मैं समानांतर शाखाओं में करंट की गणना कैसे करूं?

Question

मैं थोड़ी देर के लिए एक Arduino के साथ चारों ओर खेल रहा हूं, और जब मैं साधारण सर्किट के बारे में पर्याप्त जानता हूं, तो छोटी परियोजनाओं को प्राप्त करने और चलाने के लिए, मुझे अभी भी यह पता करने के लिए पर्याप्त नहीं है कि सभी में क्या चल रहा है लेकिन सबसे सरल सर्किट।

मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑनलाइन लेखों पर मुट्ठी भर किताबें पढ़ी हैं, और जब मुझे लगता है कि मैं समझता हूं कि वोल्टेज, करंट, रेसिस्टर्स, कैपेसिटर और अन्य घटक कैसे काम करते हैं; जब मैं उनमें से बहुत से एक योजनाबद्ध देखता हूं, तो मुझे नहीं पता कि क्या चल रहा है।

अंत में इसके साथ पकड़ में आने के लिए, मैंने एक 300-इन -1 इलेक्ट्रॉनिक्स प्रोजेक्ट सेट खरीदा, हालांकि ऐसा लगता है कि "यहां एक समानांतर में दो प्रतिरोधों के साथ एक सर्किट है" चीजों को और अधिक जटिल करता है, बिना यह बताए कि यह कैसे काम करता है। ।

उदाहरण के लिए, यह एक साधारण बैटरी दिखाता है-> रोकनेवाला-> एलईडी सर्किट, लेकिन दिखाता है कि यदि आप एक बटन को एलईडी के साथ समानांतर में तार करते हैं, तो बटन दबाने से एलईडी बंद हो जाती है।

मुझे लगता है कि वर्तमान को कम से कम प्रतिरोध के मार्ग से यात्रा करनी चाहिए, लेकिन मुझे समझ नहीं आता कि यह दोनों के माध्यम से यात्रा क्यों नहीं करता है ।

मुझे सिखाया जाता है कि समानांतर में दो प्रतिरोधों को तार करने से करंट प्रवाहित होता है जिससे दोनों में प्रवाह होता है, और इसलिए सर्किट में अधिक धारा प्रवाहित होती है। मैंने ऊपर दिए गए सर्किट में बटन को अलग-अलग मानों के प्रतिरोधों के साथ बदलने की कोशिश की है, और जैसा कि मुझे संदेह है, एक उच्च मूल्य रोकनेवाला बल्ब को बिल्कुल भी प्रभावित नहीं करता है, लेकिन निचले मान बल्ब को मंद करना शुरू करते हैं।

मुझे यकीन नहीं है कि इस सब के लिए E = IR समीकरण कैसे लागू किया जाए ।

इसके अलावा, एक एलईडी में कितना प्रतिरोध होता है? मैंने इसे अपने मल्टीमीटर के साथ मापने की कोशिश की, लेकिन यह एक रीडिंग नहीं देगा।

क्षमा करें, यदि मैंने यहां भार पर वफ़ल किया है, लेकिन मुझे लगता है कि जो मैं समझता हूं कि वह एक चित्र को चित्रित करने की कोशिश कर रहा है और जो मैं समझना चाहता हूं। यकीन नहीं होता कि मैंने वो हासिल कर लिया है!

ओह, हाँ, और इससे बहुत अधिक की उम्मीद के रूप में मैं अपने 300 में -1 परियोजना किट में गहरा गड्ढा!

