Widerstände sind elektronische Komponenten, die einen Widerstand für den Durchgang von elektrischem Strom erzeugen. Sie werden häufig in vielen elektrischen Schaltungen und Geräten verwendet, und ihre Eigenschaften bei Wechselspannung sind ein wichtiges Thema zu untersuchen.
Bei konstanter Spannung erzeugt der Widerstand einfach eine konstante Spannung, die dem Produkt der Stromstärke und seinem Widerstandswert entspricht. Wechselspannung macht die Situation jedoch komplizierter, da sie sich mit der Zeit ändert. Um die Spannung am Widerstand zu bestimmen, müssen Sie in diesem Fall die Form der Wechselspannungsänderung und den Widerstand des Widerstands kennen.
Viele Methoden können verwendet werden, um die Spannung eines Widerstands bei Wechselspannung zu berechnen, einschließlich der Anwendung von Kirchhoff-Gesetzen und der Anwendung komplexer Zahlen. Eine der gebräuchlichsten Methoden ist die Verwendung einer Formel, mit der Sie die durchschnittliche Spannung an einem Widerstand bestimmen können. Es ist auch möglich, den Satz über den durchschnittlichen quadratischen Wert zu verwenden, um die effektive Spannung an einem Widerstand zu berechnen.
Es ist wichtig zu verstehen, dass bei Wechselspannung am Widerstand ein Energieverlust in Form von Wärme auftritt, der zu einer Erwärmung führen kann. Daher ist es auch notwendig, den thermischen Widerstand des Widerstands bei der Berechnung und Auswahl des geeigneten Widerstands für eine bestimmte Anwendung zu berücksichtigen.
Das Studium der Spannung an Widerständen bei Wechselspannung ist ein wichtiger Schritt zum Verständnis von elektrischen Schaltungen und zur Entwicklung elektronischer Geräte. Wenn Sie die grundlegenden Prinzipien und Berechnungsmethoden kennen, können Sie effektiv mit variablen Spannungen arbeiten und geeignete Widerstände für bestimmte Anwendungen auswählen.
Was ist eine Wechselspannung?
Wechselspannung wird häufig in der elektrischen Energie verwendet, um Energie zu übertragen und zu verteilen. Es wird durch Generatoren erzeugt und durch Transformatoren in verschiedene Spannungsniveaus umgewandelt, um über elektrische Netze zu übertragen.
Die Hauptmerkmale der Wechselspannung sind Amplitude, Frequenz und Phase. Die Amplitude bestimmt den maximalen Spannungswert in jedem positiven und negativen Zyklus. Die Frequenz gibt die Anzahl der Spannungswechselzyklen pro Sekunde an und wird in Hertz (Hz) gemessen. Die Phase bestimmt die Verschiebung einer Sinuswelle über die Zeit relativ zu einem bestimmten Referenzmoment.
Bei der Berechnung von Stromkreisen mit variabler Spannung werden verschiedene Größen wie Strom, Leistung und Spannung berücksichtigt. Die Widerstandsspannung in einem Wechselspannungskreis kann unter Verwendung entsprechender Formeln berechnet werden, die die Amplitude und Phase der Wechselspannung berücksichtigen.
| Wert | Bezeichnung |
|---|---|
| Amplitude | Vm |
| Frequenz | f |
| Phase | ϕ |
Was ist ein Widerstand?
Widerstände können für verschiedene Zwecke verwendet werden, einschließlich LED-Helligkeitsregelung, Schutz elektronischer Komponenten vor Überstrom, Spannungsstabilisierung usw. Sie können in verschiedenen Formen hergestellt werden, einschließlich Kohlewiderstände, Metallschichtwiderstände, SMD-Widerstände und andere.
Der Widerstand eines Widerstands bestimmt, wie stark er den Strom in einem Stromkreis begrenzt. Je größer der Widerstand ist, desto weniger Strom fließt bei einer gegebenen Spannung durch den Widerstand. Der Widerstand eines Widerstands kann mit dem ohmschen Gesetz berechnet werden, das eine Beziehung zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand in einer Schaltung herstellt.
Widerstände sind in vielen Bereichen weit verbreitet, einschließlich Elektronik, Elektrotechnik, Automobilindustrie und anderen. Sie ermöglichen es, die elektrischen Parameter von Stromkreisen zu überwachen und die elektronischen Komponenten vor Beschädigungen zu schützen. Die wichtigsten Merkmale der Widerstände umfassen den Nennwiderstand, die zulässige Leistung, die Genauigkeit, den Temperaturkoeffizienten und andere Parameter.
Grundlagen
Bei einer konstanten Spannung am Widerstand ist die Differenz der Teilnehmer einfach gleich dem Produkt der Zugkraft auf den Widerstand des Widerstands. Bei Wechselspannung ist es jedoch schwieriger, da sich die Stärke und Richtung des Stroms mit der Zeit ändern.
