Что такое падение напряжения? Чем оно отличается от напряжения?
Понимаю, что многие напишут "иди физику учи", "зачем спрашивать, когда это есть в Интернете". Но есть проблема с пониманием этого термина, т.к. в школе мы сейчас изучаем только напряжение, силу тока, сопротивление, мощность, а про падение напряжения я услышал только тогда, когда начал увлекаться радиоэлектроникой. Что это за понятие, как его используют?
Напряжение - это разница между потенциалами двух предметов или двух участков одного предмета.
Сделай такую лабораторную работу (это интересно, тебе понравится). Возьми фотографическую кювету (мелкую просторную ванночку) из прозрачного пластика. Подложи под нее клетчатую бумагу. Внутрь налей водички и слегка ее подсоли. Потом возьми какой-нибудь источник напряжения (блок питания, заряжалку, батарейку и т.п. Привяжи к положительному проводу гвоздь, или пластину (вилку, к примеру) и уложи в ванночку вдоль дальнего края, условно "сверху". Отрицательный провод аналогично привяжи к железяке и погрузи в воду у нижнего (ближнего) края ванночки.
Теперь возьми вольтметр (мультиметр, к примеру). Его отрицательный вход (черный провод) соедини с "минусом" источника, а к положительному привяжи гвоздь. И теперь тыкай этим гвоздем в разные точки ванночки.
Ты сразу обнаружишь, что напряжение, подаваемое источником, равномерно распределено вдоль ванночки. Скажем, он дает 10 вольт - ты эти 10 вольт увидишь в непосредственной близости от верхнего электрода в ванночке. А ровно посередине нее - увидишь ровно 5 вольт. Можешь использовать клеточки на подложке, чтобы точнее оценивать.
Можешь применять электроды разной формы и тыкая гвоздиком, выстроить чертеж - какую форму принимает "поле", по каким кривым распределяются напряжения по площади ванночки. Всегда будут получаться красивые, симметричные криволинейные узоры. Можно возиться целый день, и не надоедает :-)
Так вот, "падение напряжения" - это некоторый участок цепи (в нашем случае, фрагмент площади ванночки), на протяжении которого напряжение ПАДАЕТ с одного значения до другого. Вот разница между этими двумя значениями - и есть "падение напряжения".
Вместо соленой воды ты можешь собрать просто цепочку из множества последовательных сопротивлений (одинаковых или разных, как угодно). И потыкав вольтметром, обнаружить, что в разных точках соединений между этими резисторами напряжения ТОЖЕ вот так постепенно снижаются от одного конца цепочки к другому. Каждый резистор - создает свое "падение напряжения". Оно тем больше, чем больше сопротивление резистора. А сумма ВСЕХ "падений напряжений" вдоль цепочки - даст тебе опять исходную величину, те же 10 вольт, которые даются источником.
Чтобы легче было читать схемы, их тоже принято рисовать как эту "ванночку": положительный провод питания тянется вдоль верхнего края схемы, отрицательный вдоль нижнего. И все, что происходит МЕЖДУ этими проводами (разные цепи, элементы) - ты можешь представлять, как некую жидкость, "стекающую" с одного провода на другой через препятствия. И чем ниже она "стекает", тем ниже будут напряжения в этих местах схемы. Наглядный образ такой. Очень облегчает понимание, когда надо разобраться в схеме.
Только причинно-следственной связью. Термин "падение напряжения" означает, что НАПРЯЖЕНИЕ возникло ВСЛЕДСТВИЕ протекания ТОКА, а не наоборот.
Рассмотрим другой пример. Напряжение на входе в линию 230 В, а на нагрузке 220. Куда делись 10 вольт? Напряжение УПАЛО на 10 В в кабеле. Поэтому и возник такой термин, вполне себе правильный.
Если очень просто: падение напряжения - это разница между "вошло" и "вышло".
Для полупроводников чаще используют термин "прямое напряжение" , то есть это разность напряжений между анодом и катодом при прямом включении (прямом токе) .
У кремниевых транзисторов и диодов это значение обычно в районе 0,7в .
У светодиодов, в отличие от обычных диодов, оно гораздо выше. порядка 1,5-2в для красных и желтых и 2,5-3в для зеленых (изумрудных), синих и белых.
Вот и получается, что в твоем случае, ты подаешь 3 в напряжения, светодиод (допустим , красный, 2в его прямое напряжение) минусует 2 вольта (они на его переходе "падают")
И тебе нужно рассчитать резистор с условием, что на него уже будет прилагаться 3в (бат) -2в(светодиод)
Допустим , у тебя светодиод с прямым напряжением (падением напряжения) 2в. Допустим, его максимальный ток - 20ма (0,02А) .
(3-2) / 0,02 = 50 Ом.
Ближайшие номиналы из стандартного ряда: 47 Ом, 51 Ом . Выбираем 51. Больше - можно , меньше - не рекомендуется, светодиод перегрузишь.
В твоем примере светодиод 10мА и резистор получается на 100 Ом соответственно
По сути это одно и тоже - разность потенциалов. Но в электронике, для удобства понимания принято напряжением называть измеренное напряжение в цепи (на выводах источника питания, между контрольной точкой и общим проводом и пр.) а падением напряжения называют разность потенциалов между выводами конкретного элемента цепи и используют это понятие в основном для расчётов и описания работы схемы.
падением напряжения в теории цепей называют фактическое напряжение на некотором элементе некоторого контура цепи. Те у вас есть источник ЭДС например 50 вольт. И последовательно включены некоторые элементы, например десять резисторов. Так вот по правилу Кирхгоффа эдс будет равна сумме падений напряжений на каждом резисторе, те оно как бы постепенно понижается (падает) при движении тока по цепи от 50 до нуля. Ведь ток при последовательном включении постоянный в смысле неизменный по всей цепи. Если еще непонятно спрашивайте. Если два одинаковых резистора получите делитель, на каждом упадет по 25 вольт, те посередке половина, поэтому и делитель.