چگونه افزودن مقاومت به مدار روی ولتاژ و جریان تأثیر می‌گذارد

افزودن مقاومت به مدار اثرات مختلفی بر ولتاژ و جریان دارد که بستگی به نحوه اتصال مقاومت‌ها (سری یا موازی) دارد. اثرات مقاومت‌های سری و موازی بر ولتاژ و جریان در زیر توضیح داده شده است:

اثر مقاومت‌های سری

اثر بر جریان

در یک مدار سری، تمامی المان‌ها یک جریان مشترک دارند. بنابراین، صرف نظر از تعداد مقاومت‌های موجود در مدار سری، جریان عبوری از هر مقاومت یکسان است. افزایش مقاومت جریان کل مدار را تغییر نمی‌دهد.

اثر بر ولتاژ

در یک مدار سری، ولتاژ کل برابر با مجموع ولتاژ‌های دو طرف هر مقاومت است. این بدان معناست که افزودن یک مقاومت باعث کاهش ولتاژ دو طرف آن مقاومت می‌شود و بدین ترتیب توزیع ولتاژ بین دیگر مقاومت‌های مدار تغییر می‌کند. اگر ولتاژ کل ثابت باشد، افزایش مقاومت باعث می‌شود که بخشی از ولتاژ روی مقاومت جدید قرار گیرد و ولتاژ روی دیگر مقاومت‌ها نیز متناسب کاهش یابد.

اثر مقاومت‌های موازی

اثر بر جریان

در یک مدار موازی، ولتاژ دو طرف هر مقاومت یکسان است، اما جریان عبوری از هر مقاومت می‌تواند متفاوت باشد. افزودن یک مقاومت موازی باعث افزایش جریان کل مدار می‌شود چون مقاومت موازی مسیر جریان اضافی فراهم می‌کند.

اثر بر ولتاژ

در یک مدار موازی، تمامی مقاومت‌های موازی ولتاژ یکسانی در دو طرف خود دارند. افزودن یک مقاومت موازی ولتاژ دو طرف دیگر مقاومت‌های مدار را تغییر نمی‌دهد، اما مصرف جریان کل را افزایش می‌دهد.

چرا در افزایش ولتاژ مقاومت‌های سری به جای مقاومت‌های موازی انتخاب می‌شوند

هنگامی که نیاز به افزایش ولتاژ وجود دارد، به دلایل زیر معمولاً مقاومت‌های سری به جای مقاومت‌های موازی انتخاب می‌شوند:

توزیع ولتاژ

مقاومت‌های سری می‌توانند برای توزیع ولتاژ استفاده شوند. هنگامی که نیاز به معرفی منبع ولتاژ بالاتر به مدار است، می‌توان با اتصال یک یا چند مقاومت سری، ولتاژ را تقسیم کرد تا اطمینان حاصل شود که المان‌های فردی مدار به ولتاژ بیش از حد تحمل خود مواجه نمی‌شوند. این امر محافظت می‌کند تا المان‌های الکترونیکی حساس از آسیب دیدن به دلیل ولتاژ بیش از حد محافظت شوند.

کنترل جریان

در برخی موارد، لازم است که جریان عبوری از مدار محدود شود. مقاومت‌های سری می‌توانند برای کاهش شدت جریان استفاده شوند. به عنوان مثال، در مدار چراغ LED، معمولاً یک مقاومت سری به منظور محدود کردن جریان عبوری از LED برای جلوگیری از سوختن LED به دلیل جریان بیش از حد اتصال می‌شود.

پایداری

مقاومت‌های سری می‌توانند پایداری مدار را فراهم کنند. در برخی کاربردها که نیاز به کنترل دقیق جریان وجود دارد، مقاومت‌های سری می‌توانند به پایداری جریان کمک کنند و اطمینان حاصل کنند که جریان به دلیل نوسانات ولتاژ تغییر زیادی نمی‌کند.

خلاصه

مقاومت‌های سری عمدتاً برای توزیع ولتاژ و محدود کردن جریان استفاده می‌شوند و در مواقعی مناسب هستند که نیاز به محافظت از المان‌های مدار از ولتاژ بالا است.

مقاومت‌های موازی عمدتاً برای افزایش جریان کل مدار استفاده می‌شوند و در مواقعی مناسب هستند که نیاز به گسترش مسیر جریان است.

انتخاب مقاومت‌های سری یا موازی بستگی به نیازهای خاص مدار و اهداف طراحی دارد. مقاومت‌های سری در موقعیت‌هایی که نیاز به افزایش ولتاژ وجود دارد، گزینه رایج‌تری هستند چون می‌توانند به توزیع ولتاژ و محافظت از المان‌های مدار کمک کنند.