Kif tiddetermina l-qawwa tar-resistors. Reżisturi tal-enerġija għal konnessjoni parallela

L-apparati elettroniċi kollha fihom resistors, li huma l-element prinċipali tagħhom. Bl-għajnuna tagħha, ibdel il-valur tal-kurrent fiċ- ċirkwit elettriku. L-artikolu jiddeskrivi l-proprjetajiet tar-resistors u l-metodi għall-kalkolu tal-qawwa tagħhom.

L-assenjazzjoni tar-resistor

Biex taġġusta l-kurrent fiċ-ċirkwiti elettriċi użati ta 'resistors. Din il-proprjetà hija definita mil-liġi ta 'Ohm:

I = U / R (1)

Jidher biċ-ċar mill-formula (1) li iktar ma tkun baxxa r-reżistenza, iktar tkun qawwija ż-żidiet kurrenti, u viċi versa, iżgħar hija l-valur ta 'R, iktar tkun il-kurrent. Hija din il-proprjetà ta 'reżistenza elettrika li tintuża fl-inġinerija elettrika. Fuq il-bażi ta 'din il-formula, ċirkwiti diviżuri kurrenti jintużaw b'mod wiesa' f'tagħmir elettriku.

F'dan iċ-ċirkuwitu, il-kurrent mis-sors huwa maqsum f'żewġ, inversament proporzjonali għar-reżistenzi tar-reżisters.

Minbarra r-regolament kurrenti, ir-reżistenzi jintużaw f'diviżjonijiet ta 'vultaġġ. F'dan il-każ, il-liġi ta 'Ohm tintuża mill-ġdid, iżda f'forma kemmxejn differenti:

U = I · R (2)

Mill-formola (2) isegwi li ladarba r-reżistenza tiżdied, il-vultaġġ jiżdied. Din il-proprjetà tintuża biex jinbnew ċirkuwiti ta 'diviżur tal-vultaġġ.

Mir-ċirkuwitu u l-formula (2) huwa ċar li l-vultaġġi fir-reżistenzi huma mqassma fi proporzjon għar-reżistenzi.

Stampa ta 'reżistenzi fuq ċirkwiti

Skond l-istandard, ir-reżisturi huma rappreżentati b'rettangolu b'dimensjonijiet ta '10 x 4 mm u huma indikati mill-ittra R. Il-qawwa tar-reżistenzi fuq iċ-ċirkwit ħafna drabi hija indikata. L-immaġni ta 'dan l-indikatur hija esegwita b'linji dritti jew xellug. Jekk is-saħħa hija iktar minn 2 watts, id-denominazzjoni hija magħmula f'numri Rumani. Dan ġeneralment isir għal reżisters tal-wajer. F'xi stati, pereżempju fl-Istati Uniti, jintużaw konvenzjonijiet oħra. Biex tissimplifika t-tiswija u l-analiżi taċ-ċirkwit, is-saħħa tar- reżisters spiss tingħata , li l-indikazzjoni tagħha ssir skond GOST 2.728-74.

Karatteristiċi tekniċi tal-mezzi

Il-karatteristika ewlenija tar-resistor hija r-reżistenza nominali R _n , li hija indikata fuq id-dijagramma ħdejn ir-reżistenza u fuq l-akkomodazzjoni tagħha. L-unità tar-reżistenza hija ohm, kilo u mega. Reżisturi b'reżistenza minn frazzjonijiet ta 'ohmi u sa mijiet ta' megaohms huma prodotti. Hemm ħafna teknoloġiji għall-produzzjoni ta 'resistors, dawn kollha għandhom vantaġġi u żvantaġġi. Fil-prinċipju, m'hemm l-ebda teknoloġija li tagħmilha possibbli li tiġi fabbrikata resistor b'valur speċifiku ta 'reżistenza assolutament preċiż.

It-tieni karatteristika importanti hija d-devjazzjoni tar-reżistenza. Huwa mkejjel f '% tar-R nominali. Hemm firxa ta' devjazzjoni standard ta 'reżistenza: ± 20, ± 10, ± 5, ± 2, ± 1% u aktar' l isfel għal ± 0.001%.

Il-karatteristika importanti li jmiss hija l-qawwa tar-resistors. Waqt l-operazzjoni, huma msaħħna bil-kurrent li jgħaddi minnhom. Jekk id-dissipazzjoni tal-qawwa taqbeż il-valur permissibbli, l-apparat ifalli.

Ir-reżisturi meta jsaħħnu jbiddlu r-reżistenza tagħhom, għalhekk għal apparati li joperaw fuq medda wiesgħa ta 'temperatura, tiddaħħal karatteristika oħra - il-koeffiċjent tat-temperatura tar-reżistenza. Huwa mkejjel f'ppm / ° C, jiġifieri 10 ^-6 R _n / ° C (miljuni f'parti minn R _n f'1 ° C).

Konnessjoni serjali ta 'reżisters

Ir-reżisturi jistgħu jiġu mqabbda fi tliet modi differenti: sekwenzjali, paralleli u mħallta. B'konnessjoni f'serje, il- kurrent jalterna jgħaddi mir-reżistenzi kollha.

