Събирайки независими вериги, начинаещите хамове са изправени пред необходимостта да установят едно или друго съпротивление, чиято величина не е в стандартната серия или под ръка. Следователно, желаната стойност на импеданса се избира чрез паралелно или серийно свързване на елементи. За правилното изчисляване на еквивалентната стойност е най-лесно да използвате калкулатор за съпротивление, но можете да извършвате изчисления и сами, като използвате прости формули.

Присвояване и определяне на импеданса

Почти никое електронно устройство не може без резистори във веригата му. Като пасивни елементи те имат основната цел - да ограничат количеството ток в електрическата верига. В допълнение към ограничението на тока, те служат като разделители на напрежение или шунти в измервателните устройства.

Електрическото съпротивление е количество, което има физическо естество и характеризира способността на проводник да предава електрически ток. Принципът на работа на резистора е описан от изключителен експериментатор Ohm. По-късно, в негова чест, единицата за електрическо съпротивление е наречена Ом. Учен, провеждайки серия от експерименти, установи връзката между силата на тока, напрежението и съпротивлението в проводника. В резултат на това се получава проста формула, известна като закон на Ом: I = U / R, където:

  • I - ток, преминаващ през проводника, измерен в ампери;
  • U е напрежението, приложено към проводника, мерната единица е Volt;
  • R е съпротивлението на проводника, измерено в оми.

По-късно устройствата, които се използват само като елементи на съпротивление в електрически вериги, се наричат ​​резистори. Такива устройства, в допълнение към стойността на съпротивлението, се характеризират с мощност, изчислена по следната формула: P = I2 * R. Получената стойност се измерва във ватове.

В схемата се използва както паралелна, така и серийна връзка на проводници. В зависимост от това се променя и стойността на импеданса на веригата. Видът на връзката, ако не се използва за избор на желаната стойност, просто характеризира използването на резистори в първия случай като ограничители на ток, а във втория - като разделители на напрежението.

На диаграмите резисторите се обозначават под формата на правоъгълник и се подписват с латинската буква R. След това се посочват серийният номер и стойността на съпротивлението. Например, R23 1k означава, че резистор номер 23 има съпротивление от един кило ом. Ивиците, показани вътре в правоъгълника, характеризират силата, разсеяна върху проводника.

Основният закон за опазване на енергийните състояния: енергията не изчезва никъде и не се появява от нищото, а само променя формата си. Следователно, когато токът е ограничен, част от енергията се трансформира в топлина. Именно тази част се нарича силата на разсейване на резистора, т.е. неговата величина, която съпротивлението може да издържи, без да променя параметрите му.

Самият резистор може да има различен дизайн и външен вид . Например, да бъде тел, керамика, слюда и т.н. Той се маркира по три начина:

  1. Цветна лентова система. Всяка лента е отговорна за конкретен фактор. Декодирането на лентите може да бъде взето от директории или онлайн калкулатори.
  2. Цифри и букви. Числото директно показва стойността на съпротивлението, а буквата обозначава умножителя. Например 15M е петнадесет мегама.
  3. Digital. Обикновено се използват три числа, първото и второто означават стойността на съпротивлението, а последното е умножителят. Например 103 е десет кило ома.

Следователно, виждайки кои резистори са инсталирани във веригата, за начинаещия радиолюбител не е трудно да изчисли общото съпротивление, особено използвайки онлайн калкулатор за свързване на резистори паралелно или последователно. Ако е невъзможно да се разграничи маркировката върху корпуса, нейното съпротивление може да бъде измерено с мултицет. Но опитни електротехници знаят, че за точно измерване ще трябва да изключите един изход на съпротивлението от веригата. Това се дължи именно на вида на свързване на проводника.

Паралелна връзка

Такова свързване на резистори се получава чрез комбиниране на две или повече електрически устройства, при които един от техните заключения е свързан помежду си и образува първата обща точка, докато други, като първата, образуват втората обща точка. В този случай напрежението във всички елементи е еднакво, а силата на преминаващия ток зависи от тяхното съпротивление.

