Skupljajući neovisne krugove, početnički šunci suočeni su s potrebom uspostavljanja jednog ili drugog otpora, čija veličina nije u standardnoj seriji ili pri ruci. Prema tome, željena vrijednost impedance odabire se paralelnim ili serijskim povezivanjem elemenata. Za točan izračun ekvivalentne vrijednosti najlakše je koristiti kalkulator otpora, ali možete i sami izvršiti proračune pomoću jednostavnih formula.

Dodjeljivanje i utvrđivanje impedancije

Gotovo nijedan elektronički uređaj ne može bez otpornika u svom krugu. Budući da su pasivni elementi, imaju glavnu svrhu - ograničiti količinu struje u električnom krugu. Osim ograničenja struje, u mjernim uređajima služe i kao razdjelnici napona ili ranžeri.

Električni otpor je količina koja ima fizičku prirodu i karakterizira sposobnost vodiča da prođe električnu struju. Princip rada otpornika opisao je izvanredni eksperimentator Ohm. Kasnije, u njegovu čast, jedinica električne otpornosti nazvana je Ohm. Znanstvenik, provodeći niz eksperimenata, ustanovio je odnos između snage struje, napona i otpora u vodiču. Kao rezultat toga, izvedena je jednostavna formula poznata kao Ohmov zakon: I = U / R, gdje je:

  • I - struja koja prolazi kroz provodnik, izmjerena u amperima;
  • U je napon koji se primjenjuje na vodič, mjerna jedinica je Volt;
  • R je otpor vodiča, mjeren u ohima.

Kasnije se uređaji koji se koriste samo kao elementi otpora u električnim krugovima nazivaju otpornici. Takve uređaje, osim vrijednosti otpora, karakterizira i snaga izračunata slijedećom formulom: P = I2 * R. Rezultirajuća vrijednost mjeri se u vatima.

U krugovima se koristi paralelno i serijsko povezivanje vodiča. Ovisno o tome, mijenja se i vrijednost impedancije dijela kruga. Vrsta veze, ako se ne koristi za odabir željene vrijednosti, samo karakterizira uporabu otpornika u prvom slučaju kao graničnika struje, a u drugom - kao razdjelnika napona.

Na dijagramima su otpornici naznačeni u obliku pravokutnika i potpisani latiničnim slovom R. Dalje su navedeni serijski broj i vrijednost otpora. Na primjer, R23 1k znači da otpornik broj 23 ima otpor od jednog kilo ohma. Trake prikazane unutar pravokutnika karakteriziraju snagu rasipanu na vodiču.

Temeljni zakon očuvanja energije stanja: energija ne nestaje nigdje i ne pojavljuje se niotkuda, već samo mijenja oblik. Stoga, kada je struja ograničena, dio energije se pretvara u toplinu. Upravo se taj dio naziva moć disipacije otpornika, tj. Njegova veličina koju otpor može izdržati bez promjene njegovih parametara.

Sam otpornik može imati drugačiji dizajn i izgled . Na primjer, biti žica, keramika, sljubka itd. Označava se na tri načina:

  1. Sustav boja u boji. Svaka traka odgovorna je za određeni faktor. Dekodiranje traka može se preuzeti iz direktorija ili online kalkulatora.
  2. Brojevi i slova. Broj izravno označava vrijednost otpora, a slovo označava množitelj. Na primjer, 15M je petnaest megoma.
  3. Digitalni. Obično se koriste tri broja, prvi i drugi označavaju vrijednost otpora, a posljednji je množitelj. Na primjer, 103 je deset kilo ohma.

Stoga, gledajući koji su otpornici ugrađeni u krug, početniku radioamateru nije teško izračunati ukupni otpor, posebno koristeći internetski kalkulator za spajanje otpornika paralelno ili u nizu. Ako je nemoguće razlikovati oznaku na kućištu, njegov se otpor može mjeriti multimetrom. Ali iskusni inženjeri elektrotehnike znaju da ćete za precizno mjerenje trebati isključiti jedan otpor otpora iz kruga. To se događa upravo zbog vrste spoja vodiča.

Paralelna veza

Takav spoj otpornika dobiva se kombiniranjem dva ili više električnih uređaja, u kojima su jedan od njihovih zaključaka međusobno povezani i tvore prvu zajedničku točku, dok drugi, poput prvog, tvore drugu zajedničku točku. U ovom slučaju, napon na svim elementima je isti, a jačina struje prolazne struje ovisi o njihovoj impedanciji.

