Wie finde ich Spannung basierend auf Referenzknoten?

Ich bin auf dieses Problem gestoßen und versuche es wirklich zu verstehen.

Problemaufbau

  1. VB ist der Spannungsabfall über einem bestimmten Element, es ist die Spannungsänderung von Knoten a zu Knoten b. Suchen Sie den Wert von VB in Volt und geben Sie ihn in das Feld unten ein.

  2. Der Ausdruck Vab gibt die Spannung an, die von Knoten b auf Knoten a bezogen wird. Stellen Sie sich mit anderen Worten vor, dass Vab in dem Diagramm mit einem „-“ am Knoten b und einem „+“ am Knoten a gekennzeichnet ist. Suchen Sie für die obige Schaltung Vab und geben Sie es ohne Einheiten in das Feld darunter ein.

  3. Suchen Sie für dieselbe Schaltung oben VC und geben Sie es ohne Einheiten in das Feld unten ein. (VC ist die Spannung am oberen Element, nicht die Spannung am Punkt c in der Schaltung.)

Die Antworten sind:

  • 1) 3
  • 2) -3
  • 3) -2

Jetzt weiß ich, dass VB, da VA 3 V beträgt, auch VB ist, weil sie parallel sind. aber warum ist nicht VC + VD = 3V, da sie auch parallel zu VA sind

Was mich abschreckt, ist, dass wenn VA = 3 V bedeutet, dass die Spannung am Knoten b 3 V beträgt, jetzt die Spannung am Knoten a 1 V beträgt, was bedeuten würde, dass die Spannung am Knoten b minus der Spannung am Knoten a gleich 2 ist ( dh Vb-Va=3V-1V=2V=VB), aber es ist stattdessen 3.

Die Art und Weise, wie ich für VC gelöst habe, ist einfach intuitiv, subtrahiere VA-VD und multipliziere dann mit einem negativen Vorzeichen, weil das negative Vorzeichen zuerst kommt (vorausgesetzt, mein Strom fließt im Uhrzeigersinn durch die gesamte Schaltung). Warum kann ich das für VB tun?

Warum ist Vab auch negativ, wenn die Spannung abfällt und nicht ansteigt?

Antworten (3)

Spannung ist die Differenz des elektrischen Potentials zwischen zwei Punkten.

Das elektrische Potential von Punkt a beträgt 1V. Ihr Fehler war, anzunehmen, dass das elektrische Potential in Punkt b wegen des Spannungsabfalls von 3 V 3 V betragen muss. Tatsächlich beträgt das elektrische Potential in Punkt b 4 V.

VA = Vb - Va
3V = Vb - 1V
Vb = 3V + 1V
Vb = 4V

In Worten: Das elektrische Potential in Punkt b ist 3V höher als das elektrische Potential in Punkt a. Dies führt zu einem Spannungsabfall über dem Widerstand VA von 3 V.

Auf die gleiche Weise können Sie das elektrische Potential in Punkt c berechnen.

VD = Vc - Va
1V = Vc - 1V
Vc = 1V + 1V
Vc = 2V

Und zuletzt der Spannungsabfall VC:

VC = Vc – Vb
VC = 2 V – 4 V
VC = –2 V

Schnelle Skizze:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hoffentlich hilft das.

Macht viel aus, da gibt es nur 1 Sache, die noch verwirrend ist: Wenn die Spannung von 1 V bei a auf 4 V bei b gestiegen ist, warum steigt sie nicht von b nach c? und fällt stattdessen von 4 V auf 2 V?
Sie können das elektrische Potential in Punkt c berechnen. Wegen des Spannungsabfalls VD (1V) muss es 1V höher sein als das elektrische Potential in Punkt a. Also das elektrische Potential im Punkt b = 4V und das elektrische Potential im Punkt c = 2V. Über dem Widerstand VC muss also ein Spannungsabfall von 2 V von Punkt b nach Punkt c erfolgen. Er beträgt -2 wegen der gegebenen Spannungsabfallorientierung.

Sie können die Spannung als Höhe behandeln. https://www.youtube.com/watch?v=ZSrzvoJcaJ8&g

Um die Spannung zu messen, benötigen wir zwei Punkte im Raum. Einer dieser Punkte wird als Referenzpunkt behandelt. Wir haben eine sehr ähnliche Situation, wenn wir versuchen, die Höhe eines Objekts zu messen. Wir brauchen einen Bezugspunkt. Der gebräuchlichste Bezugspunkt ist „über dem mittleren Meeresspiegel“. Aber wenn Sie die Höhe des Tisches in Ihrem Haus messen, wird der Boden jetzt zu Ihrem Bezugspunkt.

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  1. v C + v D ist ja gleich 3V, wenn man die Verpolung berücksichtigt v C . Ändern Sie die Polarität über v C Komponente. Und summieren Sie dann die Werte von v C Und v D , dh 2 + 1 = 3 V.
  2. v A = 3 V bezieht sich nicht auf das Potential am Knoten b, sondern eher auf die Potentialdifferenz über der Komponente. Wenn also das Potential am Knoten a gleich 1 V ist, dann ist das Potential am Knoten b gleich v A + v A = 1 + 3 = 4 v . Bitte verstehen Sie dieses Konzept richtig.
  3. Das Auflösen nach einer der oben genannten Variablen erfolgt am besten, indem die Gleichungen des Spannungsgesetzes von Kirchhoff für die jeweilige Schleife geschrieben werden. Sie können den Wert von finden v B Wenn Sie die Schleife a->b->c->a betrachten, erhalten Sie die folgende Gleichung:

v B + v C − v D = 0
v B − 2 − 1 = 0 ⟹ v B = 3 v

  1. Nach dem, was in der Frage angegeben ist, v A B = v A − v B . Da Knoten a im Vergleich zu Knoten b auf einem niedrigeren Potential liegt, erhalten Sie am Ende einen negativen Wert.
Wie finde ich Spannung basierend auf Referenzknoten?
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