B'din il-konnessjoni, il-kurrent fi kwalunkwe punt tal-katina huwa l-istess, jista 'jiġi determinat mil-liġi ta' Ohm. Ir-reżistenza totali taċ-ċirkwit f'dan il-każ hija ugwali għas-somma tar-reżistenzi:

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ohm;

I = U / R = 100/390 = 0.256 A.

Issa huwa possibbli li tiġi ddeterminata l-qawwa b'konnessjoni f'serje ta 'resistors, huwa kkalkulat bil-formula:

P = I ² ∙ R = 0.256 ² ∙ 390 = 25.55 W.

Bl-istess mod, il-qawwa tar-reżistenzi li jifdal hija determinata:

P ₁ = I ² ∙ R ₁ = 0.256 ² ∙ 200 = 13.11 W;

P ₂ = I ² ∙ R ₂ = 0.256 ² ∙ 100 = 6.55 W;

P ₃ = I ² ∙ R ₃ = 0.256 ² ∙ 51 = 3.34 W;

P ₄ = I ² ∙ R ₄ = 0.256 ² ∙ 39 = 2.55 W.

Jekk tgħaqqad il-qawwa tar-resistors, ikollok P komplut:

P = 13.11 + 6.55 + 3.34 + 2.55 = 25.55 W.

Konnessjoni parallela ta 'resistors

B'konnessjoni parallela, il-bidu tar-reżisters huma mqabbda ma 'nodu wieħed taċ-ċirkwit, u t-truf għall-ieħor. B'din il-konnessjoni, il-fergħat u l-flussi kurrenti minn kull mezz. Il-kobor tal-kurrent, skont il-liġi ta 'Ohm, huwa inversament proporzjonali għar-reżistenza, u l-vultaġġ fir-reżistenzi kollha huwa l-istess.

Qabel ma ssib il-kurrent, huwa meħtieġ li tiġi kkalkulata l-konduttività totali tar-reżistenzi kollha skont il-formula magħrufa:

1 / R = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ + 1 / R ₃ + 1 / R ₄ = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 = 0.005 + 0.01 + 0.0196 + 0.0256 = 0.06024 1 / Ohm.

Ir-reżistenza hija reċiproka tal-konduttività:

R = 1 / 0.06024 = 16.6 Ohm.

Bl-użu tal-liġi ta 'Ohm, wieħed isib kurrent permezz ta' sors:

I = U / R = 100 ∙ 0.06024 = 6,024 A.

Jafu l-kurrent mis-sors, isibu s-saħħa tar-resistors konnessi parallelament skont il-formula:

P = I ² · R = 6,024 ² · 16.6 = 602.3 W.

Skond il-liġi ta 'Ohm, il-kurrent huwa kkalkulat permezz tar-reżisters:

I ₁ = U / R ₁ = 100/200 = 0.5 A;

I ₂ = U / R ₂ = 100/100 = 1 A;

I ₃ = U / R ₁ = 100/51 = 1.96 A;

I ₁ = U / R ₁ = 100/39 = 2.56 A.

Ftit bi formula oħra, tista 'tikkalkula l-qawwa tar-resistors f'konnessjoni parallela:

P ₁ = U ² / R ₁ = 100 2/200 = 50 W;

P ₂ = U ² / R ₂ = 100 2/100 = 100 W;

P ₃ = U ² / R ₃ = 100 2/51 = 195.9 W;

P ₄ = U ² / R ₄ = 100 2/39 = 256.4 W.

Jekk tpoġġi kollox flimkien, ikollok il-poter tar-reżistenzi kollha:

P = P ₁ + P ₂ + P ₃ + P ₄ = 50 + 100 + 195.9 + 256.4 = 602.3 W.

Taħlita mħallta

Ċirkuwiti b'konnessjoni mħallta ta 'resistors fihom konnessjoni serjali u simultanjament parallela. Dan iċ-ċirkwit huwa faċli li wieħed jikkonverti, u jissostitwixxi l-konnessjoni parallela tar-reżisters f'serje. Biex tagħmel dan, ibdel ir-reżistenza R ₂ u R ₆ bir-total R _{2.6 tagħhom} , billi tuża l-formula mogħtija hawn taħt:

R _2.6 = R ₂ ∙ R ₆ / R ₂ + R _6.

Bl-istess mod, żewġ reżistenzi paralleli R4, R5 huma sostitwiti minn R _4.5:

R _4.5 = R ₄ ∙ R ₅ / R ₄ + R ₅ .

Ir-riżultat huwa skema ġdida u sempliċi. Iż-żewġ skemi huma mogħtija hawn taħt.

Il-qawwa tar-reżistenzi fuq ċirkwit b'konnessjoni mħallta hija determinata bil-formula:

P = U ∙ I.

Biex tikkalkula din il-formula, l-ewwel insibu l-vultaġġ f'kull reżistenza u l-kobor tal-kurrent permezz tiegħu. Tista 'tuża metodu ieħor biex tiddetermina l-qawwa tar-reżisters. Biex tagħmel dan, uża l-formula:

P = U ∙ I = (I ∙ R) ∙ I = I ² · R.

