Sběr nezávislých obvodů, šunky pro začátečníky čelí potřebě prokázat jeden nebo druhý odpor, jehož velikost není ve standardní sérii nebo po ruce. Proto je požadovaná hodnota impedance vybrána paralelním nebo sériovým připojením prvků. Pro správný výpočet ekvivalentní hodnoty je nejjednodušší použít kalkulačku pro odpor, ale výpočty můžete také provést sami pomocí jednoduchých vzorců.

Přiřazení a stanovení impedance

Téměř žádné elektronické zařízení se neobejde bez rezistorů ve svém obvodu. Jako pasivní prvky mají hlavní účel - omezit množství proudu v elektrickém obvodu. Kromě omezení proudu slouží jako děliče napětí nebo zkraty v měřících zařízeních.

Elektrický odpor je veličina, která má fyzickou povahu a charakterizuje schopnost vodiče procházet elektrický proud. Princip fungování rezistoru popsal vynikající experimentátor Ohm. Později se na jeho počest jmenovala jednotka elektrického odporu Ohm. Vědec provádějící řadu experimentů zjistil vztah mezi proudovou silou, napětím a odporem ve vodiči. V důsledku toho byl odvozen jednoduchý vzorec známý jako Ohmův zákon: I = U / R, kde:

  • I - proud procházející dirigentem, měřený v ampérech;
  • U je napětí přivedené na vodič, měrnou jednotkou je volt;
  • R je odpor vodiče měřený v ohmech.

Později se zařízení, která se používají pouze jako odporové prvky v elektrických obvodech, nazývají rezistory. Taková zařízení se kromě hodnoty odporu vyznačují výkonem vypočteným podle následujícího vzorce: P = I2 * R. Výsledná hodnota se měří ve wattech.

V obvodech se používá paralelní i sériové připojení vodičů. V závislosti na tom se také mění hodnota impedance části obvodu. Typ připojení, pokud není použit k výběru požadované hodnoty, charakterizuje použití rezistorů v prvním případě jako omezovače proudu a ve druhém - jako děliče napětí.

Na diagramech jsou rezistory označeny jako obdélník a označeny latinským písmenem R. Dále je uvedeno sériové číslo a hodnota odporu. Například R23 1k znamená, že rezistor číslo 23 má odpor jeden kilo ohm. Pruhy zobrazené uvnitř obdélníku charakterizují sílu rozptýlenou na vodiči.

Základní zákon zachování energetických stavů: energie nikde nezmizí a nevypadá z ničeho, ale pouze mění tvar. Proto, když je proud omezený, část energie se přemění na teplo. To je tato část, která se nazývá disipační síla rezistoru, tj. Jeho velikost, kterou odpor odolá, aniž by se změnily jeho parametry.

Samotný rezistor může mít odlišný design a vzhled . Například být drát, keramika, slída atd. Je označen třemi způsoby:

  1. Systém barevných pruhů. Každý sloupec je zodpovědný za konkrétní faktor. Dekódování proužků lze získat z adresářů nebo online kalkulaček.
  2. Čísla a písmena. Číslo přímo označuje hodnotu odporu a písmeno označuje multiplikátor. Například 15M je patnáct megohmů.
  3. Digitální Obvykle se používají tři čísla, první a druhé označuje hodnotu odporu a poslední je multiplikátor. Například 103 je deset kilo ohmů.

Proto, když vidíme, které rezistory jsou nainstalovány v obvodu, není pro začínajícího amatérského amatére obtížné vypočítat celkový odpor, zejména pomocí online kalkulačky pro připojení odporů paralelně nebo v sérii. Pokud není možné rozlišit označení na krytu, lze jeho odpor měřit pomocí multimetru. Zkušení elektrotechničtí pracovníci však vědí, že pro přesné měření budete muset odpojit jeden odporový výstup z obvodu. Důvodem je přesně způsob připojení vodiče.

Paralelní připojení

Takové spojení rezistorů se získá kombinací dvou nebo více elektrických zařízení, ve kterých jeden z jejich závěrů je vzájemně propojen a tvoří první společný bod, zatímco ostatní, stejně jako první, tvoří druhý společný bod. V tomto případě je napětí ve všech prvcích stejné a síla procházejícího proudu závisí na jejich impedanci.

Vzorec pro paralelní připojení odporů je následující:

R = (R1 * R2 * R3 … * Rх) / (R1 + R2 + R3 … + Rх), kde Rх je sériové číslo rezistoru.

