Schaltungsanalyse Schemata Konventionen im Spannungsteiler

Ich habe überall nach einem ähnlichen Diagramm gesucht, um mir zu helfen, das Wenige zu verstehen, das ich weiß (in einem Einführungskurs in Elektronik am College), aber ich kann es trotzdem nicht verstehen. Also hoffe ich, dass ich Hilfe finde.

Überall, wo ich nach einer Antwort oder Anleitung suche, bekomme ich schöne, schöne komplette Schaltungen (eine schöne offensichtliche Schleife, damit ich weiß, wie ich dem Ohmschen Gesetz, KCL, KVL, der Spannungsteilergleichung usw. folgen muss. ( So , das , das usw )

Die eigentliche Zuordnungsfrage ist anders als diese - aber wenn ich verstehe, was hier passiert, kann ich fortfahren. Ich kann einfach nicht folgen, weil ich nicht weiß, was hier impliziert wird?

Mir wurde gesagt, dass Va und Vb nicht geerdet sind, und für meine Zwecke muss ich wissen, was bei Vo passiert. Ich weiß in diesem Fall, dass Va und Vb „Quellen“ sind – also „drängen“ sie „aufeinander zu“ und „treffen sich in der Mitte“ (das ist meine Beschreibung davon, da ich neu auf diesem Weg bin ich kann es beschreiben)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Intuition sagt mir also, da Va und Vb in entgegengesetzte Richtungen verlaufen, dass hier so etwas wie ein Va - Vb vor sich geht. Ich würde gerne KVL verwenden, aber das sieht für mich nicht nach einer Schleife aus - also keine Ahnung, was tun kann. Da es auch nicht wie eine Schleife aussieht, weiß ich nicht, wie hoch der Strom sein würde. Es scheint intuitiv falsch zu sein, zwei Ströme zu haben (in meinem Kopf scheint es, als gäbe es einen Strom von Va über R1 und einen Strom von Vb über R2 - und in der Mitte würden sie sich "treffen" - aber das ergibt keinen Sinn (Ich sehe immer noch Strom nach dem Ohmschen Gesetz als v R 1 + R 2 , aber es gibt hier zwei Quellen, also keine Ahnung, was wirklich los ist.

Im Grunde weiß ich nicht, was dieses Diagramm bedeutet, und ich bin mir sicher, dass es gültig sein muss (es ist keine Fangfrage - die Idee ist, Vo zu finden) - aber ich weiß einfach nicht, was ich davon halten soll, da jedes andere Beispiel eine hat schöne komplette Schaltung. Dieses Ding muss irgendwie wie ein kompletter Schaltkreis sein? Irgendwie geschlossen? Es muss etwas zwischen Va und Vb passieren, impliziert?

Warum zeichnest du die Schaltung nicht neu und fügst die Quellen für Va und Vb hinzu. Ich denke, das wird Ihnen helfen zu sehen, wie KVL verwendet werden kann.
@ElliotAlderson Ich bin mir aber eigentlich nicht sicher, wie ich das wirklich machen soll. Wie zeichne ich das Batteriesymbol stattdessen auf jeden, aber es gibt immer noch eine Lücke. Jetzt ist hier vielleicht etwas impliziert - wie vielleicht sind die Quellen Va und Vb durch einen idealen Draht mit der Spannung 0 verbunden (da ich weiß, dass die positive Seite jeder Quelle in Richtung ihrer jeweiligen Widerstände zeigt), aber das ist irgendwie der Grund, warum ich erwähnt habe Konvention - da ich mir nicht sicher bin, was dies in einem traditionelleren Diagramm darstellt.

Antworten (3)

Diese einfache grafische Lösung mit zwei Beispielen kann helfen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Abbildung 1. Betrachten Sie die Spannungen als auf 0 V bezogene Höhen. Betrachten Sie die Widerstände als Abstände von der gemeinsamen Verbindungsstelle.

  • In (a) ist V O 1/5 des Weges zwischen V 1 und V 2 . Da es einen Anstieg von 5 V zwischen V1 und V2 gibt, ist V O gleich V 1 + 1 = 2 + 1 = 3 V.
  • In (b) ist V O 3/5 des Weges zwischen V 1 und V 2 . Da es einen Abfall von 10 V zwischen V1 und V2 gibt, ist V O gleich V 1 - 10 × (3 / 5) = 4 - 6 = -2 V.

