Ohm törvényével hogyan lehet kiszámolni, hogy az ellenállás után mekkora a feszültség?

Rajzolj fel több ellenállást sorban, majd ha kiszámolod a rajtuk eskő feszültségeket, akkor azok összege lesz a táp feszültséged, tehát Ut=U1+U2+U3+....+Un.

Tehát, ha R1 az első ellenállásod akkor az R2-től Rn-ig az Ut-U1 feszültséged "marad", azaz Ut-U1=U2+U3+U4+...Un, ugyan így az R3-tól már csak az Ut-U1-U2 a maradék ellenállásokon eső fesz., már ha jól értelmeztem a kérdésedet.

Van például három sorosan kapcsolt ellenállásod R1, R2, R3. Ezek eredője:

Re=R1+R2+R3

A rajtuk folyó áram:

I=Ut/Re

Az egyes ellenállásokon eső feszültségek:

U1=I·R1

U2=I·R2

U3=I·R3

Nem tudom ilyesmire gondoltál-e? Az nem egészen világos, hogy mit értesz ellenállás utáni feszültségen. Talán arra, hogy például mennyi az R1 „utáni” feszültség? Ezt kétféleképpen lehet kiszámolni:

U2+U3=Ut−U1=Ut−I·R1=I·(R2+R3)

Ez az R2 és R3 ellenállásokon eső teljes feszültség.

Az R2 „utáni” feszültség (R3-on eső feszültség):

U3=Ut−U1−U2=Ut−I·(R1+R2)=I·R3

Esetleg tehetnél fel egy konkrét példát, hogy mire gondoltál.

„megtápláltam kb. 3V-al és 2 miliamperrel”

Ezt, hogy érted, pontosan mi volt a tápforrás? Elem? A következő lehetett a jelenség. Egy tápforrásra rákapcsolod a műszert és az 3 V-ot mutat. Ezután rákapcsolsz egy ellenállást, ekkor a műszer kevesebbet mutat 3 V-nál. Vajon miért? A rejtély abból áll, hogy minden tápforrásnak van belső ellenállása. Ez a belső ellenállás sorosan kapcsolódik a terhelő ellenállással. A terhelő ellenállás rákapcsolásakor áram folyik, amely feszültséget ejt a tápforrás belső ellenállásán. Ez a feszültség levonódik a tápforrás üresjárási feszültségéből, ezért mérsz kisebb feszültséget a 220 Ω-os ellenállás rákapcsolásakor. A multiméter belső ellenállása igen nagy, 10…20 MΩ, ez a nagy ellenállás gyakorlatilag nem terheli a tápforrást, ezért ilyenkor az üresjárási feszültséget, 3 V-ot mérsz. Ha viszont rákapcsolsz egy 220 Ω-os ellenállást, az már jelentősebb terhelést jelent, ezért csökken a tápforrás kapocsfeszültsége.

Kiszámolni így kell:

Uk=UoRt/(Rb+Rt)

Uk: kapocsfeszültség terheléskor, amit a 220 Ω-os ellenálláson mérsz

Uo: üresjárási feszültség, amit terhelés nélkül mérsz

Rb: a tápforrás belső ellenállása

Rt: terhelő ellenállás, 220 Ω

Viszont a tápforrás belső ellenállása ismeretlen, de az is meghatározható, ha érdekel leírom, hogyan.

Egyébként nem ciki kérdezni, mindenki elkezdte valahogy és érthető, hogy eleinte az ilyen egyszerű dolgok is bonyolultnak tűnnek.

A belső ellenállást így lehet kiszámolni. Megméred a tápforrás üresjárási feszültségét (Uo). Leterheled egy ismert értékű ellenállással, ekkor is méred a feszültséget (Uk). A terhelés miatt Uk<Uo. Akkora terhelő ellenállást érdemes választani, hogy Uo és Uk közötti eltérés értékelhető legyen, 3V esetén néhány tized V elegendő. Az áram kétféleképpen írható fel:

I=Uk/Rt=Uo/(Rb+Rt)

Ebből kifejezed a belső ellenállást:

Uk·Rb+Uk·Rt=Uo·Rt

Rb=Rt·(Uo−Uk)/Uk=Rt·(Uo/Uk−1)

Például Uo=3 V, Rt=100 Ω, Uk=2,8 V, akkor:

Rb=100·(3/2,8−1)=7,1 Ω

Most már ismert a belső ellenállás, ezzel tetszőleges terhelő ellenállás esetén kiszámítható a kapocsfeszültség.