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电路中任意两点之间的电压差称为电位差,正是这种电位差使电流流动

与以电荷形式在闭合电路周围流动的电流不同,电位差不会移动或流动。

两点之间产生的电势差单位称为伏特,通常定义为一安培电流流过一欧姆固定电阻时的电势差。

换句话说,1 伏特等于 1 安培乘以 1 欧姆,或通常V = I*R

欧姆定律指出,对于线性电路,流过它的电流与它两端的电势差成正比,因此任何两点之间的电势差越大,流过它的电流就越大。

例如,如果10Ω电阻器一侧的电压测量为8V,而电阻器另一侧的电压测量为5V,则电阻器两端的电位差将为3V8 – 5),从而导致0.3A的电流流动.

但是,如果将一侧的电压从8V增加到40V,则电阻两端的电位差将变为40V – 5V = 35V,从而导致流过3.5A的电流始终相对于公共点(通常为0V)测量电路中任何一点的电压

对于电路,大地或地电位通常被视为零伏 (  0V  ),并且一切都以电路中的公共点为参考。这在理论上类似于测量高度。我们以类似的方式测量山丘的高度,假设海平面为零英尺,然后将山丘或山脉的其他点与该水平进行比较。

以非常相似的方式,我们可以将电路中的公共点称为零伏,并将其命名为地、零伏或地,然后电路中的所有其他电压点都与该接地点进行比较或参考。在电气原理图中使用公共接地或参考点可以更简单地绘制电路,因为应该理解到该点的所有连接都具有相同的电位。例如:

潜在差异

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由于电位差的计量单位是伏特,因此电位差主要称为电压串联连接的各个电压可以加在一起,为我们提供电路的“总电压”总和,如串联电阻教程中所示。例如,并联连接的组件两端的电压将始终与电阻并联教程中看到的值相同。

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电位差示例No1

通过使用欧姆定律,流过电阻器的电流可以计算如下:

计算流过一个100Ω电阻器的电流,该电阻器的一端连接到50伏,另一端连接到30伏。

A端电压等于50v,B端电压等于30v。因此,电阻两端的电压为:

VA = 50v, VB = 30v, therefore, VA – VB = 50 – 30 = 20v

电阻两端的电压为 20v,则流过电阻的电流为:

I = VAB ÷ R = 20V ÷ 100Ω = 200mA

分压器网络

从前面的教程中我们知道,通过跨电势差将电阻串联在一起,我们可以产生一个分压器电路,该电路将给出每个电阻两端的电压与整个组合两端的电源电压之比。

这产生了通常称为分压器网络的网络,它仅适用于串联连接的电阻器,因为正如我们在并联电阻器教程中看到的,并联连接在一起的电阻器产生所谓的分流器网络考虑下面的串联电路。

分压

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该电路显示了分压器电路的原理,其中输出电压在串联链中的每个电阻器上下降,电阻器R1R2R3R4以某个公共参考点(通常为零伏特)为参考。

因此,对于串联连接的任意数量的电阻器,将电源电压S除以总电阻,T将给出流经串联支路的电流:I = V S /R T,(欧姆定律)。然后每个电阻器上的单独电压降可以简单地计算为:V = I*R其中R代表电阻值。

每个点的电压P1P2P3等根据每个点的电压总和增加到电源电压Vs,我们还可以计算任何点的单独电压降,而无需先计算电路电流使用以下公式。

分压公式

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其中,(x)的是可以发现,电压- [R (x)的是生产的电压的电阻,- [R Ť是总串联电阻和V小号是电源电压。

电位差示例 No2

在上面的电路中,四个电阻值1  = 10Ω2  = 20Ω3  = 30Ω4  = 40Ω连接在 100 伏直流电源上。使用上面的公式,计算点P1P2P3P4 处的电压降以及串联链中每个电阻器上的单独电压降。

1. 各点电压计算如下:

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2.每个电阻上的单个压降计算如下:

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然后通过使用这个方程,我们可以说串联电路中任何电阻上的电压降与电阻的大小成正比,所有电阻上的总电压降必须等于基尔霍夫电压定律定义的电压源。因此,通过使用分压器方程,对于任意数量的串联电阻,可以找到任何单个电阻上的压降。

到目前为止,我们已经看到电压施加到电阻器或电路上,并且电流流过电路并在其周围流动。但是还有第三个变量我们也可以应用于电阻器和电阻器网络。功率是电压和电流的乘积,功率的基本计量单位是瓦特。

在下一个关于电阻器的教程中,我们将检查电阻以热量的形式耗散(消耗)的功率,以及电阻电路耗散的总功率,无论是串联、并联还是两者的组合,我们只需将每个电阻器消耗的功率相加。