Смешанное соединение резисторов

СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

Резисторы между собой могут быть соединены двумя основными способами: последовательно и параллельно. Смешанное соединение резисторов является их комбинацией.

Сочетания любых соединений резисторов можно привести к одному резистору, расчетом сопротивления которого (R) мы сейчас займемся.

Параллельное соединение резисторов.

Смешанное соединение резисторов Давайте рассчитаем общее сопротивление такой цепи (рисунок 1). Для этого нам понадобится закон Ома - I=U/R и закон Кирхгофа - I=I1 +I2 +..In

Последняя формула является основной для расчета сопротивления цепи параллельно соединенных резисторов. Для двух резисторов ее можно записать более удобно: R=(R1 *R2 )/(R1 +R2 ).

Отсюда следует, что в случае параллельного соединения двух одинаковых по номиналу резисторов ( R1 =R2 ) их общее сопротивление будет вдвое меньше любого из них. Это полезно помнить.

Последовательное соединение резисторов.

Смешанное соединение резисторов Используя уже упомянутые законы для цепи последовательно соединенных резисторов (рисунок 2) можем записать:

То есть общее сопротивление резисторов при последовательном соединении равно сумме их сопротивлений.

Смешанное соединение резисторов.

Такое соединение всегда можно представить как комбинацию последовательного и параллельного соединений (рис.3).

Смешанное соединение резисторов

Расчет общего сопротивления цепи при этом производится поэтапно. В приведенном примере рассчитываем:

  1. последовательное сопротивление резисторов Rпосл=R1 +R2
  2. параллельное соединение R=(Rпосл*R3 )/(Rпосл+R3 )

Безусловно, могут встретиться более сложные варианты, но методика расчета их сопротивления та же.

Несколько слов про то, когда возникает необходимость соединять резисторы тем или иным способом:

  1. Отсутствие "под рукой" резистора нужного номинала. При этом следует помнить, что погрешности резисторов будут суммироваться.

Например, для рисунка 3.a, если фактическая погрешность R1 составляет +10%, а R2 имеет +15%, то для Rпосл она будет +25%.

Здесь следует обращать внимание на знак, то есть для -10% и +15% в результате получим +5%.

  • Необходимость получить большую мощность.

    Здесь надо учесть, что при одинаковых номиналах сопротивлений и мощностей соединяемых резисторов, как при последовательном, так и при параллельном их соединении итоговая мощность будет равна сумме мощностей.

    В противном случае следует ее рассчитать, используя закон Ома и формулу для определения рассеиваемой мощности P=I*U .

  • Про мощность и номиналы резисторов можно почитать здесь.

    © 2012-2017 г. Все права защищены.

    Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

    *****

    Смешанное соединение резисторов

    Смешанное соединение резисторов

    Смешанное соединение резисторов

    Закон Ома для полной цепи, определение которого касается значения электрического тока в реальных цепях, находится в зависимости от источника тока и от сопротивления нагрузки. Этот закон носит и другое название – закон Ома для замкнутых цепей. Принцип действия данного закона заключается в следующем. В качестве самого простого примера, электрическая лампа, являющаяся потребителем электрического тока, совместно с источником тока есть не что иное, как замкнутая электрическая цепь. Данная электрическая цепь наглядно показана на рисунке. Электроток, проходя через лампочку, также проходит и через сам источник тока. Таким образом, во время прохождения по цепи, ток испытает сопротивление не только проводника, но и сопротивление, непосредственно, самого источника тока. В источнике сопротивление создается электролитом, находящимся между пластинами и пограничными слоями пластин и электролита. Отсюда следует, что в замкнутой цепи, ее общее сопротивление будет состоять из суммы сопротивлений лампочки и источника тока. Внешнее и внутреннее сопротивление Сопротивление нагрузки, в данном случае лампочки, соединенной с источником тока, носит название внешнего сопротивления. Непосредственное сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. Для более наглядного изображения процесса, все значения необходимо условно обозначить. I – сила тока, R – внешнее сопротивление, r – внутреннее сопротивление. Когда по электрической цепи протекает ток, то для того, чтобы поддерживать его, между концами внешней цепи должна присутствовать разность потенциалов, которая имеет значение IхR. Однако, протекание тока наблюдается и во внутренней цепи. Значит, для того, чтобы поддержать электроток во внутренней цепи, также необходима разность потенциалов на концах сопротивления r. Значение этой разности потенциалов равно Iхr. Электродвижущая сила аккумулятора Аккумулятор должен иметь следующее значение электродвижущей силы, способной поддерживать необходимый ток в цепи: Е=IхR+Iхr. Из формулы видно, что электродвижущая сила аккумулятора составляет сумму внешнего и внутреннего напряжения. Значение тока нужно вынести за скобки: Е=I(r+R). Иначе можно представить: I=Е/(r+R). Двумя последними формулами выражается закон Ома для полной цепи, определение которого звучит следующим образом: в замкнутой цепи сила тока прямо пропорциональна электродвижущей силе и обратно пропорциональна сумме сопротивлений этой цепи

