Κάθε ηλεκτρικό κύκλωμα περιέχει μια αντίσταση που αντιστέκεται στο ηλεκτρικό ρεύμα. Οι αντιστάσεις είναι δύο τύπων: σταθερές και μεταβλητές. Κατά την ανάπτυξη οποιαδήποτε ηλεκτρικό διάγραμμακαι την επισκευή ηλεκτρονικών προϊόντων, είναι συχνά απαραίτητη η χρήση αντίστασης με την απαιτούμενη βαθμολογία.
Παρά το γεγονός ότι Υπάρχουν διαφορετικές τιμές για τις αντιστάσεις, μπορεί να μην είναι δυνατό να βρεθεί ο απαιτούμενος ή κανένα στοιχείο να μην μπορεί να παρέχει τον απαιτούμενο δείκτη.
Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα μπορεί να είναι η χρήση σειριακών και παράλληλων συνδέσεων. Αφού διαβάσετε αυτό το άρθρο, θα μάθετε για τα χαρακτηριστικά της εκτέλεσης υπολογισμών και της επιλογής διαφόρων τιμών αντίστασης.
Παράλληλη σύνδεση: γενικές πληροφορίες
Συχνά για την κατασκευή οποιασδήποτε συσκευής, χρησιμοποιούνται αντιστάσεις, οι οποίες συνδέονται σύμφωνα με ένα κύκλωμα σειράς. Το αποτέλεσμα της χρήσης αυτής της επιλογής συναρμολόγησης είναι η αύξηση της συνολικής αντίστασης του κυκλώματος. Για μια δεδομένη επιλογή σύνδεσης για στοιχεία, η αντίσταση που δημιουργούν υπολογίζεται ως το άθροισμα των ονομαστικών τιμών. Εάν η συναρμολόγηση των εξαρτημάτων πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα παράλληλο κύκλωμα, τότε εδώ θα χρειαστεί να υπολογίσετε την αντίστασηχρησιμοποιώντας τους παρακάτω τύπους.
Ένα κύκλωμα παράλληλης σύνδεσης καταφεύγει σε μια κατάσταση όπου ο στόχος είναι να μειωθεί η συνολική αντίσταση και, επιπλέον, να αυξηθεί η ισχύς για μια ομάδα στοιχείων που συνδέονται σε ένα παράλληλο κύκλωμα, η οποία θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από ό,τι όταν συνδέονται χωριστά.
Υπολογισμός αντίστασης
Στην περίπτωση σύνδεσης εξαρτημάτων μεταξύ τους, χρησιμοποιώντας παράλληλο κύκλωμα, θα χρησιμοποιηθεί ο ακόλουθος τύπος για τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης:
R(σύνολο)=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn).
- Οι R1- R3 και Rn είναι αντιστάσεις συνδεδεμένες παράλληλα.
Επιπλέον, εάν το κύκλωμα δημιουργείται με βάση μόνο δύο στοιχεία, τότε για τον προσδιορισμό της συνολικής ονομαστικής αντίστασης θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ο ακόλουθος τύπος:
R(σύνολο)=R1*R2/R1+R2.
- R(σύνολο) – συνολική αντίσταση.
- Τα R1 και R2 είναι αντιστάσεις συνδεδεμένες παράλληλα.
Βίντεο: Παράδειγμα υπολογισμού αντίστασης
Καθολικό σχήμα υπολογισμού
Σε σχέση με τη ραδιομηχανική, πρέπει να δοθεί προσοχή σε ένα σημαντικός κανόνας: εάν τα στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους σε παράλληλο κύκλωμα έχουν τον ίδιο δείκτη, τότε για να υπολογίσετε τη συνολική ονομαστική τιμή είναι απαραίτητο να διαιρέσετε τη συνολική τιμή με τον αριθμό των συνδεδεμένων κόμβων:
- R(σύνολο) – συνολική τιμή αντίστασης.
- R είναι η τιμή της αντίστασης που συνδέεται παράλληλα.
- n – αριθμός συνδεδεμένων κόμβων.
