Parallel na koneksyon ng mga resistors- isa sa dalawang uri ng mga de-koryenteng koneksyon, kapag ang parehong mga terminal ng isang risistor ay konektado sa kaukulang mga terminal ng isa pang risistor o resistor. Kadalasan o kahanay upang lumikha ng mas kumplikadong mga electronic circuit.
Ang parallel connection diagram ay ipinapakita sa figure sa ibaba. Kapag nagkokonekta ng mga resistor nang magkatulad, ang boltahe sa lahat ng mga resistor ay magiging pareho, at ang kasalukuyang dumadaloy sa kanila ay magiging proporsyonal sa kanilang paglaban:
Formula para sa parallel na koneksyon ng mga resistors
Ang kabuuang paglaban ng ilang mga resistors na konektado sa parallel ay tinutukoy ng sumusunod na formula:
Ang kasalukuyang dumadaloy sa isang solong risistor, ayon sa , ay matatagpuan gamit ang formula:
Parallel na koneksyon ng mga resistors - pagkalkula
Halimbawa Blg. 1
Kapag binuo ang aparato, naging kinakailangan na mag-install ng isang risistor na may pagtutol na 8 ohms. Kung titingnan natin ang buong nominal na hanay ng mga karaniwang halaga ng risistor, makikita natin na walang risistor na may pagtutol na 8 ohms.
Ang paraan sa labas ng sitwasyong ito ay ang paggamit ng dalawang parallel connected resistors. Ang katumbas na halaga ng paglaban para sa dalawang resistor na konektado sa parallel ay kinakalkula tulad ng sumusunod:
Ang equation na ito ay nagpapakita na kung ang R1 ay katumbas ng R2, kung gayon ang paglaban ng R ay kalahati ng paglaban ng isa sa dalawang resistors. Sa R = 8 ohms, ang R1 at R2 ay dapat na may halagang 2 × 8 = 16 ohms.
Ngayon suriin natin sa pamamagitan ng pagkalkula ng kabuuang paglaban ng dalawang resistors:
Kaya, nakuha namin ang kinakailangang paglaban ng 8 ohms sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang 16 ohm resistors nang magkatulad.
Halimbawa ng pagkalkula Blg. 2
Hanapin ang kabuuang paglaban R ng tatlong parallel na konektadong resistors:
Ang kabuuang paglaban R ay kinakalkula ng formula:
Ang pamamaraan ng pagkalkula na ito ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang anumang bilang ng mga indibidwal na resistensya na konektado sa parallel.
Ang isang mahalagang punto na dapat tandaan kapag ang pagkalkula ng mga resistor na konektado sa parallel ay ang kabuuang paglaban ay palaging mas mababa kaysa sa halaga ng hindi bababa sa paglaban sa kumbinasyon na iyon.
Paano makalkula ang mga kumplikadong diagram ng mga kable ng risistor
Ang mas kumplikadong mga koneksyon ng risistor ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng sistematikong pagpapangkat ng mga resistor. Sa figure sa ibaba, kailangan mong kalkulahin ang kabuuang paglaban ng isang circuit na binubuo ng tatlong resistors:
Upang gawing simple ang pagkalkula, una naming pangkatin ang mga resistors ayon sa parallel at series na uri ng koneksyon.
Ang mga resistors R2 at R3 ay konektado sa serye (pangkat 2). Ang mga ito, sa turn, ay konektado sa parallel sa risistor R1 (pangkat 1).
Ang serye ng koneksyon ng mga resistors ng pangkat 2 ay kinakalkula bilang ang kabuuan ng mga pagtutol R2 at R3:
Bilang isang resulta, pinapasimple namin ang circuit sa anyo ng dalawang parallel resistors. Ngayon ang kabuuang paglaban ng buong circuit ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:
Ang pagkalkula ng mas kumplikadong mga koneksyon ng mga resistors ay maaaring isagawa gamit ang mga batas ni Kirchhoff.
Kasalukuyang dumadaloy sa isang circuit ng parallel konektado resistors
Ang kabuuang kasalukuyang I na dumadaloy sa isang circuit ng parallel resistors ay katumbas ng kabuuan ng mga indibidwal na alon na dumadaloy sa lahat ng parallel na sanga, at ang kasalukuyang sa isang solong sangay ay hindi kinakailangang maging katumbas ng kasalukuyang sa katabing mga sanga.
Sa kabila ng parallel na koneksyon, ang parehong boltahe ay inilalapat sa bawat risistor. At dahil ang halaga ng paglaban sa isang parallel circuit ay maaaring magkakaiba, ang dami ng kasalukuyang dumadaloy sa bawat risistor ay magkakaiba din (tulad ng tinukoy ng batas ng Ohm).
Isaalang-alang natin ito gamit ang halimbawa ng dalawang resistors na konektado sa parallel. Ang kasalukuyang dumadaloy sa bawat isa sa mga resistor (I1 at I2) ay magkakaiba sa isa't isa dahil ang mga resistensya ng resistors R1 at R2 ay hindi pantay.
Gayunpaman, alam namin na ang kasalukuyang pumapasok sa circuit sa puntong "A" ay dapat umalis sa circuit sa puntong "B".
Ang unang tuntunin ni Kirchhoff ay nagsasaad: "Ang kabuuang kasalukuyang umaalis sa circuit ay katumbas ng kasalukuyang pumapasok sa circuit."
Kaya, ang kabuuang kasalukuyang dumadaloy sa circuit ay maaaring tukuyin bilang:
Maaari mong gamitin ang batas ng Ohm upang kalkulahin ang kasalukuyang dumadaloy sa bawat risistor:
Kasalukuyang dumadaloy sa R1 = U ÷ R1 = 12 ÷ 22 kOhm = 0.545 mA
Kasalukuyang dumadaloy sa R 2 = U ÷ R2 = 12 ÷ 47 kOhm = 0.255 mA
Kaya, ang kabuuang kasalukuyang ay magiging katumbas ng:
I = 0.545 mA + 0.255 mA = 0.8 mA
Maaari din itong ma-verify gamit ang batas ng Ohm:
I = U ÷ R = 12 V ÷ 15 kOhm = 0.8 mA (pareho)
kung saan ang 15 kOhm ay ang kabuuang pagtutol ng dalawang parallel na konektadong resistors (22 kOhm at 47 kOhm)
At sa konklusyon, nais kong tandaan na ang karamihan sa mga modernong resistors ay minarkahan ng mga kulay na guhitan at ang kanilang layunin ay maaaring malaman.
