ఏదైనా పాయింట్‌లో సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కొలవడానికి మనం ఉపయోగించే యూనిట్‌ను a అంటారు వోల్ట్ . వోల్ట్ అనేది 1 ఓం యొక్క ప్రతిఘటన అంతటా వర్తించే సంభావ్య వ్యత్యాసం, మరియు ఇది అధిక టెర్మినల్ నుండి దిగువ టెర్మినల్‌కు విద్యుత్ ప్రవాహానికి దారి తీస్తుంది.
సంభావ్య వ్యత్యాసాలు ఎల్లప్పుడూ అధిక సంభావ్య విలువ నుండి తక్కువ సంభావ్య విలువకు ప్రవహిస్తాయి. 1 ఆంపియర్ కరెంట్‌ని 1 ఓం రెసిస్టెన్స్‌తో గుణించినప్పుడు మనం 1Vని సంభావ్యతగా కూడా నిర్వచించవచ్చు. సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని వివరించడానికి, ఓం చట్టం సూత్రం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది సమానంగా ఉంటుంది V=IxR .
ఓం యొక్క చట్టం ప్రకారం, పొటెన్షియల్ తేడా పెరుగుదలతో లీనియర్ సర్క్యూట్‌లలో కరెంట్ పెరుగుతుంది. ఏదైనా రెండు పాయింట్ల మధ్య పెద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కలిగి ఉన్న సర్క్యూట్ ఒక సర్క్యూట్‌లోని ఈ రెండు పాయింట్ల మీదుగా ఎక్కువ కరెంట్ ప్రవాహానికి దారి తీస్తుంది.
ఉదాహరణకు, 10 Ω రెసిస్టర్‌ను పరిగణించండి మరియు దాని ఒక చివరలో వర్తించే వోల్టేజ్ 8V. అదేవిధంగా, దాని ఇతర ముగింపులో వోల్టేజ్ 5V. కాబట్టి మేము రెసిస్టర్ టెర్మినల్‌లో 3V (8V-5V) సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని పొందుతాము. నిరోధకం అంతటా కరెంట్‌ని కనుగొనడానికి, మేము ఓం నియమాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఈ సర్క్యూట్ యొక్క కరెంట్ 0.3A అవుతుంది.
మేము వోల్టేజీని 8V నుండి 40Vకి పెంచినట్లయితే, రెసిస్టర్ సంభావ్య వ్యత్యాసం 40V - 5V = 35V అవుతుంది. ఇది ప్రస్తుత ప్రవాహంలో 3.5Aకి దారి తీస్తుంది. నిరోధకం అంతటా పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం పెరిగినప్పుడు, అది కరెంట్ పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది.
సర్క్యూట్ లోపల ఏదైనా పాయింట్ యొక్క వోల్టేజ్‌ని కొలవడానికి, మనం దానిని సాధారణ రిఫరెన్స్ పాయింట్‌తో పోల్చాలి. సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కొలవడానికి మేము సాధారణంగా 0V లేదా గ్రౌండ్ పిన్‌ని సర్క్యూట్లో రిఫరెన్స్ పాయింట్‌గా ఉపయోగిస్తాము.
త్వరిత రూపురేఖలు
- సంభావ్య తేడా ఏమిటి
- సంభావ్య వ్యత్యాస ఉదాహరణ
- వోల్టేజ్ డివైడర్ నెట్‌వర్క్
- వోల్టేజ్ డివైడర్ ఫార్ములా
- వోల్టేజ్ డివైడర్ ఉదాహరణ
- ముగింపు
సంభావ్య తేడా ఏమిటి
సంభావ్య వ్యత్యాసం, వోల్టేజ్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది విద్యుత్‌లో ప్రధాన భావన. ఇది ప్రాథమికంగా విద్యుత్ వలయంలోని రెండు పాయింట్ల మధ్య విద్యుత్ సంభావ్య శక్తిలో వ్యత్యాసాన్ని వివరిస్తుంది. రెండు బిందువుల మధ్య పొటెన్షియల్‌లో వ్యత్యాసం కారణంగా ఛార్జ్ ఎక్కువ నుండి తక్కువ పొటెన్షియల్ పాయింట్‌కి మారుతుంది. దీనివల్ల విద్యుత్ ప్రవాహం వస్తుంది. మేము వోల్ట్‌లలో (V) సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కొలుస్తాము మరియు సర్క్యూట్లో విద్యుత్ ఎలా ప్రవర్తిస్తుందో మరియు ఎలక్ట్రికల్ పరికరాలు ఎలా పనిచేస్తాయో నిర్ణయించడంలో ఇది కీలకమైన అంశం.
