Dynamische elektriciteit: volledige materiële discussie + voorbeeldprobleem

dynamische elektriciteit is

Dynamische elektriciteit is een stroom van geladen deeltjes in de vorm van een elektrische stroom die elektrische energie kan produceren.

Elektriciteit kan stromen van een punt met een hoger potentieel naar een punt met een lager potentieel als de twee punten zijn verbonden in een gesloten circuit.

dynamische elektriciteit is

Elektrische stroom komt van de stroom van elektronen die continu van de negatieve pool naar de positieve pool stromen, van hoog potentieel naar laag potentieel van de bron van het potentiaalverschil (spanning).

Bekijk de volgende afbeelding voor meer details:

dynamische vermogensgrafiek is

De foto hierboven wordt gezegd dat  een berpontensial boven B . Er treedt een elektrische stroom op van A naar B, dit komt door de mogelijke evenwichtsinspanning tussen A en B.

Bij de analyse van dynamische elektrische circuits moet rekening worden gehouden met circuitcomponenten zoals stroombronnen en weerstand, circuitopstelling en de wetten die van toepassing zijn op het circuit.

Elektrische weerstand

De weerstand (R) is een component die dient om de hoeveelheid elektrische stroom die door het circuit stroomt te regelen.

Het bedrag van de weerstand wordt de weerstand genoemd en heeft eenheden van Ohm (Ω). Het meetinstrument dat wordt gebruikt om weerstand te meten, is een ohmmeter.

Elk materiaal heeft een andere weerstandswaarde. Op basis van de soortelijke eigenschappen van een materiaal, wordt een materiaal in drieën verdeeld, namelijk

  1. De geleider heeft een kleine weerstand, waardoor hij goed elektriciteit kan geleiden. Bijvoorbeeld metalen materialen zoals ijzer, koper, aluminium en zilver.
  2. Isolatoren hebben een grote weerstand, waardoor ze geen elektriciteit kunnen geleiden. Bijvoorbeeld hout en kunststof.
  3. Terwijl halfgeleiders materialen zijn die zowel als geleiders als isolatoren kunnen werken. Bijvoorbeeld koolstof, silicium en germanium.

Van de eigenschappen van deze materialen, die vaak als geleidende barrière wordt gebruikt, is een geleider.

De waarde van de weerstand van het geleidermateriaal is evenredig met de lengte van de draad (l) en omgekeerd evenredig met het dwarsdoorsnedegebied van de draad (A). Wiskundig kan het als volgt worden geformuleerd:

Waar is de typeweerstand, L is de lengte van de geleider en A is de doorsnede van de geleider.

Dynamische elektrische formules

Sterke elektrische stroomformule (I)

Elektrische stroom treedt op wanneer er een overdracht van elektronen is zoals hierboven beschreven. Beide objecten worden opgeladen, indien aangesloten op een geleider zal een elektrische stroom worden geproduceerd.

De elektrische stroom wordt gesymboliseerd door de letter  I , heeft eenheden van  Ampère (A) , dus de formule voor de sterkte van stromen in dynamische elektriciteit is:

Ik = Q / t

Informatie:

  • Ik = elektrische stroom (A)
  • Q = de hoeveelheid elektrische lading (Coulomb)
  • t = tijdsinterval (en)

Formules voor verschillende potentialen of spanningsbronnen (V)

Op basis van de bovenstaande beschrijving heeft elektrische stroom een ​​definitie van het aantal elektronen dat in een bepaalde tijd beweegt.

Het potentiaalverschil zal de overdracht van elektronen veroorzaken, de hoeveelheid elektrische energie die nodig is om elke elektrische lading vanaf het uiteinde van de geleider te laten stromen, wordt de elektrische spanning of het potentiaalverschil genoemd .

De spanningsbron of het potentiaalverschil heeft het symbool  V , in  volt . Wiskundig gezien is de formule voor dynamisch elektrisch potentiaalverschil:

V = W / Q

Informatie:

  • V = potentiaalverschil of voedingsbronspanning (Volt)
  • W = energie (Joule)
  • Q = lading (Coulomb)

Elektrische weerstandsformule (R)

De weerstand of weerstand gesymboliseerd door R , in ohm, heeft de formule:

R = ρ. l / A

Informatie:

  • R = elektrische weerstand (ohm)
  • ρ = specifieke weerstand (ohm.mm2 / m)
  • A = dwarsdoorsnede van de draad (m2)

De formule van de wet van Ohm (Ω).

De wet van Ohm is een wet die stelt dat het verschil in spanning over de geleider evenredig zal zijn met de stroom die er doorheen gaat.

