Opór szeregowy wyjaśniony

Opor rezystry w szeregu odnosi się do ułożenia poszczególnych rezystorów jeden za drugim w obwodzie tak, że prąd przepływa przez każdy rezystor. W tej konfiguracji całkowity opór (R) obwodu jest równy sumie poszczególnych oporów, nazywanym również równoważnym R.

Aby obliczyć całkowity R w obwodzie szeregowym, dodaje się poszczególne opory każdego rezystora. Wzór na obliczenie równoważnego oporu w połączeniu szeregowym to Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..., gdzie R1, R2, R3 itd. oznaczają poszczególne opory każdego rezystora w obwodzie.

Prawo Ohma stosuje się również do obwodów szeregowych, gdzie prąd przez każdy rezystor jest taki sam, ale napięcie na każdym rezystorze jest proporcjonalne do jego R. Całkowite napięcie na kombinacji szeregowych rezystorów równa się sumie spadków napięcia na każdym rezystorze.

Warto zauważyć, że całkowity R w obwodzie szeregowym jest zawsze większy niż opór każdego indywidualnego rezystora w obwodzie ze względu na kumulatywny efekt oporu każdego rezystora.

Z drugiej strony, rezystory połączone równolegle tworzą obwód równoległy. Równoważny R obwodu równoległego oblicza się inaczej niż w przypadku połączenia szeregowego. Zamiast dodawać poszczególne opory, dodaje się ich odwrotności, a wynikową wartość odwraca, aby uzyskać równoważny opór.

R w Szeregu - Równolegle

Gdy umieszczasz R-I-S, ich wartości omowe dodają się arytmetycznie, aby osiągnąć całkowity (lub netto) R.

Możemy połączyć szereg rezystorów (równy sumie poszczególnych oporów obwodu równoległego), wszystkie mające identyczne wartości omowe, w zestawach równoległych sieci szeregowych lub zestawach szeregowych sieci równoległych. Gdy robimy jedno z tych rzeczy, otrzymujemy sieć szeregowo-równoległą, która może znacznie zwiększyć całkowitą zdolność do obsługiwania mocy sieci ponad zdolność do obsługi mocy pojedynczego rezystora równoległego.

Rys. 4-14. Trzy rezystory w szeregu. 

Czasami, całkowity równoważny R kombinacji obwodowej w sieci szeregowo-równoległej równa się wartości dowolnego z rezystorów. Zawsze tak się dzieje, jeśli gałęzie równoległe lub kombinacje równoległe elementów połączeń są identyczne i są ułożone w sieci nazywanej macierzą n x n. To oznacza, że gdy n jest liczbą całkowitą, mamy n zestawów szeregowych n rezystorów połączonych równolegle, lub mamy n zestawów równoległych n rezystorów połączonych szeregowo w obwodzie. Te dwie konfiguracje dają ten sam praktyczny rezultat dla obwodów elektrycznych.

Kombinacja szeregów równoległych, składająca się z n x n rezystorów, wszystkich o identycznych wartościach omowych i identycznych mocach, będzie miała n2 razy większą zdolność do obsługiwania mocy niż każdy rezystor samodzielnie. Na przykład, 3 x 3 macierz szeregowo-równoległa rezystorów o mocy 2 W może obsłużyć do 32 x 2 = 9 x 2 = 18 W. Jeśli mamy 10 x 10 tablicę rezystorów o mocy 1/2 W, to może ona rozpraszać do 102 x 1/2 = 50 W. Mnożymy zdolność do obsługiwania mocy każdego indywidualnego rezystora przez całkowitą liczbę rezystorów w macierzy.

Opisany powyżej schemat działa, ale tylko wtedy, gdy wszystkie rezystory mają identyczne wartości omowe według prawa Ohma i identyczne ratingi rozpraszania mocy w sensie całkowitych spadków napięcia, gdy suma spadków napięcia na każdym rezystorze. Jeśli rezystory mają wartości, które choć trochę się różnią, jeden z komponentów prawdopodobnie przyciągnie więcej prądu, niż może wytrzymać, co spowoduje jego uszkodzenie, niezależnie od źródła napięcia. Następnie dystrybucja prądu w sieci zmieni się dalej, zwiększając prawdopodobieństwo, że drugi rezystor również ulegnie awarii, a może nawet więcej.

Jeśli potrzebujesz rezystora, który może obsłużyć 50 W, a pewna kombinacja szeregowo-równoległa sieci będzie mogła obsłużyć 75 W, to jest w porządku. Ale nie powinieneś "przeciągać losu" i oczekiwać, że uda Ci się użyć sieci, która będzie mogła obsłużyć tylko 48 W w tym samym zastosowaniu. Powinieneś zapewnić pewną dodatkową tolerancję, powiedzmy 10 procent nad minimalnym ratingiem. Jeśli oczekujesz, że sieć rozprasza 50 W, powinieneś ją skonstruować, aby mogła obsłużyć 55 W lub trochę więcej. Nie musisz jednak używać "nadmiernych środków". Spowodujesz marnowanie zasobów, jeśli sklei razem sieć, która może obsłużyć 500 W, gdy oczekujesz, że będzie musiała radzić sobie z 50 W — chyba że to jedyna wygodna kombinacja, jaką możesz stworzyć przy użyciu dostępnych rezystorów.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są wartego udostępniania, jesli istnieje naruszenie autorskich proszę o skontaktowanie z celami usunięcia.