Kako podesiti pametne telefone i računare. Informativni portal

Osobine paralelnog povezivanja provodnika. Otpor serijski i paralelni spoj, spoj provodnika


Serijsko i paralelno povezivanje provodnika su glavne vrste povezivanja provodnika koje se susreću u praksi. Budući da se električni krugovi u pravilu ne sastoje od jednoličnih vodiča istog poprečnog presjeka. Kako pronaći otpor kola ako su poznati otpori njegovih pojedinih dijelova.

Razmotrimo dva tipična slučaja. Prvi je kada su dva ili više otpornih vodiča spojena u seriju. Konsekutivno znači da je kraj prvog vodiča povezan sa početkom drugog, itd. Sa ovim spajanjem vodiča, struja u svakom od njih bit će ista. Ali napon na svakom od njih bit će drugačiji.

Slika 1 - Serijsko povezivanje provodnika

Pad napona na otporima može se odrediti na osnovu Ohmovog zakona.

Formula 1 - Pad napona na otporu

Zbir ovih napona će biti jednak ukupnom naponu primijenjenom na krug. Napon na provodnicima će biti raspoređen proporcionalno njihovom otporu. To jest, možete pisati.

Formula 2 - odnos između otpora i napona

Ukupni otpor kola bit će jednak zbiru svih otpora povezanih u seriju.

Formula 3 - izračunavanje ukupnog otpora u paralelnoj vezi

Drugi slučaj je kada su otpori u kolu spojeni paralelno jedan s drugim. To jest, postoje dva čvora u krugu i svi provodnici s otporom su povezani na te čvorove. U takvom kolu struje u svim granama općenito nisu jednake jedna drugoj. Ali zbir svih struja u krugu nakon grananja bit će jednak struji prije grananja.

Slika 2 - Paralelno povezivanje provodnika

Formula 4 - odnos između struja u paralelnim granama

Struja u svakom razgranatom kolu također se pridržava Ohmovog zakona. Napon na svim provodnicima će biti isti. Ali snaga struje će se odvojiti. U krugu koji se sastoji od provodnika povezanih paralelno, struje su raspoređene proporcionalno otporima.

Formula 5 - Raspodjela struja u paralelnim granama

Da biste pronašli ukupni otpor kruga u ovom slučaju, potrebno je zbrojiti vrijednosti inverznih otpora, odnosno vodljivosti.

Formula 6 - Otpor paralelno spojenih provodnika

Postoji i pojednostavljena formula za poseban slučaj kada su dva identična otpora spojena paralelno.

sadržaj:

Kao što znate, veza bilo kojeg elementa kola, bez obzira na njegovu namjenu, može biti dvije vrste - paralelna veza i serijska. Moguća je i mješovita, odnosno serijsko-paralelna veza. Sve ovisi o namjeni komponente i funkciji koju obavlja. To znači da otpornici nisu zaobišli ova pravila. Serijski i paralelni otpor otpornika je u suštini isti kao i paralelno i serijsko povezivanje izvora svjetlosti. U paralelnom kolu, shema povezivanja podrazumijeva ulaz na sve otpornike iz jedne tačke, a izlaz iz druge. Pokušajmo shvatiti kako se izvodi serijska veza, a kako - paralelna. I što je najvažnije, koja je razlika između takvih veza i u kojim slučajevima je potrebna serijska veza, a u kojim paralelna veza. Također je zanimljivo izračunati parametre kao što su ukupni napon i ukupni otpor kola u slučajevima serijske ili paralelne veze. Trebali biste početi s definicijama i pravilima.

Načini povezivanja i njihove karakteristike

Načini povezivanja potrošača ili elemenata igraju vrlo važnu ulogu, jer od toga zavise karakteristike cijelog kola, parametri pojedinih kola i slično. Prvo, pokušajmo shvatiti serijsku vezu elemenata u krug.