Comments

यदि आपके पास समय और रुचि है, तो इसका उपयोग MIT के opencoursware साइट पर पाए जाने वाले इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के लिए कुछ प्रारंभिक व्याख्यान सामग्री से गुजरने के लिए हो सकता है: ocw.mit.edu/courses/electrical.engineering-and-computer- विज्ञान ।

— pfyon

Allaboutcircuits.com भी दिलचस्प है।

— आंद्रेजाको

चूंकि आप शुरू कर रहे हैं, इसलिए मैं आपको मुफ्त LTSpiceIV जैसे एक स्पाइस प्रोग्राम से परिचित होने की सलाह भी दूंगा, जो आपको वायरिंग और अनड्रेसिंग के सभी प्रयासों से गुजरने के बिना सर्किट और प्रयोग का अनुकरण करने की अनुमति देगा।

— whatsisname

धन्यवाद दोस्तों, मैं उन साइटों की कोशिश करूँगा, और एक स्पाइस प्रोग्राम को एक चक्कर दे दूंगा।

— लघुचर

Answer 1

ठीक है, मैं अभी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग की पढ़ाई कर रहा हूं और मैं आपको बता सकता हूं कि इस तरह की छलांग लगाने के बारे में आपने बताया कि मेरे विश्वविद्यालय में लगभग दो साल के व्याख्यान हैं।

पहली बात जो जानना महत्वपूर्ण है कि कौन से तत्व निष्क्रिय हैं और कौन से सक्रिय हैं। फिर आपको यह जानना होगा कि कौन से तत्व रैखिक हैं और कौन से नहीं हैं। अगला कदम उन तत्वों के बराबर समरूपता प्राप्त करना है जो आपके पास हैं और यह देखना है कि वे कैसे व्यवहार करते हैं।

उदाहरण के लिए, चलो स्विच लेते हैं। ऑफ स्टेट में, यह एक ओपन सर्किट के रूप में कार्य करता है , जबकि राज्य में यह शॉर्ट सर्किट के रूप में कार्य करता है । अगला, यदि आपके पास संवेदनशील उपकरण हैं, तो आप यह नोटिस कर पाएंगे कि स्विच वास्तव में शॉर्ट सर्किट नहीं है क्योंकि इसमें कुछ प्रतिरोध है, लेकिन यह बहुत कम है। अब आइए डायोड पर एक नजर डालते हैं । डायोड रैखिक घटक नहीं है, इसलिए इसमें शास्त्रीय अर्थों में प्रतिरोध नहीं है, उदाहरण के लिए प्रतिरोधों के पास। इसके बजाय डायोड का VI वक्र है। एक अवरोधक पर, यह एक रैखिक कार्य है और हम प्रतिरोध को इसकी विशेषता के रूप में उपयोग कर सकते हैं, लेकिन डायोड पर, यह घातीय दिखता है।

जैसा कि आप छवि से देख सकते हैं, डायोड को ठीक से काम करना शुरू करने के लिए कुछ वोल्टेज की आवश्यकता होती है और जब आप स्विच को ट्रिगर करते हैं, तो वह वोल्टेज गायब हो जाता है। इसका मतलब है, कि डायोड का "प्रतिरोध" बस विशाल हो गया। इसके लिए एक भावना प्राप्त करने के लिए, 1 m and रोकनेवाला और 1MΩ रोकनेवाला के लिए समानांतर प्रतिरोधक गणना का उपयोग करें और देखें कि उनमें से प्रत्येक के माध्यम से कितना वर्तमान जाता है। यह वह तरीका है जो आपके द्वारा उल्लिखित सर्किट व्यवहार करता है।

Comments

आह, मुझे लगता है कि मुझे यह अब मिल गया है। बंद स्विच और पहला प्रतिरोधक एक वोल्टेज विभक्त की तरह काम करता है, और स्विच के पास लगभग कोई प्रतिरोध नहीं होता है, रोकनेवाला अधिकांश वोल्टेज का उपभोग करता है, इसलिए एलईडी को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त नहीं है - सही है? इसलिए स्विच को एक उपयुक्त प्रतिरोधक के साथ बदलने से वोल्टेज अलग-अलग हो जाता है, इसलिए एलईडी को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन क्योंकि वोल्टेज अभी भी विभाजित है, एलईडी को कम वोल्टेज प्राप्त हो रहा है और इसलिए चमक के रूप में चमक नहीं है?

