Užitečné tipy

Série rezistory

Pin
Send
Share
Send
Send


Elektrické obvody používají různé typy připojení. Mezi hlavní patří schémata sériového, paralelního a smíšeného zapojení. V prvním případě se používá několik odporů spojených do jednoho řetězce jeden po druhém. To znamená, že začátek jednoho odporu je spojen s koncem druhého a začátkem druhého - s koncem třetího a tak dále, s libovolným počtem odporů. Aktuální síla v sériovém zapojení bude stejná ve všech bodech a ve všech oblastech. Pro stanovení a porovnání dalších parametrů elektrického obvodu je třeba vzít v úvahu jiné typy sloučenin, které mají své vlastní vlastnosti a vlastnosti.

Sériové a paralelní zapojení odporů

Každá zátěž má odpor, který zabraňuje volnému toku elektrického proudu. Jeho cesta prochází od zdroje proudu přes vodiče k zátěži. Pro normální průchod proudu musí mít vodič dobrou vodivost a snadno uvolňovat elektrony. Toto ustanovení se hodí při zvažování, co je sériové připojení.

Většina elektrických obvodů používá měděné vodiče. Každý obvod obsahuje přijímače energie - zátěže s různými odpory. Parametry připojení jsou nejlépe prohlíženy s obvodem externího zdroje proudu, který se skládá ze tří odporů R1, R2, R3. Sériové připojení zahrnuje sekvenční začlenění těchto prvků do uzavřeného obvodu. To znamená, že začátek R1 je spojen s koncem R2 a začátek R2 je spojen s koncem R3 a tak dále. V takovém řetězci může být libovolný počet rezistorů. Tyto symboly používají ve výpočtech sériové a paralelní připojení.

Síla proudu ve všech sekcích bude stejná: I = I1 = I2 = I3 a celkový odpor obvodu bude součtem odporů všech zátěží: R = R1 + R2 + R3. Zbývá pouze určit, jaké napětí bude při sériovém připojení. V souladu s Ohmovým zákonem je napětí síla proudu a odporu: U = IR. Z toho vyplývá, že napětí na zdroji proudu se bude rovnat součtu napětí při každé zátěži, protože proud je všude stejný: U = U1 + U2 + U3.

Při konstantní hodnotě napětí bude proud během sériového připojení záviset na odporu obvodu. Když se tedy odpor změní alespoň na jednom ze zátěží, změní se odpor v celém obvodu. Kromě toho se změní proud a napětí při každém zatížení. Hlavní nevýhodou sériového připojení je ukončení všech prvků obvodu, v případě selhání jednoho z nich.

Paralelním zapojením se získají zcela odlišné vlastnosti proudu, napětí a odporu. V tomto případě jsou začátky a konce zátěží spojeny ve dvou společných bodech. Dochází k jakémukoli větvení proudu, což vede ke snížení celkového odporu a ke zvýšení celkové vodivosti elektrického obvodu.

Aby se tyto vlastnosti projevily, bude zapotřebí Ohmův zákon. V tomto případě bude současná síla v paralelním spojení a její vzorec vypadat takto: I = U / R. Když je tedy n-tý počet stejných odporů zapojen paralelně, bude celkový odpor obvodu nkrát menší než kterýkoli z nich: Rtotal = R / n. To ukazuje na inverzní proporcionální distribuci proudů v zátěžích vzhledem k odporům těchto zátěží. To znamená, že se zvýšením paralelně zapojených odporů se úměrně sníží proudová síla v nich. Ve formě vzorců jsou zobrazeny všechny charakteristiky takto: proudová síla - I = I1 + I2 + I3, napětí - U = U1 = U2 = U3, odpor - 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.

Při konstantní hodnotě napětí mezi prvky nejsou proudy v těchto odporech vzájemně závislé. Pokud je od obvodu odpojen jeden nebo více rezistorů, nebude to mít vliv na provoz ostatních zařízení, která zůstanou zapnutá. Tento faktor je hlavní výhodou paralelního zapojení elektrických spotřebičů.

V obvodech se obvykle nepoužívá pouze sériové připojení a paralelní odporové připojení, používají se v kombinované formě, známé jako smíšené připojení. Pro výpočet charakteristik takových řetězců se používají vzorce obou verzí. Všechny výpočty jsou rozděleny do několika fází, kdy jsou nejprve stanoveny parametry jednotlivých sekcí, po kterých se sčítají a získá se celkový výsledek.

