Síla proudu v rezistoru. Určete proud v rezistoru. — nakupovat u: velkoobchodně a maloobchodně | JSC NPO ERCON

Jedním ze způsobů, jak určit proud v rezistoru, je změřit jej přímo multimetrem. Měření by měla být provedena v otevřeném obvodu za rezistorem následovně:

– nastavit na testeru maximální přípustný rozsah,

– připevněte sondy zařízení na místo, kde je přerušený obvod.

Použitím Ohmova zákona lze požadovanou hodnotu určit také výpočtem:

kde I je proud, U je napětí a R je odpor (jednotky měření jsou ampéry (A), volty (V), ohmy (ohmy).

V přístrojové výrobě a elektrotechnice se používají různé druhy spojování a spojování rezistorů, což zajišťuje rozmanitost elektrických vlastností elektrických obvodů.

Typy zapojení rezistorů

Připojení prvků do jednoho okruhu se provádí následujícími způsoby:

• postupně;
• paralelní;
• smíšený.

Obecná schémata typů připojení jsou uvedena na obrázku 1.

Obrázek 1. Typy zapojení odporů

Za paralelní zapojení se považuje takové zapojení, ve kterém jsou prvky obvodu spojeny tak, že jejich začátky lze spojit v jednom bodě a jejich konce v jiném (viz obr. 2).

Obrázek 2. Paralelní zapojení rezistorů

Toku nabitých částic při průchodu sekcí AB je dáno několik možností dráhy, takže v každé sekci s rezistorem poteče proud v množství nepřímo úměrné odporu rezistoru.

Se zvyšujícím se zatížením paralelního připojení, pokud je paralelně k elektrickému obvodu připojen velký počet rezistorů, celkový odpor obvodu se výrazně sníží v důsledku zvýšení počtu cest poskytovaných toku nabitých částic. Zvýšení počtu možných možností pohybu znamená snížení odporu vůči pohybu proudu.

Jak zjistit odpor paralelně připojených rezistorů?

Celkový odpor rezistorů v případě paralelního zapojení určuje Ohmův zákon v následujícím vztahu:

a vypočítá se podle vzorce:

Vypočítejme například celkový odpor pro obvod dvou rezistorů s odporem R₁= R₂=7Ohm (viz obr. 3a)

Odpor v úseku AB _(1–2) 2 krát méně než R každého rezistoru.

Při připojení dalšího rezistoru paralelně k příslušnému obvodu, který má také podobný odpor R₃=7Ohm (viz obr. 3b) celkový odpor obvodu se vypočítá s přihlédnutím k předchozím výpočtům, kde R₁₂= 3,5 Ohm

Rtotal = 3,5*7/ (3,5+7) = 2,33 Ohm

Obrázek 3. Zvětšení paralelního zapojení rezistorů

Z výpočtů vyplývá, že celkový odpor (viz obr. 3c) bude vždy menší než odpor jakéhokoli paralelně zapojeného rezistoru. Tato podmínka je zajištěna rovností proudů na vstupu a výstupu uzlů nebo skupin paralelních rezistorů a konstantním napětím v síti.

Co je sériové zapojení rezistorů?

V sériovém zapojení se odpory zapojují jeden po druhém, přičemž konec předchozího odporu je spojen se začátkem dalšího odporu (obrázek 4).

Obrázek 3. Sériové zapojení rezistorů.

Proudění nabitých částic při průchodu úsekem AB je dáno jednou cestou, proto čím více odporů je připojeno, tím větší odpor kladou pohybujícím se nabitým částicím, to znamená, že se zvyšuje celkový odpor úseku obvodu Rtotal.

Vzorec pro výpočet celkového odporu pro sériové připojení je:

Jak vypočítat napětí na rezistorech zapojených do série?

Zapojením odporů do série se zvýší celkový odpor. Proud ve všech částech obvodu bude stejný a bude určen úbytek napětí na každém rezistoru.

Celkové napájecí napětí na rezistorech zapojených do série se rovná součtu rozdílů potenciálů na každém rezistoru:

Pomocí Ohmova zákona můžete vypočítat napětí na každém rezistoru:

Napětí na úseku AB se vypočítá podle vzorce:

Rezistory zapojené do série se používají v elektrotechnice jako dělič napětí.

Obrázek 5. Obvod nejjednoduššího děliče napětí

Úpravou odporu obou rezistorů lze zvolit požadovanou část vstupního napětí. Pokud je potřeba rozdělit napětí na více částí, připojí se ke zdroji napětí několik sériově zapojených rezistorů.

Smíšené zapojení rezistorů

V elektrotechnice je nejčastější použití různé kombinace paralelního a sériového zapojení. Proudová síla ve smíšeném zapojení rezistorů je určena rozdělením obvodu na sériově zapojené části. Pro stanovení celkového odporu v případě paralelního odporu různých částí by se však měl použít příslušný vzorec.

Algoritmus pro výpočet smíšeného zapojení je podobný pravidlu pro výpočet základního zapojení sériového a paralelního zapojení rezistorů. Není v tom nic nového: navržené řešení je potřeba správně rozložit na části vhodné pro výpočet. Plochy s prvky jsou spojeny střídavě nebo paralelně. Hybridní odporové zapojení je kombinací sériového a paralelního. Tato kombinace se někdy nazývá sériově-paralelní zapojení.

Obrázek 6 ukazuje schéma smíšeného zapojení rezistorů.

Obrázek 6. Smíšené zapojení rezistorů.

