Определить напряжение в точке a относительно общего провода 12v 8v

Как рассчитать падение напряжения на резисторах? Показываю на примерах

Простая электрическая цепь состоит из источника питания, проводников и сопротивлений. На практике же электроцепи редко бывают простыми и включают в себя несколько различных ответвлений и повторных соединений.

В больших масштабах в роли сопротивлений может выступать бытовая техника, осветительные приборы и другие потребители. Давайте разберемся, что происходит с током и напряжением на каждом таком потребителе или резисторе с точки зрения электротехники.

Основы электротехники

Закон Ома гласит, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление. Это может относиться к цепи в целом, участку цепи или к конкретному резистору. Самая распространенная форма этого закона записывается:

Два типа схем в электротехнике

Последовательная цепь

Здесь ток протекает по одному проводнику. Независимо от того, какие сопротивления встречаются на его пути, просто суммируйте их, чтобы получить общее сопротивление цепи в целом:

Rобщй = R1 + R2 + … + RN (последовательная цепь)

Параллельная цепь

В этом случае проводник разветвляется на два или более других проводника, на каждом из которых имеется своё сопротивление. В этом случае полное сопротивление определяется как:

1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/R N (параллельная цепь)й

Если взглянуть на эту формулу, можно сделать вывод, что добавляя сопротивления одинаковой величины, вы уменьшаете сопротивление цепи в целом. Согласно закону Ома это фактически увеличивает ток!

Если это кажется нелогичным, представьте себе поток автомобилей, которые выезжают с парковки через один шлагбаум и тот же самый поток который выезжает со стоянки, которая имеет несколько выездов. Несколько выездов явно увеличит поток покидающих стоянку машин.

Падение напряжения в последовательной цепи

Если вы хотите найти падение напряжения на отдельных резисторах в цепи, выполните следующие действия:

1. Рассчитайте общее сопротивление, сложив отдельные значения R.
2. Рассчитайте ток в цепи, который одинаков для каждого резистора, поскольку в цепи только один проводник.
3. Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе, используя закон Ома.

Пример : источник питания 24 В и три резистора подключены последовательно, где R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 6 Ом. Чему равно падение напряжения на каждом резисторе?

• Сначала рассчитаем общее сопротивление: 4 + 2 + 6 = 12 Ом.
• Далее рассчитываем ток: 24 В / 12 Ом = 2 А
• Теперь используем ток, чтобы вычислить падение напряжения на каждом резисторе. Используя Закон Ома (U = IR) для каждого резистора, получим значения R1, R2 и R3 равными 8 В, 4 В и 12 В соответственно.

Падение напряжения в параллельной цепи

Пример : источник питания 24 В и три резистора подключены параллельно, где R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 6 Ом, как и в предыдущей схеме. Чему будет равно падение напряжения на каждом резисторе?

В этом случае все проще: независимо от значения сопротивления, падение напряжения на каждом резисторе одинаково. Это означает, что падение напряжения на каждом из них — это просто общее напряжение цепи, деленное на количество резисторов в цепи, или 24 В / 3 = 8 В.

Применяя эти несложные правила вы сможете рассчитать падение напряжения даже в сложной цепи, достаточно лишь разделить её на простые участки.

Источник

Закон Ома

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи гласит, что сила тока (I) на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) на концах участка цепи и обратно пропорциональна его сопротивлению (R).

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

Напряжение: U = В
Сопротивление: R = Ом

Формула

Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а его электрическое сопротивление R = 2 Ом, то:

Сила тока на этом участке I = 12 /₂= 6 А

Найти напряжение

Сила тока: I = A
Сопротивление: R = Ом

Формула

Пример

Если сила тока на участке цепи I = 6 А, а электрическое сопротивление этого участка R = 2 Ом, то:

Напряжение на этом участке U = 6⋅2 = 12 В

Найти сопротивление

Напряжение: U = В
Сила тока: I = A

Формула

Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а сила тока на участке цепи I = 6 А, то:

Электрическое сопротивление на этом участке R = 12 /₆ = 2 Ом

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи гласит, что сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи электродвижущей силе (ЭДС) и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника.