సంభావ్య వ్యత్యాస ఉదాహరణ
చిత్రంలో, ఒక చివర రెసిస్టర్‌కి వర్తించే పొటెన్షియల్ 10 V. రెసిస్టర్‌లోని రెండవ చివర పొటెన్షియల్ 5 V.
రెసిస్టర్ చివరిలో సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని లెక్కించడానికి, దిగువ నుండి అధిక సంభావ్యతను తీసివేయండి:
నిరోధకం అంతటా లెక్కించిన సంభావ్య వ్యత్యాసం 5V.
రెసిస్టర్‌లోని కరెంట్ అనువర్తిత సంభావ్యతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఏదైనా రెండు పాయింట్ల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం ఎక్కువగా ఉంటే, మీరు పెద్ద కరెంట్ ప్రవాహాన్ని చూస్తారు.
కరెంట్‌ని కనుగొనడానికి ఓం నియమాన్ని ఉపయోగించండి.
ఇప్పుడు, నిరోధకం యొక్క ఒక చివరలో 10V నుండి 20V వరకు మరియు మరొక చివరలో 5V నుండి 10V వరకు సంభావ్యతను పెంచండి. సంభావ్యత యొక్క వ్యత్యాసం 10 V అవుతుంది. ఓం నియమాన్ని ఉపయోగించి మీరు 8 ఆంపియర్‌ల రెసిస్టర్ ద్వారా కరెంట్‌ని కనుగొనవచ్చు.
ఎలెక్ట్రిక్ ఛార్జ్ విద్యుత్ ప్రవాహానికి కారణమవుతుంది. కానీ సంభావ్యత భౌతికంగా కదలదు లేదా ప్రవహించదు. సర్క్యూట్‌లోని ఏదైనా రెండు నిర్దిష్ట పాయింట్‌లలో సంభావ్యత వర్తించబడుతుంది.
మొత్తం సర్క్యూట్ వోల్టేజ్‌ను కనుగొనడానికి, మేము సిరీస్ సర్క్యూట్‌లోని అన్ని కనెక్ట్ చేయబడిన వోల్టేజ్‌లను జోడించాలి. దీని అర్థం మీకు రెసిస్టర్లు ఉన్నప్పుడు (IN 1 , IN 2 , మరియు IN 3 ) సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడింది, మీరు మొత్తం వోల్టేజ్‌ను కనుగొనడానికి వాటి వోల్టేజ్‌లను సంక్షిప్తం చేయండి:
మరోవైపు, మీరు రెసిస్టర్‌లను సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, ప్రతి రెసిస్టర్ లేదా ఎలిమెంట్‌లోని వోల్టేజ్ అలాగే ఉంటుంది. సమాంతరంగా, ప్రతి రెసిస్టర్‌లోని వోల్టేజ్ సమానంగా ఉంటుంది మరియు దీనిని ఇలా వ్యక్తీకరించవచ్చు:
వోల్టేజ్ డివైడర్ నెట్‌వర్క్
సంభావ్య వ్యత్యాసం అంతటా మేము బహుళ రెసిస్టర్‌లను సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేస్తే, కొత్తది అని మాకు తెలుసు వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ ఏర్పడుతుంది. ఈ సర్క్యూట్ నిర్దిష్ట నిష్పత్తిలో రెసిస్టర్‌ల మధ్య సరఫరా వోల్టేజ్‌ను విభజిస్తుంది. ప్రతి రెసిస్టర్ దాని నిరోధకతకు సంబంధించి వోల్టేజ్ యొక్క భాగాన్ని పొందుతుంది.
ఈ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ సూత్రం సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయబడిన రెసిస్టర్‌లకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది. మేము రెసిస్టర్‌లను సమాంతరంగా కనెక్ట్ చేస్తే, అది పూర్తిగా భిన్నమైన సెటప్‌కు దారి తీస్తుంది, దీనిని a అని పిలుస్తారు ప్రస్తుత డివైడర్ నెట్‌వర్క్.
వోల్టేజ్ డివిజన్
ఇచ్చిన సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రాథమిక భావనను వివరిస్తుంది. ఈ సర్క్యూట్లో, విభిన్న రెసిస్టర్లు సిరీస్‌లో ఉంటాయి. అనే సిరీస్‌లో 4 రెసిస్టర్లు ఉన్నాయి ఆర్ 1 , ఆర్ 2 , ఆర్ 3 , మరియు ఆర్ 4 . ఈ రెసిస్టర్‌లన్నీ సున్నా వోల్ట్‌లు లేదా గ్రౌండ్‌కు సమానమైన సాధారణ సూచన పాయింట్‌ను పంచుకుంటాయి.
