Все схемы, обсуждаемые в этой статье, скорее теоретические, чем практические. На практике такие способы подключения используются, когда нет резистора нужной мощности или ватта. Это любительская, но не промышленная практика.
Смешанное соединение резисторов
Резистор — это устройство с фиксированным, постоянным значением сопротивления. Это позволяет установить его в любой точке цепи. Существует несколько типов соединений, включая соединения со смешанным сопротивлением. Падение напряжения и распределение тока в цепи напрямую зависят от используемого метода подключения. Вариант смешанной схемы состоит из последовательного и параллельного соединения активных резисторов. Поэтому, чтобы понять, как работают остальные схемы, следует сначала рассмотреть эти два типа соединений.
В последовательной схеме резисторы в цепи расположены так, что конец первого элемента соединен с началом второго, конец второго соединен с началом третьего и так далее. Это означает, что все резисторы следуют друг за другом последовательно. Ток в последовательной цепи одинаков в каждом элементе. Выраженный в формулах, он выглядит следующим образом.общий= I1= I2где яобщийполный ток цепи, I1и я2— соответствуют токам 1-го и 2-го резисторов.
Согласно закону Ома, напряжение питания является суммой падений напряжения на отдельных резисторах: Uобщий= U1+ U2= I1r1+ I2r2где Uобщий— напряжение источника питания или самой сети; U1и U2— падение напряжения на 1-м и 2-м резисторах; r1и р2— сопротивления 1-го и 2-го резисторов. Поскольку токи в каждой части цепи имеют одинаковое значение, формула имеет вид: U в целом = I(r1+ r2Из этого можно сделать вывод, что при последовательном соединении резисторов ток, протекающий через отдельные резисторы, равен общему току во всей цепи. Напряжение на отдельных резисторах разное, но их общая сумма равна общему напряжению всей цепи. Общее сопротивление цепи также равно сумме сопротивлений отдельных резисторов в цепи.
Параметры цепи при параллельном соединении
Параллельная схема — это соединение первых выводов двух или более резисторов в одной точке и концов тех же элементов в другой общей точке. Таким образом, каждый резистор фактически подключен непосредственно к источнику тока.
Из этого следует, что напряжение отдельных резисторов равно общему напряжению цепи: Uобщий= U1= U2. Величина токов, в свою очередь, различна на каждом резисторе, а их распределение прямо пропорционально сопротивлению этих резисторов. То есть, с увеличением сопротивления ток уменьшается, и общий ток равен сумме токов, протекающих через отдельные элементы. Формула для этой должности выглядит следующим образом.общий= I1+ I2.
Формула используется для расчета полного сопротивления:
Таким образом, общее сопротивление цепи меньше, чем меньшее сопротивление любого из резисторов, подключенных параллельно в этой цепи. На каждый элемент подается напряжение, равное напряжению источника тока. Распределение тока прямо пропорционально сопротивлению резисторов. Суммарное значение сопротивления параллельно подключенных резисторов не должно превышать минимального сопротивления элемента.
Последовательное соединение резисторов
Последовательное соединение резисторов — это соединение, при котором конец одного резистора соединен с началом второго резистора, конец второго резистора соединен с началом третьего резистора и так далее (рис. 2).
Рисунок 2: Последовательное соединение резисторов.
При последовательном соединении резисторы соединяются последовательно. При таком подключении через резисторы протекает общий ток. Поэтому для последовательного соединения резисторов верно, что между точками A и B течет только один путь тока. Чем больше резисторов соединено последовательно, тем большее сопротивление они оказывают протекающему току, т.е. общее сопротивление Rcomm увеличивается. Общее сопротивление последовательно соединенных резисторов рассчитывается по следующей формуле:
Rcomm = R1 + R2 + R3+. + Rn.
Параллельное соединение резисторов
Параллельное соединение резисторов — это соединение, при котором начала всех резисторов подключены к общей точке (A), а концы — к другой общей точке (B) (см. рисунок 3).
Рисунок 3: Параллельное соединение резисторов.
Через каждый резистор протекает разный ток. Когда ток течет от точки A к точке B в параллельном соединении, у него есть несколько путей. Поэтому увеличение числа параллельно соединенных резисторов приводит к увеличению путей прохождения тока, т.е. к уменьшению сопротивления растеканию тока. Это означает, что чем больше резисторов соединено параллельно, тем меньше общее сопротивление такого участка цепи (сопротивление между точками A и B):
1/Rcomm= 1/R1+1/R2+1/R3+…+1/Rn
Следует отметить, что здесь действует правило «меньше — значит меньше». Это означает, что общее сопротивление всегда меньше, чем сопротивление отдельных резисторов, соединенных параллельно. Общее сопротивление для двух параллельно соединенных резисторов рассчитывается по следующей формуле:
R общий= R1*R2/R1+R2
Если два резистора с одинаковым сопротивлением соединены параллельно, их общее сопротивление равно половине сопротивления одного из них.
