Падение напряжения

Вы должны видеть провод как еще один резистор, включенный последовательно. Вместо этого сопротивление$\text{R}_{\text{load}}$подключен к источнику питания с напряжением$\text{V}$...

Вы должны видеть это как сопротивление$\text{R}_{\text{load}}$соединен двумя проводами с сопротивлением$\text{R}_{\text{wire}}$к источнику питания с напряжением$\text{V}$:

Теперь мы можем использовать$\text{V} = \text{I}\cdot{}\text{R}$куда$\text{V}$обозначает напряжение,$\text{I}$для текущего и$\text{R}$для сопротивления.

Пример

Предположим, что напряжение, приложенное к цепи, равно$5\text{V}$.$\text{R}_{\text{load}}$равно$250\Omega$и сопротивление$\text{R}_{\text{wire}}$является$2.5\Omega$(если сопротивление провода неизвестно, см. ниже в разделе «Расчет сопротивления провода»). Сначала мы вычисляем ток через цепь, используя$\text{I}=\dfrac{\text{V}}{\text{R}}$:$\text{I}=\dfrac{5}{250+2\cdot2.5}=\dfrac{5}{255}=0.01961\text{A}=19.61\text{mA}$

Теперь мы хотим знать, какое падение напряжения на одном отрезке провода использует$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$:$\text{V}=0.01961\cdot2.5=0.049025V=49.025\text{mV}$

Мы также можем рассчитать напряжение на$\text{R}_{\text{load}}$таким же образом:$\text{V}=0.01961\cdot250=4.9025\text{V}$

Ожидание потери напряжения

Что, если нам действительно нужно напряжение$5\text{V}$над$\text{R}_{\text{load}}$? Нам нужно изменить напряжение$\text{V}$от источника питания, чтобы напряжение превышало$\text{R}_{\text{load}}$станет$5\text{V}$.

Сначала вычисляем ток через$\text{R}_{\text{load}}$:$\text{I}_{\text{load}} = \dfrac{\text{V}_{\text{load}}}{\text{R}_{\text{load}}} = \dfrac{5}{250} = 0.02\text{A} = 20\text{mA}$

Поскольку мы говорим о сопротивлениях последовательно, ток во всей цепи одинаков. Следовательно, ток, который должен отдавать источник питания,$\text{I}$, равно$\text{I}_{\text{load}}$. Мы уже знаем полное сопротивление цепи:$\text{R} = 250 + 2\cdot2.5 = 255\Omega$. Теперь мы можем рассчитать необходимое напряжение питания, используя$\text{V}=\text{I}\cdot{}\text{R}$:$\text{V}=0.02\cdot255=5.1\text{V}$

Потеря мощности

Что, если мы захотим узнать, сколько мощности теряется в проводах? В основном мы используем$\text{P}=\text{V}\cdot{}\text{I}$, куда$\text{P}$выступает за власть,$\text{V}$для напряжения и$\text{I}$для тока.

Поэтому единственное, что нам нужно сделать, это ввести правильные значения в формулу.

Пример

Мы снова воспользуемся$5\text{V}$блок питания с$250\Omega$ $\text{R}_{\text{load}}$и два провода$2.5\Omega$каждый. Падение напряжения на одном отрезке провода, рассчитанное выше, равно$0.049025\text{V}$. Ток в цепи был$0.01961\text{A}$.

Теперь мы можем рассчитать потери мощности в одном проводе:$\text{P}_{\text{wire}} = 0.049025\cdot0.01961 = 0.00096138\text{W} = 0.96138\text{mW}$

Расчет сопротивления провода

Во многих случаях мы будем знать длину провода$l$и AWG ( американский калибр проводов ) провода, но не сопротивление. Хотя сопротивление посчитать несложно.

В Википедии есть список спецификаций AWG, доступный здесь , который включает сопротивление на метр в Омах на километр или миллиОм на метр. У них также есть это за килофуты или футы.

Мы можем рассчитать сопротивление провода$\text{R}_{\text{wire}}$путем умножения длины провода на сопротивление на метр.

Пример

У нас есть$500\text{m}$провода 20AWG. Каково будет полное сопротивление?

$\text{R}_{\text{wire}} = 0.5\text{km} \cdot 33.31\Omega/\text{km} = 16.655\Omega$