Im Gegensatz zu Strom, der in Form einer elektrischen Ladung um einen geschlossenen Stromkreis fließt, bewegt oder fließt die Potentialdifferenz nicht, wenn sie angelegt wird.

Die Einheit der Potentialdifferenz, die zwischen zwei Punkten erzeugt wird, wird Volt genannt und wird allgemein als die Potentialdifferenz definiert, die über einen festen Widerstand von einem Ohm mit einem Strom von einem Ampere durchfließt.

Mit anderen Worten, 1 Volt entspricht 1 Ampere mal 1 Ohm oder allgemein V = I*R.,

Das Ohmsche Gesetz besagt, dass für einen linearen Stromkreis der Strom, der durch ihn fließt, proportional zur Potentialdifferenz ist, so dass je größer die Potentialdifferenz über zwei beliebige Punkte ist, desto größer ist der Strom, der durch ihn fließt.

Wenn beispielsweise die Spannung auf einer Seite eines 10Ω-Widerstands 8V und auf der anderen Seite des Widerstands 5V misst, beträgt die Potentialdifferenz über den Widerstand 3V ( 8 – 5), wodurch ein Strom von 0.3 A fließt.,

Wenn jedoch die Spannung auf einer Seite von 8V auf etwa 40V erhöht würde, würde die Potentialdifferenz über den Widerstand nun 40V – 5V = 35V betragen, wodurch ein Strom von 3,5 A fließen würde. Die Spannung an einem beliebigen Punkt in einer Schaltung wird immer in Bezug auf einen gemeinsamen Punkt gemessen, im Allgemeinen 0V.

Bei elektrischen Schaltungen wird normalerweise das Erd-oder Massepotential auf Null Volt ( 0V ) geschätzt und alles wird auf diesen gemeinsamen Punkt in einer Schaltung verwiesen. Dies ähnelt theoretisch der Messung der Höhe., Wir messen die Höhe der Hügel auf ähnliche Weise, indem wir sagen, dass der Meeresspiegel null Fuß beträgt, und vergleichen dann andere Punkte des Hügels oder Berges mit diesem Niveau.

Auf sehr ähnliche Weise können wir den gemeinsamen Punkt in einer Schaltung Null Volt nennen und ihm den Namen Masse, Null Volt oder Erde geben, dann werden alle anderen Spannungspunkte in der Schaltung verglichen oder auf diesen Massepunkt verwiesen. Die Verwendung einer gemeinsamen Masse oder eines Bezugspunkts in elektrischen Schaltplanzeichnungen ermöglicht das einfache Zeichnen der Schaltung, da alle Verbindungen zu diesem Punkt das gleiche Potenzial haben., Zum Beispiel:

Potentialdifferenz

Da die Maßeinheiten für Potentialdifferenz Volt sind, wird die Potentialdifferenz hauptsächlich Spannung genannt. Einzelne in Reihe geschaltete Spannungen können addiert werden, um uns eine „Gesamtspannung“ Summe der Schaltung zu geben, wie in den Widerständen in Reihe Tutorial gesehen. Spannungen zwischen Komponenten, die parallel geschaltet sind, haben immer den gleichen Wert wie beispielsweise in den Widerständen im parallelen Tutorial.,

Für serie verbunden spannungen:

Für parallel verbunden spannungen:

Potenzial Unterschied Beispiel No1

Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes kann der Strom, der durch einen Widerstand fließt, wie folgt berechnet werden:

Berechnen Sie den Strom, der durch einen 100Ω-Widerstand fließt, bei dem einer seiner Anschlüsse mit 50 Volt und der andere Anschluss mit 30 Volt verbunden ist.

