3.2.2 LASTNOSTI IN ZAKONITOSTI ZAPOREDNE VEZAVE

KAZALO

   

 

 

3.2.2.2 Napetostna zanka

     
 

Pomembna ugotovitev dosedanje obravnave zaporednega tokokroga je, da se napetosti na zaporednih porabnikih seštevajo. Pri tem je pomembno opozoriti na dejstvo, da imajo napetosti na porabnikih smer toka, torej isto smer (slika 3.2.2.1.1).

   

HITRE POVEZAVE

Drugi Kirchhoffov zakon

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.1: Napetost zaporedne vezave izvorov

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.2: Padci napetosti

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.3: Uravnovešen sistem napetosti

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.4: Napetostna zanka

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.5: Zaporedno vezani izvori in porabnik

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.6: Električni tokokrog s svetlečo diodo

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.7: Napetostne zanke elektronskega vezja

 

SLIKA

Slika 3.2.2.2.8: Nevidna in vidna napetostna zanka

 

ANIMACIJA

Animacija 3.2.2.2.1: Napetostna zanka

 
       
 
V zaporednem tokokrogu seštevamo napetosti iste smeri.  

 
       
 

To je še posebej pomembno v primerih, ko imamo v zaporednem tokokrogu več izvorov napetosti (slika 3.2.2.2.1), ki nimajo vedno iste smeri.

     
       
 
V zaporednem tokokrogu se napetosti nasprotnih smeri med seboj odštevajo.  

 
       
 

Napetost 12 V na slika 3.2.2.1.1 je napetost izvora in predstavlja gonilno napetost električnega toka v tokokrogu. Napetost na uporih (3 V, 1,5 V in 7,5 V) pa pove, kolikšen del gonilne napetosti je potreben (uporabljen) za tok skozi posamezni upor. Po Ohmovem zakonu vemo, da je za tok skozi porabnik potrebna napetost:

     
  U = I·R    
       
 
Napetostim na porabnikih zaporednega tokokroga (upornosti porabnikov, vodnikov, merilnikov, ... slika 3.2.2.2.2), ki so potrebne za tok skozi te upornosti, pravimo tudi padci napetosti1.  

 
       
 

Napetost izvora (izvorov) in padcev napetosti vedno tvorijo zaključen in uravnovešen sistem (slika 3.2.2.2.3).

   
       
 
Zaključenemu sistemu električnih napetosti izvorov in porabnikov zaporednega tokokroga pravimo napetostna zanka.  

 
       
       
  Zakon napetostne zanke:    
       
 

Na osnovi primera napetostne zanke zaporednega tokokroga (slika 3.2.2.2.4) lahko zapišemo:

   
       
 

 

UI1 + UI2 + UI3 = UR1 + UR2 + UR3 + ... URn

  Enačba 3.2.2.2.1  
   
       
 
Vsota napetosti izvorov napetostne zanke (UI) je enaka vsoti padcev napetosti (UR).  

 
       

Dobljeni zakonitosti pravimo zakon napetostne zanke ali tudi drugi Kirchhoffov zakon. Zapišemo ga tudi v obliki:

   
       
 

 

Σ UI = Σ UR

 (V)UR (V)
  Enačba 3.2.2.2.2
   
       
 

Čeprav so napetostne zanke na prvi pogled značilnost predvsem zaporednih tokokrogov, pa so prisotne v vseh, še tako enostavnih tokokrogih z enim porabnikom ali zahtevnih sestavljenih tokokrogih. Računanje z napetostnimi zankami pa je vedno v okviru pravil, ki smo jih pravkar spoznali.

     
       
       

Primer:

 
 

 

     

Primer:

 
       
 

V praksi pa napetostne zanke niso vedno tako nazorne kot v čistih zaporednih tokokrogih. Kot bomo videli v sestavljenih tokokrogih, med elementi, ki jih zajame napetostna zanka, pogosto ni izvora napetosti ali skozi elemente ni isti tok. Tudi za vse take primere velja zakon napetostne zanke, le za točki napetostnega ravnovesja2 zanke (slika 3.2.2.2.3) se moramo čim bolj praktično odločiti.

     
       
 
Za točki napetostnega ravnovesja napetostne zanke lahko izberemo poljubni točki napetostne zanke, ki sta na različnih električnih potencialih..  

 
       

Primer:

 
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       

1 Pri nazivu »padci« je možna analogija z vodnimi kaskadami.

2 Točki uravnovešene »tehtnice« napetosti izvora/izvorov in padcev napetosti.