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

ЭДС: ε = В
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Формула

Пример

Если ЭДС источника напряжения ε = 12 В, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

Найти ЭДС

Сила тока: I = А
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Формула

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

Найти внутреннее сопротивление источника напряжения

Сила тока: I = А
ЭДС: ε = В
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом

Внутреннее сопротивление источника напряжения: r =

Формула

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Внутреннее сопротивление источника напряжения r = 12/2 — 4 = 2 Ом

Найти сопротивление всех внешних элементов цепи

Сила тока: I = А
ЭДС: ε = В
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Сопротивление всех внешних элементов цепи: R =

Формула

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = 12/2 — 2 = 4 Ом

Источник

Определить напряжение в точке a относительно общего провода 12v 8v

Задача № 1. Два проводника сопротивлением 2 Ом и 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.

Задача № 2. Два проводника сопротивлением 20 Ом и 30 Ом соединены последовательно. Напряжение на концах первого проводника 12 В. Определить сопротивление цепи, силу тока в цепи, напряжение на втором проводнике и полное напряжение.

Задача № 3. Два резистора соединены последовательно. Сопротивление первого 12 Ом, полное сопротивление 30 Ом. Сила тока в цепи 2 А. Определить сопротивление второго резистора, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение.

Задача № 4. В каких пределах можно менять сопротивление в цепи, если сопротивление реостата R имеет пределы 0…10 Ом? Сопротивление резистора R1 равно 20 Ом.

Ответ: Сопротивления R и R1 соединены параллельны. Сопротивление цепи будет изменяться в пределах от 20 до 30 Ом.

Задача № 5. Последовательно с нитью накала радиолампы сопротивлением 3,9 Ом включен резистор, сопротивление которого 2,41 Ом. Определите их общее сопротивление.

Задача № 6. Общее сопротивление последовательно включенных двух ламп сопротивлением 15 Ом каждая и реостата равно 54 Ом. Определите сопротивление реостата.

Задача № 7. Два резистора сопротивлением 8 и 1 кОм соединены последовательно. Определите показание вольтметра, подключенного между точками А и С, если сила тока в цепи равна 3 мА. Что будет показывать вольтметр, подключенный между точками А и В, В и С?

Задача № 8. В цепь включены последовательно три проводника сопротивлениями: R1=5 Ом, R2=6 Ом, R3= 12 Ом. Какую силу тока показывает амперметр и каково напряжение между точками А и В, если показание вольтметра 1,2 В?

Задача № 9. Последовательно с электрической лампой включен реостат. Начертите схему цепи и определите сопротивление реостата и лампы, если напряжение на зажимах цепи 12 В. Вольтметр, подключенный к реостату, показывает 8 В. Сила тока в цепи 80 мА.

Краткая теория для решения Задачи на Последовательное соединение проводников.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Последовательное соединение проводников». Выберите дальнейшие действия:

Источник

Определить напряжение в точке a относительно общего провода 12v 8v

©А. Пахомов (CTTeam, Школа Диагностики Алексея Пахомова).

Проверка цепи массы

Ранее была рассмотрена диагностика цепи питающего напряжения от плюсовой клеммы аккумулятора до первичной обмотки катушки зажигания. Помимо этого, при выполнении диагностических работ обязательно нужно проверять цепь массы первичной обмотки. Это цепь от минусовой клеммы аккумулятора до коммутирующего транзистора системы зажигания.

Как и проблемы с питающим напряжением, проблемы с массой также приводят к спорадическим дефектам, заключающимся в рывках в движении, спонтанным провалам в работе на холостом ходу и даже внезапной остановке двигателя. На основании опыта диагностики можно утверждать, что такие случаи встречаются достаточно редко, но тем не менее знать о них обязательно нужно. Дефект очень хитрый, хотя и несложный в поиске, и чаще всего спорадический.