Parallel na koneksyon ng mga resistors - online na calculator
Upang mabilis na kalkulahin ang kabuuang paglaban ng dalawa o higit pang mga resistor na konektado nang magkatulad, maaari mong gamitin ang sumusunod na online calculator:
Ibuod
Kapag ang dalawa o higit pang mga resistor ay konektado na ang parehong mga terminal ng isang risistor ay konektado sa kaukulang mga terminal ng isa pang risistor o resistors, sila ay sinasabing konektado sa parallel. Ang boltahe sa bawat risistor sa loob ng magkatulad na kumbinasyon ay pareho, ngunit ang mga alon na dumadaloy sa kanila ay maaaring magkaiba sa bawat isa, depende sa halaga ng paglaban ng bawat risistor.
Ang katumbas o kabuuang paglaban ng isang parallel na kumbinasyon ay palaging mas mababa kaysa sa pinakamababang pagtutol ng risistor na kasama sa parallel na koneksyon.
Ang mga parallel na koneksyon ng mga resistors, ang formula ng pagkalkula kung saan ay nagmula sa batas ng Ohm at mga panuntunan ng Kirchhoff, ay ang pinakakaraniwang uri ng pagsasama ng mga elemento sa isang de-koryenteng circuit. Kapag kumokonekta sa mga conductor nang magkatulad, dalawa o higit pang mga elemento ay konektado sa pamamagitan ng kanilang mga contact sa magkabilang panig, ayon sa pagkakabanggit. Ang kanilang koneksyon sa pangkalahatang circuit ay isinasagawa nang tumpak sa pamamagitan ng mga nodal na puntong ito.
Mga tampok ng pagsasama
Ang mga konduktor na konektado sa ganitong paraan ay madalas na bahagi ng mga kumplikadong chain na, bilang karagdagan, ay naglalaman ng isang serye ng koneksyon ng mga indibidwal na seksyon.
Ang mga sumusunod na tampok ay tipikal para sa naturang pagsasama:
- Ang kabuuang boltahe sa bawat sanga ay magkakaroon ng parehong halaga;
- Ang electric current na dumadaloy sa alinman sa mga resistance ay palaging inversely proportional sa halaga ng kanilang nominal na halaga.
Sa partikular na kaso kapag ang lahat ng mga resistor na konektado sa parallel ay may parehong mga nominal na halaga, ang "indibidwal" na mga alon na dumadaloy sa kanila ay magiging katumbas din sa bawat isa.
Pagkalkula
Ang mga resistensya ng isang bilang ng mga conductive na elemento na konektado sa kahanay ay tinutukoy gamit ang isang kilalang paraan ng pagkalkula, na kinabibilangan ng pagdaragdag ng kanilang mga conductivities (ang kapalit ng mga halaga ng paglaban).
Ang kasalukuyang dumadaloy sa bawat isa sa mga indibidwal na konduktor alinsunod sa batas ng Ohm ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:
I= U/R (isa sa mga resistors).
Pagkatapos maging pamilyar sa mga pangkalahatang prinsipyo ng pagkalkula ng mga elemento ng mga kumplikadong chain, maaari kang magpatuloy sa mga partikular na halimbawa ng paglutas ng mga problema ng klase na ito.
Mga Karaniwang Koneksyon
Halimbawa Blg. 1
Kadalasan, upang malutas ang problema na kinakaharap ng taga-disenyo, kinakailangan na sa huli ay makakuha ng isang tiyak na pagtutol sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang mga elemento. Kung isinasaalang-alang ang pinakasimpleng bersyon ng naturang solusyon, ipagpalagay natin na ang kabuuang paglaban ng isang kadena ng ilang mga elemento ay dapat na 8 Ohms. Ang halimbawang ito ay nangangailangan ng hiwalay na pagsasaalang-alang para sa simpleng dahilan na sa karaniwang serye ng mga pagtutol ay walang nominal na halaga ng 8 Ohms (mayroon lamang 7.5 at 8.2 Ohms).
Ang solusyon sa pinakasimpleng problemang ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang magkaparehong elemento na may mga resistensya na 16 Ohms bawat isa (ang ganitong mga rating ay umiiral sa resistive series). Ayon sa formula na ibinigay sa itaas, ang kabuuang paglaban ng chain sa kasong ito ay kinakalkula nang napakasimple.
Ito ay sumusunod mula dito:
16x16/32=8 (Ohm), iyon ay, eksakto sa dami ng kinakailangan.
Sa medyo simpleng paraan na ito, posible na malutas ang problema ng pagbuo ng kabuuang pagtutol na katumbas ng 8 Ohms.
Halimbawa Blg. 2
Bilang isa pang tipikal na halimbawa ng pagbuo ng kinakailangang pagtutol, maaari nating isaalang-alang ang pagtatayo ng isang circuit na binubuo ng 3 resistors.
Ang kabuuang halaga ng R ng naturang koneksyon ay maaaring kalkulahin gamit ang formula para sa serye at parallel na koneksyon sa mga conductor.
Alinsunod sa mga nominal na halaga na ipinahiwatig sa larawan, ang kabuuang pagtutol ng chain ay magiging katumbas ng:
1/R = 1/200+1/220+1/470 = 0.0117;
R=1/0.0117 = 85.67 Ohm.
Bilang isang resulta, nakita namin ang kabuuang paglaban ng buong kadena na nakuha sa pamamagitan ng pagkonekta ng tatlong elemento na kahanay sa mga nominal na halaga ng 200, 240 at 470 Ohms.
Mahalaga! Naaangkop din ang paraang ito kapag kinakalkula ang isang arbitrary na bilang ng mga konduktor o mga mamimili na konektado nang magkatulad.
Dapat ding tandaan na sa ganitong paraan ng pagkonekta ng mga elemento ng iba't ibang laki, ang kabuuang pagtutol ay magiging mas mababa kaysa sa pinakamaliit na halaga.