Formula za paralelno spajanje otpornika je sljedeća:

R = (R1 * R2 * R3 … * Rh) / (R1 + R2 + R3 … + Rh), gdje je Rh serijski broj otpornika.

Iz toga slijedi da se struja koja teče kroz svaki vodič nalazi po formuli: In = U / Rn.

Na temelju toga, uz paralelnu vezu, rezultirajuća impedancija dva ili više otpornika bit će manja od najmanje vrijednosti otpora u spoju. Štoviše, kada su samo dva otpornika s istom nominalnom vrijednošću paralelno spojena, mogu se zamijeniti jednakovrijednim jednakim vrijednostima ove nominalne vrijednosti.

Na taj način možete spojiti stotinu otpornika, tada se ekvivalentni otpor definira kao stotina nominalnog. Na primjer, neka bude presjek kruga s deset otpornika koji su paralelno povezani jedan s drugim nominalnom vrijednošću 10 Ohma, tada će ukupni otpor biti desetina, naime Rob = 10/10 = 1 Ohm.

Važno je napomenuti da će s takvom vezom trenutna vrijednost biti podijeljena na svaki element, dakle, otpornici se mogu koristiti i s manjom snagom nego ako se koristi ekvivalent, zamjenjujući svu paralelnu vezu.

Primjer odabira zamjene

Pri razvoju uređaja pojavila se potreba da se u krugu odsječka koristi otpornik od 6 ohma. Tijekom proučavanja nazivnog raspona standardnih vrijednosti koje proizvodi industrija, može se primijetiti da u njemu nema otpornika od 6 ohma.

Da biste postigli željenu vrijednost, morate upotrijebiti paralelno uključivanje dva elementa. Vrijednost otpora za dva otpornika u ovom slučaju je sljedećim redoslijedom:

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

Iz rješenja se vidi da ako se R1 u nominalnoj vrijednosti podudara s R2, tada je ukupna vrijednost otpora jednaka polovici vrijednosti jednog od elemenata. Stoga će s potrebnom nominalnom vrijednošću od 6 Ohma ta vrijednost biti: Rx = 2 * 6 = 12 Ohma. Da biste provjerili rezultat, zamijenite dobiveni odgovor u formuli: Re = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (12 * 12) / (12 + 12) = 6 Ohma.

Stoga će rješenje ovog problema biti paralelno uključivanje dva otpornika s vrijednošću otpora 12 Ohma.

Zadatak pronalaska ekvivalenta

Neka postoji krug s tri paralelno povezana otpornika i da biste ga pojednostavili, potrebno ih je zamijeniti jednim elementom. Ocjene vodiča su: R1 = 320 Ohm, R2 = 10 Ohm, R3 = 1 kOhm. Za rješavanje problema koristi se dobro poznata formula:

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

Prije zamjene vrijednosti u formuli sve će ih trebati dovesti u međunarodni sustav jedinica (SI). Dakle, jedan kilo Ohm jednak je 1000 Ohma, zamjena ove vrijednosti daje odgovor: Re = (320 * 1 * 1000) / (320 + 10 + 1000) = 2406 Ohm ili 2, 4 kOhm, što upravo odgovara vrijednosti iz standardnog niza. Ova se tehnika izračuna koristi za bilo koji broj otpornika koji su paralelno spojeni.

Sekvencijalno uključivanje

Ova vrsta veze podrazumijeva vrstu veze, kada su otpornici međusobno povezani samo jednim terminalom, tvoreći lanac, dok između njegova početka i kraja nema vodljivosti koja odgovara načinu kratkog spoja. Kada koristite serijsku vezu, snaga struje bit će jednaka za bilo koji vodič, a razlika potencijala u presjeku kruga bit će vrijednost jednaka zbroju razlika potencijala na terminalima svakog od vodiča. Izračun ukupne vrijednosti impedancije u ovom je slučaju vrlo jednostavan, jer su se sve to nazivne vrijednosti elemenata u lancu jednostavno zbrajale: Rtotal = R1 + R2 + … + Rn.

Na primjer, u krugu se koristi lanac otpora koji se sastoji od pet otpornika: R1 = 32 Ohm, R2 = 16 Ohm, R3 = 1 kOhm, R4 = 4, 7 kOhm, R5 = 1 Ohm. Nakon dovođenja svih ocjena u međunarodni sustav, odgovor je jednak: Rtotal = 32 + 16 + 1000 + 4700 + 10 = 5758 Ohma ili 5, 75 kOhms, što odgovara standardnoj vrijednosti od 5, 6 kOhms.

