נוסחת ירידת מתח & דוגמה לחישוב

מהו ירידת מתח?

ירידת מתח היא הירידה של הפוטנציאל החשמלי לאורך מסלול זרם הנע במעגל חשמלי. או פשוט יותר, "ירידה במתח". ירידות מתח מתרחשות עקב התנגדות פנימית של המקור, רכיבים פסיביים, לאורך מוליכים, בין מגעים וקונקטורים הם בלתי רצויים כי חלק מהאנרגיה המסופקת מתפזרת.

הירידה במתח על עומס חשמלי היא נמצאת ביחס לכוח הזמין להפוך לעצם אחר של אנרגיה שימושית. ירידת מתח מחושבת דרך חוק אוהם.

ירידת מתח במעגלי זרם ישר

במעגלי זרם ישר, הסיבה לירידת מתח היא התנגדות. לשם הבנת ירידת המתח במעגל זרם ישר, נתבונן בדוגמה. נניח מעגל המכיל מקור זרם ישר, 2 נגדים המחוברים סדרתיים, ועלון.

כאן, כל אלמנט במעגל יש לו התנגדות מסוימת. הם מקבלים ואבדים אנרגיה בערך מסוים. אבל הגורם המכריע בערך האנרגיה הוא המאפיינים הפיזיים של האלמנטים. כשמדדים את מתח מעל מקור הזרם הישר והנגד הראשון, ניתן לראות שהוא יהיה פחות ממתח המקור.

ניתן לחשב את האנרגיה שנצרכת על ידי כל התנגדות על ידי מדידת המתח על הנגדים הפרטיים. בעוד שהזרם זורם בחוט מתחילת מקור הזרם הישר ועד הנגד הראשון, חלק מהאנרגיה שסופקה על ידי המקור מתפזר עקב ההתנגדות של המוליך.

כדי לאשר את ירידת המתח, חוק אוהם וחוק קירכהוף למעגל משמשים, שמפורטים למטה.
חוק אוהם מיוצג על ידי

V → ירידת מתח (V)
R → התנגדות חשמלית (Ω)
I → זרם חשמלי (A)

עבור מעגלי זרם ישר סגורים, אנו גם משתמשים בחוק קירכהוף למעגל עבור חישוב ירידת מתח. זה כמפורט:
מתח המקור = סכום הירידות במתח בכל רכיב המעגל.

חישוב ירידת מתח של קו זרם ישר

כאן, אנחנו מטפלים בדוגמה של קו כוח באורך 100 רגל. לכן, עבור שני קווים, 2 × 100 רגל. נניח שהתנגדות חשמלית היא 1.02Ω/1000 רגל, וזרם הוא 10 A.

ירידת מתח במעגלי זרם חילופין

במעגלי זרם חילופין, בנוסף להתנגדות (R), תהיה התנגדות שנייה לזרימה של זרם – ריאקטנס (X), שכוללת XC ו-XL. שני הרכיבים, X ו-R, יתנגדו לזרימה. הסכום של שניהם מכונה אימפדנס (Z).
XC → ריאקטנס קפאיצנטי
XL → ריאקטנס אינדוקטיבי

כמות Z תלויה בגורמים כגון חדירות מגנטית, אלמנטים מבודדים חשמלית, ותדירות זרם חילופין.
בדומה לחוק אוהם במעגלי זרם ישר, כאן הוא נתון כ

E → ירידת מתח (V)
Z → אימפדנס חשמלי (Ω)
I → זרם חשמלי (A)

IB → זרם מלא (A)
R → התנגדות של מוליך הכבל (Ω/1000 רגל)
L → אורך הכבל (צד אחד) (K רגל)
X → ריאקטנס אינדוקטיבי (Ω/1000 רגל)
Vn → מתח בין פאזה לניטרלי
Un → מתח בין פאזה לפאזה
Φ → זווית הפאזה של העומס

מילים מעגליים וחישוב ירידת מתח

מיל מעגלי הוא באמת יחידת שטח. הוא משמש כדי להתייחס לשטח החתך המעגלי של חוט או