Stroomdelerreël: Wat is dit?

Electrical4u

Veld: Basiese Elektriese

China

Wat is 'n stroomverdeeler?

'n Stroomverdeeler word gedefinieer as 'n lineêre sirkel wat 'n uitsetstroom produseer wat 'n fraksie van sy insetstroom is. Dit word deur die verbindings van twee of meer sirkelkomponente in parallel bereik, waar die stroom in elke tak altyd so verdeel dat die totale energie wat in 'n sirkel verbruik word, minimaal is.

Met ander woorde, in 'n parallelle sirkel, split die inskakelstroom in 'n aantal parallelle paaie. Dit word ook bekend as die “stroomverdeelreël” of “stroomverdeelwet”.

'n Parallelle sirkel word dikwels 'n stroomverdeeler genoem waarin die terminals van alle komponente op so 'n manier verbonden is dat hulle dieselfde twee eindknoppe deel. Dit lei tot verskillende parallelle paaie en takke vir die stroom om deur te vloei.

Dus is die stroom in al die takke van die parallelle sirkel verskillend, maar voltage is dieselfde oor al die verbonden paaie. d.w.s. $V_R_1 = V_R_2 = V_R_3$ …. ens. Daarom is dit nie nodig om die individuele voltage oor elke weerstand te vind nie, wat dit moontlik maak om die takstrome maklik te vind deur KCL (Kirchhoff se Stroomwet) en Ohm se wet.

Ook in 'n parallelle stroomkring is die ekwivalente weerstand altyd minder as enige van die individuele weerstande.

Stroomverdeel Formule

'n Algemene formule vir 'n stroomverdeeler word gegee deur

$\begin{align*} I_X = I_T [\frac {R_T}{R_X}] \end{align*}$

Waar,

$I_X$ = Stroom deur enige weerstand in die parallelle kring = $\frac{V}{R_X}$

$I_T$ = Totaal stroom van die kring = $\frac{V}{R_T}$

$R_T$ = Ekwiwaal weerstand van die parallelle skakeling

$V$ = Spanning oor die parallelle skakeling = $I_T R_T$ = $I_X R_X$ (aangesien die spanning dieselfde is oor alle komponente van die parallelle skakeling)

In terme van impedansie, word die formule vir 'n stroomverdeeler gegee deur

$\begin{align*} I_X = I_T [\frac {Z_T}{Z_X}] \end{align*}$

In terme van toelaatbaarheid, word die formule vir 'n stroomverdeeler gegee deur

$\begin{align*} I_X = I_T [\frac {Y_X}{Y_T}] \,\,\,\, (as \,\, Z = \frac{1}{Y}) \end{align*}$

Formule vir stroomverdeler in RC-paralel-sirkelRC Paralel Sirkel

Wanneer die stroomverdeelreël op hierdie sirkel toegepas word, word die stroom deur die weerstand gegee deur,

$\begin{align*} I_R = I_T [\frac {Z_C}{R+Z_C}] \end{align*}$

Waar, $Z_C$ = Impedansie van die kondensator = $\frac{1}{j\omega C}$

Dus kry ons,

$\begin{align*} \begin{split*} & I_R = I_T [\frac {\frac{1}{j\omega C}}{R+\frac{1}{j\omega C}}]\\ = I_T [\frac {\frac{1}{j\omega C}}{\frac{j\omega CR+1}{j\omega C}}]\\ \end{split*} \end{align*}$

$\begin{align*} I_R = I_T [\frac{1}{1+j\omega RC}] \end{align*}$

Afstammings van die stroomverdeelreël

Oorweeg 'n parallel-sirkel van twee weerstande R₁ en R₂ wat aangesluit is oor 'n voorsieningsspanning V volt.

Weerstandige stroomverdelerkrets

Gestel dat die totale stroom wat die parallelle kombinasie van weerstande binnegaan IT is. Die totale stroom IT verdeel in twee dele I1 en I2 waar I1 die stroom is wat deur die weerstand R1 vloei en I2 die stroom is wat deur die weerstand R2.

Daarom is die totale stroom

(1)

$\begin{equation*} I_T = I_1+I_2 \end{equation*}$

(2)

$\begin{equation*} I_1 = I_T-I_2 \end{equation*}$

(3)

$\begin{equation*} I_2= I_T-I_1 \end{equation*}$

As twee weerstande in parallel verbind word, word die ekwivalente weerstand Req gegee deur

$\begin{align*} R_e_q = R_1 // R_2 \end{align*}$

(4)

$\begin{equation*} R_e_q = \frac {R_1 * R_2}{R_1 + R_2} \end{equation*}$

Volgens Ohm se wet, d.w.s. $I=\frac{V}{R}$ , is die stroom wat deur die weerstand R1 vloei, gegee deur

$\begin{align*} I_1 = \frac{V}{R_1} \end{align*}$

$\begin{equation*} V = I_1 R_1 \end{equation*}$

Op dieselfde manier word die stroom wat deur die weerstand R2 vloei gegee deur

$\begin{align*} I_2 = \frac{V}{R_2} \end{align*}$

(6)

