فرمول کاهش ولتاژ و مثال محاسبه

چهارچوب ولتاژ چیست؟

چهارچوب ولتاژ کاهش پتانسیل الکتریکی در طول مسیر جریان الکتریکی در یک مدار الکتریکی است. به عبارت ساده‌تر، "کاهش ولتاژ". کاهش‌های ولتاژ به دلیل مقاومت داخلی منبع، عناصر غیرفعال، در رساننده‌ها، در اتصالات و در کنتاکت‌ها اتفاق می‌افتد که نامطلوب هستند زیرا بخشی از انرژی تأمین شده تلف می‌شود.

چهارچوب ولتاژ در یک بار الکتریکی متناسب با انرژی قابل تبدیل در آن بار به فرم دیگری از انرژی است. چهارچوب ولتاژ از طریق قانون اهم محاسبه می‌شود.

چهارچوب ولتاژ در مدارهای جریان مستقیم

در مدارهای جریان مستقیم، دلیل چهارچوب ولتاژ مقاومت است. برای درک چهارچوب ولتاژ در مدار DC، یک مثال را در نظر بگیرید. فرض کنید یک مدار شامل یک منبع DC، 2 مقاومت که به صورت سری متصل شده‌اند و یک بار.

در اینجا، هر عنصر مدار مقاومت خاصی خواهد داشت. آنها انرژی دریافت می‌کنند و به مقداری تلف می‌شوند. اما عامل تعیین‌کننده مقدار انرژی ویژگی‌های فیزیکی عناصر است. وقتی ولتاژ را در منبع DC و مقاومت اول اندازه‌گیری می‌کنیم، می‌بینیم که کمتر از ولتاژ منبع خواهد بود.

می‌توانیم انرژی مصرف شده توسط هر مقاومت را با اندازه‌گیری ولتاژ در مقاومت‌های جداگانه محاسبه کنیم. در حالی که جریان از سیم شروع می‌شود و از منبع DC به مقاومت اول می‌رسد، بخشی از انرژی توسط مقاومت رساننده تلف می‌شود.

برای تأیید چهارچوب ولتاژ، قانون اهم و قانون کیرشهف استفاده می‌شود که در زیر خلاصه شده‌اند.
قانون اهم به صورت زیر نشان داده می‌شود

V → چهارچوب ولتاژ (V)
R → مقاومت الکتریکی (Ω)
I → جریان الکتریکی (A)

برای مدارهای DC بسته، ما همچنین از قانون کیرشهف برای محاسبه چهارچوب ولتاژ استفاده می‌کنیم. به این صورت است:
ولتاژ منبع = مجموع چهارچوب ولتاژ در هر مؤلفه مدار.

محاسبه چهارچوب ولتاژ خط تغذیه DC

در اینجا، یک مثال از یک خط تغذیه 100 فوتی در نظر می‌گیریم. بنابراین، برای 2 خط، 2 × 100 فوت. فرض کنید مقاومت الکتریکی 1.02Ω/1000 فوت و جریان 10 A باشد.

چهارچوب ولتاژ در مدارهای جریان متناوب

در مدارهای AC، علاوه بر مقاومت (R)، یک مخالفت دیگر برای جریان جریان وجود دارد – ریاکتانس (X) که شامل XC و XL است. هر دو X و R مخالفت با جریان ایجاد می‌کنند. مجموع این دو را ایمپدانس (Z) می‌نامند.
XC → ریاکتانس ظرفیتی
XL → ریاکتانس القایی

مقدار Z به عواملی مانند تراوایی مغناطیسی، عناصر جداکننده الکتریکی و فرکانس AC بستگی دارد.
مانند قانون اهم در مدارهای DC، در اینجا به صورت زیر است

E → چهارچوب ولتاژ (V)
Z → ایمپدانس الکتریکی (Ω)
I → جریان الکتریکی (A)

I