Serijska veza

Serijska veza je veza u kojoj su otpornici (kao i ostali potrošači ili elementi kola) povezani jedan za drugim, dok je izlaz prethodnog spojen na ulaz sljedećeg. Ova vrsta sklopnih elemenata daje indikator jednak zbiru otpora ovih elemenata kola. To jest, ako je r1 = 4 oma, a r2 = 6 oma, onda kada su spojeni u serijski krug, ukupni otpor će biti 10 oma. Ako dodamo još jedan otpornik od 5 oma u seriju, zbrajanje ovih brojeva daje 15 oma - to će biti ukupni otpor serijskog kola. To jest, ukupne vrijednosti su jednake zbroju svih otpora. Prilikom izračunavanja za elemente koji su povezani u seriju, ne postavljaju se pitanja - sve je jednostavno i jasno. Zato se na ovome ne treba ozbiljnije ni zadržavati.

Za izračunavanje ukupnog otpora otpornika kada su spojeni paralelno koriste se potpuno različite formule i pravila, pa se ima smisla zadržati na tome detaljnije.

Paralelna veza

Paralelna veza se naziva veza u kojoj su svi ulazi otpornika kombinovani u jednoj tački, a svi izlazi u drugoj. Ovdje je glavna stvar razumjeti da će ukupni otpor s takvom vezom uvijek biti manji od istog parametra otpornika, koji ima najmanji.

Ima smisla analizirati takvu značajku koristeći primjer, tada će biti mnogo lakše razumjeti. Postoje dva otpornika od 16 oma, ali je potrebno samo 8 oma za pravilno ožičenje kola. U ovom slučaju, kada koristite oba, kada su spojeni paralelno na kolo, dobit ćete potrebnih 8 oma. Pokušajmo razumjeti po kojoj su formuli izračuni mogući. Ovaj parametar možete izračunati na sljedeći način: 1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2, a kada se dodaju elementi, zbroj se može nastaviti neograničeno.

Pokušajmo s drugim primjerom. 2 otpornika su spojena paralelno, sa otporom od 4 i 10 oma. Tada će ukupan iznos biti jednak 1/4 + 1/10, što će biti jednako 1: (0,25 + 0,1) = 1: 0,35 = 2,85 Ohma. Kao što vidite, iako su otpornici imali značajan otpor, kada su spojeni paralelno, ukupni indikator je postao mnogo niži.

Također možete izračunati ukupan otpor četiri paralelno spojena otpornika sa nominalnom vrijednošću od 4, 5, 2 i 10 oma. Izračuni, prema formuli, bit će sljedeći: 1 / Rtot = 1/4 + 1/5 + 1/2 + 1/10, što će biti jednako 1: (0,25 + 0,2 + 0,5 + 0,1) = 1 / 1,5 = 0,7 Ohm.

Što se tiče struje koja teče kroz paralelno spojene otpornike, ovdje je potrebno pozvati se na Kirchhoffov zakon, koji kaže da je "struja u paralelnoj vezi koja izlazi iz kola jednaka struji koja ulazi u kolo." Dakle, ovdje zakoni fizike odlučuju o svemu umjesto nas. U ovom slučaju, opći pokazatelji struje podijeljeni su na vrijednosti koje su obrnuto proporcionalne otporu grane. Jednostavno rečeno, što je veći indikator otpora, to će niže struje proći kroz ovaj otpornik, ali općenito, ulazna struja će i dalje biti na izlazu. Kada je spojen paralelno, napon na izlazu također ostaje isti kao na ulazu. Dijagram paralelnog povezivanja je prikazan ispod.

Serijsko-paralelna veza

Serijsko-paralelna veza je kada serijski spojni krug sadrži paralelne otpornike. U ovom slučaju, ukupni serijski otpor će biti jednak zbroju pojedinačnih zajedničkih paralelnih. Metoda obračuna je ista gdje je primjenjivo.

Sažmite

Sumirajući sve navedeno, mogu se izvući sljedeći zaključci:

  1. Kada su otpornici povezani u seriju, nisu potrebne posebne formule za izračunavanje ukupnog otpora. Potrebno je samo zbrojiti sve indikatore otpornika - zbroj će biti ukupan otpor.
  2. Uz paralelno povezivanje otpornika, ukupni otpor se izračunava po formuli 1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2… + Rn.
  3. Ekvivalentni otpor u paralelnoj vezi uvijek je manji od minimalnog sličnog indikatora jednog od otpornika uključenih u krug.
  4. Struja, kao i napon u paralelnom spoju, ostaje nepromijenjen, odnosno napon u serijskoj vezi jednak je i ulazu i izlazu.
  5. Serijsko-paralelna veza podliježe istim zakonima za proračune.

