Формула спадку напруги та приклад розрахунку

Що таке спад напруги?

Спад напруги — це зменшення електричного потенціалу вздовж шляху струму, що протікає в електричній цепі. Простіше кажучи, це "спад напруги". Спади напруги відбуваються через внутрішній опір джерела, пасивні елементи, по провідникам, контактам і з'єднувачам, що небажані, оскільки деяка частина наданої енергії розсіюється.

Спад напруги на електричному навантаженні пропорційний потужності, доступній для перетворення в цьому навантаженні на іншу корисну форму енергії. Спад напруги обчислюється за допомогою закону Ома.

Спад напруги в цепях постійного струму

У цепях постійного струму причиною спаду напруги є опір. Для розуміння спаду напруги в цепі постійного струму розглянемо приклад. Припустимо, що цеп містить джерело постійного струму, 2 резистора, підключені послідовно, та навантаження.

Кожен елемент цепі матиме певний опір. Вони отримують та втрачають енергію до певної величини. Але визначальним фактором величини енергії є фізичні характеристики елементів. Коли ми вимірюємо напругу на джерелі постійного струму та першому резисторі, можна побачити, що вона буде меншою, ніж напруга джерела.

Ми можемо обчислити енергію, споживану кожним опором, вимірюючи напругу на окремих резисторах. Коли струм протікає через провідник, починаючи від джерела постійного струму до першого резистора, деяка енергія, надана джерелом, розсіюється через опір провідника.

Для перевірки спаду напруги, використовуються закон Ома та закон Кірхгофа для цепей, які коротко описані нижче.
Закон Ома представлено

V → Спад напруги (V)
R → Електричний опір (Ω)
I → Електричний струм (A)

Для замкнутих цепів постійного струму ми також використовуємо закон Кірхгофа для цепей для обчислення спаду напруги. Це так:
Напруга живлення = Сума спадів напруги на кожному компоненті цепі.

Обчислення спаду напруги на лінії постійного струму

Ось приклад лінії довжиною 100 футів. Отже, для двох ліній 2 × 100 футів. Нехай електричний опір становить 1,02 Ω/1000 футів, а струм — 10 А.

Спад напруги в цепях змінного струму

У цепях змінного струму, крім опору (R), буде друга опозиція для протікання струму — реактивний опір (X), який складається з XC і XL. Обидва X і R також опиняться проти протікання струму. Сума цих двох називається імпедансом (Z).
XC → Індуктивний реактивний опір
XL → Індуктивний реактивний опір

Величина Z залежить від таких факторів, як магнітна проникність, електричні ізоляційні елементи та частота змінного струму.
Подібно до закону Ома в цепях постійного струму, тут він подається як

E → Спад напруги (V)
Z → Електричний імпеданс (Ω)
I → Електричний струм (A)

IB → Повний навантаження струм