Formule padanja napona i primer izračunavanja

Šta je pad napona?

Pad napona predstavlja smanjenje električnog potencijala duž putanje struje koja teče kroz električni krug. Ili, jednostavnije rečeno, "pad napona". Padi napona nastaju zbog unutrašnjeg otpora izvora, pasivnih elemenata, kroz vodnike, kontakte i spojnice, a neželjeni su jer se deo dobavljene energije iscrpljuje.

Pad napona kroz električnu opterećenje je proporcionalan snazi dostupnoj za pretvaranje u tu opterećenju u neku drugu korisnu formu energije. Pad napona se računa preko Ohmovog zakona.

Pad napona u krugovima sa stalnim tokom

U krugovima sa stalnim tokom, razlog za pad napona je otpornost. Za razumevanje pada napona u krugu sa stalnim tokom, pogledajmo primer. Pretpostavimo krug koji sadrži izvor stalnog toka, 2 otpornika povezanih serijalno, i opterećenje.

Ovde, svaki element kruga ima određenu otpornost. Oni prihvataju i gube energiju do određene vrednosti. Međutim, odlučujući faktor vrednosti energije su fizičke karakteristike elemenata. Kada merimo napon kroz izvor stalnog toka i prvi otpornik, možemo videti da će biti manji od naponskog izvora.

Možemo izračunati energiju potrošenu svakim otpornikom merenjem napona kroz pojedinačne otpornike. Dok struja teče kroz žicu počev od izvora stalnog toka do prvog otpornika, deo energije dat izvorom se iscrpljuje zbog otpornosti vodnika.

Za proveru pada napona, koriste se Ohmov zakon i Kirchoffov zakon, koji su opisani ispod.
Ohmov zakon je predstavljen sa

V → Pad napona (V)
R → Električna otpornost (Ω)
I → Električna struja (A)

Za zatvorene krugove sa stalnim tokom, koristimo i Kirchoffov zakon za izračunavanje pada napona. To je sledeće:
Naponski izvor = Zbir pada napona kroz svaki komponent kruga.

Izračunavanje pada napona na liniji stalnog toka

Ovdje uzimamo primer 100 ft linije. Dakle, za 2 linije, 2 × 100 ft. Neka je električna otpornost 1.02Ω/1000 ft, a struja 10 A.

Pad napona u krugovima sa promenljivim tokom

U krugovima sa promenljivim tokom, pored Otpornosti (R), postoji druga suprotstavljajuća sila za tok struje – reaktancija (X), koja obuhvata XC i XL. Obje, X i R, takođe suprotstavljaju toku struje. Zbir ove dve veličine naziva se impedanca (Z).
XC → Kapacitivna reaktancija
XL → Induktivna reaktancija

Količina Z zavisi od faktora kao što su magnetna permeabilnost, električki izolacioni elementi i frekvencija AC struje.
Slično Ohmovom zakonu u krugovima sa stalnim tokom, ovde se daje kao

E → Pad napona (V)
Z → Električna impedanca (Ω)
I → Električna struja (A)

IB → Punootporni tok (A)
R →