    31.173.84.190 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

    *****

    Смешанное соединение резисторов

    Смешанным соединением называют сочетание последовательного и парал­лельного соединений резисторов. Большое разнообразие этих соединений не позволяет вывести общую формулу для определения эквивалентного сопро­тивления цепи. Поэтому в каждом конкретном случае, используя методы расчета при последовательном и параллельном соединениях, можно рассчитать эквива­лентное сопротивление при смешанном соединении. Поясним это на конкретном примере расчета электрической цепи (рис. 1.20 а).

    Электрическую цепь постепенно упрощают и приводят к простейшему виду (рис. 1.20 б, в)

    1.8.4. Метод преобразований треугольника резисторов
    в эквивалентную звезду и наоборот

    Рассмотрим две электрические цепи (рис. 1.21). Одна из них имеет вид тре­угольника, другая – трехлучевой звезды. В дальнейшем такие соединения будем называть соответственно соединением в треугольник и соединением звездой.

    Соединения такого вида очень распространены в трехфазных цепях, в кото­рых часто возникает необходимость перехода от одного вида соединения к другому (эквивалентному). Эквивалентность треугольника и звезды резисторов заключается в том, что их замена не изменяет потенциалов узловых точек (φа, φb и φс ), являющихся вершинами треугольника и эквивалентной звезды. Не изме­няются также токи, напряжения и мощности в остальной части схемы, не затро­нутой преобразованием.

    Формулы пересчета без вывода сопротивлений ветвей треугольника . . в эквивалентную звезду . . имеют вид

    При переходе от звезды к треугольнику можно воспользоваться следую­щими формулами

    Если сопротивления всех ветвей цепи по схеме треугольник одинаковы, т.е. . сопротивления эквивалентной звезды будут также одина­ковые: . причем

    1.8.5. Последовательное соединение источников
    энергии

    В практике последовательное и согласное включение источников приме­няют для увеличения напряжения. Рассмотрим схему с двумя согласно и одним встречно включенными источниками (рис. 1.22).

    Смешанное соединение резисторов

    По второму закону Кирхгофа запишем

    Напряжения на зажимах источников и приемника

    *****

    СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

    Это такое соединение, при котором все элементы идут один за одним без разветвлений.

    2. Общее напряжение цепи равно сумме напряжений на всех резисторах- U=U1 + U2 + U3 ;

    3.Сопротивление по отношению к входным зажимам называется входным сопротивлением и равно сумме сопротивлений участков - R вх = R1 + R2 + R3 ;

    4. Чем больше сопротивление участка, тем больше на нём падает напряжение- .

    ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

    Это такое соединение, при котором все начала элементов соединяются в одну точку, а все концы в другую и к этим точкам подводится напряжение.

    1. Общее напряжение цепи равно напряжению на каждом участке-

    2. Общий ток цепи равен сумме токов на всех участках- I = I1 + I2 + I3

    3. Чтобы найти входное сопротивление, рассчитывают вначале величину обратную входному сопротивлению

    - проводимость ( G )

    Общая проводимость цепи равна сумме проводимостей на каждом участке.

    4.Чем больше сопротивление участка, тем меньше ток, протекающий на нем.

    При параллельном соединении двух резисторов формулу входного сопротивления можно преобразовать

    2. Если известен общий ток, то можно найти ток ветви, умножив общий ток на сопротивление противоположной ветви и разделить на сумму сопротивлений ; .