Zákony řady a paralelní zapojení vodičů

Hlavním zákonem používaným při výpočtech různých typů sloučenin je Ohmův zákon. Jeho hlavní poloha je přítomnost síly proudu v místě, přímo úměrná napětí a nepřímo úměrná odporu v této oblasti. Ve formě vzorce tento zákon vypadá takto: I = U / R. Slouží jako základ pro výpočet elektrických obvodů zapojených do série nebo paralelně. Pořadí výpočtů a závislost všech parametrů na Ohmově zákonu jsou jasně znázorněny na obrázku. Z toho je také odvozen vzorec pro sériové připojení.

Složitější výpočty zahrnující jiná množství vyžadují použití Kirchhoffova pravidla. Jeho hlavní pozice je, že několik sériově zapojených proudových zdrojů bude mít elektromotorickou sílu (EMF), která tvoří algebraický součet EMF každého z nich. Celkový odpor těchto baterií bude sestávat ze součtu odporů každé baterie. Pokud je n-tý počet zdrojů se stejným EMF a vnitřními odpory zapojen paralelně, pak se celkové množství EMF bude rovnat EMF na kterémkoli ze zdrojů. Hodnota vnitřního odporu bude rv = r / n. Tato ustanovení jsou relevantní nejen pro zdroje proudu, ale také pro vodiče, včetně vzorců vodičů pro paralelní připojení.

V případě, že emf zdrojů bude mít různé významy, budou použita další Kirchhoffova pravidla pro výpočet proudové síly v různých částech obvodu.

Série rezistory

Na obrázku níže jsou rezistory R1, R2 a R3 vzájemně propojeny v sérii mezi body A a B společným proudem I, který jimi protéká.

Ekvivalentní odpor několika sériově zapojených odporů lze určit podle následujícího vzorce:

To znamená, že v našem případě bude celkový odpor obvodu roven:

R = R1 + R2 + R3 = 1 kOhm + 2 kOhm + 6 kOhm = 9 kOhm

Můžeme tedy tyto tři rezistory nahradit pouze jedním „ekvivalentním“ rezistorem, který bude mít hodnotu 9 kOhm.

Pokud jsou čtyři, pět nebo více odporů spojeny dohromady v sériovém obvodu, bude celkový nebo ekvivalentní odpor celého obvodu roven součtu odporů jednotlivých rezistorů.

Je třeba poznamenat, že celkový odpor všech dvou nebo více rezistorů zapojených do série bude vždy větší než největší odpor rezistoru zahrnutý v tomto obvodu. Ve výše uvedeném příkladu R = 9 kOhm, zatímco největší hodnota rezistoru je pouze 6 kOhm (R3).

Napětí na každém z rezistorů zapojených do série podléhá jinému pravidlu než protékajícímu proudu. Jak víte, z výše uvedeného schématu je to, že celkové napájecí napětí přes rezistory se rovná součtu potenciálních rozdílů na každém z nich:

Použitím Ohmova zákona lze vypočítat napětí napříč jednotlivými rezistory takto:

V důsledku toho se součet potenciálních rozdílů na odporech rovná celkovému rozdílu potenciálů celého obvodu, v našem příkladu je to 9V.

Za dělič napětí lze považovat zejména řadu rezistorů zapojených do série:

Podle Ohmova zákona je třeba vypočítat ekvivalentní odpor řady sériově zapojených odporů (R1. R2, R3), jakož i úbytek napětí a výkon pro každý odpor:

Všechna data lze získat pomocí Ohmova zákona a pro lepší porozumění jsou uvedeny v následující tabulce:

Je nutné vypočítat úbytek napětí na svorkách "A" a "B":

a) bez připojeného odporu R3

b) s připojeným rezistorem R3

Jak vidíte, výstupní napětí U bez zátěžového rezistoru R3 je 6 voltů, ale stejné výstupní napětí se při připojení R3 stane pouze 4 V. Zátěž připojená k děliči napětí tedy vyvolá další pokles napětí. Tento účinek redukce napětí lze kompenzovat pomocí potenciometru nainstalovaného místo konstantního odporu, pomocí kterého můžete upravit napětí při zátěži.

Shrnout

Pokud jsou dva nebo více rezistorů spojeny dohromady (výstup jednoho je připojen k výstupu druhého rezistoru) - jedná se o sériové zapojení rezistorů. Proud protékající odpory má stejnou hodnotu, ale úbytek napětí mezi nimi není stejný. Je určována odporem každého odporu, který se počítá podle Ohmova zákona (U = I * R).

Pin
Send
Share
Send
Send