TechnológieElektronika

Ako určiť silu odporov. Výkonové odpory pre paralelné pripojenie

Všetky elektronické zariadenia obsahujú rezistory, ktoré sú ich hlavným prvkom. Pomocou tejto hodnoty zmeňte hodnotu prúdu v elektrickom obvode. Článok popisuje vlastnosti rezistorov a metódy výpočtu ich výkonu.

Priradenie odporu

Nastavte prúd v použitých rezistoroch elektrických obvodov. Táto vlastnosť je definovaná zákonom Ohmu:

I = U / R (1)

Z vzorca (1) je zrejmé, že čím je odpor nižší, tým silnejší je prúd a naopak, čím je hodnota R menšia, tým väčší je prúd. Je to vlastnosť elektrického odporu, ktorá sa používa v elektrotechnike. Na základe tohto vzorca sú v elektrických zariadeniach široko používané obvody prúdových deličiek.

V tomto obvode je prúd zo zdroja rozdelený na dva, nepriamo úmerné odporu odporov.

Okrem súčasnej regulácie sa v napäťových deličoch používajú aj rezistory . V tomto prípade sa opäť používa Ohmov zákon, ale v trochu inej forme:

U = I ∙ R (2)

Zo vzorca (2) vyplýva, že vzhľadom na zvýšenie odporu sa zvyšuje napätie. Táto vlastnosť sa používa na zostrojenie napäťových deličových obvodov.

Z obvodu a vzorca (2) je jasné, že napätia naprieč rezistormi sú distribuované v pomere k odporom.

Obraz rezistorov na obvodoch

Podľa normy sú rezistory reprezentované obdĺžnikom s rozmermi 10 x 4 mm a sú označené písmenom R. Sila rezistorov na obvode je často indikovaná. Obraz tohto indikátora je vykonávaný šikmou alebo rovnou čiarou. Ak je výkon viac ako 2 watty, označenie sa uvádza v rímskych čísliciach. To sa obyčajne robí pre drôtové odpory. V niektorých štátoch, napríklad v USA, sa používajú iné dohovory. Na zjednodušenie opravy a analýzy obvodu sa často udáva výkon odporov, ktorých označenie sa vykonáva podľa GOST 2.728-74.

Technické charakteristiky zariadení

Hlavnou charakteristikou rezistora je nominálny odpor Rn, ktorý je vyznačený na diagrame v blízkosti odporu a na jeho kryte. Jednotka odporu je ohm, kilo a mega. Rezistory s odporom z frakcií ohmov a až stoviek megaohmov sa vyrábajú. Existuje veľa technológií na výrobu rezistorov, všetky majú výhody a nevýhody. V zásade neexistuje žiadna technológia, ktorá by umožnila vyrobiť odpor s presne stanovenou hodnotou odporu.

Druhou dôležitou charakteristikou je odchýlka odporu. Meria sa v% nominálnej hodnoty R. Existuje rozsah odstupu štandardnej odchýlky: ± 20, ± 10, ± 5, ± 2, ± 1% a ďalej do ± 0,001%.

Ďalšou dôležitou charakteristikou je sila rezistorov. Počas prevádzky sú ohrievané prúdom prechádzajúcim prúdom. Ak dôjde k rozptylu príkonu, prekročí sa prípustná hodnota, zariadenie zlyhá.

Rezistory pri vykurovaní menia svoj odpor, takže pri zariadeniach pracujúcich v širokom rozsahu teplôt sa zavádza ďalšia charakteristika - teplotný koeficient odporu. Meria sa v ppm / ° C, t.j. 10-6 Rn / ° C (miliónová časť Rn pri teplote 1 ° C).

Sériové pripojenie odporov

Rezistory môžu byť pripojené tromi rôznymi spôsobmi: sekvenčné, paralelné a zmiešané. Sériovým pripojením prúd prechádza striedavo cez všetky odpory.