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο γεγονός ότι η τελική τιμή αντίστασης στην περίπτωση χρήσης κυκλώματος παράλληλης σύνδεσης σίγουρα θα είναι λιγότερασε σύγκριση με την βαθμολογία οποιουδήποτε στοιχείου που είναι συνδεδεμένο στο κύκλωμα.
Παράδειγμα υπολογισμού
Για μεγαλύτερη σαφήνεια, μπορούμε να εξετάσουμε το ακόλουθο παράδειγμα: ας υποθέσουμε ότι έχουμε τρεις αντιστάσεις, των οποίων οι τιμές είναι αντίστοιχα 100, 150 και 30 Ohms. Εάν χρησιμοποιήσουμε τον πρώτο τύπο για να προσδιορίσουμε τη συνολική ονομαστική αξία, έχουμε τα εξής:
R(σύνολο)=1/(1/100+1/150+1/30)=
1/(0,01+0,007+0,03)=1/0,047=21,28 Ωμ.
Εάν κάνετε απλούς υπολογισμούς, μπορείτε να λάβετε τα εξής: για ένα κύκλωμα που περιλαμβάνει τρία μέρη, όπου η χαμηλότερη τιμή αντίστασης είναι 30 Ohm, η προκύπτουσα ονομαστική τιμή θα είναι 21,28 Ohm. Αυτό το ποσοστό θα είναι μικρότερο από την ελάχιστη ονομαστική τιμή στο κύκλωμα κατά σχεδόν 30%.
Σημαντικές αποχρώσεις
Συνήθως, η παράλληλη σύνδεση για αντιστάσεις χρησιμοποιείται όταν ο στόχος είναι η δημιουργία αντίστασης μεγαλύτερης ισχύος. Για να το λύσετε, θα χρειαστείτε αντιστάσεις που πρέπει να έχουν ίση αντίσταση και ισχύ. Με αυτή την επιλογή Η συνολική ισχύς μπορεί να προσδιοριστεί ως εξής: Η ισχύς ενός στοιχείου πρέπει να πολλαπλασιαστεί με τον συνολικό αριθμό όλων των αντιστάσεων που αποτελούν το κύκλωμα, που συνδέονται μεταξύ τους σύμφωνα με ένα παράλληλο κύκλωμα.
Ας πούμε, εάν χρησιμοποιήσουμε πέντε αντιστάσεις, των οποίων η ονομαστική τιμή είναι 100 Ohms και η ισχύς καθεμιάς είναι 1 W, οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους σύμφωνα με ένα παράλληλο κύκλωμα, τότε η συνολική αντίσταση θα είναι ίση με 20 Ohm, και η ισχύς θα είναι 5 W.
Εάν πάρουμε τις ίδιες αντιστάσεις, αλλά τις συνδέσουμε σύμφωνα με ένα κύκλωμα σειράς, τότε η τελική ισχύς θα είναι 5 W και η συνολική βαθμολογία θα είναι 500 Ohms.
Βίντεο: Σωστή σύνδεση των LED
Το παράλληλο κύκλωμα για τη σύνδεση αντιστάσεων έχει μεγάλη ζήτηση για το λόγο ότι συχνά προκύπτει το καθήκον της δημιουργίας μιας τιμής που δεν μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μια απλή παράλληλη σύνδεση. Συγχρόνως Η διαδικασία για τον υπολογισμό αυτής της παραμέτρου είναι αρκετά περίπλοκη, όπου πρέπει να λαμβάνονται υπόψη διαφορετικές παράμετροι.
Εδώ, σημαντικό ρόλο παίζει όχι μόνο ο αριθμός των συνδεδεμένων στοιχείων, αλλά και οι παράμετροι λειτουργίας των αντιστάσεων - πρώτα απ 'όλα, η αντίσταση και η ισχύς. Εάν ένα από τα συνδεδεμένα στοιχεία έχει ακατάλληλη ένδειξη, αυτό δεν θα λύσει αποτελεσματικά το πρόβλημα της δημιουργίας της απαιτούμενης βαθμολογίας στο κύκλωμα.