U svakom slučaju, bez obzira na vezu, potrebno je jasno izračunati sve indikatore elemenata, jer parametri igraju vrlo važnu ulogu u instalaciji krugova. A ako pogriješite u njima, tada ili krug neće raditi, ili će njegovi elementi jednostavno izgorjeti od preopterećenja. Zapravo, ovo pravilo vrijedi za bilo koji krug, čak i za električne instalacije. Uostalom, žica poprečnog presjeka se također odabire na osnovu snage i napona. A ako stavite sijalicu od 110 volti u strujno kolo od 220 volti, lako je shvatiti da će odmah pregorjeti. Tako je i sa elementima radio elektronike. Stoga su pažljivost i skrupuloznost u proračunima ključ za ispravan rad sheme.

Obično su svi u nedoumici da odgovore. Ali ova zagonetka primijenjena na električnu energiju je sasvim definitivno riješena.

Električna energija počinje Ohmovim zakonom.

A ako razmatramo dilemu u kontekstu paralelnih ili serijskih veza – posmatrajući jednu vezu kao kokošku, a drugu kao jaje, onda nema sumnje.

Zato što je Ohmov zakon vrlo originalno električno kolo. I to može biti samo dosljedno.

Da, smislili su galvansku ćeliju i nisu znali šta da rade s njom, pa su odmah izmislili drugu sijalicu. I to je ono što je iz toga proizašlo. Ovdje je napon od 1,5 V odmah tekao kao struja, da bi se striktno pridržavao Ohmovog zakona, kroz sijalicu do zadnjeg zida iste baterije. A unutar same baterije, pod uticajem čarobnice hemije, naboji su se opet pokazali na početnoj tački svog putovanja. I stoga, tamo gdje je napon bio 1,5 volti, ostaje tako. Odnosno, napon je konstantno jedan, a naelektrisanja se kreću neprekidno i sukcesivno prolaze kroz sijalicu i galvansku ćeliju.

I obično se crta na dijagramu ovako:

Ohmov zakon I = U / R

Tada će se pokazati otpor sijalice (sa strujom i naponom koje sam napisao).

R= 1 / U, gdjeR = 1 Ohm

I vlast će biti dodijeljena P = I * U , tj. P = 2,25 Vm

U serijskom kolu, posebno u ovako jednostavnom i nesumnjivom primjeru, može se vidjeti da je struja koja prolazi kroz njega od početka do kraja cijelo vrijeme ista. A ako sada uzmemo dvije sijalice i napravimo tako da struja teče prvo kroz jednu, pa kroz drugu, onda će opet biti isto - struja će biti u toj sijalici i u drugoj opet ista. Iako drugi po veličini. Struja sada doživljava otpor dvije sijalice, ali je svaka od njih imala otpor kakav je bio i ostao, jer je određen isključivo fizičkim svojstvima same sijalice. Nova struja se ponovo izračunava prema Ohmovom zakonu.

Ispostavit će se da je jednako I = U / R + R, odnosno 0,75 A, tačno polovina struje koja je bila u početku.

U tom slučaju struja mora savladati dva otpora, postaje manja. Kao što se vidi po sjaju sijalica - one sada gore u potpunosti. A ukupni otpor lanca od dvije sijalice bit će jednak zbiru njihovih otpora. Poznavajući aritmetiku, moguće je u posebnom slučaju koristiti akciju množenja: ako je N identičnih sijalica spojeno u seriju, tada će njihov ukupni otpor biti jednak N pomnoženom s R, gdje je R otpor jedne sijalice. Logika je besprekorna.