Pagkalkula ng pinagsamang mga circuit
Ang itinuturing na pamamaraan ay maaari ding gamitin kapag kinakalkula ang paglaban ng mas kumplikado o pinagsamang mga circuit na binubuo ng isang buong hanay ng mga bahagi. Minsan ay tinatawag silang halo-halong, dahil ang parehong mga pamamaraan ay ginagamit nang sabay-sabay kapag bumubuo ng mga kadena. Ang isang halo-halong koneksyon ng mga resistors ay ipinapakita sa figure sa ibaba.
Upang gawing simple ang pagkalkula, hinati muna namin ang lahat ng mga resistors ayon sa uri ng koneksyon sa dalawang independiyenteng grupo. Ang isa sa kanila ay isang serial connection, at ang pangalawa ay isang parallel type na koneksyon.
Mula sa diagram sa itaas makikita na ang mga elemento ng R2 at R3 ay konektado sa serye (pinagsama sila sa pangkat 2), na, naman, ay konektado nang kahanay sa risistor R1, na kabilang sa pangkat 1.
Para sa mga elemento mula sa pangkat 2, ang halaga ng kabuuang pagtutol ay matatagpuan bilang kabuuan ng R2 at R3:
R (2+3) = R2 + R3.
Upang makuha ang pangwakas na resulta, binabawasan namin ang circuit sa form na nakuha sa pamamagitan ng pagkonekta ng dalawang resistances sa parallel. Pagkatapos nito, ang kabuuang halaga para sa buong circuit sa kabuuan ay kinakalkula ayon sa formula na tinalakay na kanina.
Sa konklusyon, tandaan namin na upang maisagawa ang mga operasyon sa pagkalkula na nabibilang sa kategorya ng mga kumplikadong koneksyon, maaari mong gamitin ang parehong mga diskarte. Nakabatay ang mga ito sa parehong batas ng Ohm at mga panuntunan ni Kirchhoff, na kilala mula sa paaralan. Ang pangunahing bagay ay ang wastong paggamit ng lahat ng mga formula na inilarawan sa itaas.
Video
Ang isang medyo malaking bilang ng mga radio amateurs ay nakikibahagi sa pag-assemble, pag-upgrade at pag-aayos ng iba't ibang mga circuit; Para sa iba ito ay isang trabaho, ngunit para sa iba ito ay isang hilig o libangan lamang. Sa anumang kaso, kinakailangan na magkaroon ng ideya ng mga proseso na nagaganap sa circuit, ang mga pisikal na katangian ng mga elemento ng circuit mismo, at ang mga kakaiba ng pakikipag-ugnayan ng mga elemento sa bawat isa.
Mga bahagi ng electronic circuit
Ang buong hanay ng mga bahagi at elemento ay nahahati sa dalawang pangunahing grupo:
- Mga aktibong elemento, ang kakaiba kung saan ay ang kakayahang palakasin ang signal na dumadaan sa kanila. Pangunahing kasama sa pangkat na ito ang mga transistor at circuit na binuo batay sa kanilang batayan;
- Mga passive na elemento na hindi nilayon upang palakasin ang signal. Ang mga elemento na kabilang sa pangkat na ito ay mga resistors, capacitor, inductors, diodes at iba pang mga analogue ng mga sangkap na ito.
Ang pinakasimpleng elemento sa mga tuntunin ng mga katangian at katangian nito ay isang risistor. Ang pangunahing layunin ng mga resistors ay upang limitahan ang dami ng kasalukuyang dumadaan dito. Ang lahat ng umiiral na resistors ay nahahati sa dalawang uri:
- Constant - mga shunt na may pare-parehong halaga ng paglaban sa kuryente;
- Ang mga variable ay shunt, ang paglaban sa pagitan ng mga contact na nagbabago nang mekanikal;
Ang mga pangunahing katangian ng resistors ay:
- Ang puwersa ng pagwawaldas, na kung saan ay ang pinakamataas na kasalukuyang kapangyarihan na maaaring mapaglabanan ng shunt sa loob ng mahabang panahon at nawawala sa anyo ng init sa mga pare-parehong katangian ng shunt mismo;
- Ang parameter ng katumpakan ay kumakatawan sa maximum na paglihis mula sa aktwal na halaga ng paglaban sa panahon ng pagpapatakbo ng paglilipat;
- Ang kakayahan ng isang sangkap na pigilan ang daloy ng electric current sa isang electrical circuit ay tinatawag na resistance. Alinsunod dito, sa pagtaas ng paglaban, ang pagsalungat sa pagpasa ng electric current ay tumataas.
Koneksyon ng mga resistors
Sa radio engineering mayroong isang bilang ng mga configuration para sa pagsali sa mga bahagi sa pangkalahatan at shunt sa partikular. Ang kumbinasyon ng mga shunt ay nahahati sa mga sumusunod na uri:
- Isang hanay ng mga parallel resistors;
- Serial na koneksyon ng mga shunt;
- Pinaghalong koneksyon ng mga resistors.
Serye ng koneksyon ng mga resistors
Ang serial coupling ng mga component ay ang pagsasama-sama ng ilang shunt kung saan ang bawat solong shunt ay konektado sa susunod na solong shunt sa isang punto lamang. Dahil kapag konektado sa serye, ang parehong electric current ay dumadaloy sa mga shunt, na patuloy na nagbabanggaan sa isang bagong balakid sa anyo ng kasunod na paglaban, ang kabuuang paglaban ay tumataas at katumbas ng pagdaragdag ng mga resistensya. Ayon sa larawan sa itaas, na may koneksyon sa serye, ang kabuuang paglaban ng serye ay:
Rtotal=R1+R2, kung saan:
- Rtotal - kabuuang pagtutol ng circuit;
- R1 - paglaban ng unang paglilipat;
- R2 - paglaban ng pangalawang paglilipat
Kapag kumokonekta sa mga bahagi sa serye, ang boltahe ay bumababa sa anumang indibidwal na elemento, batay sa batas ng Ohm, ang kabuuang boltahe ng naturang seksyon ay dapat idagdag. Alinsunod dito, ang resultang tagapagpahiwatig ng boltahe ay matatagpuan gamit ang expression:
Utotal=UR1+UR2, kung saan:
- Utotal - kabuuang boltahe ng seksyon;
- UR1 - potensyal na pagkakaiba sa unang paglilipat;
- UR2 – potensyal na pagkakaiba sa pangalawang paglilipat.
