صيغة هبوط الجهد ومثال على الحساب

ما هو انخفاض الجهد؟

انخفاض الجهد هو تقليل القدرة الكهربائية على طول مسار التيار المتدفق في الدائرة الكهربائية. أو بشكل أبسط، "انخفاض في الجهد". يحدث انخفاض الجهد بسبب المقاومة الداخلية للمصدر، العناصر السلبية، عبر الموصلات، عبر نقاط الاتصال، وعبر الوصلات وهو غير مرغوب فيه لأن بعض الطاقة الموردة يتم تبددها.

يكون انخفاض الجهد عبر الحمل الكهربائي متناسبًا مع الطاقة المتاحة للتحويل في هذا الحمل إلى شكل آخر من أشكال الطاقة. يتم حساب انخفاض الجهد من خلال قانون أوم.

انخفاض الجهد في دوائر التيار المستمر

في دوائر التيار المستمر، السبب لانخفاض الجهد هو المقاومة. لفهم انخفاض الجهد في دائرة التيار المستمر، دعونا ننظر في مثال. افترض دائرة تتكون من مصدر تيار مستمر، 2 مقاومة متصلة بالسلسلة، وحمل.

هنا، سيكون لكل عنصر في الدائرة مقاومة معينة. يتلقون ويفقدون طاقة بقيمة معينة. ولكن العامل الحاسم لقيمة الطاقة هو الخصائص الفيزيائية للعناصر. عندما نقيس الجهد عبر مصدر التيار المستمر والممانعة الأولى، سنرى أنه سيكون أقل من جهد المصدر.

يمكننا حساب الطاقة المستهلكة بواسطة كل مقاومة عن طريق قياس الجهد عبر الممانعات الفردية. بينما يتدفق التيار عبر السلك بدءًا من مصدر التيار المستمر إلى الممانعة الأولى، يتم تبديد بعض الطاقة المقدمة من المصدر بسبب مقاومة الموصل.

للتحقق من انخفاض الجهد، يتم استخدام قانون أوم وقانون كيرشوف للدوائر، كما هو موضح أدناه.
قانون أوم يتم تمثيله بواسطة

V → انخفاض الجهد (V)
R → المقاومة الكهربائية (Ω)
I → التيار الكهربائي (A)

لدوائر التيار المستمر المغلقة، نستخدم أيضًا قانون كيرشوف للدوائر لـ حساب انخفاض الجهد. وهو كالتالي:
جهد التغذية = مجموع انخفاض الجهد عبر كل مكون من مكونات الدائرة.

حساب انخفاض الجهد لخط طاقة التيار المستمر

هنا، نأخذ مثالًا لخط طاقة بطول 100 قدم. إذن، لخطين، 2 × 100 قدم. دعنا نفترض أن المقاومة الكهربائية هي 1.02Ω/1000 قدم، والتيار هو 10 A.

انخفاض الجهد في دوائر التيار المتردد

في دوائر التيار المتردد، بالإضافة إلى المقاومة (R)، سيكون هناك معارضة ثانية لتدفق التيار – المعاوقة (X)، والتي تتكون من XC و XL. ستعارض كلاهما تدفق التيار أيضًا. مجموعهما يسمى المعاوقة (Z).
XC → المعاوقة السعتية
XL → المعاوقة الحثية

يعتمد مقدار Z على عوامل مثل النفاذية المغناطيسية، العناصر العازلة كهربائيًا، وتواتر التيار المتردد.
مشابهًا لـ قانون أوم في دوائر التيار المستمر، هنا يتم تقديمه كالتالي

E → انخفاض الجهد (V)
Z → المعاوقة الكهربائية (Ω)
I → التيار الكهربائي (A)

IB → التيار الكامل (A)
R → المقاومة للموصل (Ω/1000 قدم)
L → طول الموصل (جانب واحد) (كيلو قدم)
X → المعاوقة الحثية (