I mi ćemo nastaviti naše eksperimente. Sada ćemo učiniti nešto slično onome što smo okrenuli sa sijalicama, ali samo na lijevoj strani kruga: dodati još jedan galvanski element, potpuno isti kao i prvi. Kao što vidite, sada nam se ukupni napon udvostručio, a struja je ponovo postala 1,5 A, što signaliziraju sijalice koje ponovo pale punom snagom.

zaključujemo:

  • Kada je električni krug spojen u seriju, otpor i napon njegovih elemenata se zbrajaju, a struja na svim elementima ostaje nepromijenjena.

Lako je provjeriti da je ova izjava istinita i za aktivne komponente (galvanske ćelije) i za pasivne komponente (sijalice, otpornici).

Odnosno, to znači da se napon izmjeren na jednom otporniku (to se zove pad napona) može bezbedno zbrojiti sa naponom izmerenim na drugom otporniku, a ukupan će biti isti 3 V. I na svakom od otpora to će biti jednako pola - tada postoji 1,5 V. I to je istina. Dvije galvanske ćelije stvaraju vlastite napone, a dvije sijalice ih troše. Zato što se u naponskom izvoru energija hemijskih procesa pretvara u električnu energiju koja je poprimila oblik napona, a u sijalicama se ista energija pretvara iz električne u toplotu i svetlost.

Vratimo se na prvo kolo, spojimo još jednu sijalicu u njega, ali na drugačiji način.

Sada je napon na tačkama koje spajaju dvije grane isti kao na galvanskoj ćeliji - 1,5 V. Ali pošto je otpor obje sijalice isti kao što je bio, tada će struja kroz svaku od njih ići 1,5 A - struja " puni sjaj".

Galvanska ćelija ih sada opskrbljuje strujom u isto vrijeme, tako da obje ove struje izlaze iz nje odjednom. To jest, ukupna struja iz izvora napona bit će jednaka 1,5 A + 1,5 A = 3,0 A.

Koja je razlika između ovog kola i kola kada su iste sijalice spojene u seriju? Samo u sjaju sijalica, odnosno samo u struji.

Tada je struja bila 0,75 A, a sada je odmah postala 3 A.

Ispostavilo se, ako uporedimo s originalnim strujnim krugom, onda kada su sijalice spojene u seriju (dijagram 2), otpor je bio veći (što je uzrokovalo njegovo smanjenje, a sijalice su izgubile svoju svjetlost), a paralelna veza je imala MANJE otpornost, iako je otpor sijalica ostao nepromijenjen. Šta je ovde?

A činjenica je da zaboravljamo jednu zanimljivu istinu, da je svaki mač sa dve oštrice.

Kada kažemo da se otpornik opire struji, čini se da zaboravljamo da on nosi struju. A sada, kada su sijalice spojene paralelno, povećala se njihova ukupna osobina da provode struju, a ne da joj se odupiru. Pa, i, shodno tome, određena vrijednost G, po analogiji sa otporom R i trebalo bi da se zove provodljivost. I to treba sažeti u paralelnu vezu provodnika.

Pa, evo je

Ohmov zakon će tada izgledati tako

I = U* G&

A u slučaju paralelne veze, struja I bit će jednaka U * (G + G) = 2 * U * G, što upravo promatramo.

Zamjena elemenata kola zajedničkim ekvivalentnim elementom

Inženjeri često moraju prepoznati struje i napone u svim dijelovima kola. A pravi električni krugovi su prilično složeni i razgranati i mogu sadržavati mnogo elemenata koji aktivno troše električnu energiju i međusobno su povezani u potpuno različitim kombinacijama. To se zove izračunavanje električnih kola. Radi se pri projektovanju napajanja kuća, stanova, organizacija. Pri tome je vrlo važno koje će struje i naponi djelovati u električnom krugu, barem da bi se odabrali odgovarajući presjeci žica, opterećenja na cijeloj mreži ili njenom dijelu i tako dalje. A koliko su složena elektronska kola koja sadrže hiljade, ako ne i milione elemenata, mislim da je svima jasno.

Prva stvar koja se nameće je korištenje znanja o tome kako se struje napona ponašaju u tako jednostavnim mrežnim vezama kao što su serijska i paralelna. Oni to rade: umjesto serijske veze dva ili više aktivnih potrošačkih uređaja (poput naših sijalica) koji se nalaze u mreži, nacrtaju jedan, ali tako da mu otpor bude isti kao i kod oba. Tada se slika struja i napona u ostatku kola neće promijeniti. Slično, sa paralelnom vezom: umjesto njih nacrtajte element čija bi PROVODNOST bila ista kao za oba.

