Užitočné tipy

Sériové odpory

Pin
Send
Share
Send
Send


Elektrické obvody používajú rôzne typy spojení. Hlavné sú sériové, paralelné a kombinované schémy zapojenia. V prvom prípade sa použije niekoľko odporov, ktoré sú zapojené v jednom reťazci jeden po druhom. To znamená, že začiatok jedného rezistora je spojený s koncom druhého a so začiatkom druhého - s koncom tretieho atď., S akýmkoľvek počtom odporov. Aktuálna sila v sériovom zapojení bude rovnaká vo všetkých bodoch a vo všetkých oblastiach. Na stanovenie a porovnanie ostatných parametrov elektrického obvodu by sa mali zvážiť iné typy zlúčenín, ktoré majú svoje vlastné vlastnosti a vlastnosti.

Sériové a paralelné zapojenie odporov

Každá záťaž má odpor, ktorý bráni voľnému toku elektrického prúdu. Jeho cesta prechádza od zdroja prúdu cez vodiče k záťaži. Pri normálnom prechode prúdu musí mať vodič dobrú vodivosť a ľahko uvoľňovať elektróny. Toto ustanovenie sa hodí pri posudzovaní, čo je sériové pripojenie.

Väčšina elektrických obvodov používa medené vodiče. Každý obvod obsahuje prijímače energie - záťaže s rôznymi odpormi. Parametre pripojenia sa najlepšie sledujú s obvodom zdroja vonkajšieho prúdu, ktorý sa skladá z troch odporov R1, R2, R3. Sériové pripojenie zahŕňa postupné začlenenie týchto prvkov do uzavretého obvodu. To znamená, že začiatok R1 je pripojený ku koncu R2 a začiatok R2 je pripojený ku koncu R3 a tak ďalej. V takejto reťazi môže byť ľubovoľný počet rezistorov. Tieto symboly používajú vo výpočtoch sériové a paralelné spojenia.

Prúdová sila vo všetkých sekciách bude rovnaká: I = I1 = I2 = I3 a celkový odpor obvodu bude súčtom odporov všetkých záťaží: R = R1 + R2 + R3. Zostáva len určiť, aké napätie bude pri sériovom pripojení. Podľa Ohmovho zákona je napätie sila prúdu a odporu: U = IR. Z toho vyplýva, že napätie v zdroji prúdu sa bude rovnať súčtu napätí pri každej záťaži, pretože prúd je všade rovnaký: U = U1 + U2 + U3.

Pri konštantnej hodnote napätia bude prúd počas sériového pripojenia závisieť od odporu obvodu. Preto, keď sa odpor zmení aspoň na jednom zo záťaží, odpor sa zmení v celom obvode. Okrem toho sa zmení prúd a napätie pri každom zaťažení. Hlavnou nevýhodou sériového pripojenia je ukončenie všetkých prvkov obvodu v prípade zlyhania jedného z nich.

Paralelným pripojením sa získajú úplne odlišné charakteristiky prúdu, napätia a odporu. V tomto prípade sú začiatok a koniec zaťaženia spojené v dvoch spoločných bodoch. Vyskytuje sa určitý druh vetvenia prúdu, čo vedie k zníženiu celkového odporu a zvýšeniu celkovej vodivosti elektrického obvodu.

Na zobrazenie týchto vlastností bude potrebný Ohmov zákon. V tomto prípade bude súčasná sila v paralelnom spojení a jej vzorec vyzerať takto: I = U / R. Keď je teda n-tý počet rovnakých odporov zapojených paralelne, celkový odpor obvodu bude n-krát menší ako ktorýkoľvek z nich: Rtotal = R / n. Toto indikuje inverzné proporcionálne rozdelenie prúdov v záťažiach vzhľadom na odpory týchto záťaží. To znamená, že so zvýšením paralelne zapojených odporov sa úmerne zníži prúdová sila v nich. Vo forme vzorcov sú všetky charakteristiky zobrazené nasledovne: prúdová sila - I = I1 + I2 + I3, napätie - U = U1 = U2 = U3, odpor - 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.

Pri konštantnej hodnote napätia medzi prvkami nie sú prúdy v týchto odporoch navzájom závislé. Ak je jeden alebo viac odporov odpojených od obvodu, neovplyvní to fungovanie ostatných zariadení, ktoré zostanú zapnuté. Tento faktor je hlavnou výhodou paralelného pripojenia elektrických spotrebičov.

V obvodoch sa spravidla nepoužíva sériové pripojenie a paralelné odporové pripojenie, používajú sa v kombinovanej forme, známej ako zmiešané pripojenie. Na výpočet charakteristík takýchto reťazcov sa používajú vzorce oboch verzií. Všetky výpočty sú rozdelené do niekoľkých etáp, keď sa najprv určia parametre jednotlivých sekcií, po ktorých sa spočítajú a získa sa celkový výsledok.

