잠재적 차이 정의
균일한 전기장에서 전하를 A에서 B로 이동시키는 작업을 고려해야한다. 이 움직임이 전기장에 반대되도록 하세요. 일부 작업은 전하에 대한 외부 힘에 의해 수행되며이 작업은 위치 에너지를 더 높은 값으로 변경됩니다. 수행되는 작업량은 위치 에너지의 변화와 같고 이러한 위치 에너지의 변화는 두 지점 A와 B 사이의 전위차를 초래합니다. 전압을 전위차라고하며 볼트 (V)로 측정됩니다.
전위차는 ∆V로 표시되며 두 지점 사이의 전위 또는 전압 차이로 정의됩니다.
V A 가 A 의 전위이고 V B 가 B 의 전위이면 전위차의 정의에서
ΔV BA는 V B - V A이다
예를 들어, 다음 저항 R1이라고 가정한다.
저항기 (Point A)의 한쪽 끝에 적용된 전위는 8V이고 저항기의 다른 쪽 끝에있는 전위 (Point B)는 5V입니다.
두 지점 A와 B의 전위차는 다음과 같다.
V AB = 8-5 = 3V .
이것은 저항의 전위라고도합니다.
전류는 전하의 형태로 전기 회로에 흐르지 만 전위는 흐르거나 움직이지 않습니다. 두 지점간에 잠재적 인 차이가 적용됩니다.
두 지점 사이의 전위차 단위는 볼트입니다. 전압은 1A 저항을 통해 흐르는 전류가 1 옴 (Ω) 인 저항의 전위 강하로 정의됩니다.
그 후,
1 볼트 = 1 암페어 * 1 옴
V = I * R
옴의 법칙에 따르면 선형 회로에 흐르는 전류는 회로 전체의 전위차에 정비례합니다. 따라서 회로에 적용된 전위차가 더 크면 회로에 흐르는 전류가 더 커집니다.
예를 들어 1Ω 저항기의 한쪽이 8V이고 다른 쪽이 2V이면 저항기 양단의 전위차는 5V입니다. 저항에 흐르는 전류는 다음과 같습니다.
I = V / R = 5V / 1 Ω = 5A.
이제 동일한 1Ω 저항에 대해 한쪽 끝에 적용된 전위가 8V에서 12V로 증가하고 다른 끝에서 2V에서 4V로 증가하면 저항의 전위차는 이제 8V입니다. 이 상황에서 저항에 흐르는 전류는 8A입니다.
I = V / R = 8V / 1 Ω = 8A.
일반적으로 전기 회로에서 낮은 전위는 접지 또는 접지입니다. 이 값은 일반적으로 0V로 간주됩니다. 따라서 전위차는 적용된 전압과 동일합니다. 지구는 회로의 공통점으로 간주됩니다. 전기 회로의 공통점으로 접지 또는 접지를 참조하면 회로를 쉽게 이해할 수 있습니다. 전위차는 전압이라고도합니다.
직렬로 연결된 전압이 추가되어 회로의 총 전압이 제공됩니다. 이것은 직렬 연결 저항에서 관찰 될 수 있습니다. V1, V2 및 V3이 직렬로 연결된 경우 총 전압 V T 는
V T = V1 + V2 + V3.
병렬로 연결된 요소의 경우 전압이 동일합니다. 이것은 병렬 튜토리얼의 저항에서 관찰 할 수 있습니다.
V T = V1 = V2 = V3.
잠재적 인 차이의 예
1. 배터리 단자간에 125 쿨롱의 전하를 이동하기 위해 1500 줄의 위치 에너지가 전달되면 전위차는 다음과 같습니다.
∆E = 1500J
Q = 125100
전위차 V = ∆E / C
V = 1500/125 = 12 줄 / 쿨롱 = 12V.
2. 저항이 10Ω 인 저항을 고려하십시오. 저항의 한쪽 끝을 15V의 전위에 연결하고 저항의 다른 쪽 끝을 5V의 전위에 연결합니다. 저항을 통해 흐르는 전류는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
저항기의 두 단자는 각각 15V와 5V의 두 가지 전위에 있습니다. 두 단자를 A와 B라고합니다. 따라서 A의 전압은 V A = 15V이고 B의 전압은 V B = 5V입니다. 그러면 A와 B 사이의 전위차는 저항 양단의 전압입니다.
V AB = V - V B = 15 - 5 = 10 V.
그런 다음 저항에 흐르는 전류는 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다.
I = V AB / R = 10/10 = 1A.
전압 분배기 회로
직렬 연결 저항은 전압 분배기 회로를 생성하는 데 사용됩니다. 전압 분배기는 출력 전압이 입력 전압의 일부인 선형 회로입니다.