Dahil ang electric current na dumadaan sa mga bahagi ay pare-pareho, ang pagkakapantay-pantay ay totoo:
Itotal=IR1=IR2, kung saan:
- Itotal - kabuuang kasalukuyang lakas;
- IR1 - electric current ng unang shunt;
- IR2 – electric current ng pangalawang shunt.
Karagdagang impormasyon. Kapag ang mga bahagi ay konektado sa serye, ang pagbabago sa paglaban ng anumang elemento mula sa seksyong ito ay nangangailangan ng parehong pagbabago sa paglaban ng buong seksyon at pagbabago sa lakas ng kuryente ng seksyong ito.
Parallel na pagpapares ng mga resistors
Ang isang parallel na koneksyon ng mga resistors ay isang koneksyon ng mga elemento kung saan ang mga resistors ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng parehong mga terminal.
Karagdagang impormasyon. Sa radio electronics, ang mga parallel resistors ay maaaring gamitin upang bawasan ang kabuuang paglaban sa electric current. Gayundin, kapag nagkokonekta ng mga bahagi nang magkatulad, ang kapangyarihan ay tumataas na may kaugnayan sa bawat indibidwal na elemento.
Kapag ang mga shunt ay konektado sa parallel, ang bawat indibidwal na elemento ay magkakaroon ng sarili nitong kasalukuyang daloy, at ang halaga ng electric current ay magiging inversely proportional sa paglaban ng component. Dahil ang kabuuang kondaktibiti ng isang parallel na koneksyon ay tumataas, at ang kabuuang pagtutol sa electric current ay bumababa, kung gayon, ayon sa batas ng Ohm, ang kabuuang pagtutol sa isang parallel na koneksyon ay katumbas ng:
- Gtot =1/Rtot =1/R1+1/R2+1/R3;
- Rtot =1/Gtot =R1R2R3/R1R2+R2R3+R1R3, kung saan ang Gtot ay ang kabuuang conductivity ng circuit.
Ang boltahe kapag nagkokonekta ng mga bahagi nang magkatulad ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa bawat bahagi:
Utotal=UR1=UR2=UR3.
Ang calculator ay makakatulong na matukoy ang kabuuang kasalukuyang ng circuit kapag pinagsama nang magkatulad, na tumutugma sa kabuuan ng mga alon sa bawat paglilipat:
Itotal=IR1+IR2+IR3.
Pinaghalong koneksyon ng mga resistors
Ang isang halo-halong koneksyon ng mga resistors ay isang serye at parallel na koneksyon ng mga resistors sa parehong oras. Upang matukoy ang kabuuang paglaban ng isang circuit na may iba't ibang uri ng mga koneksyon sa shunt, kinakailangan na sumunod sa isang sunud-sunod na algorithm:
- Schematically hatiin ang circuit sa magkahiwalay na mga seksyon, kabilang ang serye at parallel na koneksyon ng mga resistances;
- Kalkulahin ang kabuuang impedance ng lahat ng hiwalay na lugar;
- Kinakatawan ang orihinal na circuit sa anyo ng mga resistensya na mayroong isang tiyak na halaga ng katumbas na pagtutol;
- Hanapin ang kabuuang paglaban ng pinasimple na circuit.
Ang pag-unawa sa kung ano ang isang serye at parallel na koneksyon ng mga conductor at ang pag-uugali ng mga de-koryenteng katangian sa panahon ng naturang koneksyon ay magbibigay-daan sa iyo upang madaling magsagawa ng mga kalkulasyon at disenyo ng mga aparato ng iba't ibang mga pagsasaayos na may kinakailangang mga halaga ng parameter. Magiging posible na gawing simple at gawing makabago ang mga circuit, at ipakilala ang mga karagdagang inobasyon sa circuit.
Video
Nilalaman:
Ang mga de-koryenteng circuit ay gumagamit ng iba't ibang uri ng mga koneksyon. Ang mga pangunahing ay serial, parallel at mixed scheme ng koneksyon. Sa unang kaso, maraming mga resistensya ang ginagamit, na konektado sa isang solong kadena nang paisa-isa. Iyon ay, ang simula ng isang risistor ay konektado sa dulo ng pangalawa, at ang simula ng pangalawa hanggang sa dulo ng pangatlo, at iba pa, hanggang sa anumang bilang ng mga pagtutol. Ang kasalukuyang lakas sa isang serye na koneksyon ay magiging pareho sa lahat ng mga punto at sa lahat ng mga seksyon. Upang matukoy at ihambing ang iba pang mga parameter ng electrical circuit, dapat isaalang-alang ang iba pang mga uri ng koneksyon na may sariling mga katangian at katangian.
Serye at parallel na koneksyon ng mga resistensya
Anumang load ay may resistensya na pumipigil sa libreng daloy ng electric current. Ang landas nito ay tumatakbo mula sa kasalukuyang pinagmulan, sa pamamagitan ng mga konduktor hanggang sa pagkarga. Para sa normal na daloy ng kasalukuyang, ang konduktor ay dapat magkaroon ng mahusay na kondaktibiti at madaling magbigay ng mga electron. Magiging kapaki-pakinabang ang probisyong ito sa ibang pagkakataon kapag isinasaalang-alang ang tanong kung ano ang serial connection.
Karamihan sa mga de-koryenteng circuit ay gumagamit ng mga konduktor ng tanso. Ang bawat circuit ay naglalaman ng mga receiver ng enerhiya - naglo-load na may iba't ibang mga resistensya. Ang mga parameter ng koneksyon ay pinakamahusay na isinasaalang-alang gamit ang halimbawa ng isang panlabas na kasalukuyang source circuit na binubuo ng tatlong resistors R1, R2, R3. Ang isang serial connection ay nagsasangkot ng kahaliling pagsasama ng mga elementong ito sa isang closed circuit. Iyon ay, ang simula ng R1 ay konektado sa dulo ng R2, at ang simula ng R2 ay konektado sa dulo ng R3, at iba pa. Maaaring mayroong anumang bilang ng mga resistors sa naturang chain. Ang mga simbolo na ito ay ginagamit sa mga kalkulasyon.
Sa lahat ng mga seksyon ito ay magiging pareho: I = I1 = I2 = I3, at ang kabuuang paglaban ng circuit ay ang kabuuan ng mga paglaban ng lahat ng mga naglo-load: R = R1 + R2 + R3. Ito ay nananatili lamang upang matukoy kung ano ang magiging katulad nito sa isang serial connection. Ayon sa batas ng Ohm, ang boltahe ay kumakatawan sa kasalukuyang at paglaban: U = IR. Kasunod nito na ang boltahe sa kasalukuyang pinagmumulan ay magiging katumbas ng kabuuan ng mga boltahe sa bawat pagkarga, dahil ang kasalukuyang ay pareho sa lahat ng dako: U = U1 + U2 + U3.
Sa isang pare-parehong halaga ng boltahe, ang kasalukuyang sa isang serye na koneksyon ay depende sa paglaban ng circuit. Samakatuwid, kung ang paglaban ay nagbabago ng hindi bababa sa isa sa mga naglo-load, ang paglaban sa buong circuit ay magbabago. Bilang karagdagan, ang kasalukuyang at boltahe sa bawat pagkarga ay magbabago. Ang pangunahing kawalan ng isang serye na koneksyon ay ang pagtigil ng pagpapatakbo ng lahat ng mga elemento ng circuit, kung kahit isa sa kanila ay nabigo.
Ang ganap na magkakaibang mga katangian ng kasalukuyang, boltahe at paglaban ay nakuha kapag gumagamit ng isang parallel na koneksyon. Sa kasong ito, ang mga simula at dulo ng mga load ay konektado sa dalawang karaniwang mga punto. Ang isang uri ng kasalukuyang sumasanga ay nangyayari, na humahantong sa isang pagbawas sa kabuuang pagtutol at isang pagtaas sa kabuuang kondaktibiti ng electrical circuit.
Upang maipakita ang mga katangiang ito, kailangan muli ang batas ng Ohm. Sa kasong ito, ang kasalukuyang lakas sa isang parallel na koneksyon at ang formula nito ay magiging ganito: I = U/R. Kaya, kapag ikinonekta ang ika-n na bilang ng magkaparehong mga resistor nang magkatulad, ang kabuuang pagtutol ng circuit ay magiging n beses na mas mababa kaysa alinman sa mga ito: Rtotal = R/n. Ito ay nagpapahiwatig ng isang inversely proportional distribution ng mga alon sa mga load na may paggalang sa mga resistances ng mga load na ito. Iyon ay, na may pagtaas sa parallel-connected resistances, ang kasalukuyang lakas sa kanila ay bababa nang proporsyonal. Sa anyo ng mga formula, ang lahat ng mga katangian ay ipinapakita tulad ng sumusunod: kasalukuyang - I = I1 + I2 + I3, boltahe - U = U1 = U2 = U3, paglaban - 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 .
Sa isang pare-parehong boltahe sa pagitan ng mga elemento, ang mga alon sa mga resistor na ito ay independiyente sa bawat isa. Kung ang isa o higit pang mga resistor ay naka-off mula sa circuit, hindi ito makakaapekto sa pagpapatakbo ng iba pang mga aparato na nananatiling naka-on. Ang kadahilanan na ito ay ang pangunahing bentahe ng parallel na koneksyon ng mga electrical appliances.
Sa pangkalahatan, ang mga circuit ay hindi gumagamit lamang ng mga serye at magkatulad na pagtutol, ngunit ginagamit ang mga ito sa isang pinagsamang anyo na kilala bilang . Upang kalkulahin ang mga katangian ng naturang mga circuit, ang mga formula ng parehong mga pagpipilian ay ginagamit. Ang lahat ng mga kalkulasyon ay nahahati sa ilang mga yugto, kapag ang mga parameter ng mga indibidwal na seksyon ay unang natukoy, pagkatapos nito ay idinagdag at ang pangkalahatang resulta ay nakuha.
Mga batas ng serye at parallel na koneksyon ng mga konduktor
Ang pangunahing batas na ginagamit sa pagkalkula ng iba't ibang uri ng koneksyon ay ang batas ng Ohm. Ang pangunahing posisyon nito ay ang presensya sa isang seksyon ng circuit ng isang kasalukuyang lakas na direktang proporsyonal sa boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban sa seksyong ito. Sa anyo ng isang pormula, ang batas na ito ay ganito ang hitsura: I = U/R. Ito ay nagsisilbing batayan para sa pagsasagawa ng mga kalkulasyon ng mga de-koryenteng circuit na konektado sa serye o parallel. Ang pagkakasunud-sunod ng mga kalkulasyon at ang pag-asa ng lahat ng mga parameter sa batas ng Ohm ay malinaw na ipinapakita sa figure. Mula dito ang formula para sa isang serye na koneksyon ay nagmula.
Ang mas kumplikadong mga kalkulasyon na kinasasangkutan ng iba pang mga dami ay nangangailangan ng paggamit ng . Ang pangunahing posisyon nito ay ang ilang mga kasalukuyang pinagmumulan na konektado sa serye ay magkakaroon ng electromotive force (EMF), na siyang algebraic sum ng EMF ng bawat isa sa kanila. Ang kabuuang paglaban ng mga bateryang ito ay ang kabuuan ng mga resistensya ng bawat baterya. Kung ang ika-n na bilang ng mga pinagmumulan na may pantay na EMF at mga panloob na pagtutol ay konektado nang magkatulad, kung gayon ang kabuuang halaga ng EMF ay magiging katumbas ng EMF sa alinman sa mga pinagmumulan. Ang halaga ng panloob na pagtutol ay magiging rв = r/n. Ang mga probisyong ito ay may kaugnayan hindi lamang para sa mga kasalukuyang pinagkukunan, kundi pati na rin para sa mga konduktor, kabilang ang pormula para sa parallel na koneksyon ng mga konduktor.
Sa kaso kapag ang EMF ng mga mapagkukunan ay magkakaroon ng iba't ibang mga halaga, ang mga karagdagang panuntunan ng Kirchhoff ay inilalapat upang kalkulahin ang kasalukuyang lakas sa iba't ibang mga seksyon ng circuit.