Zákony radu a paralelné pripojenie vodičov

Hlavným zákonom použitým pri výpočtoch rôznych druhov zlúčenín je Ohmov zákon. Jeho hlavná poloha je prítomnosť sily prúdu v mieste, priamo úmerná napätiu a nepriamo úmerná odporu v tejto oblasti. Vo forme vzorca tento zákon vyzerá takto: I = U / R. Slúži ako základ pre výpočet elektrických obvodov zapojených do série alebo paralelne. Poradie výpočtov a závislosť všetkých parametrov od Ohmovho zákona sú jasne znázornené na obrázku. Z toho je odvodený aj vzorec pre sériové pripojenie.

Zložitejšie výpočty týkajúce sa iných množstiev si vyžadujú uplatnenie Kirchhoffovho pravidla. Jeho hlavná pozícia je, že niekoľko sériovo zapojených prúdových zdrojov bude mať elektromotorickú silu (EMF), ktorá tvorí algebraický súčet EMF každého z nich. Celkový odpor týchto batérií bude pozostávať zo súčtu odporov každej batérie. Ak je n-tý počet zdrojov s rovnakým EMF a vnútornými odpormi pripojený paralelne, potom sa celkové množstvo EMF bude rovnať EMF v ktoromkoľvek zo zdrojov. Hodnota vnútorného odporu bude rv = r / n. Tieto ustanovenia sú relevantné nielen pre zdroje prúdu, ale aj pre vodiče vrátane vzorcov paralelného pripojenia vodičov.

V prípade, že zdroj zdrojov bude mať rôzne významy, na výpočet aktuálnej sily v rôznych častiach obvodu sa použijú ďalšie Kirchhoffove pravidlá.

Sériové odpory

Na obrázku nižšie sú rezistory R1, R2 a R3 navzájom spojené v sérii medzi bodmi A a B spoločným prúdom I, ktorý nimi preteká.

Ekvivalentný odpor niekoľkých sériovo zapojených odporov možno určiť podľa tohto vzorca:

To znamená, že v našom prípade bude celkový odpor obvodu rovný:

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

Môžeme teda nahradiť tieto tri rezistory iba jedným „ekvivalentným“ rezistorom, ktorý bude mať hodnotu 9 kOhm.

Ak sú spolu zapojené štyri, päť alebo viac odporov v sériovom obvode, celkový alebo ekvivalentný odpor celého obvodu sa bude rovnať súčtu odporov jednotlivých odporov.

Je potrebné poznamenať, že celkový odpor všetkých dvoch alebo viacerých odporov zapojených do série bude vždy väčší ako najväčší odpor rezistora zahrnutého v tomto obvode. Vo vyššie uvedenom príklade R = 9 kOhm, zatiaľ čo najväčšia hodnota rezistora je iba 6 kOhm (R3).

Napätie na každom z rezistorov zapojených do série podlieha inému pravidlu ako tečúcemu prúdu. Ako viete, z vyššie uvedeného diagramu je, že celkové napájacie napätie na odporoch sa rovná súčtu potenciálneho rozdielu na každom z nich:

Podľa Ohmovho zákona sa napätie na jednotlivých odporoch môže vypočítať takto:

Výsledkom je, že súčet potenciálnych rozdielov na odporoch sa rovná celkovému rozdielu potenciálov v celom obvode, v našom príklade je to 9V.

Za delič napätia možno považovať najmä sériu odporov zapojených do série:

Podľa Ohmovho zákona je potrebné vypočítať ekvivalentný odpor série sériovo zapojených odporov (R1. R2, R3), ako aj úbytok napätia a výkon pre každý odpor:

Všetky údaje možno získať podľa Ohmovho zákona a pre lepšie porozumenie sú uvedené v nasledujúcej tabuľke:

Je potrebné vypočítať úbytok napätia na svorkách „A“ a „B“:

a) bez pripojeného odporu R3

b) s pripojeným odporom R3

Ako vidíte, výstupné napätie U bez záťažového rezistora R3 je 6 voltov, ale rovnaké výstupné napätie sa pri pripojení R3 stáva iba 4 V. Z tohto dôvodu záťaž pripojená k deliču napätia spôsobuje ďalší pokles napätia. Tento efekt zníženia napätia je možné kompenzovať použitím potenciometra nainštalovaného namiesto konštantného odporu, pomocou ktorého môžete nastaviť napätie pri zaťažení.

Aby som to zhrnul

Ak sú dva alebo viac rezistorov navzájom spojené (výstup jedného je pripojený k výstupu druhého rezistora) - jedná sa o sériové pripojenie rezistorov. Prúd tečúci cez odpory má rovnakú hodnotu, ale pokles napätia cez ne nie je rovnaký. Je určená odporom každého odporu, ktorý sa počíta podľa Ohmovho zákona (U = I * R).

Pin
Send
Share
Send
Send