การอธิบายความต้านทานอนุกรม

ความต้านทานแบบอนุกรมหมายถึงการจัดเรียงตัวต้านทานแต่ละตัวต่อเนื่องกันในวงจรเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวต้านทานทุกตัว ในรูปแบบนี้ ความต้านทานรวม (R) ของวงจรเท่ากับผลบวกของความต้านทานแต่ละตัว ซึ่งเรียกว่าความต้านทานเทียบเท่า R

ในการคำนวณความต้านทานรวมในวงจรอนุกรม ความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวจะถูกบวกเข้าด้วยกัน สูตรในการคำนวณความต้านทานเทียบเท่าในวงจรอนุกรมคือ Rtotal = R1 + R2 + R3 + ... โดยที่ R1, R2, R3, ฯลฯ แทนความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัวในวงจร

กฎของโอห์มยังใช้ได้กับวงจรอนุกรม ที่กระแสผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวเท่ากัน แต่วงจรไฟฟ้าที่ผ่านตัวต้านทานแต่ละตัวจะเป็นสัดส่วนกับความต้านทานของมัน แรงดันไฟฟ้ารวมที่ผ่านตัวต้านทานทั้งหมดในวงจรอนุกรมเท่ากับผลบวกของแรงดันที่ลดลงที่ผ่านตัวต้านทานแต่ละตัว

ควรทราบว่าความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมจะมากกว่าความต้านทานของตัวต้านทานใดๆ ในวงจร เนื่องจากผลสะสมของความต้านทานของตัวต้านทานแต่ละตัว

ในทางกลับกัน ตัวต้านทานที่เชื่อมต่อแบบขนานจะทำให้เกิดวงจรขนาน ความต้านทานเทียบเท่าของวงจรขนานจะถูกคำนวณแตกต่างจากวงจรอนุกรม แทนที่จะบวกความต้านทานแต่ละตัว เราจะบวกค่าส่วนกลับของความต้านทานแต่ละตัว และค่าที่ได้จากการบวกค่าส่วนกลับนั้นจะถูกกลับไปเป็นค่าความต้านทานเทียบเท่า

ความต้านทานในวงจรอนุกรมและวงจรขนาน

เมื่อคุณวาง R-I-S ค่าโอห์มของพวกมันจะบวกเข้าด้วยกันตามเลขคณิตศาสตร์เพื่อให้ได้ความต้านทานรวม (หรือความต้านทานสุทธิ)

เราสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานอนุกรม (เท่ากับผลบวกของความต้านทานแต่ละตัวในวงจรขนาน) ที่มีค่าโอห์มเหมือนกัน ในชุดขนานของวงจรอนุกรมหรือชุดอนุกรมของวงจรขนาน เมื่อเราทำอย่างใดอย่างหนึ่ง เราจะได้วงจรอนุกรม-ขนานที่สามารถเพิ่มความสามารถในการรับกำลังไฟฟ้าของวงจรได้มากกว่าวงจรขนานเดียว

รูปที่ 4-14. ตัวต้านทานสามตัวในวงจรอนุกรม.

บางครั้ง ความต้านทานเทียบเท่าเดียวของวงจรผสมในวงจรอนุกรม-ขนานเท่ากับค่าของตัวต้านทานใดตัวต้านทานหนึ่ง ซึ่งจะเกิดขึ้นเสมอหากแขนขนานหรือการเชื่อมต่อส่วนประกอบที่เชื่อมต่อขนานทั้งหมดเหมือนกันและจัดเรียงในเครือข่ายที่เรียกว่า n-by-n (หรือ n x n) เมทริกซ์ นั่นหมายความว่าเมื่อ n เป็นจำนวนเต็ม เราจะมีชุดอนุกรม n ชุดของตัวต้านทาน n ตัวที่เชื่อมต่อขนาน หรือมีชุดขนาน n ชุดของตัวต้านทาน n ตัวที่เชื่อมต่อนอนุกรมในวงจร การจัดเรียงสองแบบนี้จะให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกันสำหรับวงจรไฟฟ้า

การผสมผสานของวงจรอนุกรม-ขนานที่มีตัวต้านทาน n x n ที่มีค่าโอห์มและความสามารถในการรับกำลังไฟฟ้าเหมือนกัน จะมีความสามารถในการรับกำลังไฟฟ้าเป็น n2 เท่าของตัวต้านทานแต่ละตัว เช่น วงจรอนุกรม-ขนาน 3 x 3 ที่มีตัวต้านทาน 2 W สามารถรับกำลังไฟฟ้าได้ถึง 32 x 2 = 9 x 2 = 18 W หากเรามีอาร์เรย์ 10 x 10 ของตัวต้านทาน 1/2 W แล้ว มันสามารถกระจายกำลังไฟฟ้าได้ถึง 102 x 1/2 = 50 W เราคูณความสามารถในการรับกำลังไฟฟ้าของตัวต้านทานแต่ละตัวด้วยจำนวนตัวต้านทานทั้งหมดในเมทริกซ์

แผนการที่ได้บรรยายไว้ข้างต้นจะทำงานได้ถ้า แต่เฉพาะถ้า ตัวต้านทานทั้งหมดมีค่าโอห์มที่เหมือนกันตามกฎของโอห์ม และมีอัตราการกระจายกำลังไฟฟ้าที่เหมือนกันในแง่ของแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่ลดลงเมื่อผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงที่ผ่านตัวต้านทานแต่ละตัว หากตัวต้านทานมีค่าที่แตกต่างกันแม้เพียงเล็กน้อย ตัวต้านทานใดตัวต้านทานหนึ่งอาจดึงกระแสไฟฟ้ามากเกินกว่าที่มันจะทนได้จนไหม้ ไม่ว่าแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจะเป็นอย่างไร หลังจากนั้น การกระจายกระแสไฟฟ้าในวงจรจะเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้น ทำให้มีโอกาสที่ตัวต้านทานตัวที่สองจะเสียหาย และอาจจะมีมากกว่านั้น

หากคุณต้องการตัวต้านทานที่สามารถรับกำลังไฟฟ้า 50 W และการเชื่อมต่อแบบอนุกรม-ขนานของวงจรสามารถรับกำลังไฟฟ้า 75 W นั่นก็โอเค แต่คุณไม่ควร "เสี่ยงโชค" และคาดหวังว่าจะสามารถใช้วงจรที่สามารถรับกำลังไฟฟ้าเพียง 48 W ในแอปพลิเคชันเดียวกัน คุณควรให้ความอดทนเพิ่มเติมประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์เหนือระดับขั้นต่ำ หากคุณคาดว่าวงจรจะกระจายกำลังไฟฟ้า 50W คุณควรถูกสร้างวงจรให้สามารถรับกำลังไฟฟ้า 55 W หรือมากกว่านั้นเล็กน้อย คุณไม่จำเป็นต้องใช้ "การฆ่าล้าง" อย่างไรก็ตาม คุณจะสิ้นเปลืองทรัพยากรหากคุณสร้างวงจรที่สามารถรับกำลังไฟฟ้า 500W ขณะที่คุณคาดว่าจะรับกำลังไฟฟ้าเพียง 50W ยกเว้นว่ามันเป็นการผสมผสานที่สะดวกที่สุดที่คุณสามารถทำได้ด้วยตัวต้านทานที่มีอยู่

คำชี้แจง: ให้ความเคารพต่อต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อขอลบ