Die Stromteilung Regel wird in einem Stromteiler Schaltkreis implementiert. Dieser Schaltkreis verwendet parallel geschaltete Widerstände statt in Reihe geschalteter Widerstände, wie wir es bei einem Spannungsteiler Schaltkreis gelernt haben.
Wenn im Spannungsteiler Schaltkreis durch jeden Widerstand der gleiche Strom fließt, hat der Stromteiler Schaltkreis über jedem Widerstand die gleiche Spannung.
Strom Division Regel
Die Stromteilerregel folgt dem Kirchhoffschen Stromgesetz, wonach die Summe aller Ströme, die in einen Knoten eintreten, gleich der Summe aller Ströme ist, die denselben Knoten verlassen. Jeder Strom, der in einen Knoten ein- und aus ihm austritt, wird durch den Widerstand jedes Zweigs bestimmt, der mit diesem Knoten verbunden ist.
Beobachten Sie den Gleichstromkreis unten.
Ausgehend von den Knoten a und b besagt das Kirchhoffsche Stromgesetz:
Die algebraische Summe aller Ströme, die in einen Knoten eintreten, ist gleich der algebraischen Summe aller Ströme, die einen Knoten verlassen.
Oder anders gesagt:
Die algebraische Summe aller Ströme, die einen Knoten betreten und verlassen, ergibt Null.
Der Strom, der in Knoten a eintritt, ist gleich dem Strom, der den Knoten b verlässt. Zwischen Knoten a und b wird der Strom in zwei Zweige aufgeteilt, I1 und I2 mit ihren Widerständen R1 bzw. R2, wobei V der Spannungsabfall über den beiden Widerständen (R1 und R2) ist.
In einer Parallelschaltung ist der Spannungsabfall über jedem parallel geschalteten Widerstand gleich (V1 = V2 = V3 …). In einer Reihenschaltung ist der Strom, der durch jeden in Reihe geschalteten Widerstand fließt, gleich (I1 = I2 = I3 …).
Strom Teilerregelformel
Verwenden Sie das obige Schaltkreis Beispiel, um zu verstehen, wie wir die Stromteilung Formel verwenden.
Aus dem Ohmschen Gesetz wissen wir bereits, dass
Oder
Berechnen Sie hiermit den Strom für jeden Zweig im Stromkreis
Der Gesamtwiderstand in diesem Parallelkreis beträgt
Wenn wir Gleichung (2) in (1) einsetzen, erhalten wir
Und
Wenn wir Gleichung (4) in 3 einsetzen, erhalten wir
Wenn wir Gleichung (5) verwenden, aber mit I2 und R2, dann
Die Gleichungen (5) und (6) stellen unsere strom Teilformel dar, wobei:
Der in den parallelen Zweigen fließende Strom entspricht dem Verhältnis des entgegengesetzten Widerstands zum Gesamtwiderstand multipliziert mit dem Gesamtstrom.
Bei einem Schaltkreis aus drei oder mehr parallel geschalteten Widerständen verhält es sich ganz anders.
Der äquivalente Widerstand wird durch den Widerstand eines Zweigs geteilt, durch den der gewünschte Strom fließt. Mathematisch gesehen lautet die Stromteilerregel für 3 Widerstände: Gesamtstrom multipliziert mit dem Bruchteil des äquivalenten Widerstands zum jeweiligen Widerstand eines Zweigs.
Beispiele für Strom Teilerregeln
Um das Verständnis zu erleichtern, werden wir im Folgenden einige Beispiele durchgehen.
1. Betrachten Sie den einfachen Schaltkreis unten, um herauszufinden, wie der Stromteiler Schaltkreis mit zwei Widerständen gelöst wird.
Der äquivalente Widerstand beträgt
Der Gesamtstrom beträgt
Der Strom I1 beträgt
Der Strom I2 beträgt
Dies verdeutlicht, was Kirchhoffs strom Gesetz aussagt
2. Nun versuchen wir, eine Stromteilerregel für 3 Widerstände zu lösen.
Der äquivalente Widerstand beträgt
Der Gesamtstrom beträgt
Der Spannungsabfall an jedem Widerstand beträgt
Das Ersatzschaltbild lautet
Da in der Parallelschaltung an jedem parallel geschalteten Widerstand der Spannungsabfall gleich ist,
Der durch jeden Zweig fließende Strom ist
Dies ist eine gängige Methode, um den in jedem Zweig fließenden Strom zu ermitteln. Es gibt jedoch eine Abkürzung Methode, bei der wir direkt die entsprechende Formel verwenden.
Wir müssen noch den Gesamtstrom berechnen. Aus der obigen Gleichung wissen wir, dass der Gesamtstrom (I) 22 A beträgt.
Wir werden die obigen Gleichungen verwenden, um I1, I2 und I3 zu ermitteln.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Stromteilungsregel?
Die Stromteilungsregel besagt, dass der in parallelen Zweigen fließende Strom dem Verhältnis des entgegengesetzten Widerstands zum Gesamtwiderstand multipliziert mit dem Gesamtstrom entspricht.