Mješovita veza

U ovom se slučaju na dijelu kruga koristi kombinacija paralelnih i serijskih povezivanja elemenata. Takva se veza često naziva paralelno-serijska:

  • Kada se spoje serijski, ukupna impedancija elemenata izravno je proporcionalna zbroju otpora svakog otpornika.
  • Kad su vodiči paralelno spojeni, vrijednost obrnuta zbroju impedancije kruga odgovara zbroju vrijednosti obratnih otporima paralelno povezanih elemenata.

Korištenjem ovih pravila koja vrijede za bilo koji broj spojenih vodiča u krugu, određuje se ukupna vrijednost impedancije za bilo koju vrstu veze. Da bi se odredila ekvivalentna vrijednost otpora spoja paralelnog niza, odjeljak kruga podijeljen je u male skupine paralelnih ili serijski povezanih otpornika. Tada se koristi algoritam koji pomaže da se optimalno izračuna ekvivalentna vrijednost:

Određuje se ukupni otpor svih čvorova u krugu s paralelnim spajanjem otpornika:

  1. Kad u tim čvorovima postoje nizovi spojeni vodiči, u početku se uzima u obzir njihov otpor.
  2. Čim se izračunaju vrijednosti ekvivalentnih vrijednosti, krug se pojednostavljuje u niz ekvivalentnih otpornika.
  3. Pronađena je konačna vrijednost ukupnog otpora.

Na primjer, postoji krug u kojem je potrebno odrediti ukupni otpor kruga, dok je otpor otpornika R1 = R3 = R5 = R6 = 3 Ohma, a R2 = 20 Ohma i R4 = 24 Ohma. Otpori R3, R4 i R5 povezani su serijski, tako da je ukupna impedancija u ovom dijelu kruga: Rob1 = R3 + R4 + R5 = 30 Ohma.

Nakon zamjene R3, R4, R5 s Rob1, otpornik R3 spojit će se paralelno s tim otporom. Stoga će impedancija u ovom odjeljku biti jednaka:

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

Otpornici R1 i R6 su serijski povezani s Rob2, što znači da je ekvivalent cijelog kruga: Req = Rob1 + Rob2 + R6 = 3 + 12 + 3 = 18 Ohma.

Dakle, korak po korak, izračunava se ekvivalentna vrijednost svake složenosti kruga . S puno vodiča uključenih u električni krug, nije teško pogriješiti u proračunima, pa se sve operacije izvode pažljivo ili se koriste mrežni kalkulatori.

Online izračun na kalkulatoru

Izrađeno je puno web stranica koje vam omogućuju da pronađete otpor paralelnih otpornika u nekoliko sekundi, koristeći formule za izračunavanje paralelne veze u njihovim računalnim algoritmima. Takvi kalkulatori vrlo su korisni projektantima radioamatera ili stručnjacima REA-e ako postoje poteškoće s odabirom željene ocjene otpornika koji će ga zamijeniti u krugu elektroničkog uređaja.

Izgled mrežnih aplikacija mogu se međusobno razlikovati, ali princip rada je isti. Važna činjenica u radu programa je činjenica da njihovi algoritmi za proračun koriste različite točnosti u zaokruživanju rezultata, pa je odgovor u nekim programima možda malo drugačiji kada se uspoređuju.

Sama aplikacija obično je ćelija u koju se unosi vrijednost otpornika u međunarodnom mjernom sustavu. Nakon što su sva polja popunjena, pritisne se gumb "Izračunaj" i odgovor se dobije u suprotnoj ćeliji. Odgovor se izračunava u ohima. U nekim se aplikacijama funkcionalnost može proširiti; to su značajke poput automatskog prijenosa vrijednosti otpornika na SI sustav, prikaz najbliže standardne vrijednosti otpora iz nazivnog niza, blizu dobivenog odgovora.

Obrnuti prijelaz također može biti korisna funkcija kad se uvede ekvivalentni otpor, a u odgovoru se daje kombinacija ocjene vodiča za paralelno spajanje.

Dakle, proračun pomoću internetskih kalkulatora pomaže riješiti problem ne samo brzo, već i točno, što često koriste ne samo radioamateri, već i profesionalci.

Kategorija:

Tehnologije