    Cоставим подробное уравнение баланса мощностей для данной схемы. Оно является проверкой правильности решения задачи.

    20∙1=1 2 ∙9+1 2 ∙6+(0,25) 2 ∙12+(0,75) 2 ∙1+(0,75) 2 2+(0,75) 2 1+1 2 ∙2;

    20Вт=20Вт- задача решена верно

    Знаете ли Вы, что электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

    Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

    В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике .

    НОВОСТИ ФОРУМА
    Рыцари теории эфира

    *****

    Смешанное соединение резисторов

    Смешанное соединение резисторов

    1. Особенности последовательного соединения
    2. Параметры цепи при параллельном соединении
    3. Схема смешанного соединения резисторов
    4. Видео: смешанное соединение проводников

    Резистор представляет собой устройство, обладающее устойчивым, стабильным значением сопротивления. Это позволяет выполнять регулировку параметров на любых участках электрической цепи. Существуют различные виды соединений, в том числе и смешанное соединение резисторов. От использования того или иного способа в конкретной схеме, напрямую зависит падение напряжений и распределение токов в цепи. Вариант смешанного соединения состоит из последовательного и параллельного подключения активных сопротивлений. Поэтому в первую очередь нужно рассматривать эти два вида соединений, чтобы понять, как работают другие схемы.

    Последовательное соединение

    Последовательная схема подключения предполагает расположение резисторов в схеме таким образом, что конец первого элемента соединяется с началом второго, а конец второго – с началом третьего и т.д. То есть все резисторы поочередно следуют друг за другом. Сила тока при последовательном соединении будет одинаковой в каждом элементе. В виде формулы это выглядит следующим образом: Iобщ=I1=I2 . где Iобщ является общим током цепи, I1 и I2 – соответствуют токам 1-го и 2-го резистора.

    Смешанное соединение резисторов

    Таким образом, можно сделать вывод, что при последовательной схеме включения резисторов, электрический ток, протекающий через каждый из них равен общему значению тока во всей цепи. Напряжение на каждом резисторе будет разное, однако их общая сумма составит значение, равное общему напряжению всей электрической цепи. Общее сопротивление цепи также будет равно сумме сопротивлений каждого резистора, включенного в эту цепь.

    Параметры цепи при параллельном соединении

    Параллельное соединение представляет собой включение начальных выходов двух и более резисторов в единой точке, и концов этих же элементов в другой общей точке. Таким образом, фактически происходит соединение каждого резистора непосредственно с источником электроэнергии.

    Смешанное соединение резисторов

    Для расчетов общего сопротивления используется формула: Смешанное соединение резисторов. Она используется при наличии в цепи только двух сопротивлений. В тех случаях, когда сопротивлений в цепи подключено три и более, применяется другая формула:

    Смешанное соединение резисторов

    Таким образом, значение общего сопротивления электрической цепи будет меньше, чем самое минимальное сопротивление одного из резисторов, подключенных параллельно в эту цепь. На каждый элемент поступает напряжение, одинаковое с напряжением источника электроэнергии. Распределение тока будет прямо пропорциональным сопротивлению резисторов. Значение общего сопротивления резисторов, соединенных параллельно, не должно превышать минимального сопротивления какого-либо элемента.

    Схема смешанного соединения резисторов

    Схема смешанного соединения обладает свойствами схем последовательного и параллельного соединения резисторов. В этом случае элементы частично подключаются последовательно, а другая часть соединяется параллельно. На представленной схеме резисторы R1 и R2 включены последовательно, а резистор R3 соединен параллельно с ними. В свою очередь резистор R4 включается последовательно с предыдущей группой резисторов R1. R2 и R3 .

    Смешанное соединение резисторов

    Расчет сопротивления для такой цепи сопряжен с определенными трудностями. Для того чтобы правильно выполнить расчеты используется метод преобразования. Он заключается в последовательном преобразовании сложной цепи в простейшую цепь за несколько этапов.

    В заключение следует отметить, что смешанное соединение резисторов обладает положительными и отрицательными качествами последовательного и параллельного соединения. Это свойство успешно используется на практике в электрических схемах.

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *