madjumotion/Shutterstock

Elektrische circuits zenden stroom door een reeks componenten:stroombronnen, geleiders, weerstanden en schakelaars. Wanneer de voedingsspanning onvoldoende is, treedt er een spanningsval op, waardoor apparaten mogelijk de stroom verliezen die ze nodig hebben. Als u weet hoe u deze daling over weerstanden moet berekenen, kunt u betrouwbare circuits diagnosticeren en ontwerpen.

De kern van deze berekeningen is de wet van Ohm, die spanning (V), stroom (I) en weerstand (R) koppelt aan de eenvoudige vergelijking V=IR . Met deze relatie kunt u voorspellen hoeveel spanning een weerstand in een bepaald circuit zal verbruiken.

Beschouw een serieschakeling die wordt gevoed door een batterij van 30 V met twee weerstanden:4Ω en 6Ω. De totale weerstand is 10Ω, dus de stroom is I=30V ÷ 10Ω=3A . De spanningsval over elke weerstand volgt direct:

• Weerstand1:V=I × R=3A × 4Ω=12V
• Weerstand2:V=I × R=3A × 6Ω=18V

Merk op dat de som van de druppels (12V+18V) gelijk is aan de voedingsspanning, wat de berekening bevestigt.

Spanningsverlies in serie- en parallelle configuraties

Bij een meer gedetailleerde serieanalyse kunt u de potentiaal op punten vóór, tussen en na elke weerstand onderzoeken. Voor dezelfde 30 V-bron:punt A vóór weerstand 1, punt B tussen de twee en punt C na weerstand 2. De daling over weerstand 1 is het verschil tussen A en B. Als A 30 V is en B 20 V, is de daling 10 V, wat een stroom oplevert van 10V ÷ 4Ω=2,5A . Dezelfde stroom vloeit door weerstand 2, dus de daling is 2,5A × 6Ω=15V . PointC is dan 5V, passend bij de resterende voedingsspanning.

Parallelle circuits gedragen zich anders:over elke tak verschijnt dezelfde spanning, terwijl de stromen zich verdelen. Met een batterij van 30 V en drie parallelle weerstanden ervaart elke weerstand de volledige daling van 30 V, ongeacht de weerstandswaarde.

Deze berekeningen vormen de ruggengraat van het circuitontwerp en het oplossen van problemen. Door de wet van Ohm correct toe te passen, kunt u ervoor zorgen dat apparaten de vereiste spanning ontvangen en storingen als gevolg van verborgen vallen voorkomen.