Ohmsches Gesetz – dies ist eines der grundlegenden Gesetze der Elektrizität, das die Abhängigkeit der Spannung an einem Widerstand von der Stromstärke und dem Widerstand beschreibt. Nach diesem Gesetz ist die Spannung an einem Widerstand direkt proportional zur Stromstärke, die durch ihn fließt, und umgekehrt proportional zu seinem Widerstand. Im Falle einer parallelen Verbindung von Widerständen ändert sich dieses Gesetz jedoch leicht.
Parallelschaltung von Widerständen stellt eine Schaltung dar, in der alle Widerstände einen gemeinsamen Anfang und ein gemeinsames Ende haben. In einer solchen Schaltung wird die an diese Verbindung zugeführte Spannung proportional zu ihren Widerständen auf die Widerstände verteilt. Das heißt, die Spannung an jedem der Widerstände ist gleich und entspricht der Spannung, die an die Parallelschaltung angelegt wird.
Die Spannung an allen parallel geschalteten Widerständen in der Schaltung, die dieser Verbindung beigefügt ist, ist gleich und wird nur durch die externe Quelle bestimmt. Dies liegt daran, dass die Endpunkte der parallelen Verbindung das gleiche Potential haben.
Diese Eigenschaft der parallelen Verbindung von Widerständen findet breite Anwendung in elektrischen Schaltungen und Netzwerken, so dass Sie die Spannung bequem über verschiedene Bereiche verteilen und den Stromfluss durch verschiedene Elemente steuern können.
Definition des Ohmschen Gesetzes
Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung an allen Elementen eines elektrischen Stromkreises, die parallel verbunden sind, gleich.
Mit anderen Worten, in einem Stromkreis mit parallel geschalteten Widerständen entspricht die Summe der Spannungsabfälle an jedem Widerstand der Gesamtspannung im Stromkreis.
Die Formel des Ohmschen Gesetzes wird wie folgt ausgedrückt: U = I * R, wobei U die Spannung ist, I die Stromstärke ist, R der Widerstand ist.
Dies bedeutet, dass die Spannung im Stromkreis proportional zur Stromstärke und zum Widerstand ist. Je größer die Stromstärke und der Widerstand sind, desto größer ist die Spannung im Stromkreis.
Das Ohmsche Gesetz wurde 1827 vom deutschen Physiker Georg Simon Ohm formuliert und wurde zu einem der grundlegenden Gesetze der Elektrizität.
Die Hauptkomponenten eines elektrischen Stromkreises
Die elektrische Schaltung besteht aus mehreren Hauptkomponenten, von denen jede ihre eigene spezifische Rolle erfüllt. Im Folgenden sind die Hauptkomponenten eines elektrischen Stromkreises aufgeführt:
- Eine Stromquelle (IT) ist ein Gerät, das Gleichstrom oder Wechselstrom in einem elektrischen Stromkreis liefert. Beispiele für Stromquellen sind Batterien, Generatoren, Batterien.
- Leiter sind Materialien oder Drähte, die elektrischen Strom von einer Quelle an andere Komponenten eines Stromkreises übertragen.
- Widerstände sind Komponenten, die der Bewegung eines elektrischen Stroms widerstehen. Sie können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden und haben unterschiedliche Widerstandswerte.
- Kondensatoren sind elektrische Geräte, die eine elektrische Ladung speichern können. Sie bestehen aus zwei oder mehr Stahlplatten, die durch ein Dielektrikum getrennt sind.
- Induktivitäten sind Komponenten, die sich magnetisch an einen elektrischen Strom binden und ein Feld erzeugen. Sie können Drahtwicklungen oder ferromagnetische Kerne sein.
- Schalter sind Geräte, mit denen Sie elektrische Schaltungen öffnen und schließen können. Sie können Knöpfe, Schalter oder Relais sein.
- Stromempfänger sind Geräte, die elektrischen Strom verwenden, um eine Arbeit zu erledigen. Beispiele für Stromempfänger sind Lampen, Motoren, Lautsprecher.
Alle diese Komponenten spielen eine wichtige Rolle in der elektrischen Schaltung, und ihre korrekte Verbindung und Verwendung ermöglicht die Erstellung einer Vielzahl von elektrischen Vorrichtungen und Systemen.
Parallelschaltung von Widerständen
In der Parallelschaltung der Widerstände ist die Spannung an allen Widerständen gleich, da sie sich auf demselben Zweig der Schaltung befinden. Dies kann durch das ohmsche Gesetz erklärt werden, das besagt, dass die Spannung am Widerstand proportional zur Stromstärke ist, die durch ihn fließt, und zu seinem Widerstand. Bei einer Parallelschaltung, bei der der Strom in mehrere Wege aufgeteilt wird, ist die Spannung an jedem Widerstand gleich.