), σήμερα θα μιλήσουμε για πιθανούς τρόπουςσυνδέσεις αντιστάσεων, ιδίως για σειριακές και παράλληλες συνδέσεις.
Ας ξεκινήσουμε εξετάζοντας κυκλώματα των οποίων τα στοιχεία είναι συνδεδεμένα διαδοχικά. Και παρόλο που θα εξετάσουμε μόνο τις αντιστάσεις ως στοιχεία κυκλώματος σε αυτό το άρθρο, οι κανόνες σχετικά με τις τάσεις και τα ρεύματα σε διαφορετικές συνδέσειςθα ισχύει και για άλλα στοιχεία. Έτσι, το πρώτο κύκλωμα που θα αποσυναρμολογήσουμε μοιάζει με αυτό:
Εδώ έχουμε μια κλασική περίπτωση σειριακή σύνδεση– δύο αντιστάσεις συνδεδεμένες σε σειρά. Αλλά ας μην προλάβουμε τον εαυτό μας και ας υπολογίσουμε τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος, αλλά ας εξετάσουμε πρώτα όλες τις τάσεις και τα ρεύματα. Έτσι, ο πρώτος κανόνας είναι ότι τα ρεύματα που διαρρέουν όλους τους αγωγούς σε μια σειριακή σύνδεση είναι ίσα μεταξύ τους:
Και για να προσδιοριστεί η συνολική τάση σε μια σύνδεση σειράς, οι τάσεις στα μεμονωμένα στοιχεία πρέπει να συνοψιστούν:
Ταυτόχρονα, οι ακόλουθες σχέσεις ισχύουν για τάσεις, αντιστάσεις και ρεύματα σε ένα δεδομένο κύκλωμα:
Στη συνέχεια, η ακόλουθη έκφραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της συνολικής τάσης:
Αλλά ο νόμος του Ohm ισχύει επίσης για τη γενική τάση:
Εδώ είναι η συνολική αντίσταση του κυκλώματος, η οποία, με βάση δύο τύπους για τη συνολική τάση, ισούται με:
Έτσι, όταν οι αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά, η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων όλων των αγωγών.
Για παράδειγμα για το ακόλουθο κύκλωμα:
Η συνολική αντίσταση θα είναι ίση με:
Ο αριθμός των στοιχείων δεν έχει σημασία ο κανόνας με τον οποίο προσδιορίζουμε τη συνολική αντίσταση θα λειτουργήσει σε κάθε περίπτωση 🙂 Και αν, με μια σειριακή σύνδεση, όλες οι αντιστάσεις είναι ίσες (), τότε η συνολική αντίσταση του κυκλώματος θα είναι:
Σε αυτόν τον τύπο ισούται με τον αριθμό των στοιχείων της αλυσίδας.
Καταλάβαμε τη σειριακή σύνδεση των αντιστάσεων, ας προχωρήσουμε στην παράλληλη.
Με παράλληλη σύνδεση, οι τάσεις στους αγωγούς είναι ίσες με:
Και για ρεύματα ισχύει η ακόλουθη έκφραση:
Δηλαδή, το συνολικό ρεύμα διακλαδίζεται σε δύο συνιστώσες και η τιμή του είναι ίση με το άθροισμα όλων των συνιστωσών. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm:
Ας αντικαταστήσουμε αυτές τις εκφράσεις στον τύπο για το συνολικό ρεύμα:
Και σύμφωνα με το νόμο του Ohm, το ρεύμα είναι:
Εξισώνουμε αυτές τις εκφράσεις και παίρνουμε τον τύπο για τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος:
Αυτός ο τύπος μπορεί να γραφτεί ελαφρώς διαφορετικά:
Ετσι,κατά την παράλληλη σύνδεση αγωγών, το αντίστροφο της συνολικής αντίστασης του κυκλώματος είναι ίσο με το άθροισμα των αντίστροφων αντιστάσεων των παράλληλα συνδεδεμένων αγωγών.