Was mir gesagt wurde, ist, dass Va und Vb nicht geerdet sind,

Sie sind nicht geerdet, aber sie teilen sich eine gemeinsame Masse und dies ist die Referenz, von der aus die Spannungen gemessen werden.

... und für meine Zwecke muss ich wissen, was bei Vo passiert.

Hoffentlich helfen die Diagramme.

Ich weiß in diesem Fall, dass Va und Vb "Quellen" sind - also "drängen" sie "aufeinander zu" und "treffen sich in der Mitte" (das ist meine Beschreibung davon, da ich neu darin bin, ist das der beste Weg Ich kann es beschreiben).

Fast. Da einer höher als der andere ist, fließt der Strom von diesem zum anderen bergab. Stellen Sie sich vor, Sie verbinden eine einzelne AA-Zelle mit drei AA-Zellen in Reihe durch ein Paar Widerstände. Die drei werden sich in denjenigen entladen, der aufladen wird.

Meine Intuition sagt mir also, dass, da Va und Vb in entgegengesetzte Richtungen sind, ...

Sie können in die gleiche Richtung (a) oder entgegengesetzt (b) verlaufen.

... dass hier so etwas wie ein Va - Vb vor sich geht.

Richtig.

Ich würde gerne KVL verwenden, aber das sieht für mich nicht nach einer Schleife aus ...

Wenn Sie die Massereferenz einzeichnen, vervollständigen Sie die Schleife. (Alle Punkte mit GND-Symbolen sind miteinander verbunden.)

Da es auch nicht wie eine Schleife aussieht, weiß ich nicht, wie hoch der Strom sein würde.

Hoffentlich ist das jetzt auch klar. Der Strom ist
(V A - V B ) / (R A + R B ) .

Es scheint intuitiv falsch zu sein, zwei Ströme zu haben (in meinem Kopf scheint es, als gäbe es einen Strom von Va über R1 und einen Strom von Vb über R2 - und in der Mitte würden sie sich "treffen" ...

Wenn nichts anderes an V O angeschlossen ist , fließt der Strom von A nach B.

Aus den Kommentaren:

Danke schön. Wenn ich um Klarstellung bitten darf: in Situation (a) oben bekomme ich folgendes:

  • Strom = (7 - 2) / (1000 + 4000) = 5 / 5000 oder = 1/1000 A (oder 1 mA);
  • Spannungsabfall an R1 = 1/1000 * 1000 = 1 V;

Korrekt und Spannungsabfall ist von rechts nach links in Ihrem Ansatz. (Wir müssen jetzt woanders konsequent sein.)

  • Spannungsabfall an R2 (ähnlich) = 4 V, daher beträgt die Spannung zwischen ihnen 4 - 1 V = 3 V. Dies ergibt dasselbe, aber ich komme falsch darauf an, denke ich ...

Nein, Sie haben aufgrund der einfachen Zahlen, die ich gewählt habe, zufällig dieselbe Antwort erhalten. Ihr Abfall von 4 V an R2 ist korrekt, aber V O wird dann berechnet durch V 0 = 7 - 4 = 3 V. Und für R1 ist es V 0 = 2 + 1 = 3 V. (Beide müssen die gleiche Antwort geben.)