Sada, ako se kolo ponovo nacrta, zamjenjujući serijsku i paralelnu vezu s jednim elementom, onda ćemo dobiti kolo pod nazivom "ekvivalentno ekvivalentno kolo".

Ovaj postupak se može nastaviti sve dok ne dobijemo najjednostavniji - koji smo ilustrovali Ohmov zakon na samom početku. Samo umjesto sijalice postojat će jedan otpor, koji se naziva ekvivalentni otpor opterećenja.

Ovo je prvi zadatak. Omogućava nam da izračunamo ukupnu struju u cijeloj mreži, odnosno ukupnu struju opterećenja, prema Ohmovom zakonu.

Ovo je potpuni proračun električne mreže.

Primjeri

Neka krug sadrži 9 aktivnih otpora. To mogu biti sijalice ili nešto drugo.

Njegovi ulazni terminali se napajaju naponom od 60 V.

Vrijednosti otpora za sve elemente su sljedeće:

Pronađite sve nepoznate struje i napone.

Potrebno je pratiti put traženja paralelnih i serijskih dijelova mreže, izračunati njihove ekvivalentne otpore i postupno pojednostavljivati ​​sklop. Vidimo da su R 3, R 9 i R 6 povezani u seriju. Tada će njihov ekvivalentni otpor R e 3, 6, 9 biti jednak njihovom zbiru R e 3, 6, 9 = 1 + 4 + 1 Ohm = 6 Ohm.

Sada zamjenjujemo paralelni komad iz otpora R 8 i R e 3, 6, 9, dobijajući R e 8, 3, 6, 9. Tek kada su provodnici spojeni paralelno, provodljivost će se morati dodati.

Provodljivost se mjeri u jedinicama koje se nazivaju simens, recipročna vrijednost oma.

Ako preokrenete razlomak, dobijamo otpor R e 8, 3, 6, 9 = 2 Ohm

Na potpuno isti način kao u prvom slučaju kombinujemo otpore R 2, R e 8, 3, 6, 9 i R 5, povezane u seriju, dobijajući R e 2, 8, 3, 6, 9, 5 = 1 + 2 + 1 = 4 oma.

Preostala su dva koraka: da se dobije otpor ekvivalentan dva otpornika paralelne veze provodnika R 7 i R e 2, 8, 3, 6, 9, 5.

Jednako je Re 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 = 1 / (1/4 + 1/4) = 1 / (2/4) = 4/2 = 2 Ohm

U posljednjem koraku, zbrojimo sve serijski spojene otpore R 1, R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 i R 4 i dobijemo otpor jednak otporu cijelog kola R e i jednak zbiru ova tri otpora

R e = R 1 + R e 7, 2, 8, 3, 6, 9, 5 + R4 = 1 + 2 + 1 = 4 Ohm

Pa, prisjetimo se, po kome smo nazvali jedinicu otpora, koju smo napisali u posljednjoj od ovih formula, i izračunali smo ukupnu struju u cijelom kolu I

Sada, krećući se u suprotnom smjeru, prema rastućoj složenosti mreže, moguće je dobiti struje i napone u svim lancima našeg prilično jednostavnog kola prema Ohmovom zakonu.

Ovako se obično izračunavaju sheme napajanja za stanove, koje se sastoje od paralelnih i uzastopnih dijelova. Što, po pravilu, nije prikladno u elektronici, jer je tamo mnogo drugačije raspoređeno i sve je mnogo zamršenije. A takvo, na primjer, kolo, kada ne razumijete da li je to paralelna veza vodiča ili serijska, izračunava se prema Kirchhoffovim zakonima.

Jedan od kitova na kojem se drže mnogi koncepti u elektronici je koncept serijskog i paralelnog povezivanja vodiča. Jednostavno je potrebno znati glavne razlike između ovih vrsta povezivanja. Bez toga je nemoguće razumjeti i pročitati jedan dijagram.

