Правила Кирхгофа и резисторы при последовательном/параллельном соединении | Подготовка к физике д...

Нужна помощь в подготовке к разделу физики MCAT? Эксперт MedSchoolCoach, Кен Тао, расскажет вам о правилах Кирхгофа и о соединении резисторов последовательно/параллельно, что является важным компонентом электрических цепей. Посмотрите это видео, чтобы узнать, как успешно сдать раздел физики на экзамене MCAT! Два правила Кирхгофа позволяют нам рассчитать сопротивление, ток и напряжение в цепи. Первое правило — это правило узлов, которое гласит, что общий ток, входящий в узел, должен быть равен общему току, выходящему из этого узла. Оно может быть связано с законом сохранения заряда: сколько заряда входит в узел, столько же должно быть и на выходе из него. Второе правило — это правило замкнутого контура, которое гласит, что сумма напряжений вокруг любого замкнутого контура в цепи равна нулю. В типичной цепи мы знаем, что батарея подает некоторое напряжение (Vbat), чтобы индуцировать ток. По мере прохождения тока через каждый резистор в цепи происходит падение напряжения -V1, -V2 и так далее, пока напряжение не пройдет через последний резистор. Последовательное соединение резисторов Элементы цепи могут быть соединены в цепи двумя способами: последовательно или параллельно. Последовательное соединение элементов цепи означает их соединение таким образом, чтобы существовал один общий путь для протекания тока — представьте, что вы соединяете их по прямой линии. Что означает последовательное соединение резисторов? Если два резистора соединены последовательно, и мы знаем, что через первый резистор проходит ток 2 А, то мы также знаем, что через второй резистор проходит ток 2 А. Далее, как мы используем правило Кирхгофа для определения падения напряжения на каждом элементе цепи при последовательном соединении резисторов? Мы знаем, что при прохождении тока через каждый из этих резисторов происходит падение напряжения на каждом из них, и правило Кирхгофа для контуров гласит, что общее падение напряжения (V1 + V2 + … + Vn) должно равняться напряжению батареи (Vbat). Наконец, как рассчитать общее эффективное сопротивление, если у вас есть три резистора, соединенных последовательно? Сопротивление резисторов, соединенных последовательно, суммируется, поэтому общее сопротивление равно их сумме. Резисторы, соединенные параллельно Когда резисторы соединены параллельно, существует несколько отдельных путей для протекания тока. Если ток протекает через цепь, но достигает узла цепи, то величина тока, входящего в узел, должна быть равна величине тока, выходящего из узла. Ток разделится между двумя путями, но общая величина тока будет равна сумме отдельных токов, согласно правилу узлов. Далее, правило контуров гласит, что общее напряжение вокруг любого замкнутого контура равно нулю. В цепи с параллельными ветвями имеется несколько замкнутых контуров, проходящих через одну из ветвей, и через любой из этих замкнутых контуров проходит только один резистор. Общее падение напряжения должно быть одинаковым независимо от того, какую ветвь вы выберете (равно Vbat), поэтому резисторы на каждой ветви цепи должны испытывать одинаковое падение напряжения. Следовательно, при параллельном соединении резисторов падение напряжения на каждом элементе можно понять, рассматривая элемент как замкнутый контур. Наконец, как изменяется сопротивление при параллельном соединении резисторов? Параллельное соединение резисторов можно рассматривать как открытие большего количества путей для прохождения тока, что фактически уменьшает общее сопротивление. Уравнение, описывающее это, показано ниже. Конденсаторы последовательно и параллельно Конденсаторы — это элементы цепи, которые накапливают электрическую энергию. Мы кратко сравним расчет общей емкости для конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно, с расчетом общего сопротивления. Если у вас есть конденсаторы, соединенные последовательно, общая емкость рассчитывается аналогично резисторам, соединенным параллельно. Общая емкость уменьшается, как показано в уравнении ниже. Емкость параллельно соединенных конденсаторов суммируется. Это аналогично расчету сопротивления резисторов, соединенных последовательно. MEDSCHOOLCOACH Чтобы посмотреть больше видеоуроков по подготовке к MCAT и получить доступ к планированию обучения, отслеживанию прогресса, карточкам для запоминания и банку вопросов, скачайте MCAT Prep от MedSchoolCoach Ссылка для iOS: https://play.google.com/store/apps/de... Ссылка для Apple: https://apps.apple.com/us/app/mcat-pr... #medschoolcoach #MCATprep #MCATstudytools