Serye ng koneksyon ng mga resistensya
Kumuha tayo ng tatlong pare-parehong paglaban R1, R2 at R3 at ikonekta ang mga ito sa circuit upang ang dulo ng unang paglaban R1 ay konektado sa simula ng pangalawang paglaban R2, ang dulo ng pangalawa ay konektado sa simula ng ikatlong R3 , at ikinonekta namin ang mga konduktor sa simula ng unang paglaban at sa dulo ng pangatlo mula sa kasalukuyang pinagmulan (Larawan 1).
Ang koneksyon ng mga resistensya ay tinatawag na alternating. Siyempre, ang kasalukuyang sa naturang circuit ay magiging pareho sa lahat ng mga punto nito.
kanin 1 . Serye ng koneksyon ng mga resistensya
Paano mahahanap ang kabuuang paglaban ng isang circuit kung alam na natin ang lahat ng mga paglaban na kasama dito nang paisa-isa? Gamit ang posisyon na ang boltahe U sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmulan ay katumbas ng kabuuan ng mga pagbaba ng boltahe sa mga seksyon ng circuit, maaari naming isulat:
U = U1 + U2 + U3
saan
U1 = IR1 U2 = IR2 at U3 = IR3
o
IR = IR1 + IR2 + IR3
Ang pagkuha ng pagkakapantay-pantay I mula sa mga bracket sa kanang bahagi, nakuha namin ang IR = I(R1 + R2 + R3) .
Ngayon hinahati ang magkabilang panig ng pagkakapantay-pantay sa pamamagitan ng I, magkakaroon tayo ng R = R1 + R2 + R3
Kaya, napagpasyahan namin na kapag ang mga resistensya ay halili na konektado, ang kabuuang pagtutol ng buong circuit ay katumbas ng kabuuan ng mga paglaban ng mga indibidwal na seksyon.
Suriin natin ang konklusyong ito gamit ang sumusunod na halimbawa. Kumuha tayo ng tatlong pare-pareho na pagtutol, ang mga halaga nito ay kilala (halimbawa, R1 == 10 Ohms, R 2 = 20 Ohms at R 3 = 50 Ohms). Ikonekta natin ang mga ito nang paisa-isa (Larawan 2) at ikonekta ang mga ito sa isang kasalukuyang mapagkukunan na ang EMF ay 60 V (napapabayaan natin ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan).
kanin. 2. Halimbawa ng alternatibong koneksyon ng 3 resistances
Kalkulahin natin kung anong mga pagbabasa ang dapat ibigay ng mga device na naka-on, tulad ng ipinapakita sa diagram, kung ang circuit ay sarado. Tukuyin natin ang panlabas na pagtutol ng circuit: R = 10 + 20 + 50 = 80 Ohm.
Hanapin natin ang kasalukuyang sa circuit gamit ang batas ng Ohm: 60 / 80 = 0.75 A
Alam ang kasalukuyang sa circuit at ang paglaban ng mga seksyon nito, tinutukoy namin ang pagbaba ng boltahe para sa bawat seksyon ng circuit U 1 = 0.75 x 10 = 7.5 V, U 2 = 0.75 x 20 = 15 V, U3 = 0.75 x 50 = 37 .5 V.
Alam ang pagbaba ng boltahe sa mga seksyon, tinutukoy namin ang kabuuang pagbaba ng boltahe sa panlabas na circuit, i.e. ang boltahe sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmulan U = 7.5 + 15 + 37.5 = 60 V.
Nakuha namin ito sa paraang U = 60 V, i.e. ang hindi umiiral na pagkakapantay-pantay ng emf ng kasalukuyang pinagmulan at ang boltahe nito. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na napabayaan natin ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan.
Sa pagsasara na ngayon ng key switch K, maaari naming i-verify mula sa mga device na tinatayang tama ang aming mga kalkulasyon.
Kumuha tayo ng dalawang pare-parehong paglaban R1 at R2 at ikonekta ang mga ito upang ang mga simula ng mga pagtutol na ito ay kasama sa isang karaniwang punto a, at ang mga dulo - sa isa pang karaniwang punto b. Sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga punto a at b sa isang kasalukuyang pinagmulan, nakakakuha kami ng isang closed electronic circuit. Ang koneksyon ng resistances na ito ay tinatawag na parallel connection.
Figure 3. Parallel na koneksyon ng mga resistances
Subaybayan natin ang kasalukuyang daloy sa circuit na ito. Mula sa positibong poste ng kasalukuyang pinagmumulan, ang kasalukuyang ay aabot sa point a kasama ang connecting conductor. Sa punto a ito ay magsasanga, dahil dito ang circuit mismo ay magsasanga sa dalawang magkahiwalay na sanga: ang unang sangay na may paglaban sa R1 at ang pangalawa ay may paglaban sa R2. Tukuyin natin ang mga agos sa mga sangay na ito sa pamamagitan ng I1 at I 2, ayon sa pagkakabanggit. Sa puntong ito, ang mga alon ay magsasama sa isang karaniwang kasalukuyang, na darating sa negatibong poste ng kasalukuyang pinagmumulan.
Kaya, kapag ang mga resistensya ay konektado sa parallel, ang isang branched circuit ay nagreresulta. Tingnan natin kung ano ang magiging ugnayan sa pagitan ng mga agos sa circuit na nilikha natin.
I-on natin ang ammeter sa pagitan ng positive pole ng kasalukuyang source (+) at ituro ang a at tandaan ang mga pagbasa nito. Pagkatapos ikonekta ang ammeter (ipinapakita sa may tuldok na linya sa figure) sa wire na kumukonekta sa punto b sa negatibong poste ng kasalukuyang pinagmulan (-), tandaan namin na ang aparato ay magpapakita ng parehong dami ng kasalukuyang.
ibig sabihin kasalukuyang nasa circuit bago ito magsanga(hanggang sa punto a) ay katumbas ng kasalukuyang lakas pagkatapos ng circuit branching(pagkatapos ng punto b).