Z toho vyplývá, že proud protékající jednotlivými vodiči je určen vzorcem: In = U / Rn.

Na základě toho bude při paralelním připojení výsledná impedance dvou nebo více odporů nižší než nejnižší hodnota odporu v připojení. Navíc, když jsou paralelně zapojeny pouze dva odpory mající stejnou nominální hodnotu, mohou být nahrazeny ekvivalentem rovným jedné sekundě hodnoty této nominální hodnoty.

Takže můžete připojit sto odporů, pak je ekvivalentní odpor definován jako stotina nominální hodnoty. Například, nechť existuje část obvodu s deseti rezistory spojenými navzájem paralelně navzájem s nominální hodnotou 10 Ohmů, pak bude celkový odpor desetina, jmenovitě Rob = 10/10 = 1 Ohm.

Je důležité si uvědomit, že při takovém připojení bude aktuální hodnota rozdělena každým prvkem, proto lze také použít rezistory s menším výkonem, než kdyby byl použit ekvivalent, který nahradí veškeré paralelní připojení.

Příklad výběru náhrady

Při vývoji zařízení bylo třeba v rezonanční části použít odpor 6 ohmů. Při studiu jmenovitého rozsahu standardních hodnot produkovaných průmyslem je třeba poznamenat, že v něm není odpor 6 ohmů.

Chcete-li získat požadovanou hodnotu, musíte použít paralelní zahrnutí dvou prvků. Ekvivalentní hodnota odporu pro dva rezistory je v tomto případě v tomto pořadí:

  • 1 / R = (1 / R1) + (1 / R2);
  • 1 / R = (R1 + R2) / (R1 * R2);
  • Re = (R1 * R2) / (R1 + R2).

Z řešení je vidět, že pokud se R1 shoduje v nominální hodnotě s R2, pak se hodnota celkového odporu rovná polovině hodnoty jednoho z prvků. Proto při požadované nominální hodnotě 6 Ohmů bude tato hodnota: Rx = 2 * 6 = 12 Ohmů. Pro ověření výsledku nahraďte získanou odpověď ve vzorci: Re = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (12 * 12) / (12 + 12) = 6 Ohmů.

Řešení tohoto problému tedy bude paralelní začlenění dvou rezistorů s hodnotou odporu 12 Ohmů.

Úkol najít ekvivalent

Ať se jedná o obvod se třemi paralelně zapojenými odpory a pro zjednodušení je nutné je nahradit jedním prvkem. Jmenovité hodnoty vodičů jsou: R1 = 320 Ohm, R2 = 10 Ohm, R3 = 1 kOhm. K vyřešení problému se používá známý vzorec:

  • 1 / R = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3);
  • Req = (R1 * R2 * R3) / (R1 + R2 + R3).

Před nahrazením hodnot ve vzorci musí být všechny přeneseny do mezinárodního systému jednotek (SI). Jeden kilo Ohm se tedy rovná 1000 Ohmům, nahrazením této hodnoty získáte odpověď: Re = (320 * 1 * 1000) / (320 + 10 + 1000) = 2406 Ohmů nebo 2, 4 kOhm, což právě odpovídá hodnotě ze standardní řady. Tato technika výpočtu se používá pro libovolný počet paralelně zapojených odporů.

Postupné zařazení

Tento typ zapojení znamená typ připojení, když jsou rezistory propojeny pouze jednou svorkou, tvoří řetěz, zatímco mezi jeho začátkem a koncem neexistuje vodivost odpovídající režimu zkratu. Při použití sériového připojení bude proudová síla stejná pro jakýkoli vodič a potenciální rozdíl v části obvodu bude hodnota rovná součtu potenciálních rozdílů na svorkách každého z vodičů. Výpočet hodnoty celkové impedance je v tomto případě poměrně jednoduchý, proto jsou všechny nominální hodnoty prvků obsažených v řetězci jednoduše shrnuty: Rtotal = R1 + R2 + … + Rn.

Například v obvodu se používá odporový řetězec sestávající z pěti rezistorů: R1 = 32 Ohm, R2 = 16 Ohm, R3 = 1 kOhm, R4 = 4, 7 kOhm, R5 = 1 Ohm. Po přenesení všech hodnocení do mezinárodního systému se odpověď rovná: Rtotal = 32 + 16 + 1000 + 4700 + 10 = 5758 Ohms nebo 5, 75 kOhms, což odpovídá standardní hodnotě 5, 6 kOhms.