Проверка также выполняется мотортестером в режиме измерения напряжения относительно минусовой клеммы аккумулятора. При этом должна быть запущена запись осциллограммы для последующего ее анализа. Измерительный щуп подключается к точке подсоединения размыкающего элемента первичной цепи к массе.

В чем заключается отличие провода массы от питающего провода? Провод питания доступен всегда. Он обязательно присутствует на разъеме любой катушки зажигания независимо от конструкции системы. Поэтому выполнить его проверку проще, чем проверку провода массы.

Тонкость заключается в том, что не во всех конструкциях систем зажигания цепь массы достаточно доступна. Из всего множества конструкций можно выделить две группы. Первая группа – это конструкции, в которых и коммутирующие транзисторы, и катушки зажигания находятся внутри отдельного модуля. Соответственно, провод массы присутствует прямо в электрическом разъеме этого модуля. Например, на двигателях Toyota с индивидуальными катушками, а также в системах управления GM и родственных им ранних системах управления ВАЗ. Провод массы всей системы зажигания выведен на разъем модуля, и диагностика качества цепи не вызывает затруднений вследствие ее хорошей доступности. Достаточно общая схема подобных конструкций и точка подключения мотортестера для съема осциллограммы показаны на рисунке:

Вторая группа – это системы зажигания, в которых транзисторный ключ замыкания первичной цепи расположен внутри блока управления. Вследствие этого диагностика состояния цепи массы на некоторых автомобилях может быть затруднена. Так как коммутация первичной цепи происходит внутри электронного блока, ток первичной цепи течет через его разъем и замыкается на массу по отдельному проводу, соединенному с кузовом автомобиля. Это место соединения может оказаться труднодоступным, однако подключать щуп мотортестера необходимо именно к нему. На рисунке показана условная схема таких конструкций и точка подключения измерительного щупа мотортестера:

Одним словом, к процессу диагностики цепи массы нужно подходить достаточно творчески, предварительно ознакомившись с технической документацией и расположением узлов и контактных точек на кузове автомобиля. В некоторых случаях может потребоваться нестандартный подход, например, в случае диагностики старых систем зажигания.

Как уже было сказано, в цепи массы имеет место паразитное сопротивление R_парм, представляющее собой сумму сопротивлений проводов, участка кузова, точек электрического соединения и т.п. Если бы R_парм было равно нулю, то осциллограмма снятого мотортестером напряжения имела бы вид ровной горизонтальной линии. Однако в реальности сопротивление всегда присутствует, поэтому при протекании по цепи тока на ее концах возникнет падение напряжения, вызывающее подскок линии напряжения.

Сравнивая цепь массы с цепью питающего напряжения, необходимо обратить внимание на такой факт: если в цепи питания при наличии паразитного сопротивления возникает просадка напряжения относительно бортовой сети, то в цепи массы наоборот, подскок напряжения относительно нуля. Однако паразитное сопротивление цепи массы, как правило, заметно ниже сопротивления цепи питающего напряжения. Причина в том, что цепь массы чаще всего проходит по кузову или двигателю автомобиля, содержит меньше электрических соединений и в отличие от цепи питания не содержит предохранителей и контактных групп реле. Поэтому подскок напряжения в цепи массы наблюдается, как правило, тогда, когда уже есть серьезная проблема, и чаще всего она заключается в окислении мест соединения с кузовом либо двигателем.

По этой причине осциллограммы напряжения исправных цепей массы приведены не будут: по сути, они представляют собой горизонтальную линию с неизбежными при измерении помехами. Гораздо больший интерес представляют примеры осциллограмм, отображающих дефекты.