మీరు సిరీస్‌లో రెసిస్టర్‌లను కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, సరఫరా వోల్టేజ్ (IN ఎస్ ) ప్రతి నిరోధకం అంతటా పంపిణీ చేయబడుతుంది. ప్రతి రెసిస్టర్ కొన్ని వోల్టేజీలను పడిపోతుందని మీరు చూస్తారు. దీని అర్థం ప్రతి రెసిస్టర్ మొత్తం వోల్టేజ్‌లో వాటాను పొందుతుంది.
తర్వాత, ఈ సర్క్యూట్‌ని వ్యక్తీకరించడానికి ఓంస్ లా ఉపయోగించండి. ఓం చట్టం యొక్క నిర్వచనం ప్రకారం, రెసిస్టర్‌ల శ్రేణి ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ (I) సరఫరా వోల్టేజ్‌కు సమానం (IN ఎస్ ) మొత్తం ప్రతిఘటన ద్వారా విభజించబడింది (ఆర్ టి )
ఓం చట్టం గణిత వ్యక్తీకరణ ఇలా ఇవ్వబడింది
ఇప్పుడు ఓం నియమాన్ని ఉపయోగించండి మరియు కరెంట్‌ను గుణించండి (నేను) ప్రతిఘటనతో (R) ప్రతి నిరోధకం యొక్క విలువ.
ఎక్కడ IN వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను సూచిస్తుంది.
రెసిస్టర్‌ల శ్రేణిలో ఒక పాయింట్ నుండి మరొకదానికి వెళ్లిన తర్వాత, మీరు వోల్టేజ్ చుక్కలను సంక్షిప్తీకరించినప్పుడు ప్రతి పాయింట్ వద్ద వోల్టేజ్ పెరుగుతుంది. అన్ని వ్యక్తిగత వోల్టేజ్ డ్రాప్ మొత్తాలు సర్క్యూట్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌కి సమానంగా ఉంటాయి (IN ఎస్ ) .
నిర్దిష్ట పాయింట్ వద్ద వోల్టేజ్‌ను కనుగొనడానికి మొత్తం సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను కనుగొనడం అవసరం లేదు. రెసిస్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన మరియు దాని ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం ద్వారా మీరు ఏ సమయంలోనైనా వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను లెక్కించడానికి ఒక సాధారణ సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు. ఇది సర్క్యూట్ యొక్క విశ్లేషణను సులభతరం చేస్తుంది మరియు సర్క్యూట్లో వోల్టేజ్ ఎలా పంపిణీ చేయబడుతుందో అర్థం చేసుకోవడంలో సహాయపడుతుంది.
వోల్టేజ్ డివైడర్ ఫార్ములా
పై సూత్రంలో, V(x) వోల్టేజీని సూచిస్తుంది మరియు R(x) ఈ వోల్టేజ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రతిఘటనకు సమానంగా ఉంటుంది. RT అనేది రెసిస్టర్‌ల యొక్క మొత్తం శ్రేణి నిరోధకతను సూచిస్తుంది మరియు VS అనేది సరఫరా వోల్టేజ్.
వోల్టేజ్ డివైడర్ ఫార్ములా
వోల్టేజ్ డివైడర్ నియమాన్ని ఉపయోగించి R2 అంతటా సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను కనుగొనడానికి దిగువ సర్క్యూట్‌ను పరిగణించండి.
ఈ సర్క్యూట్లో, వి లో సరఫరా వోల్టేజీని సూచిస్తుంది. ఇది సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్. ఈ కరెంట్ రెండు దిశలలో ప్రవహిస్తుంది.
పరిశీలిద్దాం IN R1 మరియు IN R2 యొక్క వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఉండాలి ఆర్ 1 మరియు ఆర్ 2 . ఇచ్చిన రెసిస్టర్లు సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడినందున, ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ V IN సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతి రెసిస్టర్‌కి వ్యతిరేకంగా పడిపోయిన మొత్తం వ్యక్తిగత వోల్టేజ్ మొత్తానికి సమానంగా ఉంటుంది.
