Паралельне і послідовне з’єднання резисторів

В електротехніці і електроніці дуже широко використовуються резистори. Застосовуються вони в основному для регулювання в схемах струму і напруги. Основні параметри: електричний опір (R) вимірюється в Омах, потужність (Вт), стабільність і точність їх параметрів в процесі експлуатації. Можна згадати ще безліч його параметрів, – адже це звичайне промислове виріб.

послідовне з’єднання

Послідовне з’єднання – це таке з’єднання, при якому кожний наступний резистор підключається до попереднього, утворюючи нерозривний ланцюг без розгалужень. Струм I = I1 = I2 в такому колі буде однаковим в кожній її точці. Навпаки, напруга U1, U2 в різних її точках буде різним, причому робота по перенесенню заряду через весь ланцюг, складається з робіт по перенесенню заряду в кожному з резисторів, U = U1 + U2. Напруга U по закону Ома одно току, помноженому на опір, і попередній вираз можна записати так:

IR = IR1 + IR2,

де R – загальний опір кола. Тобто по простому йде падіння напруги в точках з’єднання резисторів і чим більше підключених елементів, тим більше відбувається падіння напруги

Звідси слідує що  , загальне значення такого з’єднання визначається підсумовуванням опорів послідовно. Наші міркування справедливі для будь-якої кількості послідовно з’єднуються ділянок ланцюга.

паралельне з’єднання

Об’єднаймо початку декількох резисторів (точка А). В іншій точці (В) ми з’єднаємо всі їх кінці. В результаті отримаємо ділянку ланцюга, який називається паралельним з’єднанням і складається з певної кількості паралельних один одному гілок (в нашому випадку – резисторів). При цьому електричний струм між точками А і B розподілиться по кожній з цих гілок.

Напруги на всіх резисторах будуть однакові: U = U1 = U2 = U3, їх кінці – це точки А і В.

Заряди, що пройшли за одиницю часу через кожен резистор, в сумі утворюють заряд, що пройшов через весь блок. Тому сумарний струм через зображену на малюнку ланцюг I = I1 + I2 + I3.

Тепер, використавши закон Ома, остання рівність перетворюється до такого виду:

U / R = U / R1 + U / R2 + U / R3.

Звідси випливає, що для еквівалентного опору R справедливо:

1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3

або після перетворення формули ми можемо отримати іншу запис, такого виду:.

Чим більша кількість резисторів (або інших ланок електричного кола, що володіють деяким опором) з’єднати по паралельній схемі, тим більше шляхів для протікання струму утворюється, і тим менше загальний опір кола.

Слід зазначити, що зворотна опору величина називається провідністю. Можна сказати, що при паралельному з’єднанні ділянок ланцюга складаються провідності цих ділянок, а при послідовному з’єднанні – їх опору.

приклади використання

Зрозуміло, що при послідовному з’єднанні, розрив ланцюга в одному місці призводить до того, що струм перестає йти по всьому ланцюгу. Наприклад, ялинкова гірлянда перестає світити, якщо перегорить всього одна лампочка, це погано.

Але послідовне з’єднання лампочок в гірлянді дає можливість використовувати велику кількість маленьких лампочок, кожна з яких розрахована на напругу мережі (220 В), поділене на кількість лампочок.

Послідовне з’єднання резисторів на прикладі 3-х лампочок і ЕРС

Зате при послідовному підключенні запобіжного пристрою його спрацьовування (розрив плавкої вставки) дозволяє знеструмити всю електричну ланцюг, розташовану після нього і забезпечити потрібний рівень безпеки, і це добре. Вимикач в мережу живлення електроприладу включається також послідовно.

Паралельне з’єднання також широко використовується. Наприклад, люстра – все лампочки з’єднані паралельно і перебувають під одним і тим же напругою. Якщо одна лампа перегорить, – не страшно, інші не згаснуть, вони залишаються під тим же самим напругою.

Паралельне з’єднання резисторів на прикладі 3-х лампочок і генератора

При необхідності збільшення здатності схеми розсіювати теплову потужність, що виділяється при протіканні струму, широко використовуються і послідовне, і паралельне об’єднання резисторів. І для послідовного, і паралельного способів з’єднання деякої кількості резисторів одного номіналу загальна потужність дорівнює добутку кількості резисторів на потужність одного резистора.

Змішане з’єднання резисторів

Також часто використовується змішане з’єднання. Якщо, наприклад необхідно отримати опір певного номіналу, але його немає в наявності можна скористатися одним з вище описаних способів або скористатися змішаним з’єднанням.

Звідси, можна вивести формулу яка і дасть нам необхідне значення:

Rобщ. = (R1 * R2 / R1 + R2) + R3

В нашу епоху розвитку електроніки і різних технічних пристроїв в основі всіх складнощів лежати прості закони, які поверхово розглядаються на даному сайті і думаю, що вам вони допоможуть успішно застосовувати в своєму житті. Якщо наприклад взяти ялинкову гірлянду, то з’єднання лампочок йде один за одним, тобто грубо кажучи це окремо-узяте опір.

Не так давно гірлянди стали з’єднаються змішаним способом. Взагалі, в сукупності всі ці приклади з резисторами взяті умовно, тобто будь-яким елементом опору може бути струм проходить через елемент з падінням напруги і виділенням тепла.

Ссылка на основную публикацию