Пример 1 . Автомобиль Daewoo Lanos, система зажигания типа DIS с модулем зажигания GM, содержащим две катушки и два коммутатора. Система управления двигателем ITMS‑ 6 . Дефект заключался в том, что двигатель автомобиля периодически глох на холостом ходу, так же спонтанно мог на секунду-другую провалить и вновь восстановить частоту вращения, а в движении наблюдалось подергивание автомобиля.

Поиск причины дефекта мотортестером быстро вывел на систему зажигания: вторичное напряжение периодически пропадало, моменты его пропадания однозначно совпадали с моментами провала частоты вращения. Дальнейший поиск был направлен на проверку питающего напряжения и массы на разъеме модуля зажигания. На рисунке показаны осциллограммы вторичного напряжения и напряжения на проводе массы:

Как видно, в момент накопления энергии в катушке наблюдается значительный подскок напряжения на проводе массы модуля. Максимальное значение напряжения достигало 1 , 8 .. 1 , 9 В, это очень большая величина, в цепи массы однозначно есть проблема. Был зафиксирован и момент остановки двигателя:

Форма осциллограммы вторичного напряжения имеет совершенно ненормальный вид; искрообразование на свече отсутствует полностью. Подскок напряжения на проводе массы достигал 6 В. В течение периода накопления энергии наблюдались многократные срывы тока. Возможно, столь непредсказуемо ток вел себя из-за эрозии в месте плохого контакта.

Пример 2 . Проверка качества соединения с массой может выполняться не только на системах зажигания, но и в любых других цепях. Одной из наиболее важных в этом смысле цепей является соединение двигателя с кузовом и соответственно, с минусовой клеммой аккумулятора. Проверку ее качества при работе с достаточно старыми автомобилями рекомендуется делать каждый раз, когда автомобиль по той или иной причине оказывается на посту диагностики. Почему? Потому что от состояния цепи аккумулятор – двигатель – стартер во многом зависит успешный запуск.

Автомобиль Nissan Sunny, жалоба клиента на затрудненный зимний запуск:

Проверка цепи массы двигателя выявила подскок напряжения при прокрутке стартером до 2 В и даже выше. Такое значение потери напряжения совершенно недопустимо. Получается, что стартеру при прокрутке «достается» на два вольта меньше, чем могло бы, а это приводит к заметному снижению частоты его вращения и вероятности успешного запуска.

В данной ситуации можно обратить внимание еще и на участок осциллограммы, соответствующий просто включенному зажиганию, без вращения стартера. Как видно, даже в такой ситуации подскок напряжения составил 0 , 17 В. Другими словами, весьма заметный подскок создают даже малые токи, которые идут по цепи массы двигателя при включенном зажигании. И лишь тогда, когда зажигание выключено, напряжение становится равным нулю.

Следует отметить, что по стандарту DIN в силовых проводах стартера допускается потеря напряжения при прокрутке двигателя не более 0 , 5 В.

Возвращаясь к теме проверки качества массы в первичной цепи системы зажигания, хотелось бы отметить еще один момент. Если подключение мотортестера для проверки массы сильно затруднено или отсутствует необходимая для этого информация, то состояние цепи можно оценить по осциллограмме первичного напряжения. Как правило, при расположении транзисторов внутри ЭБУ на разъеме катушки легко доступна точка съема первичного напряжения. Анализ осциллограммы первичного напряжения при наличии достаточного опыта позволяет сделать выводы о состоянии цепи массы, но такая проверка не дает стопроцентной гарантии точности результата. Однако более подробно анализ осциллограммы первичного напряжения выходит за рамки статьи.

Краткий итог. Контроль состояния цепи питания и массы системы зажигания должен входить в обязательный перечень диагностических работ, выполняемых на мультимарочном автосервисе. Дефекты, возникающие в цепях питания, чаще всего приводят к появлению спорадических провалов в движении и остановке двигателя. Работы выполняются мотортестером в режиме съема осциллограммы напряжения с ее последующим анализом.

Источник