Paniikki iskee, kun kohta on sähköopin koe edessä ja enkä osaa tulkita noita kytkentäkaavioita. Olen kysynyt apua miespuolisilta henkilöiltä ja jokainen neuvoo eri tavalla. Varmasti he ne osaavat, mutta vastaukset on tyyliin Ohmin lain mukaan ja sitten voit esimerkiksi ajatella, että rinnankytkennässä jännite on sama ja sarjaan kytkennässä virta on sama. Okei nämä yksityiskohdat voivat pitää paikkansa, mutta asiaa tuntemattomalle ei näin avaudu asia. Tarvitsen selityksen alusta loppuun (vrt. ruuanlaiton resepti). Kaavat ovat yksinkertaiset, käyttö ei niinkään ilmeisesti.
Onko siis olemassa oikeasti joku johdonmukainen tapa ajatella joka kerta samalla tavalla kuinka lasketaan esimerkiksi jänniteitä tietyssä kohtaa kytkentäkaaviota. Välissä voi olla rinnankytkettyjä vastuksia jne. Jos joku tietää netistä jonkun luotettavan ohjeistuksen, niin voi myös linkittää sen.
Onko siis olemassa oikeasti joku johdonmukainen tapa ajatella joka kerta samalla tavalla kuinka lasketaan esimerkiksi jänniteitä tietyssä kohtaa kytkentäkaaviota. Välissä voi olla rinnankytkettyjä vastuksia jne. Jos joku tietää netistä jonkun luotettavan ohjeistuksen, niin voi myös linkittää sen.
Vastaukset 5
Vanhimmat
Johdonmukaista tapaa kutsutaan Kirchhoffin laeiksi. Ei siihen mitään sen kummempaa oikotietä ole, valitettavasti. Laita tänne vaikka hankaluuksia tuottanut esimerkkitehtävä, jos siitä on apua.
Siltä varalta, ettet tuntisi Kirchoffin lakeja:
Niistä ensimmäinen sanoo, että johtimen haarautumiskohdissa siihen tulevien virtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien virtojen summa.
Toinen Kirchoffin laki taas sanoo, että virtapiirin kahden kohdan välinen jännite on riippumaton siitä, mitä kautta se mitataan.
Yksinkertaisimmat tapaukset ovat sellaiset, että virtapiirissä on virtalähteen lisäksi komponentteina ainoastaan vastuksia ja ne ovat joko kaikki rinnakkain kytkettyinä tai kaikki sarjaan kytkettyinä. Jos ne ovat sarjaan kytketyt, systeemin kokonaisresistanssi on eri vastusten resistanssien summa. Kaikkien vastusten läpi kulkee tällöin tietenkin yhtä suuri virta, ja jännite kunkin vastuksen päiden välillä saadaan kertomalla tämä virta kunkin vastuksen resistanssilla.
Jos taas vastukset ovat rinnakkain kytketyt, systeemin kokonaisresistanssin käänteisarvo on eri vastusten resistanssien käänteisarvojen summa. Nämäkin seuraavat suoraan erikoistapauksina Kirchhoffin laeista.
Kyllä tuo on se helpoin tapa ymmärtää asia. Teroreettisessa sähkötekniikassa käytetään ns. silmukkavirta ja solmupistejännite menetelmiä visaisempien piirien ratkaisuissa, mutta samaa ukko Ohmia nekin ovat.
Monimutkaisissa kytkennöissä kannattaa useinkin lähteä ratkaisemaan kokonaisvirtoja tai jännitettä. Riippuen tietysti, mitä kysytään. Sarja- ja rinnankytkentöjä kannattaa yhdistellä niin paljon kuin tehtävänasettelu sallii, eli ratkoa piiriä yksinkertaisemmaksi.
Joskus auttaa jopa se, että oletetaan jonkin osan jännite tai virta ( sisimmässä haarassa 1 Zemppaari) ja ratkaistaan tämän oletuksen pohjalta piiri. Sen jälkeen verrataan saatua arvoa annettuun ja saadaan siitä suhde oletetun ja todellisen arvon välille, eli muutetaan Zemppaarit Ampeereiksi. Tätä joutuu käyttämään melkoisen harvoin.
Komppaan tuota joka sanoi että Kirchkoffin lait pitää sinun opiskella.
Etkö muka osaa sitä kirkchkoffin lakia jonka mukaan I1 I2 = I3 I4 I5
`?
Löydät varmaan kirjan jossa ne on helpommin selitetty. Mutta ennenkuin opiskelet sen asian, sinun tulisi ymmärtää ihan se perus kaava U=R*I
Jos on kaksi vastusta sarjassa, niiden läpi on mentävä sama virta. Jos ei menisi niin se tarkoittaisi että osa virrasta katoaisi mystisesti mikä on luonnollisesti mahdotonta. Vähän kuin laskisit vettä letkuun - toisesta päästä on tultava yhtä paljon ulos. Sarjassa olevat vastukset voidaan laskea suoraan yhteen jos ne halutaan korvata yhdellä ainoalla vastuksella. Asian voisi mieltää sillä tavalla että sinulla on aluksi yksi vastus, jonka "katkaiset" ja liität nämä kaksi osaa toisiinsa johtimella -> yhdestä vastuksesta tuli kaksi vastusta joilla kuitenkin on yhteensä sama resistanssi kuin alkuperäiselläkin. Tärkeää kuitenkin havaita että yhden vastuksen yli on esim jännite U mutta kahden vastuksen tapauksessa tuo U jakautuu siten että etummaisen vastuksen yli on jännite U1 ja toisen yli U2 siten että U = U1 U2. Osajännitteiden suuruus määräytyy vastusten suuruuksien mukaan. Jos vastuksen ovat samansuuruisia niin U1 = U2 = ½U, Jos vastus 1 on erittäin paljon suurempi kuin vastus 2 niin U1 on lähestulkoon yhtä suuri kuin U. Ääritapauksessa vastus 2 surkastuu pelkäksi johtimeksi jolloin U1 = U
Rinnan kytkettyjen vastusten päiden välinen jännite on sama. Tämä johtuu siitä että yhdessä pisteessä voi olla kerrallaan vain yksi potentiaali. (muista että jännite on potentiaaliero kahden pisteen välillä).
Jos siis tiedetään jännite rinnankytkettyjen vastusten yli, voidaan molemmille vastuksille laskea erikseen niiden läpi päästämä osavirta, jotka sitten yhtyvät liitoskohdassa ja muodostavat kokonaisvirran.
Huomataan että rinnankytkettyjen vastusten yhteisresistanssi on pienempi kuin kummankaan vastuksen resistanssi erikseen. Tämän voi intuitiivisesti ajatella siten että esim ihmisjoukko pääsee etenemään ripeämmin kahden oven kuin yhden oven kautta.
Olisko tässä näin aluksi.