Hallo, ich gehe Ihre Antwort durch und sie hilft mir sehr. Eine Sache, die ich beim Durcharbeiten klarstellen muss: Sie haben Masse "vor" (Minuspol?) Der Spannungsquellen v1 und v2 hinzugefügt. Ist dies etwas, das für jede so angeordnete Spannungsquelle einfach notwendig ist? Viele meiner Probleme damit sind die kleinen implizierten Dinge in diesen Schaltplänen. Es hier zu sehen, hilft mir definitiv zu artikulieren, was vor sich geht, und wünschte, es wäre in dem Diagramm, das mir gegeben wurde.
@Backslash Wenn die Spannungswerte Va und Vb definiert sind, beziehen sie sich auf eine Nullspannung. Diese Null ist „Boden“. Das Zeichnen der Spannungsquellen und deren Verbindung mit Masse ist der beste Weg, dies zu zeigen. Es zeigt auch auf dem Diagramm, was aus dem Schaltplan ausgelassen wurde. Eine andere Möglichkeit wäre, eine Spannungsquelle von Va-Vb zwischen diesen beiden Punkten anzuschließen. Es stellt auch die Stromschleife wieder her, aber dann können Sie V0 nur in Bezug auf Va und Vb und nicht auf „Masse“ berechnen.
@neil_uk danke das hilft. Ich glaube, ich folge diesem Teil jetzt endlich.
@Backslash: Stellen Sie sich vor, dass die Spannungen auf die gleiche Weise auf den Boden bezogen sind wie die Höhen auf den Meeresspiegel. Siehe eine andere Antwort, die ich hier geschrieben habe .
... Sie können dann Ha und Hb (H = Höhe) auf den Meeresspiegel beziehen oder Sie können Hb - Ha verwenden, was Ihnen sagt, wie viel höher b relativ zu a ist. Wenn zwischen den beiden Punkten eine stetige Steigung besteht, können Sie die Höhe an jedem Punkt entlang dieser Straße berechnen, wenn Sie den Bruchteil der Entfernung zwischen den beiden kennen.
Danke schön. Wenn ich um Klarstellung bitten darf: in obiger Situation (a) erhalte ich folgendes: Strom = 7-2 / 1000+4000 = 5/5000 oder = 1/1000 A (oder 1 mA); Spannungsabfall bei R1 = 1/1000*1000 = 1 V ; Spannungsabfall bei R2 (ähnlich) = 4 V , daher beträgt die Spannung zwischen ihnen (Vout) 4-1 V = 3 V. Dies führt zu demselben Ergebnis, aber ich komme falsch an, denke ich (da Sie V1 + 1 = 3 haben). Was fehlt mir da?
@Backslash: Siehe das Update.
Ich habe dies in der letzten Woche auf verschiedene Weise versucht und war immer noch deprimierend verwirrt. Heute bin ich bei einem erneuten Versuch endlich zu einem Ergebnis gekommen, das einige Ihrer Erklärungen widerspiegelt, und es hat alles gepasst. Es ist eine lange Geschichte, aber das Problem war, dass ich den zweiten Widerstand und die Spannungsquelle während der Berechnungen nicht wirklich loslassen konnte. Als ich es WIRKLICH beendete, konnte ich endlich genau sehen, was Sie in Ihrer Antwort meinten. Danke schön.
@backslash, danke für das Feedback.

v Ö wird ein gewichteter Durchschnitt von sein v A Und v B wenn es keine nennenswerte Belastung bei gibt v Ö .

Die Gewichtung hängt von den Widerständen ab.

v Ö = R 2 v A + R 1 v B R 1 + R 2

Sie können diese Gleichung aus der Annahme ableiten, dass der Strom durch jeden Widerstand gleich ist. Das ist dasselbe wie die Annahme, dass es keine signifikante Belastung bei gibt v Ö

Wenn der Strom durch jeden Widerstand gleich ist, dann

ICH = v A − v Ö R 1 = v Ö − v B R 2

was zu obiger Formel umgeformt werden kann.

Können Sie denjenigen, die gegen diese Antwort gestimmt haben, bitte eine Erklärung dafür geben?
Ich kann nicht abstimmen, sonst würde ich abstimmen. Ich wusste nicht, wie ich diese Gleichungen verwenden soll (oder wie Sie zu ihnen gekommen sind), bis ich ein paar andere Dinge herausgefunden habe - aber es ist richtig und nützlich (ich bin zu beiden Gleichungen gekommen, als ich versucht habe, verschiedene Werte in Termen zu lösen der anderen Werte). Danke.

Ein kurzer Weg, dies zu tun, besteht darin, die beiden offenen Knoten mit ... Ihrer Intuition genau zu verbinden ... einer (Va - Vb) -Quelle.

Jetzt haben Sie eine Schleife und können die Analyse innerhalb der Schleife durchführen, wie Sie es gelernt haben. Dies gibt Vo relativ zu Vb (das Sie als lokales GND betrachten können) oder zu Va, wenn Sie Ihre Schaltpläne lieber auf den Kopf stellen.

Die Wahl des lokalen GND ist willkürlich, egal für welchen Punkt Sie sich entscheiden, Sie sollten die gleiche Antwort erhalten, solange Sie ihn konsequent verwenden. Vb scheint die logischste Wahl zu sein, da wir daran gewöhnt sind, unten zu sein ...

Wenn Sie absolute Spannungen benötigen und Vb als lokale Masse genommen haben, fügen Sie einfach Vb zu Ihren anderen lokalen Knoten hinzu ... also ist Va dann Vb + (Va - Vb) genau so, wie es sein sollte.

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