Формулата за паралелно свързване на резистори е следната:

R = (R1 * R2 * R3 … * Rх) / (R1 + R2 + R3 … + Rх), където Rх е серийният номер на резистора.

От това следва, че токът, преминаващ през всеки проводник, се намира по формулата: In = U / Rn.

Въз основа на това, при паралелна връзка, полученият импеданс на два или повече резистора ще бъде по-малък от най-ниската стойност на съпротивлението във връзката. Освен това, когато само два резистора с една и съща номинална стойност са свързани паралелно, те могат да бъдат заменени с еквивалент, равен на една секунда от стойността на тази номинална стойност.

Така че можете да свържете сто резистора, тогава еквивалентното съпротивление се определя като стотна от номиналното. Например, нека има част от веригата с десет резистора, свързани паралелно един с друг с номинална стойност 10 ома, тогава общото съпротивление ще бъде десета, а именно Rob = 10/10 = 1 Ohm.

Важно е да се отбележи, че при такава връзка текущата стойност ще бъде разделена на всеки елемент, следователно резисторите могат да се използват и с по-малка мощност, отколкото ако се използва еквивалентът, заместващ цялата паралелна връзка.

Пример за избор на заместител

При разработването на устройството имаше нужда да се използва резистор от 6 ома в секцията на веригата. При изучаване на номиналния диапазон на стандартните стойности, произведени от индустрията, може да се отбележи, че в него няма 6 ома резистор.

За да получите желаната стойност, трябва да използвате паралелно включване на два елемента. Еквивалентната стойност на съпротивлението за два резистора в този случай е в следния ред:

  • 1 / R = (1 / R1) + (1 / R2);
  • 1 / R = (R1 + R2) / (R1 * R2);
  • Re = (R1 * R2) / (R1 + R2).

От решението се вижда, че ако R1 съвпада по номинална стойност с R2, тогава общата стойност на съпротивлението е равна на половината от стойността на един от елементите. Следователно, при необходимата номинална стойност от 6 Ома, тази стойност ще бъде: Rx = 2 * 6 = 12 Ома. За да проверите резултата, заменете получения отговор във формулата: Re = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (12 * 12) / (12 + 12) = 6 Ома.

По този начин решението на този проблем ще бъде паралелното включване на два резистора със стойност на съпротивление 12 Ома.

Задачата за намиране на еквивалента

Нека има схема с три паралелно свързани резистора и за да се опрости, е необходимо да ги замените с един елемент. Оценките на проводниците са: R1 = 320 Ohm, R2 = 10 Ohm, R3 = 1 kOhm. За решаване на проблема се използва добре познатата формула:

  • 1 / R = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3);
  • Req = (R1 * R2 * R3) / (R1 + R2 + R3).

Преди да замените стойностите във формулата, всички те ще трябва да бъдат пренесени в международната система от единици (SI). И така, един килограм ома е равен на 1000 ома, заместване на тази стойност дава отговора: Re = (320 * 1 * 1000) / (320 + 10 + 1000) = 2406 ома или 2, 4 kOhm, което точно отговаря на стойността от стандартната серия. Тази техника на изчисление се използва за произволен брой резистори, свързани паралелно.

Последователно включване

Този тип връзка предполага типа на свързване, когато резисторите са свързани помежду си само от един терминал, образувайки верига, докато няма проводимост между неговото начало и край, съответстваща на режима на късо съединение. Когато използвате серийна връзка, силата на тока ще бъде една и съща за всеки проводник, а разликата в потенциала в секцията на веригата ще бъде стойност, равна на сумата от потенциалните разлики в изводите на всеки от проводниците. Изчисляването на общата стойност на импеданса в този случай е доста просто, защото за това всички номинални стойности на елементите, включени във веригата, просто се сумират: Rtotal = R1 + R2 + … + Rn.

Например във веригата се използва верига на съпротивление, състояща се от пет резистора: R1 = 32 Ohm, R2 = 16 Ohm, R3 = 1 kOhm, R4 = 4.7 kOhm, R5 = 1 Ohm. След привеждане на всички оценки в международната система, отговорът е равен на: Rtotal = 32 + 16 + 1000 + 4700 + 10 = 5758 Ома или 5, 75 kOhms, което съответства на стандартната стойност от 5, 6 kOhms.