Μια παρόμοια κατάσταση θα παρατηρηθεί με μεγαλύτερο αριθμό αγωγών που συνδέονται παράλληλα:
Εκτός από παράλληλες και σειριακές συνδέσεις αντιστάσεων, υπάρχουν επίσης μικτή ένωση. Από το όνομα είναι ήδη σαφές ότι με μια τέτοια σύνδεση το κύκλωμα περιέχει αντιστάσεις συνδεδεμένες τόσο παράλληλα όσο και σε σειρά. Εδώ είναι ένα παράδειγμα μιας τέτοιας αλυσίδας:
Ας υπολογίσουμε τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Ας ξεκινήσουμε με αντιστάσεις και - συνδέονται παράλληλα. Μπορούμε να υπολογίσουμε τη συνολική αντίσταση για αυτές τις αντιστάσεις και να τις αντικαταστήσουμε στο κύκλωμα με μία μόνο αντίσταση:
Όλοι σε αυτή τη ζωή έχουν συναντήσει αντιστάσεις. Άνθρωποι με ανθρωπιστικά επαγγέλματα, όπως όλοι, σπούδασαν αγωγούς ηλεκτρικού ρεύματος και νόμο του Ohm στα μαθήματα φυσικής στο σχολείο.
Οι μαθητές ασχολούνται και με αντιστάσεις τεχνικών πανεπιστημίωνκαι μηχανικοί διαφόρων μεταποιητικές επιχειρήσεις. Όλοι αυτοί οι άνθρωποι, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, αντιμετώπισαν το καθήκον του υπολογισμού ενός ηλεκτρικού κυκλώματος με διάφορα είδησυνδέσεις αντιστάσεων. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στον υπολογισμό των φυσικών παραμέτρων που χαρακτηρίζουν το κύκλωμα.
Τύποι συνδέσεων
Αντίσταση - παθητικό στοιχείο, υπάρχει σε κάθε ηλεκτρικό κύκλωμα. Είναι σχεδιασμένο να αντιστέκεται στο ηλεκτρικό ρεύμα. Υπάρχουν δύο τύποι αντιστάσεων:
- Μόνιμος.
- Μεταβλητές.
Γιατί να κολλάμε αγωγούς μεταξύ τους; Για παράδειγμα, εάν κάποιο ηλεκτρικό κύκλωμα απαιτεί μια συγκεκριμένη αντίσταση. Αλλά μεταξύ των ονομαστικών δεικτών δεν υπάρχει τίποτα απαραίτητο. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να επιλέξετε στοιχεία κυκλώματος με ορισμένες τιμές αντίστασης και να τα συνδέσετε. Ανάλογα με τον τύπο σύνδεσης και την αντίσταση των παθητικών στοιχείων, θα πάρουμε κάποια συγκεκριμένη αντίσταση κυκλώματος. Ονομάζεται ισοδύναμο. Η τιμή του εξαρτάται από τον τύπο συγκόλλησης των αγωγών. Υπάρχει τρεις τύποι συνδέσεων αγωγών:
- Συνεπής.
- Παράλληλο.
- Μικτός.
Η τιμή της ισοδύναμης αντίστασης σε ένα κύκλωμα υπολογίζεται αρκετά εύκολα. Ωστόσο, εάν υπάρχουν πολλές αντιστάσεις στο κύκλωμα, τότε είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια ειδική αριθμομηχανή που υπολογίζει αυτήν την τιμή. Όταν εκτελείτε υπολογισμούς με μη αυτόματο τρόπο, για να αποφύγετε λάθη, πρέπει να ελέγξετε αν λάβατε τον σωστό τύπο.