Die Bestimmung der Spannung an einem Widerstand bei Wechselspannung basiert auf der Anwendung der Konturanalyse und der Kirchhoff-Gesetze. Um die Spannung am Widerstand zu berechnen, müssen Sie die Amplitude der Wechselspannung, die Frequenz und den Phasenwinkel des Signals kennen. Auch die Berücksichtigung des Widerstands eines Widerstands ermöglicht es Ihnen, den Spannungsabfall darauf zu bestimmen.
Bestimmung der Widerstandsspannung bei konstanter Spannung
U = I * R
wo U bezeichnet die Spannung, I - der Strom, der durch den Widerstand fließt, und R - widerstand des Widerstands.
Um die Widerstandsspannung bei konstanter Spannung zu bestimmen, müssen Sie den Widerstandswert des Widerstands und den Wert des durch ihn fließenden Gleichstroms kennen. Wenn wir diese Werte in eine Formel einfügen, können wir ein Ergebnis erhalten.
Wenn zum Beispiel der Widerstandswert eines Widerstands 100 Ohm beträgt und der durch ihn fließende Gleichstrom 0,5 A beträgt, wird die Spannung am Widerstand sein:
| Widerstand des Widerstands (R), Ohm | Gleichstrom (I) und | Spannung (U), V |
|---|---|---|
| 100 | 0.5 | 50 |
In diesem Beispiel beträgt die Widerstandsspannung also 50 Volt.
Das Wissen über die Spannung am Widerstand bei Gleichstrom ermöglicht es Ihnen, die elektrische Leistung zu bewerten, die als Wärme auf dem Widerstand freigesetzt wird, und den Betrieb der Schaltung zu überwachen.
Berechnungen
Um die Spannung an einem Widerstand bei variabler Spannung zu berechnen, müssen Sie den Amplitudenwert der Spannung und den Widerstand des Widerstands selbst kennen. Der Spannungswert am Widerstand kann durch das ohmsche Gesetz bestimmt werden:
U = I * R,
wobei U die Spannung am Widerstand ist, I der Strom, der durch den Widerstand fließt, R der Widerstand des Widerstands.
Bei variabler Spannung ist der Stromwert jedoch ebenfalls variabel. Für Berechnungen muss der Amplitudenwert des Stroms berücksichtigt werden.
Um den Amplitudenwert des Stroms zu bestimmen, können Sie das Konzept des effektiven Stromwerts verwenden. Der effektive Stromwert wird als I bezeichneteph. Es wird durch die Formel definiert:
wo Iampl - der Amplitudenwert des Stroms.
Wenn Sie diesen Stromwert in die Formel des Ohmschen Gesetzes ersetzen, können Sie einen Ausdruck erhalten, um den Amplitudenwert der Spannung am Widerstand zu berechnen:
Lassen Sie uns einen Widerstand mit einem Widerstand von 100 Ohm haben und es gibt eine variable Spannung mit einem Amplitudenwert von 10 V. Um die Spannung am Widerstand zu bestimmen, müssen wir den Amplitudenwert des Stroms mit der Formel I berechneneph = Iampl / √2. Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Ieph = 10 / √2 ≈ 7.07 A.
Jetzt können wir, wenn wir den Amplitudenwert des Stroms kennen, das ohmsche Gesetz verwenden, um die Spannung am Widerstand zu bestimmen:
Uampl = 7.07 * 100 ≈ 707 In.
Somit wird die Spannung am Widerstand bei Wechselspannung etwa 707 V betragen.
Formel zur Berechnung der Widerstandsspannung bei variabler Spannung
Zur Berechnung der Widerstandsspannung (U) bei variabler Spannung (U)ist) es ist notwendig, seinen Widerstand (R) und die Stärke des durch den Widerstand fließenden Stroms (I) zu kennen:
U = I × R
- U - widerstandsspannung (in Volt).
- I - die Stromstärke, die durch den Widerstand fließt (in Ampere).
- R - widerstand des Widerstands (in Ohm).
Mit dieser Formel können Sie die Widerstandsspannung bei voreingestellten Widerstandswerten und Stromstärken berechnen. Es ist wichtig zu beachten, dass diese Formel nur funktioniert, wenn der Widerstand des Widerstands konstant ist. Wenn sich der Widerstand abhängig von der Temperatur oder anderen Faktoren ändert, ist die Formel möglicherweise nicht korrekt.
Um diese Formel erfolgreich für Berechnungen anzuwenden, müssen Sie sicherstellen, dass die Werte für Widerstand und Stromstärke in den richtigen Maßeinheiten (Ohm bzw. Ampere) gemessen werden. Beachten Sie auch, dass der Widerstand richtig an den Wechselspannungskreis angeschlossen ist.