I-on na namin ngayon ang ammeter nang halili sa bawat sangay ng circuit, na inaalala ang mga pagbabasa ng device. Hayaang ipakita ng ammeter ang kasalukuyang lakas sa unang sangay I1, at sa ika-2 sangay - I 2. Sa pagdaragdag ng dalawang pagbabasa ng ammeter na ito, nakakakuha tayo ng kabuuang kasalukuyang katumbas ng halaga sa kasalukuyang I. hanggang sa sumasanga (to point a).
nang maayos, ang lakas ng kasalukuyang dumadaloy sa sumasanga na punto ay katumbas ng kabuuan ng mga alon na dumadaloy mula sa puntong ito. I = I1 + I2 Ang pagpapahayag nito sa pamamagitan ng formula, nakukuha natin
Ang relasyong ito, na may malaking praktikal na kahalagahan, ay tinatawag branched chain law.
Isaalang-alang natin ngayon kung ano ang magiging ugnayan ng mga agos sa mga sanga.
I-on natin ang voltmeter sa pagitan ng mga puntos a at b at tingnan kung ano ang ipinapakita nito sa atin. Una, ang voltmeter ay magpapakita ng boltahe ng kasalukuyang pinagmulan dahil ito ay konektado, tulad ng makikita mula sa Fig. 3, partikular sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmulan. Pangalawa, ipapakita ng voltmeter ang pagbaba ng boltahe sa U1 at U2 sa mga resistance R1 at R2, dahil konektado ito sa simula at dulo ng bawat resistance.
Tulad ng sumusunod, kapag nagkokonekta ng mga resistensya nang magkatulad, ang boltahe sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmumulan ay katumbas ng pagbaba ng boltahe sa bawat paglaban.
Nagbibigay ito sa amin ng karapatang isulat na U = U1 = U2.
kung saan ang U ay ang boltahe sa mga terminal ng kasalukuyang pinagmulan; U1 - pagbaba ng boltahe sa paglaban R1, U2 - pagbaba ng boltahe sa paglaban sa R2. Tandaan natin na ang pagbaba ng boltahe sa isang seksyon ng circuit ay ayon sa bilang na katumbas ng produkto ng kasalukuyang dumadaloy sa seksyong ito at ang paglaban ng seksyong U = IR.
Samakatuwid, para sa bawat sangay maaari mong isulat ang: U1 = I1R1 at U2 = I2R2, ngunit dahil U1 = U2, pagkatapos ay I1R1 = I2R2.
Ang paglalapat ng panuntunan ng proporsyon sa expression na ito, makakakuha tayo ng I1 / I2 = U2 / U1 ibig sabihin, ang kasalukuyang sa unang sangay ay magiging mas maraming beses na mas malaki (o mas mababa) kaysa sa kasalukuyang sa ika-2 sangay, kung gaano karaming beses ang paglaban ng ang unang sangay ay mas mababa (o mas malaki) ang paglaban ng 2nd branch.
Kaya, kami ay dumating sa pangunahing konklusyon na Kapag ang mga resistensya ay konektado nang magkatulad, ang kabuuang kasalukuyang ng mga sanga ng circuit ay nagiging mga alon na inversely proporsyonal sa mga halaga ng paglaban ng mga parallel na sanga. Sa ibang salita, mas malaki ang paglaban ng sangay, mas kaunting kasalukuyang dadaloy dito, at, sa kabaligtaran, mas mababa ang paglaban ng sangay, mas malaki ang agos na dadaloy sa sangay na ito.
I-verify natin ang kawastuhan ng pag-asa na ito sa sumusunod na halimbawa. Magtipon tayo ng isang circuit na binubuo ng dalawang parallel-connected resistances na R1 at R2 na konektado sa isang kasalukuyang pinagmulan. Hayaan ang R1 = 10 ohms, R2 = 20 ohms at U = 3 V.
Kalkulahin muna natin kung ano ang ipapakita sa atin ng ammeter na kasama sa bawat sangay:
I1 = U / R1 = 3 / 10 = 0.3 A = 300 mA
I 2 = U / R 2 = 3 / 20 = 0.15 A = 150 mA
Kabuuang kasalukuyang sa circuit I = I1 + I2 = 300 + 150 = 450 mA
Kinukumpirma ng aming kalkulasyon na kapag ang mga resistensya ay konektado sa parallel, ang kasalukuyang sa mga sanga ng circuit ay bumalik sa proporsyon sa mga resistensya.
talaga, Ang R1 == 10 Ohm ay kalahati ng R 2 = 20 Ohm, habang ang I1 = 300 mA ay dalawang beses kaysa sa I2 = 150 mA. Ang kabuuang kasalukuyang sa circuit I = 450 mA ay sumanga sa dalawang bahagi upang ang karamihan nito (I1 = 300 mA) ay dumaan sa pinakamaliit na pagtutol (R1 = 10 Ohms), at ang pinakamaliit na bahagi (R2 = 150 mA) ay dumaan sa mas malaking pagtutol (R 2 = 20 Ohm).
Ang pagsasanga ng kasalukuyang sa magkatulad na mga sanga ay katulad ng daloy ng tubig sa pamamagitan ng mga tubo. Isipin ang pipe A, na sa ilang mga lugar ay nagsasanga sa dalawang tubo B at C ng iba't ibang diameters (Fig. 4). Dahil ang diameter ng pipe B ay mas malaki kaysa sa diameter ng pipe C, mas maraming tubig ang dadaan sa pipe B nang sabay-sabay kaysa sa pipe B, na nagbibigay ng mas malaking resistensya sa water clot.
kanin. 4
Isaalang-alang natin ngayon kung ano ang magiging katumbas ng kabuuang pagtutol ng panlabas na circuit, na binubuo ng 2 parallel-connected resistances.
Sa ilalim nito Ang kabuuang paglaban ng panlabas na circuit ay dapat na maunawaan na tulad ng isang pagtutol na maaaring magamit upang baguhin ang parehong parallel-connected resistances sa isang ibinigay na boltahe ng circuit, nang hindi binabago ang kasalukuyang bago sumasanga. Ang paglaban na ito ay tinatawag katumbas na pagtutol.