Σειρά σύνδεση αγωγών
Σε μια σύνδεση σειράς, οι αντιστάσεις πηγαίνουν η μία μετά την άλλη. Η τιμή της ισοδύναμης αντίστασης του κυκλώματος είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων όλων των αντιστάσεων. Η ιδιαιτερότητα των κυκλωμάτων με τέτοια συγκόλληση είναι ότι η τρέχουσα τιμή είναι σταθερή. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, η τάση σε ένα κύκλωμα είναι ίση με το γινόμενο ρεύματος και αντίστασης. Δεδομένου ότι το ρεύμα είναι σταθερό, για να υπολογίσετε την τάση σε κάθε αντίσταση, αρκεί να πολλαπλασιάσετε τις τιμές. Μετά από αυτό, είναι απαραίτητο να αθροίσουμε τις τάσεις όλων των αντιστάσεων και, στη συνέχεια, θα πάρουμε την τιμή τάσης σε ολόκληρο το κύκλωμα.
Ο υπολογισμός είναι πολύ απλός. Δεδομένου ότι με αυτό ασχολούνται κυρίως οι μηχανικοί ανάπτυξης, δεν θα είναι δύσκολο για αυτούς να υπολογίσουν τα πάντα χειροκίνητα. Αλλά αν υπάρχουν πολλές αντιστάσεις, τότε είναι ευκολότερο να χρησιμοποιήσετε μια ειδική αριθμομηχανή.
Ένα παράδειγμα μιας σειράς σύνδεσης αγωγών στην καθημερινή ζωή είναι μια γιρλάντα χριστουγεννιάτικου δέντρου.
Παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων
Κατά την παράλληλη σύνδεση αγωγώνη ισοδύναμη αντίσταση σε ένα κύκλωμα υπολογίζεται διαφορετικά. Λίγο πιο περίπλοκο από το διαδοχικό.
Η τιμή του σε τέτοια κυκλώματα είναι ίση με το γινόμενο των αντιστάσεων όλων των αντιστάσεων διαιρούμενο με το άθροισμά τους. Υπάρχουν επίσης και άλλες παραλλαγές αυτού του τύπου. Η παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων μειώνει πάντα την ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος. Δηλαδή, η τιμή του θα είναι πάντα μικρότερη από τη μεγαλύτερη τιμή οποιουδήποτε από τους αγωγούς.
Σε τέτοια σχήματα η τιμή της τάσης είναι σταθερή. Δηλαδή, η τιμή τάσης σε ολόκληρο το κύκλωμα είναι ίση με τις τιμές τάσης καθενός από τους αγωγούς. Ρυθμίζεται από την πηγή τάσης.
Η ένταση του ρεύματος σε ένα κύκλωμα είναι ίση με το άθροισμα όλων των ρευμάτων που διαρρέουν όλους τους αγωγούς. Η τιμή του ρεύματος που διαρρέει τον αγωγό. ισούται με τον λόγο της τάσης της πηγής προς την αντίσταση αυτού του αγωγού.
Παραδείγματα παράλληλης σύνδεσης αγωγών:
- Φωτισμός.
- Πρίζες στο διαμέρισμα.
- Εξοπλισμός παραγωγής.
Για να υπολογίσετε κυκλώματα με παράλληλη σύνδεση αγωγών, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε μια ειδική αριθμομηχανή. Εάν υπάρχουν πολλές αντιστάσεις συγκολλημένες παράλληλα στο κύκλωμα, τότε μπορείτε να υπολογίσετε την ισοδύναμη αντίσταση πολύ πιο γρήγορα χρησιμοποιώντας αυτήν την αριθμομηχανή.
Μικτή σύνδεση αγωγών
Αυτός ο τύπος σύνδεσης αποτελείται από καταρράκτες αντιστάσεων. Για παράδειγμα, έχουμε έναν καταρράκτη 10 αγωγών συνδεδεμένων σε σειρά, και μετά από αυτό υπάρχει ένας καταρράκτης 10 αγωγών που συνδέονται παράλληλα. Η ισοδύναμη αντίσταση αυτού του κυκλώματος θα είναι ίση με το άθροισμα των ισοδύναμων αντιστάσεων αυτών των σταδίων. Δηλαδή, στην ουσία, εδώ υπάρχει μια σειριακή σύνδεση δύο καταρράξεων αγωγών.