— लघुचर २०'११ को

इसलिए अगर मुझे एलईडी को एक बल्ब से बदलना है, और स्विच को जगह में छोड़ना है, तो वर्तमान में से कुछ बल्ब के माध्यम से प्रवाह होगा (एलईडी के विपरीत), लेकिन वोल्टेज अभी भी बहुत कम होगा जिससे इसे चमक मिल सके?

— लघुचर २०'११ को

@littlecharva मुझे लगता है कि यह सही है, लेकिन "कुछ वर्तमान" भाग वास्तव में वास्तव में छोटा होने जा रहा है। उदाहरण के लिए, मैंने एक प्रकाश बल्ब देखा है जिसमें 1000 1000 का कार्य प्रतिरोध है, जबकि एक स्विच में मेरे पास लगभग 0.1 Ω का प्रतिरोध है। इसलिए यदि हम उदाहरण के लिए, बंद स्विच में 9 V और समानांतर में जुड़े बल्ब, हम स्विच के माध्यम से 90 A और बल्ब के माध्यम से 9 mA प्राप्त करेंगे, मान लेते हैं कि बल्ब उच्च प्रतिरोध स्थिति में प्राप्त करता है।

— आंद्रेजाको

Answer 2

आप सीधे इस पर E = IR नहीं लगा सकते क्योंकि LED एक डायोड है, जो एक नॉनलाइन डिवाइस है।

सरलीकृत: एक डायोड वर्तमान का संचालन नहीं करेगा जब तक कि पर्याप्त, सही-ध्रुवीयता वोल्टेज अपने टर्मिनलों में इसे आगे-बायस करने के लिए मौजूद न हो।

डायोड को छोटा करने वाले स्विच का प्रतिरोध बहुत छोटा होता है, इसलिए इसके पार उत्पन्न वोल्टेज भी बहुत छोटा होता है, निश्चित रूप से डायोड को आगे करने के लिए डायोड के बहुत छोटे आर्डर बहुत कम होते हैं।

यदि आप स्विच को एक रोकनेवाला के साथ बदलते हैं, तो चीजें बदल सकती हैं। कल्पना कीजिए कि एलईडी सर्किट से बाहर है। यदि अवरोधक उस पार एक वोल्टेज ड्रॉप को विकसित करने के लिए पर्याप्त रूप से वर्तमान को सीमित करता है जो कि एलईडी के फॉरवर्ड-बायस आवश्यकता के बराबर या उससे अधिक है, तो एक बार जब आप सर्किट में एलईडी लगाते हैं तो आप देखेंगे कि एलईडी आपके जैसे ही मंद हो जाएगी देखे गए। एलईडी और रोकनेवाला द्वारा वर्तमान 'साझा' किया जा रहा है- आप देखेंगे कि डायोड के साथ समानांतर में रोकनेवाला में वोल्टेज डायोड द्वारा 'क्लैंप्ड' है।

डायोड आंतरिक रूप से प्रतिरोधक नहीं होते हैं जैसे प्रतिरोधक होते हैं। उनका प्रतिरोध बहुत छोटा है - यही कारण है कि एक एलईडी सर्किट को एक श्रृंखला रोकनेवाला की आवश्यकता होती है - प्रतिरोध प्रदान करने के लिए जो वर्तमान को सीमित करता है और विफल होने से डायोड की रक्षा करता है।

डायोड पर विकिपीडिया लेख देखें ।

Answer 3

साधारण प्रतिरोधी रैखिक उपकरण हैं; यदि एक प्रतिरोध में 10V एक 1mA वर्तमान में परिणाम देता है, तो 20V आपको 2mA देगा। यह काफी आसान है, लेकिन कुछ घटक हैं जो सरल हैं।
उदाहरण के लिए एक एलईडी (या उस मामले के लिए कोई डायोड) ऐसा व्यवहार नहीं करता है।