Lees ook: Afbeelding van kubusnetten, compleet + voorbeelden

De wet van Ohm verbindt de sterkte van elektrische stroom, potentiaalverschil en weerstand. Met de formule:

I = V / R of R = V / I, of V = I. R

Informatie:

  • Ik = elektrische stroom (A)
  • V = verschil in potentiaal of voedingsbronspanning (Volt)
  • R = elektrische weerstand (ohm)

Om het onthouden van deze formule te vergemakkelijken, kan de relatie tussen de drie variabelen worden beschreven door de volgende driehoek:

De circuitwet van Kirchoff

De circuitwet van Kirchoff is een wet die de verschijnselen van stromen en spanningen in een elektrisch circuit aangeeft. Circuitwet 1 van Kirchoff behandelt de stroom van stroom naar het punt van het circuit, en circuitwet van Kirchoff 2 behandelt spanningsverschillen.

Circuitwet van Kirchoff 1

Het geluid van de circuitwet Kirchoff 1 is: "Op elk punt van aftakking in een elektrisch circuit is de hoeveelheid stroom die dat punt binnenkomt gelijk aan de hoeveelheid stroom die dat punt verlaat of de totale hoeveelheid stroom op een punt is 0"

Wiskundig wordt wet 1 van Kirchoff uitgedrukt door de volgende vergelijking:

dynamische elektriciteit is

of

dynamische elektriciteit is

De waarde van de uitstroom krijgt een negatief teken, terwijl de waarde van de instroom een ​​positief teken krijgt.

Bekijk de volgende afbeelding voor meer details:

dynamische elektriciteit is

De afbeelding hierboven toont de Kirchoff 1-toepassing in elektrische circuitanalyse, waarbij de som van de inkomende stromen i 2 en i 3 hetzelfde zal zijn als de som van de uitstromen i 1 en i 4 .

De circuitwet van Kirchoff 2

Het geluid van de circuitwet van Kirchoff 2 is: "De directionele som (kijkend naar de oriëntatie van de positieve en negatieve tekens) van het elektrische potentiaalverschil (spanning) rond een gesloten circuit is gelijk aan 0, of eenvoudiger, de som van de elektromotorische kracht in een gesloten omgeving is gelijk aan het aantal afnames. potentieel in die cirkel "

Wiskundig wordt de wet van Kirchoff 2 uitgedrukt door de volgende vergelijking:

dynamische elektriciteit is

of

dynamische elektriciteit is

Dynamische elektrische circuitanalyse

Bij de analyse van dynamische elektrische circuits zijn er verschillende belangrijke termen waarmee rekening moet worden gehouden, namelijk:

Lus

Een lus is een gesloten cyclus die een beginpunt en een eindpunt heeft in dezelfde component. In één lus loopt er maar één elektrische stroom en de waarde van het potentiaalverschil in de elektrische componenten van de lus kan verschillen.

Knooppunt

Junction of knooppunt is het ontmoetingspunt tussen twee of meer elektrische componenten. Knooppunt wordt een ontmoetingsplaats voor elektrische stromen van verschillende grootte en op elk knooppunt is Wet 1 van Kirchoff van toepassing

Analyse van dynamische elektrische circuits begint met het identificeren van de lussen en knooppunten in het circuit. Om lussen te analyseren, kan wet 2 van Kirchoff worden gebruikt, en om knooppunten of knooppunten te analyseren, wordt wet 1 van Kirchoff gebruikt

De richting van de lus kan onafhankelijk worden bepaald, maar over het algemeen is de richting van de lus in de richting van de stroom van de spanningsbron die het meest dominant is in het circuit. De stroom heeft een positief teken als het in dezelfde richting is als de lus en een negatief teken als het tegengesteld is aan de lusrichting.

Voor componenten met EMF, positief teken als de positieve pool wordt gevonden, de lus eerst en vice versa negatief als de negatieve pool wordt gevonden, de lus eerst

Een voorbeeld van een elektrische circuitanalyse kan worden gedaan met de volgende afbeelding:

dynamische elektriciteit is

Informatie:

  • I 3 is de stroom van punt A naar B.

