Η Σειριακή Αντίσταση Εξηγημένη

Η σειριακή αντίσταση αναφέρεται στη διάταξη μεμονωμένων αντιστών κατά μήκος σε έναν περιβάλλοντα τέλος προς τέλος, ώστε ο ρεύματα να διαρρέει κάθε αντίσταση. Σε αυτό το σύστημα, η συνολική αντίσταση (R) του περιβάλλοντος είναι ίση με το άθροισμα των μεμονωμένων αντιστάσεων, γνωστή επίσης ως ισοδύναμη R.

Για τον υπολογισμό της συνολικής R σε ένα σειριακό περιβάλλον, προστίθενται οι μεμονωμένες αντιστάσεις κάθε αντίστασης. Η τύπος για τον υπολογισμό της ισοδύναμης αντίστασης σε μια σειριακή σύνδεση είναι Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..., όπου R1, R2, R3, κλπ., αντιπροσωπεύουν τις μεμονωμένες αντιστάσεις κάθε αντίστασης στο περιβάλλον.

Η Νόμος του Ωμά εφαρμόζεται επίσης σε σειριακά περιβάλλοντα, όπου το ρεύμα μέσω κάθε αντίστασης είναι το ίδιο, αλλά η τάση σε κάθε αντίσταση είναι ανάλογη με την R. Η συνολική τάση στη σειριακή συνδυασμός αντιστάσεων είναι ίση με το άθροισμα των πτώσεων τάσης σε κάθε αντίσταση.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η συνολική R σε ένα σειριακό περιβάλλον είναι πάντα μεγαλύτερη από την αντίσταση οποιασδήποτε μεμονωμένης αντίστασης στο περιβάλλον λόγω της συσσωρευτικής επίδρασης της R κάθε αντίστασης.

Από την άλλη, οι αντίστασεις που είναι συνδεδεμένες παράλληλα αποτελούν ένα παράλληλο περιβάλλον. Η ισοδύναμη R ενός παράλληλου περιβάλλοντος υπολογίζεται διαφορετικά από μια σειριακή σύνδεση. Αντί να προστίθενται οι μεμονωμένες αντιστάσεις, προστίθενται οι αντίστροφοι των R, και το αποτέλεσμα αντιστρέφεται για να πάρει η ισοδύναμη αντίσταση.

R σε Σειρά - Παράλληλα

Όταν τοποθετείτε R-I-S, τα Ωμικά τους τιμές προστίθενται αριθμητικά για να φτάσετε στη συνολική (ή καθαρή) R.

Μπορούμε να συνδέσουμε μια σειρά αντιστών (ίση με το άθροισμα των μεμονωμένων αντιστάσεων ενός παράλληλου περιβάλλοντος), όλες με ταυτόχρονα Ωμικά τιμές, σε παράλληλες σειρές δικτύων ή σειρές παράλληλων δικτύων. Όταν κάνουμε οποιαδήποτε από αυτές τις διαδικασίες, παίρνουμε ένα σειριακό-παράλληλο δίκτυο που μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη συνολική δυνατότητα επεξεργασίας ισχύος του δικτύου έπειτα από την δυνατότητα επεξεργασίας ισχύος ενός μοναδικού παράλληλου αντίστασης.

Σχήμα 4-14. Τρεις αντίστασεις σε σειρά. 

Μερικές φορές, η συνολική μοναδική ισοδύναμη R του συνδυασμένου περιβάλλοντος σε ένα σειριακό-παράλληλο δίκτυο είναι ίση με την τιμή οποιασδήποτε μιας από τις αντιστάσεις. Αυτό συμβαίνει πάντα αν οι παράλληλες κλάδοι ή παραλλήλες συνδυασμοί των συνδεσμών συνιστώσεων είναι όλες ίδιες και είναι διατεταγμένες σε ένα δίκτυο που ονομάζεται n-by-n (ή n x n) πίνακας. Αυτό σημαίνει ότι όταν το n είναι ένας ακέραιος αριθμός, έχουμε n σειριακές σειρές n αντιστάσεων συνδεδεμένες παράλληλα, ή έχουμε n παράλληλες σειρές n αντιστάσεων συνδεδεμένες σε σειρά στο περιβάλλον. Αυτές οι δύο διατάξεις δίνουν το ίδιο πρακτικό αποτέλεσμα για ηλεκτρικά περιβάλλοντα.

