Miten vastuksen lisääminen piiriin vaikuttaa jännitteeseen ja virtaan?

Vastuksen lisääminen piiriin vaikuttaa eri tavoin jännitteeseen ja virtaan riippuen siitä, miten vastukset on yhdistetty (sarjassa tai rinnakkain). Sarja- ja rinnakkaistalouden vaikutukset jännitteeseen ja virtaan selitetään alla:

Sarjavastusten vaikutus

Virtaan vaikutus

Sarjapiirissä kaikki komponentit jakavat saman virran. Tämän vuoksi riippumatta siitä, kuinka monta vastusta on sarjassa, virran läpi kulku jokaisessa vastuksessa on sama. Vastusten lisääminen ei muuta piirin kokonaissuuruuden virtaa.

Jännitteen vaikutus

Sarjapiirissä kokonaisjännite on yhtä suuri kuin jokaisen vastuksen päätepisteiden väliset jännitteet yhteensä. Tämä tarkoittaa, että uuden vastuksen lisääminen aiheuttaa sille jännitteen pudotuksen, mikä muuttaa jännitteen jakautumista muun vastuksen päätepisteiden välillä piirissä. Jos kokonaisjännite on vakio, vastusten lisääminen aiheuttaa osan jännitteestä pudotuvan uuteen vastukseen, ja muiden vastusten jännite pienenee vastaavasti.

Rinnakkaisvastusten vaikutus

Virtaan vaikutus

Rinnakkaispiirissä jokaisen vastuksen päätepisteiden välillä oleva jännite on sama, mutta virta, joka kulkee jokaisen vastuksen läpi, voi olla erilainen. Rinnakkaisvastuksen lisääminen lisää piirin kokonaissuuruuden virtaa, koska rinnakkaisvastus tarjoaa lisävirtapolun.

Jännitteen vaikutus

Rinnakkaispiirissä kaikki rinnakkaiset vastukset ovat samalla jännitteellä. Uuden rinnakkaisvastuksen lisääminen ei muuta muiden vastusten päätepisteiden välisiä jännitteitä, mutta se lisää piirin kokonaissuuruuden virtakulutusta.

Miksi valitaan sarjavastukset rinnakkaisvastusten sijaan jännitteen kasvattamiseksi

Kun jännitettä on lisättävä, sarjavastukset valitaan yleensä rinnakkaisvastusten sijaan seuraavista syistä:

Jännitteen jakaminen

Sarjavastukset voidaan käyttää jännitteen jakamiseen. Kun piiriin on tuotava korkeampi jännite, jännitettä voidaan jakaa yhdistämällä yksi tai useampi vastus sarjana, varmistaen, ettei yksittäiset komponentit piirissä ole alttiina jännitteelle, joka ylittää niiden sietoväliä. Tämä suojelee herkkia sähkökomponentteja liian korkealta jännitteeltä.

Virran hallinta

Joissakin tapauksissa on tarpeen rajoittaa virtaa, joka kulkee piirin läpi. Sarjavastukset voidaan käyttää vähentämään virran intensiteettiä. Esimerkiksi LED-valojen piireissä vastus yhdistetään yleensä sarjana LED:n kanssa rajoittamaan virtaa, joka kulkee LED:n läpi, estääkseen LED:n palamasta liian suuresta virrasta.

Stabiilisuus

Sarjavastukset voivat tarjota piirille stabiilisuutta. Joissakin sovelluksissa, joissa tarvitaan tarkkaa virran hallintaa, sarjavastukset voivat auttaa stabilisoimaan virtaa, varmistaen, ettei virta vaihtele liikaa jännitteen heilahtelujen vuoksi.

Yhteenveto

Sarjavastukset käytetään pääasiassa jännitteen jakamiseen ja virran rajoittamiseen, ja ne sopivat tilanteisiin, joissa piirin komponenttien on suojattava korkealta jännitteeltä.

Rinnakkaisvastukset käytetään pääasiassa piirin kokonaissuuruuden virran lisäämiseen, ja ne sopivat tilanteisiin, joissa virtapolun on laajennettava.

Sarja- tai rinnakkaisvastusten valinta riippuu tarkoituksenmukaisesta piirivaatimuksesta ja suunnittelutavoitteista. Sarjavastukset ovat yleisempi valinta tilanteissa, joissa jännitettä on lisättävä, sillä ne voivat auttaa jakamaan jännitteen ja suojella piirin komponentteja.