ప్రతి రెసిస్టర్‌లో వ్యక్తిగత వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను లెక్కించడానికి, ఓమ్ నియమ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించండి:
అదేవిధంగా, రెసిస్టర్ కోసం ఆర్ 2
చిత్రం నుండి, R అంతటా వోల్టేజ్ అని మనం చూడవచ్చు 2 వి బయటకు . ఈ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ని ఇలా ఇవ్వవచ్చు:
పై సమీకరణం నుండి, మనం ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ Vని లెక్కించవచ్చు IN .
V పరంగా మొత్తం కరెంట్‌ను లెక్కించేందుకు బయటకు వోల్టేజ్, పై V ఉపయోగించండి బయటకు సమీకరణం.
కాబట్టి వి బయటకు సమీకరణం అవుతుంది:
ఇప్పుడు రెసిస్టర్‌లలో బహుళ అవుట్‌పుట్‌లను కలిగి ఉన్న బహుళ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌ను పరిగణించండి.
అవుట్పుట్ సమీకరణం అవుతుంది:
ఇక్కడ, పై సమీకరణంలో, ది IN X అవుట్పుట్ వోల్టేజ్.
ఆర్ X సర్క్యూట్లో కనెక్ట్ చేయబడిన అన్ని రెసిస్టర్‌ల మొత్తం.
సాధ్యమయ్యే విలువలు ఆర్ X ఉన్నాయి:
ఉంటే IN సరఫరా వోల్టేజీని సూచిస్తుంది. అప్పుడు సాధ్యమయ్యే అవుట్పుట్ వోల్టేజీలు ఇలా ఇవ్వబడ్డాయి:
పై సమీకరణాల నుండి, సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడిన రెసిస్టర్‌లలో పడిపోయిన వోల్టేజ్ రెసిస్టర్ యొక్క విలువ లేదా పరిమాణానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుందని మేము నిర్ధారించగలము. Kirchhoff యొక్క వోల్టేజ్ చట్టం ప్రకారం, ఇవ్వబడిన అన్ని రెసిస్టర్‌లలో పడిపోయిన వోల్టేజ్ తప్పనిసరిగా సోర్స్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌కి సమానంగా ఉండాలి.
కాబట్టి మీరు వోల్టేజ్ డివైడర్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి రెసిస్టర్‌ల వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను కనుగొనవచ్చు.
వోల్టేజ్ డివైడర్ ఉదాహరణ
సిరీస్‌లో మూడు రెసిస్టర్‌లతో కూడిన వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌ను పరిగణించండి, ఇది ఒక నుండి రెండు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. 240 V సరఫరా. ప్రతిఘటన విలువలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
- R1 = 10 Ω
- R2 = 20 Ω
- R3 = 30 Ω
సర్క్యూట్ యొక్క సమాన నిరోధకత ఇలా లెక్కించబడుతుంది:
ఇప్పుడు, రెండు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లు ఈ క్రింది విధంగా నిర్ణయించబడతాయి:
సర్క్యూట్లో కరెంట్ దీని ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది:
అందువల్ల, ప్రతి రెసిస్టర్‌లో వోల్టేజ్ చుక్కలు క్రింది విధంగా ఉంటాయి:
ముగింపు
వోల్టేజ్ డివైడర్ అనేది ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఉపయోగించే ప్రాథమిక నిష్క్రియ సర్క్యూట్. ఈ సర్క్యూట్ ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌కు సంబంధించి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను తగ్గించగలదు. సిరీస్‌లో బహుళ ప్రతిఘటనలను కనెక్ట్ చేసిన తర్వాత మీరు వోల్టేజ్‌లో ఈ తగ్గింపును సాధించవచ్చు. ప్రతిఘటన యొక్క విలువ మీరు సాధించాలనుకుంటున్న వోల్టేజ్ డ్రాప్ విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ రెసిస్టర్లు రెసిస్టర్ నిష్పత్తులచే నిర్ణయించబడిన స్థిర వోల్టేజ్ భిన్నాన్ని సృష్టిస్తాయి.
రెసిస్టర్లు ముఖ్యమైన సర్క్యూట్ ఎలిమెంట్‌లు ఎందుకంటే అవి ఓంస్ లా ప్రకారం సర్క్యూట్ యొక్క వోల్టేజ్‌ను పరిమితం చేయగలవు. సిరీస్‌లోని రెసిస్టర్లు ప్రతి రెసిస్టర్ ద్వారా స్థిరమైన కరెంట్‌ను కలిగి ఉంటాయి. వోల్టేజ్ డివైడర్ ఫార్ములా సహాయంతో ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్‌లను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు మీరు స్థిరమైన వోల్టేజ్‌ను లెక్కించవచ్చు మరియు నిర్వహించవచ్చు.