Ένας συνδυασμός σειριακών-παράλληλων συνδυασμών πίνακα n x n αντιστάσεων, όλες με ταυτόχρονα Ωμικά τιμές και ταυτόχρονες δυνατότητες επεξεργασίας ισχύος, θα έχει n2 φορές τη δυνατότητα επεξεργασίας ισχύος οποιασδήποτε αντίστασης από μόνη της. Για παράδειγμα, ένας 3 x 3 σειριακό-παράλληλος πίνακας 2 W αντιστάσεων μπορεί να επεξεργαστεί μέχρι 32 x 2 = 9 x 2 = 18 W. Εάν έχουμε ένα 10 x 10 πίνακα 1/2 W αντιστάσεων, τότε μπορεί να διασπαρεί μέχρι 102 x 1/2 = 50 W. Πολλαπλασιάζουμε τη δυνατότητα επεξεργασίας ισχύος κάθε μεμονωμένης αντίστασης με το συνολικό πλήθος των αντιστάσεων στον πίνακα.

Το παραπάνω σχήμα λειτουργεί αν, αλλά μόνο αν, όλες οι αντίστασεις έχουν ταυτόχρονα Ωμικά τιμές κατά τον Νόμο του Ωμά και ταυτόχρονες δυνατότητες επεξεργασίας ισχύος ως προς τη συνολική πτώση τάσης όταν το άθροισμα των πτώσεων τάσης σε κάθε αντίσταση. Εάν οι αντίστασεις έχουν τιμές που διαφέρουν ακόμη και λίγο μεταξύ τους, ένα από τα συστατικά πιθανότατα θα προσελκύσει περισσότερο ρεύμα από ό,τι μπορεί να αντέξει, οπότε θα καίγεται, ανεξάρτητα από την πηγή τάσης. Τότε η κατανομή ρεύματος στο δίκτυο θα αλλάξει περαιτέρω, αυξάνοντας την πιθανότητα ότι θα αποτύχει ένα δεύτερο αντίσταση, και ίσως περισσότερα.

Εάν χρειάζεστε μια αντίσταση που μπορεί να επεξεργαστεί 50 W και ένας συγκεκριμένος σειριακό-παράλληλος σύνδεσμος του δικτύου θα μπορούσε να επεξεργαστεί 75 W, αυτό είναι καλό. Αλλά δεν πρέπει να "προσπαθήσετε την τύχη" και να περιμένετε να το βγάλετε με ένα δίκτυο που θα μπορούσε να επεξεργαστεί μόνο 48 W στην ίδια εφαρμογή. Θα πρέπει να επιτρέψετε μερική επιπλέον ανεπιθύμητη τιμή, ποσοστό 10% πάνω από την ελάχιστη τιμή. Εάν προσδοκάτε το δίκτυο να διασπαρεί 50W, θα πρέπει να το κατασκευάσετε για να επεξεργαστεί 55 W ή λίγο περισσότερο. Δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε "υπερβολική", όμως. Θα χάνατε πόρους εάν συντρέξετε ένα δίκτυο που μπορεί να επεξεργαστεί 500W όταν προσδοκάτε να αντιμετωπίσει μόνο 50W—εκτός αν αυτό είναι η μόνη βολική συνδυασμός που μπορείτε να κάνετε με τις διαθέσιμες αντιστάσεις.

Δήλωση: Σεβαστείτε το αρχικό, καλά άρθρα αξίζουν να μοιραστούν, αν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων επικοινωνήστε για διαγραφή.