$\begin{equation*} V = I_2 R_2 \end{equation*}$

Deur vergelyking (5) en (6) te vergelyk, kry ons,

$\begin{align*} V = I_1 R_1 = I_2 R_2 \end{align*}$

$\begin{align*} I_1 = I_2 \frac{R_2}{R_1} \end{align*}$

Indien ons hierdie waarde van I1 in vergelyking (1) plaas, kry ons,

$\begin{align*} \begin{split*} & I_T = I_2\frac{R_2}{R_1}+I_2\\ = I_2 [\frac{R_2}{R_1}+1]\\ = I_2 [\frac{R_2+R_1}{R_1}] \end{split*} \end{align*}$

(7)

$\begin{equation*} I_2 = I_T [\frac{R_1}{R_1+R_2}]\end{equation*}$

Indien ons nou hierdie vergelyking van I2 in vergelyking (2) plaas, kry ons

$\begin{align*} \begin{split*} & I_1 = I_T - I_T [\frac{R_1}{R_1+R_2}]\\ = I_T [1-\frac{R_1}{R_1+R_2}]\\ = I_T [\frac{R_1+R_2-R_1}{R_1+R_2}] \end{split*} \end{align*}$

(8)

$\begin{equation*} I_1 = I_T [\frac{R_2}{R_1+R_2}] \end{equation*}$

Dus, van vergelyking (7) en (8) kan ons sê dat die stroom in enige tak gelyk is aan die verhouding van die teenoorstaande takweerstand tot die totale weerstandswaarde, vermenigvuldig met die totale stroom in die stroombaan.

In die algemeen,

$\,\,Branch\,\,Current\,\,=\,\,Total\,\,Current*(\frac{resistance\,\,of\,\,opposite\,\,branch}{sum\,\,of\,\,the\,\,resistance\,\,of \,\,the\,\,two\,\,branch})$

Voorbeelde van Stroomverdeler

Stroomverdeler vir 2 Weerstande in Parallel Met 'n Stroombron

Voorbeeld 1: Oorweeg twee weerstande van 20Ω en 40Ω wat in parallel gekoppel is met 'n stroombron van 20 A. Vind die stroom wat deur elke weerstand in die parallelle stroombaan vloei.

Gegewe data: R1 = 20Ω, R2 = 40Ω en IT = 20 A

Stroom deur weerstand R1 word gegee deur

$\begin{align*} \begin{split} & I_1 = I_T [\frac{R_2}{R_1+R_2}] = 20[\frac{40}{20+40}] = 20[\frac{40}{60}] = 20[0.67] =13.33 A \end{split} \end{align*}$

(9)

$\begin{equation*} I_1 = 13.33 A \end{equation*}$

Stroom deur weerstand R2 word gegee deur

$\begin{align*} \begin{split} & I_2 = I_T [\frac{R_1}{R_1+R_2}] = 20[\frac{20}{20+40}] = 20[\frac{20}{60}] = 20[0.33] =6.67 A \end{split} \end{align*}$

(10)

$\begin{equation*} I_2 = 6.67 A \end{equation*}$

As jy nou vergelyking (9) en (10) bymekaar tel, kry ons,

$\begin{align*} I_1 + I_2 = 13.33 + 6.67 = 20 A = I_T \end{align*}$

So volgens Kirchhoff se Stroomreël is die stroom in al die takke gelyk aan die totale stroom. Ons kan sien dat die totale stroom (IT) verdeel word volgens die verhouding wat deur die takweerstande bepaal word.

Stroomverdeeler vir 2 Weerstande in Parallel met Spanningsbronne

Voorbeeld 2: Oorweeg twee weerstande van 10Ω en 20Ω wat in parallel met 'n spanningsbron van 50 V geplaas is. Bepaal die grootte van die totale stroom en die stroom wat deur elke weerstand in die parallelle skakeling vloei.

Wanneer Jy die Stroomverdeelreël Kan Gebruik

Jy kan die stroomverdeelreël gebruik onder die volgende omstandighede:

Die stroomverdeelreël word gebruik wanneer twee of meer skakelingselemente in parallel met die spanningsbron of stroombron verbonden is.

Die stroomverdeelreël kan ook gebruik word om individuele takstrome te bepaal wanneer die totale skakelingstroom en die ekwivalente weerstand bekend is.
Wanneer twee weerstande in 'n parallelle skakeling verbind word, sal die stroom in enige tak 'n fraksie van die totale stroom (IT) wees. As albei weerstande gelykwaardig is, sal die stroom gelykmatig deur albei taks verdeel word.
Wanneer drie of meer weerstande in parallelle verbind word, word die ekwivalente weerstand (Req.) gebruik om die totale stroom in fraksionele strome vir elke tak in die parallelle skakeling te verdeel.

Bron: Electrical4u

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goede artikels is waardoor gedeel te word, as dit inbreuk maak neem asb. kontak vir verwydering.