Jekk biss il-vultaġġ fir-reżisturi jkun magħruf, allura tintuża formula oħra:

P = U ∙ I = U ∙ (U / R) = U ² / R.

It-tliet formuli spiss jintużaw fil-prattika.

Kalkolu tal-parametri taċ-ċirkwit

Il-kalkolu tal-parametri taċ-ċirkwit jikkonsisti fis-sejba ta 'kurrenti u vultaġġi mhux magħrufa tal-fergħat kollha fuq is-sezzjonijiet taċ-ċirkwit elettriku. B'din id-data, huwa possibbli li tiġi kkalkulata l-qawwa ta 'kull reżistenza inkluża fiċ-ċirkwit. Metodi sempliċi ta 'kalkolu intwerew hawn fuq, fil-prattika s-sitwazzjoni hija aktar ikkumplikata.

Fiċ-ċirkwiti reali, spiss ikun hemm taħlita ta 'reżisters b'stilla u trijangolu, li toħloq diffikultajiet sinifikanti fil-kalkoli. Biex tissimplifika dawn l-iskemi, ġew żviluppati metodi għall-konverżjoni ta 'stilla fi triangolu, u viċi versa. Dan il-metodu jidher fid-dijagramma t'hawn taħt:

L-ewwel skema għandha stilla fil-kompożizzjoni tagħha, imqabbda man-nodi 0-1-3. Resistor R1 huwa konness ma 'node 1, għal node 3 - R3, u għal node 0 - R5. Fit-tieni skema, ir-reżisters tat-trijangolu huma mqabbda mal-lymph 1-3-0. Biex in-node 1, ir-reżistenzi R1-0 u R1-3 huma konnessi, man-nodu 3 - R1-3 u R3-0, u fin-nodu 0 - R3-0 u R1-0. Dawn iż-żewġ skemi huma kompletament ekwivalenti.

Biex taqleb mill-ewwel skema għat-tieni wieħed, ir-reżistenza tar-resistors tat-trijangolu hija kkalkulata:

R1-0 = R1 + R5 + R1 ∙ R5 / R3;

R1-3 = R1 + R3 + R1 ∙ R3 / R5;

R3-0 = R3 + R5 + R3 ∙ R5 / R1.

Trasformazzjonijiet ulterjuri huma mnaqqsa għall-kalkolu ta 'reżistenzi paralleli u konnessi f'serje. Meta tinstab l-impedenza taċ-ċirkwit, il-liġi ta 'Ohm issib il-kurrent mis-sors. Permezz ta 'din il-liġi, huwa faċli li ssib kurrenti fil-fergħat kollha.

Kif tiddetermina l-qawwa tar-resistors wara li ssib il-kurrenti kollha? Biex tagħmel dan, uża l-formula magħrufa: P = I ² · R, billi tapplikaha għal kull reżistenza, insibu s-saħħa tagħhom.

Determinazzjoni sperimentali tal-karatteristiċi ta 'elementi taċ-ċirkwit

Għad-determinazzjoni sperimentali tal-karatteristiċi meħtieġa tal-elementi, huwa meħtieġ li jinġabar ċirkwit partikolari minn komponenti reali. Wara dan, il-kejl kollu meħtieġ jitwettaq bl-għajnuna ta 'strumenti tal-kejl elettriċi. Dan il-metodu jieħu ħafna ħin u jiswa. L-iżviluppaturi ta 'apparati elettriċi u elettroniċi għal dan il-għan jużaw programmi ta' mudellar. Bl-għajnuna tagħhom, isiru l-kalkoli kollha meħtieġa, u l-imġiba tal-elementi taċ-ċirkwit hija mfassla f'sitwazzjonijiet differenti. Huwa biss wara li dan huwa l-prototip ta 'apparat tekniku mmuntat. Wieħed minn dawn il-programmi mifrux huwa s-sistema b'saħħitha ta 'simulazzjoni Multisim 14.0 minn National Instruments.

Kif tiddetermina l-qawwa tar-resistors ma 'dan il-programm? Dan jista 'jsir b'żewġ modi. L-ewwel metodu huwa li tkejjel il-kurrent u l-vultaġġ bl-użu ta 'ammeter u voltmeter. Il-multiplikazzjoni tar-riżultati tal-kejl, aħna nkisbu l-qawwa meħtieġa.

Minn din l-iskema, aħna niddeterminaw il-qawwa tar-reżistenza R3:

P ₃ = U ∙ I = 1,032 ∙ 0,02 = 0,02064 W = 20,6 mW.

It-tieni metodu huwa l-kejl dirett tal-qawwa b'metru watt.

Minn din id-dijagramma jidher li l-qawwa tar-reżistenza R3 hija ugwali għal P3 = 20.8 mW. Id-diskrepanza dovuta għall-iżball fl-ewwel metodu hija akbar. Bl-istess mod, is-setgħat tal-elementi li jifdal huma ddeterminati.