यदि आप एक डायोड पर 100mV की तरह कम वोल्टेज डालते हैं तो शायद ही कोई करंट होगा। यदि आप धीरे-धीरे वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो आप देखेंगे कि लगभग 0.7V में करंट प्रवाहित होने लगता है, बहुत जल्द उच्च मूल्य पर पहुंचने के लिए, ग्राफ़ देखें। हम देख सकते हैं कि डायोड के ऊपर वोल्टेज कम या ज्यादा स्थिर है। 0.7V एक आम सिलिकॉन डायोड के लिए है, एल ई डी के लिए यह वोल्टेज अधिक होगा, मुख्य रूप से रंग पर निर्भर करता है, लेकिन ग्राफ मूल रूप से समान है। क्योंकि करंट अचानक मूल्य में इतना बढ़ जाएगा कि एलईडी को नष्ट कर देगा आपको वर्तमान-सीमित अवरोधक का उपयोग करना होगा। वर्तमान में वृद्धि अचानक होगी, लेकिन तत्काल नहीं; ग्राफ में रेखा काफी लंबवत नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एलईडी में एक छोटा प्रतिरोध भी है, लेकिन वर्तमान को सुरक्षित मूल्य तक सीमित करने के लिए यह बहुत छोटा है। तो एक सर्किट में इसका क्या मतलब है?

$V_{BAT} - V_{R} - V_{LED} = 0$$V_{BAT} = V_{R} + V_{LED}$$V_{R} = V_{BAT} - V_{LED} = 6V - 2V = 4V$$I = \frac{V_{R}}{R} = \frac{4V}{330 \Omega} = 12mA$

यदि हम एलईडी के समानांतर स्विच लगाते हैं तो क्या होता है? यदि स्विच बंद है, तो इसमें शून्य प्रतिरोध है, और ओम के नियम के अनुसार इसके ऊपर शून्य वोल्टेज होगा। और फिर भी किसी भी प्रतिरोध पर ओम शून्य वोल्टेज के अनुसार शून्य वर्तमान का मतलब है, इसलिए एलईडी के प्रतिरोध को देखते हुए इसके माध्यम से कोई प्रवाह नहीं होगा।

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कोई पुराने प्रश्न के मूड में है।

— कोर्तुक

Answer 4

एक डायोड एक प्रतिबाधा की विशेषता नहीं है, जबकि प्रतिरोधों, कैपेसिटर, और इंडिकेटर्स को एक ही विद्युत मोल्ड में डाला जा सकता है - प्रत्येक में एक "प्रतिरोध" होता है (जो संभावित रूप से लागू वोल्टेज सिग्नल की "आवृत्ति" के संबंध में भिन्न होता है)।

एक डायोड, दूसरे पर, हाथ वर्तमान की एक मात्रा खींचता है जो अपने टर्मिनलों पर लागू वोल्टेज पर गैर-रैखिक रूप से निर्भर करता है। इसके साथ समानांतर में एक स्विच, जब प्रभावी रूप से बंद हो जाता है, तो यह भर में वोल्टेज ड्रॉप शून्य हो जाता है, और इसलिए यह वर्तमान का संचालन नहीं करता है।

संयोग से, और एक अलग कारण के लिए, यदि आप एलईडी को एक रोकनेवाला के साथ प्रतिस्थापित करते हैं तो आप एक समान घटना का निरीक्षण करेंगे। स्विच को पुश करना इसके साथ समानांतर में 0-ओम (या वैसे भी बहुत छोटा) रोकनेवाला डालने जैसा है। लगभग सभी वर्तमान शॉर्ट सर्किट के माध्यम से बहेंगे।

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मेरी प्रतिक्रिया पर टिप्पणी में परिशिष्ट प्रश्न के जवाब में। इसे दिखाने के कई तरीके हैं, लेकिन आपको यह बताने की सुविधा है:

                        R_1
                   +---^v^v^----+
          R_x      |            |      R_y
   Vcc---^v^v^-----+            +-----^v^v^----GND
               V_x |    R_2     | V_y
                   +---^v^v^----+