Πολλοί μηχανικοί ασχολούνται με τη βελτιστοποίηση διάφορα σχήματα. Στόχος του είναι να μειώσει τον αριθμό των στοιχείων στο κύκλωμα επιλέγοντας άλλα με κατάλληλες τιμές αντίστασης. Τα σύνθετα κυκλώματα χωρίζονται σε αρκετούς μικρούς καταρράκτες, επειδή αυτό κάνει τους υπολογισμούς πολύ πιο εύκολους.
Τώρα, στον εικοστό πρώτο αιώνα, έχει γίνει πολύ πιο εύκολο για τους μηχανικούς να εργάζονται. Εξάλλου, πριν από αρκετές δεκαετίες όλοι οι υπολογισμοί έγιναν χειροκίνητα. Και τώρα οι προγραμματιστές έχουν αναπτύξει ειδική αριθμομηχανήγια τον υπολογισμό της ισοδύναμης αντίστασης κυκλώματος. Περιέχει προγραμματισμένους τύπους για υπολογισμούς.
Σε αυτήν την αριθμομηχανή, μπορείτε να επιλέξετε τον τύπο σύνδεσης και, στη συνέχεια, να εισαγάγετε τιμές αντίστασης σε ειδικά πεδία. Σε λίγα δευτερόλεπτα θα δείτε ήδη αυτήν την τιμή.
Οι παράλληλες συνδέσεις αντιστάσεων, ο τύπος υπολογισμού των οποίων προέρχεται από το νόμο του Ohm και τους κανόνες του Kirchhoff, είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος συμπερίληψης στοιχείων σε ηλεκτρικό κύκλωμα. Κατά την παράλληλη σύνδεση αγωγών, δύο ή περισσότερα στοιχεία συνδέονται με τις επαφές τους και στις δύο πλευρές, αντίστοιχα. Σύνδεσή τους με γενικό σχέδιοπραγματοποιείται ακριβώς από αυτά τα κομβικά σημεία.
Χαρακτηριστικά της συμπερίληψης
Οι αγωγοί που συνδέονται με αυτόν τον τρόπο αποτελούν συχνά μέρος σύνθετων αλυσίδων που, επιπλέον, περιέχουν μια σειρά σύνδεσης μεμονωμένων τμημάτων.
Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά είναι τυπικά για μια τέτοια συμπερίληψη:
- Η συνολική τάση σε κάθε κλάδο θα έχει την ίδια τιμή.
- Ρέει σε οποιαδήποτε από τις αντιστάσεις ηλεκτρικό ρεύμαπάντα αντιστρόφως ανάλογη με την αξία της ονομαστικής τους αξίας.
Στη συγκεκριμένη περίπτωση που όλες οι αντιστάσεις που συνδέονται παράλληλα έχουν τις ίδιες ονομαστικές τιμές, τα «μεμονωμένα» ρεύματα που διαρρέουν τους θα είναι επίσης ίσα μεταξύ τους.
Λογαριασμός
Οι αντιστάσεις ενός αριθμού αγώγιμων στοιχείων που συνδέονται παράλληλα προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας μια γνωστή μορφή υπολογισμού, η οποία περιλαμβάνει την προσθήκη των αγωγιμοτήτων τους (το αντίστροφο των τιμών αντίστασης).
Το ρεύμα που ρέει σε καθέναν από τους μεμονωμένους αγωγούς σύμφωνα με το νόμο του Ohm μπορεί να βρεθεί με τον τύπο:
I= U/R (μία από τις αντιστάσεις).
Αφού εξοικειωθείτε με γενικές αρχέςΑφού υπολογίσουμε τα στοιχεία των σύνθετων αλυσίδων, μπορούμε να προχωρήσουμε σε συγκεκριμένα παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων αυτής της κατηγορίας.
Τυπικές συνδέσεις
Παράδειγμα Νο. 1
Συχνά, για να λυθεί το πρόβλημα που αντιμετωπίζει ο σχεδιαστής, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί τελικά μια συγκεκριμένη αντίσταση συνδυάζοντας πολλά στοιχεία. Όταν εξετάζουμε την απλούστερη έκδοση μιας τέτοιας λύσης, ας υποθέσουμε ότι η συνολική αντίσταση μιας αλυσίδας πολλών στοιχείων πρέπει να είναι 8 Ohm. Αυτό το παράδειγμα απαιτεί ξεχωριστή εξέταση για τον απλό λόγο ότι στην τυπική σειρά αντιστάσεων δεν υπάρχει ονομαστική τιμή 8 Ohms (υπάρχουν μόνο 7,5 και 8,2 Ohms).