Смешанное соединение резисторов
Цепь со смешанным резистором — это комбинация последовательной и параллельной цепи. Иногда такую комбинацию также называют последовательно-параллельной схемой. На рисунке 4 показан простой пример смешанного соединения резисторов.
Рисунок 4: Подключение смешанного резистора.
На этом рисунке видно, что резисторы R2 R3 соединены параллельно, а R1, комбинация R2 R3 и R4 соединены последовательно. Чтобы рассчитать сопротивление этих соединений, вся цепь делится на простые участки путем параллельного или последовательного соединения резисторов. Затем применяется следующий алгоритм. Если эти участки содержат последовательно соединенные резисторы, сначала рассчитайте их сопротивление. 3. 3. рассчитайте эквивалентные сопротивления резисторов и перерисуйте схему. Обычно получается схема эквивалентных резисторов, соединенных последовательно. 4. 4. рассчитайте сопротивления полученной цепи.
Пример расчета части схемы со смешанным соединением резисторов показан на рисунке 5.
Рисунок 5. Вычисление сопротивления части цепи со смешанным соединением резисторов.
ПОНРАВИЛАСЬ ЛИ ВАМ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИТЕСЬ ИМ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ
При таком соединении все провода с одной стороны элемента соединяются в одной точке (Рисунок 3).
Как и в предыдущем варианте — сначала выходы.
Общий ток равен сумме токов, протекающих через отдельные резисторы. I1I1I1 +I1,
2. все напряжения равны U=U1=U2=. =Un,
3. значения токов обратно пропорциональны значениям резисторов,
4. общее сопротивление рассчитывается по следующей формуле: 1/R=1/R1+1/R2+. +1/Rn ,
Выведем формулы для п. 3, 4 и для простоты снова возьмем два резистора, соединенных параллельно.
I1=U/R1, I2=U/R2 (помните: U1=U2=U),
Я сразу же «переверну» значение сопротивления и сделаю расчет для 1/R вместо R — так будет менее громоздко.
Если преобразовать эту формулу в более удобную форму, то получится:
Примечание: Если вы подключите два резистора с одинаковым номиналом параллельно, общее сопротивление будет равно половине сопротивления каждого из них.
СМЕШАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ
Здесь возможны различные комбинации. Простейший вариант показан на рисунке 4.
Однако, поскольку любое смешанное соединение может быть сведено либо к параллельному, либо к последовательному соединению (диаграмма выше объясняет это), в этом случае нет необходимости проводить расчеты и выводить формулы.
Поэтому если у вас под рукой нет резистора с нужным сопротивлением, вы можете найти его, выполнив соответствующие подключения.
На что вам следует обратить внимание.
В каждом соединении, если резисторы имеют одинаковую силу, сумма (для всей цепи) равна их сумме.
Если нет, вы должны выбрать самый слабый. Для этого используйте формулу P=I*U. Поэтому рассчитайте ток и напряжение для этого резистора и оцените, какую мощность он может рассеять.
- P=I 2 *R – для последовательного соединения;
- P=U 2 /R – для параллельного.
Обычно это не имеет значения в электронике, но имеет значение в схемах.
Авторское право © 2014-2022 Все права защищены. Материалы, содержащиеся на этом сайте, предназначены только для информационных целей и не должны восприниматься как руководство к действию или предписание.
Электрический ток при параллельном соединении
Каждый резистор питается током, величина которого обратно пропорциональна сопротивлению резистора. Чтобы узнать, сколько тока протекает через определенный резистор, можно воспользоваться законом Ома:
Смешанная цепь — это часть цепи, в которой некоторые резисторы соединены последовательно, а некоторые — параллельно. Существует два типа смешанных соединений: Последовательные соединения и параллельные соединения.
Общее сопротивление Rобщий
Существует два типа смешанных соединений: два типа резисторов (т.е. резисторы двух разных типов):
- Цепь разбивают на участки с только пареллельным или только последовательным соединением.
- Вычисляют общее сопротивление для каждого отдельного участка.
- Вычисляют общее сопротивление для всей цепи смешанного соединения.
Для схемы 1 это будет выглядеть следующим образом:
Существует также более быстрый метод расчета полного сопротивления для смешанного соединения. После схемы формулу можно сразу записать следующим образом:
- Если резисторы соединяются последоватеьно — складывать.
- Если резисторы соединяются параллельно — использовать условное обозначение «||».
- Подставлять формулу для параллельного соединения где стоит символ «||».
Для схемы 1 это будет выглядеть следующим образом:
После замены формулы для параллельного соединения на «||»:
