1.5 Blandede kretser | Elektro og datateknologi VG1

Blanda kretsar

I praksis inneheld dei fleste kretsar både serie- og parallellkoplingar. Slike kretsar vert kalla blanda kretsar. For å analysere dei må vi identifisere kva delar som er i serie og kva som er i parallell, og deretter forenkle steg for steg.

I dette kapittelet skal du lære:
- Å identifisere serie- og parallellkoplingar i samansette kretsar
- Systematisk kretsforenkling
- Rekne ut spenningar og straumar i blanda kretsar

Systematisk kretsforenkling

For å analysere ein blanda krets brukar vi ein trinnvis metode: Steg 1: Identifiser parallellkoplingar og rekn ut ekvivalent motstand for desse Steg 2: Identifiser seriekoplingar og rekn ut total motstand Steg 3: Gjenta steg 1-2 til kretsen er forenkla til éin motstand Steg 4: Rekn ut totalstraum med Ohms lov Steg 5: Gå «bakover» og finn spenning og straum i kvar einskild komponent

✏️Analyse av blanda krets

R₁ = 100 Ω er i serie med ei parallellkopling av R₂ = 200 Ω og R₃ = 200 Ω. Spenningskjelda er 12 V. Finn totalstraumen og spenninga over R₁.

Steg 1: Finn ekvivalent motstand for R₂ ∥ R₃:
Rpar = (200 × 200) / (200 + 200) = 40000 / 400 = 100 Ω

Steg 2: Total motstand (R₁ i serie med Rpar):
Rtotal = R₁ + Rpar = 100 + 100 = 200 Ω

Steg 3: Totalstraum:
Itotal = U / Rtotal = 12 / 200 = 0,06 A = 60 mA

Steg 4: Spenning over R₁:
UR1 = I × R₁ = 0,06 × 100 = 6 V

Spenning over parallellkoplinga:
Upar = 12 - 6 = 6 V (eller Upar = I × Rpar = 0,06 × 100 = 6 V)

📝Oppgave 1

R₁ = 220 Ω er i serie med ei parallellkopling av R₂ = 330 Ω og R₃ = 470 Ω. Kjeldespenninga er 9 V. Rekn ut totalmotstanden og totalstraumen.

📝Oppgave 2

R₁ = 100 Ω er i serie med to parallellkopla motstandar R₂ = R₃ = 100 Ω. Kva er totalmotstanden?

✏️Trinnvis forenkling av kompleks krets

R₁ = 100 Ω i serie med (R₂ = 200 Ω i parallell med (R₃ = 150 Ω i serie med R₄ = 50 Ω)). Kjeldespenning: 24 V. Finn totalstraumen.

Steg 1: R₃ og R₄ er i serie:
R₃₄ = 150 + 50 = 200 Ω

Steg 2: R₂ og R₃₄ er i parallell:
Rpar = (200 × 200) / (200 + 200) = 100 Ω

Steg 3: R₁ og Rpar er i serie:
R_total = 100 + 100 = 200 Ω

Steg 4: Totalstraum:
I = 24 / 200 = 0,12 A = 120 mA

📝Oppgave 3

I ein blanda krets er R₁ = 47 Ω og R₂ = 100 Ω i serie. Parallelt med R₂ er R₃ = 150 Ω. Kjeldespenninga er 12 V. Finn totalstraum, spenning over R₁ og straumen gjennom R₃.

Oppsummering

I dette kapittelet har du lært å analysere blanda kretsar:

- Identifiser serie- og parallellkoplingar i kretsen
- Forenkle trinnvis: rekn ut parallellmotstandar først, deretter seriemotstandar
- Bruk Ohms lov til å finne totalstraum frå total motstand
- Gå «bakover» for å finne spenningar og straumar i einskildkomponentar
- Kirchhoffs spenningslov og straumlov gjeld alltid

Nøkkelomgrep

Omgrep	Forklaring
Blanda krets	Krets med både serie- og parallellkoplingar
Kretsforenkling	Systematisk metode for å forenkle ein krets

📝Oppgave 4

Teikn ein blanda krets med minst 4 motstandar (du vel verdiar sjølv). Vis trinnvis forenkling og rekn ut totalmotstanden. Vel ei kjeldespenning og rekn ut straum og spenning gjennom alle komponentane.

📝Oppgave 5

Forklar skilnaden mellom Kirchhoffs spenningslov og Kirchhoffs straumlov. Gje eit døme på korleis begge vert brukte i ein blanda krets.

📝Oppgave 6

Du skal designe ein spenningsdelar som gjev 5 V frå ei 12 V kjelde, med ei last som trekkjer 10 mA ved 5 V. Teikn kretsen og rekn ut nødvendige motstandsverdiar.