Obrázek ukazuje, že rezistory R₂ a R.₃ zapojeny paralelně a R₁, R₂₃ a R.₄ postupně.

Pro výpočet odporu tohoto zapojení je celý obvod rozdělen na jeho nejjednodušší části, počínaje paralelním nebo sériovým odporem. Pak další algoritmus vypadá takto:

1. Určete ekvivalentní odpor části rezistoru zapojené paralelně.

2. Pokud tyto části obsahují odpory v sérii, nejprve spočítejte jejich odpor.

3. Po výpočtu ekvivalentního odporu rezistoru překreslíme obvod. Typicky je obvod odvozen od sériového ekvivalentního odporu.

4. Vypočítejte odpor obvodu.

Další způsoby připojení jsou jasně viditelné v příkladu znázorněném na obrázku. Bez speciálních výpočtů je zřejmé, že paralelní zapojení rezistorů vytváří několik cest pro proud. Proto v jediném obvodu bude jeho síla menší ve srovnání se vstupními a výstupními řídicími body. V tomto případě zůstává napětí na značce nezměněno.

Příklad části obvodu pro výpočet odporu smíšeného zapojení je na obrázku 5.

Obrázek 7. Celkový odpor části obvodu se smíšeným zapojením rezistorů.

Výpočet odporu 2,2 ohmového rezistoru a 2,7 ohmového odporu zapojených paralelně

Kalkulačka paralelního odporu

Kalkulačka určuje odpor několika paralelně zapojených rezistorů.

Příklad. Vypočítejte ekvivalentní odpor dvou paralelně zapojených rezistorů 20 Ohm a 30 Ohm.

Vstupní data
R₂ ohm (ohm)
Přidejte odpor
Sdílejte odkaz na tuto kalkulačku včetně vstupních parametrů
Výstup
Ekvivalentní odpor
R ohm (ohm)

Do polí R zadejte hodnoty odporu₁, R₂ atd., přidejte libovolný počet vstupních polí, vyberte jednotky odporu v miliohmech (mOhm), ohmech (Ohm), kiloohmech (kOhm) nebo megohmech (MOhm) a stiskněte tlačítko Spočítejte.

1 mOhm = 0,001 Ohm. 1 kOhm = 1 000 = 10³ Ohm. 1 MOhm = 1 000 000 = 10⁶ Ohm.

Ekvivalentní odpor R_eq skupiny paralelně zapojených odporů je převrácená hodnota součtu hodnot nepřímo úměrných odporům těchto odporů.

Jinými slovy, vodivost G paralelně zapojených rezistorů se rovná součtu vodivosti těchto rezistorů:

Tento vzorec pro R_eq a používá se v této kalkulačce pro výpočty. Například celkový odpor tří paralelně zapojených odporů 10, 15 a 20 ohmů je 4.62 ohmů:

Pokud jsou paralelně zapojeny pouze dva odpory, vzorec zjednodušuje:

Pokud existuje n identické rezistory zapojené paralelně R, pak bude jejich ekvivalentní odpor stejný

Všimněte si, že celkový odpor skupiny libovolného počtu paralelně zapojených rezistorů bude vždy menší než nejmenší odpor rezistoru ve skupině a přidání nového odporu vždy povede ke snížení ekvivalentního odporu.

Všimněte si také, že všechny paralelně zapojené rezistory mají stejné napětí. Proudy protékající jednotlivými rezistory jsou však různé a závisí na jejich odporu. Celkový proud procházející skupinou rezistorů je roven součtu proudů v jednotlivých rezistorech.

Při paralelním zapojení více rezistorů je vždy potřeba zvážit jejich tolerance a ztrátový výkon.

Různé pevné a proměnné rezistory

Příklady použití pro paralelní zapojení rezistorů

Jedním příkladem paralelního zapojení rezistorů je bočník v přístroji pro měření proudů, které jsou příliš velké na to, aby mohly být přímo měřeny přístrojem určeným k měření malých proudů nebo napětí. Pro měření proudu je paralelně s galvanometrem nebo elektronickým zařízením, které měří napětí, zapojen rezistor velmi malého, přesně známého odporu, vyrobený z materiálu se stabilní charakteristikou. Tento odpor se nazývá bočník. Změřený proud protéká bočníkem. V důsledku toho na něm klesne malé napětí, které se měří voltmetrem. Protože úbytek napětí je úměrný proudu protékajícím bočníkem se známým a přesným odporem, lze voltmetr zapojený paralelně s bočníkem kalibrovat přímo v jednotkách proudu (ampérech).

Bočník instalovaný v multimetru pro měření proudu do 20 ampér. Pamatujte, že pokud tento multimetr měří velký proud nepřetržitě po dobu delší než 10 sekund, bočník se přehřeje a jeho odpor se změní, což povede k chybě měření

Často se používají paralelní a sériové obvody získat přesný odpor nebo pokud odpor s požadovaným odporem není k dispozici nebo je příliš drahý, pokud je nakupován v malých množstvích pro hromadnou výrobu. Například, pokud zařízení obsahuje mnoho 20 kOhm rezistorů a je potřeba pouze jeden 10 kOhm rezistor. Samozřejmě není těžké najít odpor 10 kOhm. Pro sériovou výrobu je však někdy lepší dát dva 20k ohmové odpory paralelně, abyste získali požadovaných 10k ohmů. To povede ke snížení nákladů na desku s plošnými spoji, protože se sníží velkoobchodní cena komponentů a také náklady na instalaci, protože počet standardních velikostí prvků, na které musí stroj pro automatickou instalaci komponent instalovat deska se zmenší.