Η λύση σε αυτό το απλούστερο πρόβλημα μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας δύο πανομοιότυπα στοιχεία με αντιστάσεις 16 Ohm το καθένα (τέτοιες ονομασίες υπάρχουν στη σειρά αντίστασης). Σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο, η συνολική αντίσταση της αλυσίδας σε αυτή την περίπτωση υπολογίζεται πολύ απλά.
Από αυτό προκύπτει:
16x16/32=8 (Ωμ), δηλαδή ακριβώς όσο απαιτήθηκε.
Συγκριτικά λοιπόν με απλό τρόποείναι δυνατόν να λυθεί το πρόβλημα του σχηματισμού συνολικής αντίστασης ίσης με 8 Ohm.
Παράδειγμα Νο. 2
Ως άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα σχηματισμού της απαιτούμενης αντίστασης, μπορούμε να θεωρήσουμε την κατασκευή ενός κυκλώματος που αποτελείται από 3 αντιστάσεις.
Η συνολική τιμή R μιας τέτοιας σύνδεσης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο για σειριακές και παράλληλες συνδέσεις σε αγωγούς.
Σύμφωνα με τις ονομαστικές τιμές που υποδεικνύονται στην εικόνα, η συνολική αντίσταση της αλυσίδας θα είναι ίση με:
1/R = 1/200+1/220+1/470 = 0,0117;
R=1/0,0117 = 85,67 Ohm.
Ως αποτέλεσμα, βρίσκουμε τη συνολική αντίσταση ολόκληρης της αλυσίδας που λαμβάνεται με τη σύνδεση τριών στοιχείων παράλληλα με ονομαστικές τιμές 200, 240 και 470 Ohms.
Σπουδαίος!Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται επίσης κατά τον υπολογισμό ενός αυθαίρετου αριθμού αγωγών ή καταναλωτών που συνδέονται παράλληλα.
Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι με αυτήν τη μέθοδο σύνδεσης στοιχείων διαφορετικών μεγεθών, η συνολική αντίσταση θα είναι μικρότερη από αυτή της μικρότερης τιμής.
Υπολογισμός συνδυασμένων κυκλωμάτων
Η εξεταζόμενη μέθοδος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί κατά τον υπολογισμό της αντίστασης πιο πολύπλοκων ή συνδυασμένων κυκλωμάτων που αποτελούνται από ένα ολόκληρο σύνολο εξαρτημάτων. Μερικές φορές ονομάζονται μικτές, καθώς και οι δύο μέθοδοι χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα κατά το σχηματισμό αλυσίδων. Μια μικτή σύνδεση αντιστάσεων φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Για να απλοποιήσουμε τον υπολογισμό, πρώτα διαιρούμε όλες τις αντιστάσεις ανάλογα με τον τύπο σύνδεσης σε δύο ανεξάρτητες ομάδες. Το ένα από αυτά είναι σειριακή σύνδεση και το δεύτερο είναι σύνδεση παράλληλου τύπου.
Από το παραπάνω διάγραμμα φαίνεται ότι τα στοιχεία R2 και R3 συνδέονται σε σειρά (συνδυάζονται στην ομάδα 2), η οποία, με τη σειρά της, συνδέεται παράλληλα με την αντίσταση R1, η οποία ανήκει στην ομάδα 1.
Για στοιχεία από την ομάδα 2, η τιμή της συνολικής αντίστασης βρίσκεται ως το άθροισμα των R2 και R3:
R (2+3) = R2 + R3.
