Serijalno spregnuti otpori objašnjeni

Opor u nizu odnosi se na raspored pojedinačnih otpornika jedan za drugim u krugu tako da struja teče kroz svaki otpornik. U ovoj konfiguraciji, ukupni otpor (R) kruga jednak je zbroju pojedinačnih otpora, poznat i kao ekvivalentni R.

Za izračun ukupnog R-a u nizu, pojedinačni otpori svakog otpornika se zbrajaju. Formula za izračun ekvivalentnog otpora u serijskom spoju je Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..., gdje R1, R2, R3 itd. predstavljaju pojedinačne otpore svakog otpornika u krugu.

Ohmov zakon primjenjuje se i na nizove, gdje je struja kroz svaki otpornik ista, ali napon preko svakog otpornika proporcionalan je njegovom R-u. Ukupni napon preko kombinacije otpornika u nizu jednak je zbroju padova napona preko svakog otpornika.

Važno je napomenuti da je ukupni R u nizu uvijek veći od otpora bilo kojeg pojedinačnog otpornika u krugu zbog kumulativnog učinka otpora svakog otpornika.

S druge strane, otpornici spojeni paralelno rezultiraju paralelnim krugom. Ekvivalentni R paralelnog kruga izračunava se drugačije od serijskog spoja. Umjesto zbrajanja pojedinačnih otpora, zbrajaju se recipročne vrijednosti svakog R-a, a rezultirajuća vrijednost se inverzira kako bi se dobila ekvivalentna otpornost.

R u nizu - paralelno

Kada postavite R-I-S, njihove ohmske vrijednosti se aritmetički zbrajaju kako bi se dosegao ukupni (ili neto) R.

Možemo povezati niz otpornika (jednak zbroju pojedinačnih otpora paralelnog kruga), svi imajući identične ohmske vrijednosti, u paralelne skupine serijskih mreža ili serijske skupine paralelnih mreža. Kada to učinimo, dobivamo serijsko-paralelnu mrežu koja može znatno povećati ukupnu sposobnost obrade snage mreže prema sposobnosti obrade snage jednog paralelnog otpornika.

Slika 4-14. Tri otpornika u nizu. 

Ponekad, ukupni jedinični ekvivalent R kombinacijske mreže u serijsko-paralelnoj mreži jednak je vrijednosti bilo kojeg od otpornika. To uvijek događa ako su paralelni grančici ili paralelne kombinacije spojnih komponenti sve identične i raspoređene u mreži zvana n-by-n (ili n x n) matrica. To znači da kad je n cijeli broj, imamo n serijskih skupina od n otpornika spojenih paralelno, ili imamo n paralelnih skupina od n otpornika spojenih serijski u krugu. Ove dvije raspodjele daju isti praktični rezultat za električke krugove.

Kombinacija nizova paralelnih kombinacija nizova n x n otpornika, svi imajući identične ohmske vrijednosti i identične ocjene snage, imat će n2 puta veću sposobnost obrade snage od bilo kojeg otpornika samostalno. Na primjer, 3 x 3 serijsko-paralelna matrica od 2 W otpornika može obrađivati do 32 x 2 = 9 x 2 = 18 W. Ako imamo 10 x 10 niz od 1/2 W otpornika, onda može disipirati do 102 x 1/2 = 50 W. Množimo sposobnost obrade snage svakog pojedinačnog otpornika ukupnim brojem otpornika u matrici.

Navedeni shema radi ako, ali samo ako, svi otpornici imaju identične ohmske vrijednosti prema Ohmovom zakonu i identične ocjene disipiranja snage u smislu ukupnih padova napona kada je zbroj padova napona preko svakog otpornika. Ako otpornici imaju vrijednosti koje čak i malo razlikuju jedne od drugih, jedan od komponenata vjerojatnoće povući više struje nego što može izdržati, pa će se spaliti, bez obzira na izvor napona. Tada će se distribucija struje u mreži dodatno promijeniti, povećavajući vjerojatnost da će drugi otpornik otkazati, i možda još više.

Ako vam treba otpornik koji može obrađivati 50 W i određena serijsko-paralelna veza mreže može obrađivati 75 W, to je u redu. Ali ne biste trebali "iskusavati sreću" i očekivati da ćete se izvući koristeći mrežu koja može obrađivati samo 48 W u istoj aplikaciji. Trebali biste dopustiti neku dodatnu toleranciju, recimo 10 posto preko minimalne ocjene. Ako očekujete da će mreža disipirati 50W, trebali biste je izgraditi da može obrađivati 55 W ili malo više. Ne morate koristiti "prekomjernu snagu", međutim. Iskoristit ćete resurse ako sastavite mrežu koja može obrađivati 500W kada očekujete da će se suočiti samo s 50W—osim ako to nije jedina prikladna kombinacija koju možete napraviti s dostupnim otpornicima.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijedi podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava molim kontaktirajte za brisanje.