Spannung an klemme A ist gleich 50 v und die spannung an klemme B ist gleich 30 v., Daher ist die spannung über den widerstand gegeben als:

VA = 50 v, VB = 30 v, daher VA – VB = 50-30 = 20 v

Die spannung über den widerstand ist 20 v, dann ist der strom, der durch den widerstand fließt, gegeben als:

I = VAB ÷ R = 20 V ÷ 100Ω = 200mA

Spannung Teiler Netzwerk

Wir wissen aus den vorherigen tutorials, dass durch verbinden in Reihe über eine Potentialdifferenz können wir eine Spannungsteilerschaltung erzeugen, die die Verhältnisse der Spannungen über jeden Widerstand in Bezug auf die Versorgungsspannung über die gesamte Kombination ergibt.,

Dies erzeugt im Allgemeinen ein Spannungsteilernetzwerk, das nur für in Reihe geschaltete Widerstände gilt, da Widerstände, wie wir im parallelen Tutorial gesehen haben, parallel geschaltete Widerstände ein sogenanntes Stromteilernetz erzeugen. Betrachten Sie die Serienschaltung unten.,

Spannungsteilung

Die Schaltung zeigt das Prinzip einer Spannungsteilerschaltung, bei der die Ausgangsspannung über jeden Widerstand innerhalb der Serienkette abfällt, wobei die Widerstände R1, R2, R3 und R4 auf einen gemeinsamen Referenzpunkt (normalerweise null Volt) verwiesen werden.

Für eine beliebige Anzahl von in Reihe geschalteten Widerständen, die die Versorgungsspannung VS durch den Gesamtwiderstand teilen, gibt RT den Strom, der durch den Serienzweig fließt, wie folgt aus: I = VS/RT (Ohmsches Gesetz)., Dann können die einzelnen Spannungsabfälle über jeden Widerstand einfach berechnet werden als: V = I*R wobei R den Widerstandswert darstellt.

Die Spannung an jedem Punkt, P1, P2, P3 usw. erhöht sich entsprechend der Summe der Spannungen an jedem Punkt bis zur Versorgungsspannung, Vs und wir können auch die einzelnen Spannungsabfälle an jedem Punkt berechnen, ohne zunächst den Schaltungsstrom anhand der folgenden Formel zu berechnen.,

Spannungsteilerformel

Wobei V(x) die zu findende Spannung ist, R(x) der Widerstand, der die Spannung erzeugt, RT der gesamte Reihenwiderstand und VS die Versorgungsspannung ist.

Potentialdifferenz Beispiel No2

In der obigen Schaltung sind vier Widerstände mit Werten R1 = 10Ω, R2 = 20Ω, R3 = 30Ω und R4 = 40Ω über eine 100-Volt-Gleichstromversorgung angeschlossen. Mit der obigen Formel berechnet die Spannungsabfälle an den Punkten P1, P2, P3 und P4 und auch die einzelnen Spannungsabfälle über jeden Widerstand innerhalb der Serie Kette.,

1. Die Spannungen an den verschiedenen Punkten werden wie folgt berechnet:

2. Die einzelnen Spannungsabfälle über jeden Widerstand werden wie folgt berechnet:

Dann können wir anhand dieser Gleichung sagen, dass die über jeden Widerstand in einem Serienkreis fallende Spannung proportional zur Größe des Widerstands ist und die über alle Widerstände fallende Gesamtspannung der Spannungsquelle entsprechen muss, wie sie durch Kirchhoffs Spannungsgesetz definiert ist., Durch die Verwendung der Spannungsteilergleichung kann für eine beliebige Anzahl von Reihenwiderständen der Spannungsabfall über jeden einzelnen Widerstand gefunden werden.

Bisher haben wir gesehen, dass Spannung an einen Widerstand oder eine Schaltung angelegt wird und dass Strom durch und um eine Schaltung fließt. Es gibt jedoch eine dritte Variable, die wir auch für Widerstände und Widerstandsnetze anwenden können. Leistung ist ein Produkt von Spannung und Strom und die grundlegende Maßeinheit der Leistung ist das Watt.,

Im nächsten Tutorial zu Widerständen untersuchen wir die vom Widerstand abgegebene (verbrauchte) Leistung in Form von Wärme und dass die Gesamtleistung, die von einem resistiven Stromkreis abgeführt wird, unabhängig davon, ob es sich um eine Reihe handelt, parallel oder eine Kombination der beiden, fügen wir einfach die von jedem Widerstand abgegebenen Leistungen hinzu.