Последовательное соединение сопротивлений объяснено

Сопротивление последовательно означает соединение отдельных резисторов в цепи конец к концу, так что ток проходит через каждый резистор. В этой конфигурации общее сопротивление (R) цепи равно сумме индивидуальных сопротивлений, также известной как эквивалентное R.

Для расчета общего R в последовательной цепи складываются индивидуальные сопротивления каждого резистора. Формула для расчета эквивалентного сопротивления в последовательном соединении: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..., где R1, R2, R3 и т. д. представляют индивидуальные сопротивления каждого резистора в цепи.

Закон Ома также применим к последовательным цепям, где ток через каждый резистор одинаков, но напряжение на каждом резисторе пропорционально его R. Общее напряжение на последовательном соединении резисторов равно сумме падений напряжения на каждом резисторе.

Важно отметить, что общее R в последовательной цепи всегда больше сопротивления любого индивидуального резистора в цепи из-за кумулятивного эффекта каждого резистора R.

С другой стороны, резисторы, подключенные параллельно, образуют параллельную цепь. Эквивалентное R параллельной цепи рассчитывается по-другому, чем в последовательном соединении. Вместо сложения индивидуальных сопротивлений, складываются обратные величины каждого R, а затем полученная величина инвертируется, чтобы получить эквивалентное сопротивление.

R в Последовательности - Параллели

Когда вы располагаете R-I-S, их омические значения арифметически складываются, чтобы достичь общего (или чистого) R.

Мы можем подключить серию резисторов (равную сумме индивидуальных сопротивлений параллельной цепи), все имеющие одинаковые омические значения, в параллельные наборы последовательных сетей или последовательные наборы параллельных сетей. Когда мы делаем одно из этих действий, мы получаем последовательно-параллельную сеть, которая может значительно увеличить общую мощность, которую сеть может обрабатывать, по сравнению с мощностью одного параллельного резистора.

Рис. 4-14. Три резистора в последовательности. 

Иногда, общее эквивалентное R комбинационной цепи в последовательно-параллельной сети равно значению любого из резисторов. Это всегда происходит, если параллельные ветви или параллельные комбинации компонентов соединения все идентичны и расположены в сети, называемой n-на-n (или n x n) матрицей. Это означает, что когда n — целое число, у нас есть n последовательных наборов n резисторов, подключенных параллельно, или же у нас есть n параллельных наборов n резисторов, подключенных последовательно в цепи. Эти две конфигурации дают одинаковый практический результат для электрических цепей.

Комбинация последовательно-параллельных комбинаций массива n на n резисторов, все имеющих одинаковые омические значения и одинаковые номинальные мощности, будет иметь n2 раз большую мощность, чем любой резистор сам по себе. Например, 3 x 3 последовательно-параллельная матрица резисторов мощностью 2 Вт может обрабатывать до 32 x 2 = 9 x 2 = 18 Вт. Если у нас есть 10 x 10 массив резисторов мощностью 1/2 Вт, то он может рассеивать до 102 x 1/2 = 50 Вт. Мы умножаем мощность каждого индивидуального резистора на общее количество резисторов в матрице.

Описанная выше схема работает, если, но только если, все резисторы имеют одинаковые омические значения согласно закону Ома и одинаковые номинальные мощности в терминах общих падений напряжения, когда сумма падений напряжения на каждом резисторе. Если резисторы имеют значения, которые даже немного различаются друг от друга, один из компонентов, вероятно, будет потреблять больше тока, чем он может выдержать, и, следовательно, перегорит, независимо от источника напряжения. Затем распределение тока в сети изменится еще больше, увеличивая вероятность того, что второй резистор также выйдет из строя, и возможно, больше.

Если вам нужен резистор, который может обрабатывать 50 Вт, и определенное последовательно-параллельное соединение сети может обрабатывать 75 Вт, это нормально. Но не следует "проверять судьбу" и ожидать, что сеть, способная обрабатывать только 48 Вт, справится с тем же применением. Вы должны предусмотреть некоторый запас, скажем, 10 процентов сверх минимального рейтинга. Если вы ожидаете, что сеть будет рассеивать 50 Вт, вы должны построить ее, чтобы она могла обрабатывать 55 Вт или немного больше. Однако, не нужно использовать "перебор". Вы потратите ресурсы, если соберете сеть, способную обрабатывать 500 Вт, когда ожидаете, что она будет справляться только с 50 Вт, — если только это не единственное удобное сочетание, которое можно сделать с доступными резисторами.

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят делиться, если есть нарушение авторских прав, свяжитесь для удаления.