Lus 1

  • Een spanningsbron van 10V (V1) die een negatieve GGL heeft omdat de negatieve pool als eerste wordt aangetroffen
  • Stroom I1 is in de richting van de lus en stroom I3 is in de richting van de lus
  • Er is een component R1 die stroomt met stroom I1
  • Er is een component R2 die stroomt met de huidige I3
  • De vergelijking van Kirchoff 2 in lus 1:
Lees ook: Gladde spieren: uitleg, typen, kenmerken en afbeeldingen

Lus 2

  • 5V (V2) spanningsbron die een positieve EMF heeft omdat de positieve pool als eerste wordt aangetroffen
  • Huidige I2 is in de richting van de lus en stroom I3 is in de richting van de lus
  • Er is een component R2 die stroomt met de huidige I3
  • Er is een component R3 die wordt bekrachtigd door de stroom I2
  • De vergelijking van Kirchoff 2 in lus 2:
dynamische elektriciteit is

Knooppunt A

  • Er is een inschakelstroom I1
  • Er zijn uitgangen I2 en I3
  • Vergelijking 1 van Kirchoff op knooppunt A:
dynamische elektriciteit is

Voorbeelden van dynamische elektrische problemen

Probleem 1:

Kijk naar de afbeelding hieronder!

dynamische elektriciteit is

Wat is de stroom van elektrische stroom in weerstand R2?

Discussie

Je weet wel: R1 = 1 Ω; R2 = 3 Q; R3 = 9 Q; V = 8 V

Gevraagd: I2 =?

Antwoord:

Dit voorbeeld van dynamische elektriciteitsproblemen kan worden opgelost door eerst het totale aantal weerstanden te vinden. Om dit te doen, kunt u de onderstaande stappen gebruiken:

1 / Rp = 1 / R2 + 1 / R3

= (1/3) + (1/9)

= (3/9) + (1/9)

= 4/9

Rp = 9/4 Ω

Totale weerstand (Rt) = R1 + Rp

= 1 + 9/4

= 13/4 Ω

De volgende stap is om de totale stroom te vinden met de wet van Ohm, zoals hieronder:

Ik = V / Rt

= 8 / (13/4)

= 32/13 A.

De laatste stap is om de stroom die in R2 vloeit te berekenen met de volgende formule:

I2 = R3 / (R2 + R3) x ik

= (9 / (3 + 9)) x (32/13)

= (9/13) x (32/13)

= 1,7 A

Dus in R2-weerstand vloeit er een elektrische stroom van 1,7 A.

Probleem 2:

Het aantal van elke weerstand, dat in serie 3 bedraagt, is 4 Ω, 5 Ω en 7 Ω. Dan is er nog een accu die aan beide uiteinden is aangesloten met een grote GGL van 6 Volt en een interne weerstand van 3/4 Ω. Bereken de spanning op het circuit?

Discussie

Je weet wel: R1 = 4 Ω; R2 = 5 Q; R3 = 7 Q; V = 6 V; R = 3/4 Ω

Gevraagd: V flops =?

Antwoord:

Een voorbeeld van dit dynamische elektriciteitsprobleem kan worden opgelost in de volgende stappen:

Totaal R = R1 + R2 + R3 + R

= 4 + 5 + 7 + 3/4

= 16,75 Ω

Ik = V / R

= 6 / 16,75

= 0,35 A.

V vast = I x R vast

= 0,35 x (4 + 5 + 7)

= 5,6 volt

Dus de klemspanning in het circuit is 5,6 volt.

Probleem 3:

Het vermogen dat in elke lamp in de onderstaande afbeelding wordt gedissipeerd, is hetzelfde. De verhouding van weerstand R1: R2: R3 is…. (SNMPTN 2012)

dynamische elektrische formule is

Discussie

Is bekend:

P1 = P2 = P3

Antwoord:

Gevraagd: R1: R2: R3?

dynamische elektriciteit is dynamische elektriciteit is

R1 en R2 zijn gecombineerd tot één Rp-weerstand, met stroom die erdoor loopt Ip.

Probleem 4:

De stroom die door de weerstand van 6 Ω vloeit in de onderstaande afbeelding is

dynamisch elektrisch circuit is

Antwoord:

Totaal R = 8 Ohm

Ik = V / R = 12/8 = 1,5

I6 = 1,5 / 2 = 0,75 A.

Probleem 5:

Het vermogen dat van elke lamp in de onderstaande afbeelding wordt gedissipeerd, is hetzelfde.

Vergelijking van weerstand R 1 : R 2 : R 3 is ...

dynamische elektrische formules

Discussie:

Is bekend:

P 1 = P 2 = P 3

Antwoord:

Gevraagd: R 1 : R 2 : R 3 ?

dynamische elektrische formules dynamische elektrische formules dynamische elektrische formules dynamische elektrische formules

R 1 en R 2 zijn gecombineerd tot één weerstand R p , met stroom die erdoor vloeit I p .

dynamische elektrische formules

Dat is de bespreking van materiaal en voorbeelden van vragen met betrekking tot dynamische elektriciteit. Zou handig kunnen zijn.