Pri takomto spojení je prúd v ktoromkoľvek bode reťazca rovnaký, môže byť určený zákonom Ohm. Celkový odpor obvodu v tomto prípade sa rovná súčtu odporov:

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ohm;

I = U / R = 100/390 = 0,256 A.

Teraz je možné určiť výkon sériovým pripojením odporov, vypočíta sa podľa vzorca:

P = I 2 ∙ R = 0,256 2 ∙ 390 = 25,55 W.

Podobne je určená sila zostávajúcich rezistorov:

P 1 = I 2 ∙ R 1 = 0,256 2,200 = 13,11 W;

P 2 = I 2 ∙ R 2 = 0,256 2,100 = 6,55 W;

P 3 = I 2 ∙ R 3 = 0,256 2 ∙ 51 = 3,34 W;

P 4 = I 2 ∙ R 4 = 0,256 2 ∙ 39 = 2,55 W.

Ak skombinujete výkon rezistorov, získate kompletný P:

P = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 W.

Paralelné pripojenie odporov

Pri paralelnom pripojení sú všetky začiatky odporov pripojené k jednému uzlu obvodu a konce k druhému. S týmto pripojením sú aktuálne vetvy a toky cez každé zariadenie. Veľkosť prúdu podľa Ohmovho zákona je nepriamo úmerná odporu a napätie naprieč všetkými odpormi je rovnaké.

Pred nájdením prúdu je potrebné vypočítať celkovú vodivosť všetkých odporov podľa dobre známeho vzorca:

1 / R = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 + 1 / R 4 = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 = 0.005 + 0,0256 = 0,06024 1 / Ohm.

Odolnosť je recipročná vodivosť:

R = 1 / 0,06024 = 16,6 Ohm.

Pomocou Ohmovho zákona nájdeš prúd cez zdroj:

I = U / R = 100 ∙ 0,06024 = 6,024 A.

Keď poznáte prúd cez zdroj, nájdite si výkon paralelne pripojených rezistorov podľa vzorca:

P = I 2 ∙ R = 6,024 2 ∙ 16,6 = 602,3 W.

Podľa Ohmovho zákona sa prúd vypočíta pomocou odporov:

Ii = U / R1 = 100/200 = 0,5 A;

I2 = U / R2 = 100/100 = 1 A;

I3 = U / R1 = 100/51 = 1,96 A;

Ii = U / R1 = 100/39 = 2,56 A.

Trochu iný vzorec, môžete vypočítať výkon odporov v paralelnom pripojení:

P 1 = U 2 / R 1 = 100 2/200 = 50 W;

P 2 = U 2 / R 2 = 100 2/100 = 100 W;

P3 = U2 / R3 = 100 2/51 = 195,9 W;

P 4 = U 2 / R 4 = 100 2/39 = 256,4 W.

Ak to všetko dáte dohromady, získate silu všetkých rezistorov:

P = P1 + P2 + P3 + P4 = 50 + 100 + 195,9 + 256,4 = 602,3 W.

Zmiešaná zlúčenina

Obvody so zmiešaným zapojením rezistorov obsahujú sériové a súčasne paralelné spojenie. Tento obvod je ľahko premeniteľný a nahradzuje paralelné zapojenie odporov v sérii. Za týmto účelom najprv vymeňte odpor R 2 a R 6 za ich celkovú hodnotu R 2.6 pomocou nižšie uvedeného vzorca:

R 2,6 = R 2, R 6 / R 2 + R 6.

Podobne sú dva paralelné rezistory R4, R5 nahradené jedným R 4.5:

R 4,5 = R 4, R 5 / R 4 + R 5 .

Výsledkom je nová, jednoduchšia schéma. Obe schémy sú uvedené nižšie.

Výkon rezistorov na obvode so zmiešaným spojením je určený vzorcom:

P = U ∙ I.