2 개의 저항이있는 간단한 전압 분배기 회로가 아래에 나와 있습니다.
직렬 연결에서 각 저항의 전위는 저항 값에 따라 다릅니다. 전압 분배기의 원리는 입력 전압의 일부인 전압을 생성하는 것입니다.
다음 회로는 다중 출력 전압에 대한 전압 분배기 원리를 보여주기 위해 사용됩니다.
여기서 저항 R1, R2, R3 및 R4는 직렬로 연결됩니다. 각 저항의 출력 전압은 공통점 P를 기준으로합니다 . 직렬 저항의 등가 저항을 R T로 설정 합니다. 그때,
R T = R1 + R2 + R3 + R4.
각 저항 양단의 전위차가 V라고하자 R1 , V R2 , V R3 및 V R4가 R1, R2, R3 및 R4에 대한 각각. 그런 다음 위의 회로는 공급 전압 V의 일부인 4 개의 서로 다른 전압을 생성 할 수 있습니다.
전압 분배기 공식
일반적인 전압 분배기 회로의 출력 전압 값은 다음과 같이 계산됩니다.
여기서 V in 은 공급 전압입니다. I는 두 저항을 통해 흐르는 회로의 전류입니다.
V R1을 저항 R1 양단의 전압 강하로하고 V R2를 저항 R2 양단의 전압 강하 라고 합시다 . 그런 다음 이러한 개별 전압 강하의 합은 공급 전압 V in 인 회로의 총 전압과 같습니다 .
V 에서 = V R1 + V R2 - - - 1
각 저항의 개별 전압 강하 방정식은 옴의 법칙에서 계산할 수 있습니다.
V R1 = I * R1---2
그리고 V R2 = I * R2---3
그러나 저항 R2 양단의 전압은 V OUT 입니다.
따라서 V OUT = I * R2---4
따라서 방정식 1, 2 및 3에서
V in = I * R1 + I * R2 = I * (R1 + R2)---5
그러나 출력 전압 측면에서 전류 I의 값은 방정식 4를 사용하여 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
I = V OUT / R 2 ---6
방정식 5와 6 사용
V OUT = V 에서 * R (2) / (R (1) + R (2) )
따라서 V OUT = V IN * [R2 / (R1 + R2)]
다중 출력을 갖는 전압 분할 회로의 경우, 출력 전압은 다음 식을 사용하여 계산 될 수있다.
V X = V * (R X / R EQ )
여기서 V X 는 찾을 전압입니다.
R X 는 출력 전압에 걸친 총 저항입니다.
R X 의 가능한 값은 다음과 같습니다.
P와 P1 사이의 R1
P와 P2 사이의 R1 + R2
P와 P3 사이의 R1 + R2 + R3
P와 P4 사이의 R1 + R2 + R3 + R4.
R EQ 는 직렬 연결 저항의 등가 저항입니다.
R EQ = R1 + R2 + R3 + R4
V는 공급 전압입니다.
따라서 가능한 출력 전압은 다음과 같습니다.
V 1 = V * R 1 / R EQ
V 2 = V * (R 1 + R 2 ) / R EQ
V 3 = V * (R 1 + R 2 + R 3 ) / R EQ
V 4 = V * (R 1 + R 2 + R 3 + R 4 ) / R EQ = V
전압 분배기 예
다음 전압 분배기 회로를 고려하십시오.
2 개의 출력 전압을 생성하기 위해 직렬로 연결된 3 개의 저항으로 구성됩니다. 공급 전압은 240V입니다.
저항 값은 R1 = 10Ω, R2 = 20Ω 및 R3 = 30Ω입니다.
따라서 회로의 등가 저항은
R EQ = R1 + R2 + R3 = 10 + 20 + 30 = 60 Ω.
이제 두 가지 가능한 출력 전압을 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
V 출력 1 = V * (R 2 + R 3 ) / R EQ
V 출력 1 = 240 * (20 + 30) / 60
V 출력 1 = 200V.
V 출력 2 = V * R 3 / R EQ
V 출력 2 = 240 * 30/60
V 출력 2 = 120V.
회로의 전류는
I = V / R EQ = 240/60 = 4A.
따라서 각 저항의 개별 전압 강하는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
V R1 = I * R1 = 4 * 10 = 40V.
V R2 = I * R2 = 4 * 20 = 80V.
V R3 = I * R3 = 4 * 30 = 120V.
전압 분배기 회로의 응용
직렬 저항은 전압 분배기 회로를 형성합니다. 전압 분배기 원리는 간단한 전압 조정기 역할을하는 전위차계 구성의 기초입니다.
전압 분배기 회로는 감지 회로에 사용됩니다. 전압 분배기 회로 형태로 가장 많이 사용되는 센서는 서미스터 및 광 의존 저항기입니다.
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