Let Delta_V = V_x - V_y

हम जानते हैं कि Delta_V R_1 और R_2 पर ड्रॉप है (यानी R_1 पर ड्रॉप उसी तरह है जैसे R_2 पर ड्रॉप Delta_V के बराबर है)। वह वोल्टेज ड्रॉप दोनों प्रतिरोधों के माध्यम से एक करंट निकलता है। अर्थात्:

                        R_1
                   +---^v^v^----+
          R_x      |    -->     |      R_y
   Vcc---^v^v^-----+    i_1     +-----^v^v^----GND
          -->      |    R_2     | 
        i_total    +---^v^v^----+
                        -->
                        i_2

Delta_V = i_1 * R_1
Delta_V = i_2 * R_2

therefore:    i_1 * R_1 = i_2 * R_2
equivalently: i_2 = i_1 * R_1 / R_2
equivalently: i_1 = i_2 * R_2 / R_1
equivalently: i_1 / i_2 = R_2 / R_1

यह कहना है, वर्तमान समानांतर प्रतिरोधों के बीच उनके रिश्तेदार प्रतिरोध के अनुपात में वितरित किया जाता है। इसलिए यदि एक अवरोधक R_1 R_2 की तुलना में तीन गुना छोटा है, तो यह R_2 की तुलना में तीन गुना अधिक वर्तमान था। आप सर्किट, i_total द्वारा खींचे गए कुल करंट की गणना करने के लिए समानांतर और श्रृंखला प्रतिरोधों को ढहने के माध्यम से एक एकल रोकनेवाला में दिखाए गए कुल सर्किट को और कम कर सकते हैं। अतिरिक्त सूत्र का उपयोग करना:

i_total = i_1 + i_2

therefore:    i_total = i_1 + i_1 * R_1 / R_2
equivalently: i_total = i_1 * ( 1 + R_1 / R_2 ) = i_1 * (R_1 + R_2) / R_2
equivalently: i_1 = i_total * (R_2 / R_1 + R_2)
equivalently: i_2 = i_total * (R_1 / R_1 + R_2)

ध्यान दें कि यह महत्वपूर्ण नहीं है कि Delta_V वास्तव में यह समझने के लिए है कि कुल वर्तमान समानांतर रास्तों के बीच कैसे वितरित करता है।

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आप कैसे गणना करते हैं कि सर्किट के प्रत्येक भाग के माध्यम से कितना करंट जाता है? मुझे पता है कि पैरालल रेसिस्टर्स के कुल प्रतिरोध को कैसे काम करना है, और फिर वहां से पूरे सर्किट के माध्यम से कितना करंट प्रवाहित होता है, लेकिन यह नहीं कि प्रत्येक रेसिस्टर के माध्यम से कितना चल रहा है।

— छोटीचरवा २०'११

सबसे पहले, बस वोल्टेज विभक्त को देखें - यदि एलईडी-फॉरवर्ड-बायस के निचले रेज़र में पर्याप्त वोल्टेज नहीं है, तो एलईडी चालू नहीं होगा और सर्किट सिर्फ विभक्त को सरल करता है। अन्यथा, रोकनेवाला डायोड के फॉरवर्ड-बायस वोल्टेज (यानी 1.5V - डेटाशीट की जांच) के लिए 'क्लैंप' होगा और केवीएल द्वारा आप श्रृंखला रोकनेवाला, इसके वर्तमान और वोल्टेज रोकनेवाला वर्तमान को घटा सकते हैं। (1.5V / प्रतिरोधक मान) यह देखने के लिए कि एलईडी के माध्यम से कितना चल रहा है। (वास्तविक फ़ॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ बदलता रहता है।)

— एडम लॉरेंस

@ लिटलचर्वा, मैंने निष्क्रिय सर्किटों में समानांतर चालू वितरण पर अधिक सैद्धांतिक विवरण जोड़ा

— vicatcu

@ मद्मंगुरुमन, यहां ओपी का अनुसरण सर्किट में wrt डायोड नहीं है, केवल निष्क्रिय तत्व हैं

— vicatcu