Osnovni principi

Električna struja se kreće duž vodiča od izvora do potrošača (opterećenja). Najčešće se kao provodnik bira bakreni kabel. To je zbog zahtjeva za provodnik: on mora lako oslobađati elektrone.

Bez obzira na način povezivanja, električna struja se kreće od plusa do minusa. U tom smjeru potencijal se smanjuje. U ovom slučaju, vrijedi zapamtiti da žica kroz koju struja teče također ima otpor. Ali njen značaj je veoma mali. Zbog toga je zanemarena. Otpor provodnika se uzima kao nula. U slučaju da vodič ima otpor, obično se naziva otpornik.

Paralelna veza

U ovom slučaju, elementi uključeni u lanac su međusobno povezani sa dva čvora. Nemaju veze sa drugim čvorovima. Dijelovi lanca s takvom vezom obično se nazivaju granama. Dijagram paralelnog povezivanja prikazan je na donjoj slici.

Ako govorimo razumljivijim jezikom, onda su u ovom slučaju svi provodnici povezani jednim krajem u jednom čvoru, a drugim u drugom. To dovodi do činjenice da je električna struja podijeljena na sve elemente. Ovo povećava provodljivost cijelog kola.

Kada na ovaj način spojite vodiče u krug, napon svakog od njih će biti isti. Ali jačina struje cijelog kola bit će određena kao zbir struja koje teku kroz sve elemente. Uzimajući u obzir Ohmov zakon, jednostavnim matematičkim proračunima dobiva se zanimljiv obrazac: inverzna vrijednost ukupnog otpora cijelog kruga definirana je kao zbroj vrijednosti inverznih otpornosti svakog pojedinačnog elementa. U ovom slučaju uzimaju se u obzir samo elementi povezani paralelno.

Serijska veza

U ovom slučaju, svi elementi lanca su povezani na takav način da ne čine jedan čvor. Kod ove metode povezivanja postoji jedan značajan nedostatak. Leži u činjenici da ako jedan od provodnika pokvari, svi sljedeći elementi neće moći raditi. Upečatljiv primjer ove situacije je uobičajeni vijenac. Ako jedna od sijalica u njoj pregori, tada cijeli vijenac prestaje raditi.

Serijski spoj elemenata razlikuje se po tome što je jačina struje u svim provodnicima jednaka. Što se tiče napona kola, on je jednak zbiru napona pojedinih elemenata.

U ovom kolu, provodnici su uključeni u krug jedan po jedan. To znači da će se otpor cijelog kola sastojati od pojedinačnih otpora karakterističnih za svaki element. To jest, ukupni otpor kruga jednak je zbroju otpora svih vodiča. Ista zavisnost se može izvesti matematički koristeći Ohmov zakon.

Mješovite šeme

Postoje situacije kada se na jednom dijagramu može vidjeti istovremeno serijsko i paralelno povezivanje elemenata. U ovom slučaju govore o mješovitoj vezi. Proračun takvih shema se provodi zasebno za svaku grupu vodiča.

Dakle, za određivanje ukupnog otpora potrebno je sabrati otpor paralelno spojenih elemenata i otpor elemenata u seriji. U ovom slučaju dominantna je serijska veza. Odnosno, računa se na prvom mjestu. I tek nakon toga se utvrđuje otpor elemenata s paralelnim spojem.

Povezivanje LED dioda

Poznavajući osnove dvije vrste spojnih elemenata u krugu, možete razumjeti princip kreiranja dijagrama različitih električnih uređaja. Pogledajmo primjer. u velikoj mjeri zavisi od napona izvora struje.

Sa niskim mrežnim naponom (do 5 V), LED diode su povezane u seriju. U ovom slučaju, prolazni kondenzator i linearni otpornici pomoći će da se smanji nivo elektromagnetnih smetnji. Provodljivost LED dioda se povećava upotrebom sistemskih modulatora.

Uz mrežni napon od 12 V, mogu se koristiti i serijski i paralelni naponi. U slučaju serijske veze koriste se prekidački izvori napajanja. Ako je sastavljen lanac od tri LED diode, onda možete bez pojačala. Ali ako će krug uključivati ​​više elemenata, tada je potrebno pojačalo.