Για να λάβουμε το τελικό αποτέλεσμα, μειώνουμε το κύκλωμα στη μορφή που προκύπτει συνδέοντας δύο αντιστάσεις παράλληλα. Μετά από αυτό, η συνολική τιμή για ολόκληρο το κύκλωμα ως σύνολο υπολογίζεται σύμφωνα με τον τύπο που έχει ήδη συζητηθεί νωρίτερα.
Συμπερασματικά, σημειώνουμε ότι για να εκτελέσετε εργασίες υπολογισμού που εμπίπτουν στην κατηγορία των σύνθετων συνδέσεων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ίδιες τεχνικές. Βασίζονται στον ίδιο νόμο του Ohm και στους κανόνες του Kirchhoff, γνωστούς από το σχολείο. Το κύριο πράγμα είναι να χρησιμοποιήσετε σωστά όλους τους τύπους που περιγράφονται παραπάνω.
Βίντεο
χρησιμοποιείται για την αύξηση της αντίστασης. Εκείνοι. όταν οι αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά, η συνολική αντίσταση είναι ίση με το άθροισμα των αντιστάσεων κάθε αντίστασης. Για παράδειγμα, εάν οι αντιστάσεις R1 και R2 συνδέονται σε σειρά, η συνολική αντίστασή τους υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:
R = R1 + R2 .
Αυτό ισχύει επίσης για μεγαλύτερο αριθμό αντιστάσεων συνδεδεμένων σε σειρά:
R = R1 + R2 + R3 + R4 + ... + Rn .
Αλυσίδα από αντιστάσεις συνδεδεμένες σε σειρά θα έχει πάντα αντίσταση περισσότερο από οποιαδήποτε αντίσταση σε αυτό το κύκλωμα.
Όταν οι αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά, μια αλλαγή στην αντίσταση οποιασδήποτε αντίστασης από αυτό το κύκλωμα συνεπάγεται τόσο αλλαγή στην αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος όσο και αλλαγή στο ρεύμα σε αυτό το κύκλωμα.
Παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων (τύπος)
Είναι απαραίτητο να μειωθεί η συνολική αντίσταση και, προαιρετικά, να αυξηθεί η ισχύς πολλών αντιστάσεων σε σύγκριση με μία.
Υπολογισμός παράλληλης αντίστασης
Υπολογισμός παράλληλης αντίστασηςδύο παράλληλες συνδεδεμένες αντιστάσεις R1 και R2 κατασκευάζονται σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:Η παράλληλη σύνδεση τριών ή περισσότερων αντιστάσεων απαιτεί έναν πιο περίπλοκο τύπο για τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης:
Αντίσταση παράλληλων αντιστάσεων
| 1 | = | 1 | + | 1 | + | 1 | + ... |
| R | R1 | R2 | R3 |
Όπως μπορείτε να δείτε, υπολογίστε αντίσταση δύο παράλληλων αντιστάσεωνπολύ πιο βολικό.
Η αντίσταση των παράλληλα συνδεδεμένων αντιστάσεων θα είναι πάντα μικρότερη από αυτή οποιασδήποτε από αυτές τις αντιστάσεις.
Συχνά χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου απαιτείται μεγαλύτερη αντίσταση ισχύος. Για να γίνει αυτό, κατά κανόνα, χρησιμοποιούνται αντιστάσεις με την ίδια ισχύ και την ίδια αντίσταση. Η συνολική ισχύς, σε αυτή την περίπτωση, υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας την ισχύ μιας αντίστασης με τον αριθμό των αντιστάσεων που συνδέονται παράλληλα.
Για παράδειγμα: δέκα αντιστάσεις με ονομαστική τιμή 1 KOhm και ισχύ 1 W η καθεμία, συνδεδεμένες παράλληλα, θα έχουν συνολική αντίσταση 100 Ohm και ισχύ 10 W.
Όταν συνδέονται σε σειρά, η ισχύς των αντιστάσεων αθροίζεται επίσης. Εκείνοι. στο ίδιο παράδειγμα, αλλά με σύνδεση σε σειρά, η συνολική αντίσταση θα είναι 10 KOhm και η ισχύς θα είναι 10 W.