Smíšené připojení

V tomto případě je v úseku obvodu použita kombinace paralelního a sériového zapojení prvků. Takové spojení se často nazývá paralelní sériové:

  • Při sériovém zapojení je celková impedance prvků přímo úměrná součtu odporů každého z rezistorů.
  • Když jsou vodiče zapojeny paralelně, hodnota inverzní k součtu impedance obvodu odpovídá součtu hodnot inverzní k odporům prvků zapojených paralelně.

Pomocí těchto pravidel, která platí pro libovolný počet připojených vodičů v obvodu, je stanovena celková hodnota impedance pro jakýkoli typ připojení. Za účelem stanovení ekvivalentní hodnoty odporu paralelního zapojení je úsek obvodu rozdělen na malé skupiny paralelních nebo sériově zapojených odporů. Potom se používá algoritmus, který pomáhá optimalizovat výpočet ekvivalentní hodnoty:

Celkový odpor všech uzlů v obvodu s paralelním připojením odporů se stanoví:

  1. Pokud jsou v těchto uzlech sériově zapojené vodiče, je nejprve uvažován jejich odpor.
  2. Jakmile jsou vypočteny hodnoty ekvivalentních hodnot, obvod se zjednoduší na řadu ekvivalentních odporů.
  3. Zjistí se konečná hodnota celkového odporu.

Například existuje obvod, ve kterém je nutné určit celkový odpor obvodu, zatímco odpor rezistorů R1 = R3 = R5 = R6 = 3 Ohmy a R2 = 20 Ohmů a R4 = 24 Ohmů. Odpory R3, R4 a R5 jsou zapojeny do série, takže celková impedance v této části obvodu je: Rob1 = R3 + R4 + R5 = 30 Ohmů.

Po výměně R3, R4, R5 za Rob1 bude odpor R3 připojen paralelně s tímto odporem. Proto bude impedance v této sekci rovna:

Rob2 = (R2 * Rob1) / (R3 + Rob1) = (20 * 30) / (20 + 30) = 12 Ohmů.

Rezistory R1 a R6 jsou zapojeny v sérii s Rob2 v sérii, což znamená, že ekvivalent celého obvodu je: Req = Rob1 + Rob2 + R6 = 3 + 12 + 3 = 18 Ohmů.

Postupně se tedy vypočítává ekvivalentní hodnota jakékoli složitosti obvodu . Se spoustou vodičů zahrnutých do elektrického obvodu není obtížné provádět chyby ve výpočtech, takže všechny operace jsou prováděny pečlivě nebo jsou používány online kalkulačky.

Online výpočet na kalkulačce

Bylo vytvořeno mnoho webových stránek, které vám umožní najít odpor paralelních odporů během několika sekund pomocí vzorců pro výpočet paralelního připojení ve vašich výpočetních algoritmech. Takové kalkulačky jsou docela užitečné pro návrháře radioamatérů nebo odborníky REA, pokud je obtížné zvolit správnou hodnotu rezistoru a nahradit ji v obvodu elektronického zařízení.

Vzhled online aplikací se může od sebe lišit, ale princip fungování je stejný. Důležitým faktem v práci programů je skutečnost, že jejich výpočtové algoritmy používají různou přesnost při zaokrouhlování výsledku, takže odpověď v některých programech se může při porovnání mírně lišit.

Samotná aplikace je obvykle buňkou, do které se zadává hodnota rezistorů v mezinárodním měřicím systému. Po vyplnění všech polí se stiskne tlačítko „Vypočítat“ a odpověď se získá v protější buňce. Odpověď se počítá v ohmech. V některých aplikacích lze funkčnost rozšířit, jedná se o funkce, jako je automatický převod hodnot rezistorů do systému SI, zobrazení nejbližší standardní hodnoty odporu z nominální řady, v blízkosti přijaté odpovědi.

Zpětný přechod může být také užitečnou funkcí, když je zaveden ekvivalentní odpor a v reakci je uvedena kombinace jmenovitých hodnot vodičů pro paralelní připojení.

Výpočet pomocí online kalkulaček tedy pomáhá řešit problém nejen rychle, ale také přesně, což často používají nejen radioamatéři, ale i profesionálové.

Kategorie:

Technologie