุณได้ตัดสินใจใน 30mA

ดังนั้นค่าตัวต้านทานจึงเป็น:

R = \frac{V}{I}

$R=\frac{V}{I}$

คุณมักจะมีสองในสามของค่าเป็นค่าคงที่ - ทั้งเพราะพวกเขาถูกกำหนดโดยปัจจัยภายนอกเช่นการจัดหาพลังงานหรือแรงดันแบตเตอรี่หรือพวกเขามีค่าเฉพาะที่คุณต้องการหรือ เมื่อคุณเป็นผู้กำหนดคุณค่านั้น ค่าที่สามคือสิ่งที่ต้องคำนวณเพื่อให้ทั้งค่าคงที่นั้นเป็นจริง

\frac{6.8}{0.03} = 226. \bar{6} Ω \approx 227 Ω

$\frac{6.8}{0.03} = 226.\overline{6} \Omega ≈ 227 \Omega$

— Majenko
แหล่งที่มา

4

แต่ฉันจะทราบได้อย่างไรว่าแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าคงที่หรือไม่?

— bodokaiser

1

คุณจะรู้แล้วจากวงจร ถ้าคุณรู้ว่าแรงดันไฟฟ้าและคุณรู้ค่าความต้านทานคุณจะพยายามคำนวณกระแส

— Majenko

5

@bokokaiser - มี "แหล่งจ่ายไฟคงที่" เช่นเดียวกับ "แรงดันไฟฟ้าคงที่" - และทุกอย่างในระหว่าง - ส่วนใหญ่เวลาแม้ว่าสิ่งที่มีแนวโน้มที่จะใกล้ชิดกับแรงดันไฟฟ้าคงที่

— 2813274

ในตัวอย่างนี้หากคุณมีแหล่งจ่ายกระแสคงที่ (นั่นคือจ่ายกระแสที่ต้องการ) ค่าตัวต้านทานไม่สำคัญและอาจเป็น 0 (เช่นคุณไม่จำเป็นต้องมีตัวต้านทาน) แน่นอนว่านี่จะไม่เป็นเช่นนั้น

— Be0000

@BWalker วัสดุสิ้นเปลืองกระแสคงที่ส่วนใหญ่ (หรืออ่างล้างมือ) เป็นตัวต้านทานตัวแปรที่มีความคิดเห็นอย่างมีประสิทธิภาพ - ความต้านทานจะแปรผันเพื่อรักษาค่าคงที่ในปัจจุบัน มันทำการคำนวณแนวต้านแบบเรียลไทม์สำหรับคุณ

— Majenko

4

อย่างไรก็ตามความจริงก็คือมันเปลี่ยนเพียงขนาดเดียว

กฎของโอห์มเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าทั่วและปัจจุบันผ่านตัวต้านทาน โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงความต้านทานจะเปลี่ยนทั้งแรงดันข้ามและกระแสผ่านตัวต้านทาน

ตัวอย่างเช่นพิจารณาวงจรตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าอย่างง่าย- แหล่งกำเนิดแรงดันและตัวต้านทานสองตัว , เชื่อมต่อเป็นอนุกรม $V_S$ $R_1$ $R_2$

ชุดปัจจุบันเป็นเพียง

I_{S} = \frac{V_{S}}{R_{1} + R_{2}}

$I_S = \frac{V_S}{R_1 + R_2}$

และแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทานตัวที่สองคือตามกฎของโอห์ม

V_{R_{2}} = I_{S} R_{2} = V_{S} \frac{R_{2}}{R_{1} + R_{2}}

$V_{R_2} = I_S R_2 = V_S\frac{R_2}{R_1 + R_2}$

ทีนี้, ความต้านทานของตัวต้านทานตัวที่สองเป็นสองเท่า $R'_2 = 2R_2$

แรงดันทั้งกระแสและกระแสจะเปลี่ยนแปลง:

I_{S} = \frac{V_{S}}{R_{1} + 2 R_{2}}

$I_S = \frac{V_S}{R_1 + 2R_2}$

V_{R_{2}^{'}} = I_{S} R_{2}^{'} = V_{S} \frac{2 R_{2}}{R_{1} + 2 R_{2}}

$V_{R'_2} = I_S R'_2 = V_S\frac{2R_2}{R_1 + 2R_2}$

เฉพาะในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าข้ามได้รับการแก้ไขโดยวงจรจะมีเพียงกระแสผ่านการเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน ตัวอย่างจะเป็นตัวต้านทานเดียวเชื่อมต่อข้ามแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า

และเฉพาะในกรณีที่กระแสผ่านคือ รับการแก้ไขโดยวงจรจะมีเพียงแรงดันไฟฟ้าข้ามการเปลี่ยนแปลงเมื่อความต้านทานมีการเปลี่ยนแปลง ตัวอย่างจะเป็นตัวต้านทานเดียวที่เชื่อมต่อข้ามแหล่งที่มาปัจจุบัน

โดยสรุปแล้วกฎของโอห์มนั้นมีไว้สำหรับตัวต้านทาน แต่ต้องใช้ร่วมกับกฎหมายวงจรอื่น ๆเช่น KVL และ KCL เพื่อตรวจสอบแรงดันและกระแสของตัวต้านทานอย่างเต็มที่

— อัลเฟรดเซ็นทอรี
แหล่งที่มา

1

กฎของโอห์มระบุว่ากระแสที่ไหลผ่านตัวนำนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ข้ามตัวนำ นั่นหมายความว่าถ้าคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนในตัวนำ

ตัวอย่างเช่นหากคุณมีแรงดันไฟฟ้าหนึ่งโวลต์ในตัวนำที่มีความต้านทาน 1 โอห์มแล้วกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะเป็น 1 แอมป์ หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น 2 โวลต์ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะเป็น 2 แอมป์ เป็นเวลา 3 โวลต์ 3 แอมป์เป็นต้น

สิ่งพื้นฐานในวงจรไฟฟ้าคือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในวงจรคงที่เพียงอย่างเดียวกำหนดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจร หากคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสจะเพิ่มขึ้น

— Sriranga Nayakulu Motamarri
แหล่งที่มา

-2

เมื่อคุณเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งจ่ายไฟ LED มีความต้านทานคงที่ดังนั้นแรงดันตกคร่อม LED จะถูกแก้ไข ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าข้าม LED และความต้านทานของ LED คงที่และระยะที่สามซึ่งเป็นปัจจุบันจะแตกต่างกันไป

— Techknowlogic
แหล่งที่มา

LED ไม่มีความต้านทานคงที่ มันคือเส้นโค้ง IV เป็นเลขชี้กำลัง ในทุก ๆ จุดคุณสามารถประมาณค่าความต้านทานได้ แต่จะใช้ได้เฉพาะในจุดปฏิบัติงาน DC นั้นสำหรับสัญญาณขนาดเล็ก (มาก) ที่แกว่งไปมา

— Joren Vaes