U drugom slučaju, odnosno pri paralelnom povezivanju, potrebno je koristiti dva otvorena otpornika i pojačalo (sa propusnim opsegom većim od 3 A). Štoviše, prvi otpornik je instaliran ispred pojačala, a drugi poslije.

Pri visokom mrežnom naponu (220 V) koristi se serijska veza. U ovom slučaju dodatno se koriste operativna pojačala i silazna napajanja.

Zdravo.

Danas ćemo razmotriti serijsko i paralelno povezivanje otpora. Tema je vrlo zanimljiva i vezana za naš svakodnevni život. U pravilu, s ovom temom počinje svaki objekt. U ostalom sve u redu.

Prvo, hajde da shvatimo zašto "otpor". Sinonimi za ovu definiciju mogu biti: opterećenje ili otpornik. Pošto je riječ o električnoj mreži, dakle, struja teče kroz žice. Bez obzira na to koliko dobro struja teče kroz žice, i bez obzira od kojeg materijala su žice napravljene, na struju djeluje svojevrsna sila trenja. Odnosno, struja nailazi na neku vrstu otpora, a ovisno o materijalu, poprečnom presjeku i dužini žice, ovaj otpor je jači ili slabiji. Tako je u ruskom jeziku usvojen izraz "otpor", koji označava određeni element kola koji stvara opipljivu prepreku prolasku struje, a kasnije se pojavio popularni izraz "opterećenje", odnosno element opterećenja, a Termin "otpornik" došao je iz engleskog. Shvatili smo koncepte, sada možete početi s vježbom. I počnimo, možda, s paralelnim povezivanjem otpora, jednostavno zato što ih koristimo skoro svuda.

Paralelno povezivanje otpornika

Kada su spojeni paralelno, svi otpori su povezani na početku na jednu tačku izvora napajanja, a na krajevima na drugu. Nećemo ići daleko, a pogledajte oko sebe. Fen, pegla, veš mašina, toster, mikrotalasna i bilo koji drugi električni aparat imaju utikač sa dva radna kraja i jednim zaštitnim (uzemljenjem). Napon na izlazu je naše napajanje. Bez obzira koliko električnih uređaja priključimo na mrežu, sve ih uključujemo paralelno na jedan izvor napajanja. Nacrtajmo dijagram da bude jasnije.

Bez obzira na to koliko je potrošača dodano ovoj shemi, ništa se ne mijenja. Jedan kraj uređaja je povezan na nultu magistralu, a drugi na fazu. Sada hajde da malo transformišemo krug:

Sada imamo tri otpora pred sobom:

Gvožđe 2,2 kW - R1 (22 Ohma);

Štednjak 3,5 kW - R2 (14 Ohm);

Sijalica 100 W - R3 (484 Ohma).

Ovo su stvarne vrijednosti otpora ovih potrošača na električnu struju. Uključujemo naše potrošače u mrežu, a šta se dešava sa brojilom? Tako je, brže počinje da broji novac u novčaniku. Sada se prisjećamo Ohmovog zakona, koji kaže da je jačina struje obrnuto proporcionalna otporu, i razumijemo da što je otpor manji, to je jačina struje veća. A da još lakše shvatite šta se dešava, zamislite koncertnu dvoranu sa tri izlaza različitih veličina i gomilom ljudi. Što su vrata veća, to više ljudi može istovremeno proći kroz njih, a što se više vrata otvori, to će povećati propusnost. Pređimo sada na formule.

Na svaki otpor se primjenjuje isti napon - 220 volti.

Iz strujnog kola i iz prakse vidimo da se struje zbrajaju u jednu zajedničku, dakle, dobijamo sljedeću jednačinu:

Ako pažljivo pogledate jednadžbu, primijetit ćete da je gornji dio jednačine za nas nepromijenjen i da se može uzeti kao jedinica, nakon što smo dobili sljedeću formulu:

Postoji i posebna formula za izračunavanje dva paralelno povezana otpora:

Pa, hajde da izračunamo u praksi.