Die parallele Verbindung von Widerständen ermöglicht eine Erhöhung der Gesamtstromstärke im Stromkreis. Der Widerstand von parallel geschalteten Widerständen kann mit einer Formel berechnet werden:
1/R Allgemein = 1/R1 + 1/R2 + . + 1/Rn
wobei R Allgemein der Gesamtwiderstand der Schaltung ist, R1, R2, . , Rn - Widerstände der entsprechenden Widerstände.
Verbindung von Spannung und Stromstärke
Nach dem ohmschen Gesetz ist die Stromstärke, die durch einen Stromkreis fließt, direkt proportional zur Spannung an diesem Stromkreis. Dies bedeutet, dass sich die Stromstärke ändert, wenn sich die Spannung im Stromkreis ändert.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet sind, ist die Stromstärke in der Schaltung für alle Widerstände gleich. Dies bedeutet, dass die Spannung an jedem Widerstand proportional zu seinem Widerstand ist. Wenn zum Beispiel einer der Widerstände einen größeren Widerstand aufweist, ist die Spannung an ihm auch größer als an anderen Widerständen.
Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, ist die Spannung an allen Widerständen gleich. Dies bedeutet, dass die Stromstärke für jeden Widerstand proportional zu seiner Leitfähigkeit ist. Wenn an einem der Widerstände die Stromstärke größer ist als an anderen Widerständen, kann dies auf eine höhere Leitfähigkeit dieses Widerstands hinweisen.
Die Beziehung zwischen Spannung und Stromstärke ermöglicht daher die Bestimmung, welche Spannung an jedem der Widerstände in der Schaltung in Abhängigkeit von ihrer Verbindung und ihrem Widerstand liegt.
Ohmsches Gesetz für parallel geschaltete Widerstände
Wenn mehrere Widerstände parallel verbunden sind, ist die Spannung an ihnen gleich. Dies ist das Grundprinzip, das dem ohmschen Gesetz für parallele Verbindungen zugrunde liegt.
In einer parallelen Verbindung von Widerständen wird der Ladungsfluss zwischen ihnen aufgeteilt. Jeder Widerstand erzeugt seinen eigenen entsprechenden Spannungsabfall, und die Summe dieser Spannungsabfälle entspricht der Gesamtverbindungsspannung.
Dies bedeutet, dass die Spannung an allen parallel geschalteten Widerständen gleich ist. Auf diese Weise können wir diese Eigenschaft verwenden, um den Gesamtstrom zu berechnen, der von einer Parallelwiderstandskette unter Verwendung des ohmschen Gesetzes verbraucht wird:
Für die parallele Verbindung von Widerständen kann der Gesamtwiderstand anhand der Formel berechnet werden:
- Der umgekehrte Wert des Gesamtwiderstands entspricht der Summe der umgekehrten Widerstandswerte jedes Widerstands:
- RDampf = 1/((1/R1) + (1/R2) + . + (1/Rn))
Wenn Sie den Gesamtwiderstand von Parallelwiderständen und die Verbindungsspannung kennen, können Sie den Gesamtstrom anhand des ohmschen Gesetzes berechnen:
Daher ermöglicht die parallele Verbindung von Widerständen eine effektive Erhöhung des Gesamtstroms, da der Widerstand der parallelen Verbindung kleiner ist als der kleinste Widerstand in der Schaltung.
Beispiel für die Anwendung des Ohmschen Gesetzes
Betrachten Sie die folgende Schaltung eines elektrischen Schaltkreises:
In dieser Schaltung sind drei parallel geschaltete Widerstände dargestellt. Jeder Widerstand hat seinen eigenen Widerstand: R1, R2 und R3.
Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung an allen parallel geschalteten Widerständen gleich.
Nehmen wir an, wir liefern die Spannung U an die Schaltung an. Mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes können wir den Strom berechnen, der durch jeden Widerstand fließt:
- Berechnen Sie den Strom I1, die durch den Widerstand R fließt1. Wir verwenden die Formel: I1 = U / R1.
- Berechnen Sie den Strom I2, die durch den Widerstand R fließt2. Wir verwenden die Formel: I2 = U / R2.
- Berechnen Sie den Strom I3, die durch den Widerstand R fließt3. Wir verwenden die Formel: I3 = U / R3.
Auf diese Weise können wir den Strom berechnen, der durch jeden Widerstand in einer parallelen Schaltung bei einem bestimmten Spannungswert und Widerstand jedes Widerstands fließt.
