Diferența de tensiune dintre oricare două puncte dintr-un circuit este cunoscută sub numele de Diferență de potențial și această diferență de potențial produce circulația curentului.

Spre deosebire de curentul care circulă prin circuit electric închis sub formă de sarcină electrică, diferența de potențial nu se mișcă sau nu circulă ci este aplicată.

Unitatea de diferență de potențial generată între două puncte este numită Volt și este, în general, definită ca fiind diferența de potențial căzută pe o rezistență fixă ​​de un ohm cu un curent de un amper care curge prin ea.

Cu alte cuvinte, 1 Volt este egal cu 1 Amper ori 1 Ohm, sau obișnuit V = I*R.

Legea lui Ohm precizează că pentru un circuit liniar curentul care trece prin el este proporțional cu diferența de potențial pe acesta, deci cu atât mai mare este diferența de potențial în oricare două puncte, cu atât mai mare va fi curentul care trece prin el.

De exemplu, în cazul în care tensiunea de pe o parte a unui rezistor de 10 Ω măsoară 8 V, iar la cealaltă parte a rezistorului măsoară 5 V, atunci diferența de potențial pe rezistor ar fi 3 V (8-5) cauzând circulația unui curent de 0,3 A.

Dacă totuși, tensiunea pe o parte a fost crescută de la 8 V la 40 V, diferența de potențial pe rezistor ar fi acum de 40 V - 5 V = 35 V determinând circulația unui curent de 3,5 A. Tensiunea la orice punct al unui circuit este întotdeauna măsurată raportată la un punct comun, în general 0 V.

Pentru circuitele electrice, pământul sau potențialul de masă este de obicei considerat a fi la zero volți (0 V) și totul este referit la acel punct comun într-un circuit. Acest lucru este teoretic similar cu măsurarea înălțimii. Măsurăm înălțimea dealurilor într-un mod similar, spunând că nivelul mării este la zero și apoi comparăm alte puncte ale dealului sau muntelui cu acest nivel.

Într-un mod foarte asemănător, putem numi punctul comun într-un circuit zero volți și îi vom da numele de masă, zero volți sau pământ, atunci toate celelalte puncte de tensiune din circuit se compară sau se referă la acel punct de masă. Utilizarea unui punct comun de masă sau de referință în desene electrice schematice permite circuitului să fie desenat mai simplu, așa cum se înțelege că toate conexiunile la acest punct au același potențial. De exemplu:

Diferența de potențial

Deoarece unitățile de măsură pentru Diferența de Potențial sunt volți, diferența de potențial se numește în principal tensiune. Tensiunile individuale conectate în serie pot fi adunate împreună, pentru a ne oferi o sumă totală de tensiune a circuitului. Tensiunile pe componentele conectate în paralel vor avea întotdeauna aceeași valoare.

Pentru tensiuni conectate în serie:

V_T = V₁ + V₂ + V₃ ... etc

Pentru tensiuni conectate în paralel:

V_T = V₁ = V₂ = V₃ ... etc

Prin folosirea Legii lui Ohm, curentul care trece printr-un rezistor poate fi calculat după cum urmează:

Calculați curentul care trece printr-un rezistor de 100Ω care are unul dintre terminalele sale conectat la 50 de volți, iar celălalt terminal conectat la 30 volți.

Tensiunea la borna A este egală cu 50V iar tensiunea la borna B este egală cu 30V. Prin urmare, tensiunea pe rezistor este dată ca:

VA = 50 V, VB = 30 V, prin urmare, VA - VB = 50 - 30 = 20 V

Tensiunea pe rezistor este de 20 V, atunci curentul care trece prin rezistor este dat de:

I = VAB ÷ R = 20 V ÷ 100 Ω = 200 mA

Rețea divizoare de tensiune

Prin conectarea împreună a rezistoarelor în serie la o diferență de potențial, putem produce un circuit de divizare a tensiunii, care va da raporturile de tensiuni pe fiecare rezistor, în raport cu tensiunea de alimentare pe întreaga combinație totală.

Acest lucru produce ceea ce se numește în general o rețea de divizare a tensiunii și una care se aplică numai la rezistoarele conectate împreună în serie, deoarece rezistoarele conectate împreună în paralel produc ceea ce se numește o rețea de divizare a curentului. Luați în considerare circuitul serie de mai jos.

Divizarea tensiunii

Circuitul prezintă principiul unui circuit divizor de tensiune, în care tensiunea de ieșire scade pe fiecare rezistor din lanțul serie, rezistoarele R1, R2, R3 și R4 fiind raportate la un punct de referință comun (de obicei zero volți).

Pentru orice număr de rezistoare conectate împreună în serie, împărțind tensiunea de alimentare VS la rezistența totală RT, va da curentul care curge prin ramura serie ca: I = VS/RT, (Legea lui Ohm). Atunci, căderea individuală de tensiune pe fiecare rezistor poate fi calculată pur și simplu ca: V=IxR unde R reprezintă valoarea rezistenței.

Tensiunea la fiecare punct P1, P2, P3, etc. crește în funcție de suma tensiunilor la fiecare punct până la tensiunea de alimentare Vs și putem calcula și căderile individuale de tensiune în orice punct, fără calcularea în prealabil a curentului prin circuit, utilizând următoarea formulă.

Formula de divizare a tensiunii

unde, V(x) este tensiunea care trebuie găsită, R(x) este rezistența care produce această tensiune, RT este rezistența totală serie și VS este tensiunea de alimentare.

Diferența de potențial. Exemplul nr. 2

În circuitul de mai sus, sunt conectate patru rezistoare de valori R1 = 10 Ω, R2 = 20 Ω, R3 = 30 Ω și R4 = 40 Ω pe o sursă de alimentare de 100 volți DC. Folosind formula de mai sus, s-au calculat căderile de tensiune la punctele P1, P2, P3 și P4 și, de asemenea, căderile de tensiune individuale pe fiecare rezistor din lanțul serie.

1. Tensiunile la diferite puncte sunt calculate ca:

2. Căderile individuale de tensiune pe fiecare rezistor sunt calculate ca:

Atunci, folosind această ecuație, putem spune că tensiunea căzută pe orice rezistor într-un circuit serie este proporțională cu magnitudinea rezistorului și tensiunea totală pe toate rezistoarele trebuie să fie egală cu sursa de tensiune, așa cum este definită de Legea tensiunii lui Kirchhoff. Deci, folosind ecuația de divizare a tensiunii, pentru orice număr de rezistoare serie poate fi găsită căderea de tensiune pe orice rezistor individual.

Până acum am văzut că tensiunea este aplicată pe un rezistor sau circuit și că curentul trece prin, și în jurul unui, circuit. Dar există o a treia variabilă pe care o putem aplica rezistoarelor și rețelelor de rezistoare. Puterea este un produs de tensiune și curent și unitatea de bază de măsurare a puterii este watt.

În următorul tutorial despre rezistoare vom examina puterea disipată (consumată) de rezistență sub formă de căldură și că puterea totală disipată de un circuit rezistiv, fie că este vorba de serie, de paralel sau de o combinație a celor două, pur și simplu se adună puterile disipate de fiecare rezistor.