Bumalik tayo sa circuit na ipinapakita sa Fig. 3, at tingnan natin kung ano ang magiging katumbas na paglaban ng 2 parallel connected resistance. Ang paglalapat ng batas ng Ohm sa circuit na ito, maaari nating isulat: I = U/R, kung saan ako ang kasalukuyang nasa panlabas na circuit (hanggang sa sumasanga point), U ay ang boltahe ng panlabas na circuit, R ay ang paglaban ng panlabas circuit, ibig sabihin, katumbas na paglaban.
Sa parehong paraan, para sa bawat sangay I1 = U1 / R1, I2 = U2 / R2, kung saan ang I1 at I 2 ay ang mga alon sa mga sanga; U1 at U2 - boltahe sa mga sanga; R1 at R2 - mga resistensya ng sangay.
Ayon sa branched chain law: I = I1 + I2
Ang pagpapalit sa kasalukuyang mga halaga, makakakuha tayo ng U / R = U1 / R1 + U2 / R2
Dahil sa isang parallel na koneksyon U = U1 = U2, maaari nating isulat ang U / R = U / R1 + U / R2
Ang pagkuha sa U sa kanang bahagi ng pagkakapantay-pantay mula sa mga bracket, makuha namin ang U / R = U (1 / R1 + 1 / R2)
Hinahati ngayon ang magkabilang panig ng pagkakapantay-pantay ng U, magkakaroon tayo ng 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2
Inaalala iyon Ang kondaktibiti ay ang kapalit ng paglaban, maaari nating sabihin na sa nakuha na formula 1/R ay ang kondaktibiti ng panlabas na circuit; 1 / R1 kondaktibiti ng unang sangay; 1 / R2 - kondaktibiti ng ika-2 sangay.
Batay sa formula na ito, napagpasyahan namin: na may parallel na koneksyon, ang conductivity ng panlabas na circuit ay katumbas ng kabuuan ng conductivities ng mga indibidwal na sangay.
nang maayos, upang mahanap ang katumbas na paglaban ng mga resistensya na konektado sa parallel, kailangan mong hanapin ang kondaktibiti ng circuit at kunin ang katumbas na halaga.
Ito rin ay sumusunod mula sa formula na ang conductivity ng circuit ay mas malaki kaysa sa conductivity ng bawat sangay, na nangangahulugan na ang katumbas na paglaban ng panlabas na circuit ay mas mababa kaysa sa mas maliit ng mga paglaban na konektado sa parallel.
Isinasaalang-alang ang kaso ng parallel na koneksyon ng mga resistensya, kinuha namin ang isang mas ordinaryong circuit na binubuo ng dalawang sanga. Ngunit sa pagsasagawa, maaaring may mga kaso kapag ang kadena ay binubuo ng 3 o higit pang mga parallel na sanga. Ano ang gagawin sa mga kasong ito?
Lumalabas na ang lahat ng mga relasyon na nakuha namin ay nananatiling wasto para sa isang circuit na binubuo ng anumang bilang ng mga parallel-connected resistances.
Upang makita ito, tingnan natin ang sumusunod na halimbawa.
Kumuha tayo ng tatlong resistensya R1 = 10 Ohms, R2 = 20 Ohms at R3 = 60 Ohms at ikonekta ang mga ito nang magkatulad. Tukuyin natin ang katumbas na paglaban ng circuit (Larawan 5). R = 1/6 Tulad ng sumusunod, katumbas na pagtutol R = 6 Ohm.
Sa ganitong paraan, ang katumbas na paglaban ay mas mababa kaysa sa mas maliit sa mga paglaban na konektado sa parallel sa circuit, ibig sabihin, mas mababa sa resistensya R1.
Tingnan natin ngayon kung ang paglaban na ito ay talagang katumbas, iyon ay, isa na maaaring magbago ng mga resistensya ng 10, 20 at 60 Ohms na konektado nang magkatulad, nang hindi binabago ang kasalukuyang lakas bago sumasanga sa circuit.
Ipagpalagay natin na ang boltahe ng panlabas na circuit, at bilang mga sumusunod, ang boltahe sa mga resistances R1, R2, R3 ay 12 V. Kung gayon ang kasalukuyang lakas sa mga sanga ay magiging: I1 = U/R1 = 12/10 = 1.2 A I 2 = U/ R 2 = 12 / 20 = 1.6 A I 3 = U/R1 = 12 / 60 = 0.2 A
Nakukuha namin ang kabuuang kasalukuyang sa circuit gamit ang formula I = I1 + I2 + I3 = 1.2 + 0.6 + 0.2 = 2 A.
Suriin natin, gamit ang formula ng batas ng Ohm, kung ang isang kasalukuyang ng 2 A ay makukuha sa circuit kung, sa halip na 3 parallel-connected resistances na kinikilala natin, isang katumbas na resistensya ng 6 Ohms ay konektado.
I = U / R = 12 / 6 = 2 A
Tulad ng nakikita natin, ang paglaban na nakita namin R = 6 Ohms ay talagang katumbas ng circuit na ito.
Maaari mo ring i-verify ito gamit ang mga aparato sa pagsukat kung mag-assemble ka ng isang circuit na may mga resistensya na kinuha namin, sukatin ang kasalukuyang sa panlabas na circuit (bago sumasanga), pagkatapos ay palitan ang parallel-connected resistances ng isang 6 Ohm resistance at sukatin muli ang kasalukuyang. Ang mga pagbabasa ng ammeter sa parehong mga kaso ay halos magkapareho.
Sa pagsasagawa, maaari ka ring makatagpo ng mga parallel na koneksyon, kung saan mas madaling kalkulahin ang katumbas na paglaban, ibig sabihin, nang hindi muna tinutukoy ang kondaktibiti, maaari mong mahanap agad ang paglaban.
Halimbawa, kung ang dalawang resistensya R1 at R2 ay konektado nang magkatulad, ang formula 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 ay maaaring ma-convert tulad ng sumusunod: 1/R = (R2 + R1) / R1 R2 at, paglutas ng pagkakapantay-pantay na may paggalang sa R, kumuha ng R = R1 x R2 / (R1 + R2), i.e. Kapag ang dalawang resistances ay konektado sa parallel, ang katumbas na resistensya ng circuit ay katumbas ng produkto ng mga resistances na konektado sa parallel na hinati sa kanilang kabuuan.