Смесена връзка

В този случай се използва комбинация от паралелно и последователно свързване на елементи в секцията на веригата. Такава връзка често се нарича паралелно-серийна:

  • Когато се свързват последователно, общият импеданс на елементите е пряко пропорционален на сумата от съпротивленията на всеки от резисторите.
  • Когато проводниците са свързани паралелно, стойността, обратна на сумата на импеданса на веригата, съответства на сумата от стойностите, обратни на съпротивленията на елементите, свързани паралелно.

Използвайки тези правила, които са валидни за произволен брой свързани проводници във веригата, се определя общата стойност на импеданса за всеки тип връзка. За да се определи еквивалентната стойност на съпротивлението на паралелната серия, секцията на веригата е разделена на малки групи паралелни или последователно свързани резистори. Тогава се използва алгоритъм, който помага да се изчисли оптимално еквивалентната стойност:

Определя се общото съпротивление на всички възли във веригата с паралелно свързване на резистори:

  1. Когато в тези възли има серийно свързани проводници, първоначално се взема предвид тяхното съпротивление.
  2. Веднага след като се изчислят стойностите на еквивалентните стойности, веригата се опростява до серия от еквивалентни резистори.
  3. Намира се крайната стойност на общото съпротивление.

Например има схема, в която е необходимо да се определи общото съпротивление на веригата, докато съпротивлението на резисторите R1 = R3 = R5 = R6 = 3 Ohms, и R2 = 20 Ohms и R4 = 24 Ohms. Съпротивленията R3, R4 и R5 са свързани последователно, така че общият импеданс в тази секция на веригата е: Rob1 = R3 + R4 + R5 = 30 Ohms.

След замяна на R3, R4, R5 с Rob1, резисторът R3 ще бъде свързан паралелно с това съпротивление. Следователно импедансът в този раздел ще бъде равен на:

Rob2 = (R2 * Rob1) / (R3 + Rob1) = (20 * 30) / (20 + 30) = 12 Ома.

Резисторите R1 и R6 са свързани последователно с Rob2 на серия, което означава, че еквивалентът на цялата верига е: Req = Rob1 + Rob2 + R6 = 3 + 12 + 3 = 18 Ohms.

Така че, стъпка по стъпка, се изчислява еквивалентната стойност на всяка сложност на веригата . С много проводници, включени в електрическата верига, не е трудно да се правят грешки в изчисленията, така че всички операции се извършват внимателно или се използват онлайн калкулатори.

Онлайн изчисление на калкулатор

Създадени са много уеб страници, които ви позволяват да намерите съпротивлението на паралелни резистори за няколко секунди, използвайки формули за изчисляване на паралелната връзка в техните изчислителни алгоритми. Такива калкулатори са доста полезни за дизайнерите на радиолюбители или специалистите по REA, ако има затруднения в избора на желаната резисторна стойност, която да бъде заменена във веригата на електронно устройство.

Появата на онлайн приложения може да се различава едно от друго, но принципът на работа е един и същ. Важен факт в работата на програмите е фактът, че техните алгоритми за изчисляване използват различна точност при закръгляне на резултата, така че отговорът в някои програми може да е малко по-различен при сравняване.

Самото приложение обикновено е клетка, в която се въвежда стойността на резисторите в международната измервателна система. След като всички полета са попълнени, се натиска бутона „Изчисляване“ и отговорът се получава в клетката отсреща. Отговорът се изчислява в оми. В някои приложения функционалността може да се разшири; това са функции като автоматичен пренос на стойности на резистора към системата SI, показване на най-близката стандартна стойност на съпротивлението от номиналната серия, близка до получения отговор.

Обратният преход може също да бъде полезна функция, когато се въведе еквивалентно съпротивление и в отговора се даде комбинация от номинални стойности на проводника за паралелна връзка.

По този начин, изчислението с помощта на онлайн калкулатори помага да се реши проблемът не само бързо, но и точно, което често се използва не само от радиолюбители, но и от професионалисти.

Категория:

На технологиите