Ak chcete vypočítať tento vzorec, najprv nájdeme napätie pri každom odporu a veľkosť prúdu cez ním. Na určenie výkonu rezistorov môžete použiť inú metódu. Použite tento vzorec:

P = U ∙ I = (I ∙ R) ∙ I = I 2 ∙ R.

Ak je známe iba napätie cez rezistory, použije sa ďalší vzorec:

P = U ∙ I = U ∙ (U / R) = U 2 / R.

Všetky tri vzorce sú často používané v praxi.

Výpočet parametrov obvodu

Výpočet parametrov obvodu spočíva v nájdení neznámych prúdov a napätí všetkých vetiev na úsekoch elektrického obvodu. S týmito údajmi je možné vypočítať výkon každého odporu zahrnutého do obvodu. Jednoduché metódy výpočtu boli uvedené vyššie, v praxi je situácia komplikovanejšia.

V reálnych obvodoch sa často vyskytuje kombinácia odporov s hviezdou a trojuholníkom, čo vytvára značné ťažkosti pri výpočtoch. Na zjednodušenie takýchto schém boli vyvinuté metódy na konverziu hviezdy na trojuholník a naopak. Táto metóda je znázornená na nasledujúcom obrázku:

Prvá schéma má hviezdu vo svojom zložení, ktorá je spojená s uzlami 0-1-3. Rezistor R1 je pripojený k uzlu 1, uzlu 3 - R3 a uzlu 0 až R5. V druhej schéme sú odpory trojuholníka spojené s uzlami 1-3-0. K uzlu 1 sú pripojené rezistory R1-0 a R1-3 do uzla 3 - R1-3 a R3-0 a na uzol 0 - R3-0 a R1-0. Tieto dve schémy sú úplne rovnaké.

Pre konverziu z prvej schémy na druhú, sa vypočíta odpor rezistorov trojuholníka:

R1-0 = R1 + R5 + R1 * R5 / R3;

R1-3 = R1 + R3 + R1; R3 / R5;

R3-0 = R3 + R5 + R3 * R5 / R1.

Ďalšie transformácie sa redukujú na výpočet paralelných a sériovo prepojených odporov. Keď sa nájde impedancia obvodu, Ohmův zákon nájde prúd cez zdroj. Pomocou tohto zákona je ľahké nájsť prúdy vo všetkých odvetviach.

Ako zistiť výkon rezistorov po zistení všetkých prúdov? Na tento účel použite dobre známy vzorec: P = I 2 ∙ R, ktorý ho aplikuje na každý odpor, nájdeme ich silu.

Experimentálne stanovenie charakteristík prvkov obvodu

Na experimentálne určenie požadovaných charakteristík prvkov je potrebné zostaviť daný obvod z reálnych komponentov. Potom sa vykonajú všetky potrebné merania pomocou elektrických meracích prístrojov. Táto metóda je časovo náročná a drahá. Vývojári elektrických a elektronických zariadení na tento účel používajú modelovacie programy. Pomocou nich sa robia všetky potrebné výpočty a správanie prvkov obvodu sa modeluje v rôznych situáciách. Až potom je to prototyp montovaného technického zariadenia. Jedným z takýchto rozšírených programov je výkonný simulačný systém Multisim 14.0 od National Instruments.

Ako určiť silu rezistorov s týmto programom? Môžete to urobiť dvomi spôsobmi. Prvou metódou je meranie prúdu a napätia pomocou ampérmetra a voltmetra. Násobením výsledkov merania získame potrebný výkon.

Z tejto schémy určujeme silu odporu R3:

P 3 = U ∙ I = 1,032 ∙ 0,02 = 0,02064 W = 20,6 mW.

Druhou metódou je priame meranie výkonu pomocou wattmetra.

Z tohto diagramu je zrejmé, že sila odporu R3 sa rovná P3 = 20,8 mW. Rozdiel v dôsledku chyby v prvej metóde je väčší. Podobne sú stanovené aj právomoci ostatných prvkov.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 sk.atomiyme.com. Theme powered by WordPress.