Dobijamo ukupan otpor od 8,407 oma.

U prethodnom članku sam pregledao i hajde da to provjerimo.

Snaga lanca će biti:

Smatramo naše moći: 2000 + 3500 + 100 = 5600, što je gotovo jednako 5757, tako velika greška je zbog činjenice da sam zaokružio vrijednosti otpora na cijele brojeve.

Koji se zaključci mogu izvući. Kao što vidite, ukupni otpor (također se naziva i ekvivalent) uvijek će biti manji od najmanjeg otpora kola. U našem slučaju, ovo je ploča sa otporom od 14 oma i ekvivalentom od 8,4 oma. Ovo je razumljivo. Sjećate li se primjera vrata u koncertnoj dvorani? Otpor se može nazvati širinom pojasa. Dakle, ukupan broj ljudi (elektrona) koji napuštaju dvoranu biće ukupno veći od kapaciteta svakog pojedinačnog vrata. Odnosno, količina struje se povećava. Drugim riječima, za struju, svaki od otpora će biti još jedna vrata kroz koja može teći.

Serijski spoj otpora

U serijskoj vezi, kraj jednog otpora je povezan s drugim. Tipičan primjer takve veze je novogodišnji vijenac.

Koliko je poznato iz školskog predmeta fizike, samo jedna struja teče u zatvorenoj petlji. Dakle, ono što imamo:

Sijalica 200 W - R1 (242 Ohm)

100 vati sijalica - R2 (484 oma)

50 vati sijalica - R3 (968 ohma)

Vratimo se na alegoriju i zamislimo koncertnu dvoranu, ali ovog puta iz nje vodi dugačak hodnik sa troja vrata. Sada struja (ljudi) ima samo jednu stazu da prođe uzastopno od jednih vrata do drugih. Da bismo riješili ovaj problem, morat ćemo se odgurnuti od napetosti. Na osnovu činjenice da je količina na izvoru napajanja jednaka zbroju padova napona na otporima, dobijamo sljedeću formulu:

Ovo implicira:

Podijelimo obje strane jednadžbe ukupnom vrijednošću, dolazimo do zaključka da je pri serijskom povezivanju, da bi se dobio ekvivalentni otpor kola, potrebno zbrojiti sve otpore ovog kola:

Provjeravam. R = 242 + 484 + 968 = 1694 Ohma

Kao što vidite, ravnoteža snaga je skoro konvergentna. A sada, obratite pažnju na jednu osobinu koja će još jednom otkriti koncept "otpora". Imajte na umu da ćemo najveću snagu imati na najslabijoj sijalici:

Čini se da bi sve trebalo biti obrnuto, snažnija sijalica bi trebala sijati jače. Vraćamo se našoj alegoriji. Što mislite gdje će simpatija biti jača kod širokih vrata ili blizu uskih? Gdje će biti vruće? Naravno, na uskim vratima će doći do gužve, a gde je gužva, tamo će biti vruće, jer će ljudi pokušati da se brže probiju. U struji, ulogu ljudi igraju elektroni. Evo takav paradoks nastaje kada su otpornici različitih denominacija uključeni u serijski krug, i zato pokušavaju koristiti iste žarulje u vijencima. Sada, poznavajući principe serijske veze otpora, možete izračunati bilo koji vijenac. Na primjer, imate automobilske sijalice od 12 volti. Znajući da je ukupan napon jednak zbiru padova napona, dovoljno je da 220 volti podijelimo sa 12 volti i dobijemo 18,3 lampe. Odnosno, ako uzmete 18 ili 19 identičnih lampi od 12 volti i spojite ih u seriju, onda se mogu uključiti na 220 volti i neće izgorjeti.

Hajde da sumiramo

Kada su otpori spojeni paralelno, ekvivalentni otpor se smanjuje (koncertna dvorana se prazni tri puta brže, grubo rečeno, ljudi se razilaze po tri hodnika), a kada se spoje u seriju, otpor raste (bez obzira na to kako ljudi žele da izađu iz dvorane brže, to će morati učiniti samo duž jednog koridora i što je hodnik uži, to stvara veći otpor).

Top srodni članci