نحوه تعیین مقاومت مقاومت. مقاومت های قدرت برای اتصال موازی

تمام دستگاه های الکترونیکی شامل مقاومت، که عنصر اصلی آنها است. با کمک آن، مقدار جریان در مدار الکتریکی را تغییر دهید. مقاله خواص مقاومت ها و روش ها برای محاسبه قدرت آنها را توصیف می کند.

تخصیص مقاومت

برای تنظیم جریان در مدارهای الکتریکی استفاده می شود مقاومت. این ویژگی توسط قانون اهم تعریف شده است:

I = U / R (1)

از فرمول (1) به وضوح دیده می شود که مقاومت پایین تر، افزایش جریان افزایش یافته و برعکس، مقدار R کوچکتر، جریان بیشتر است. این ویژگی مقاومت الکتریکی است که در مهندسی برق مورد استفاده قرار می گیرد. بر اساس این فرمول، مدارهای تقسیم کنونی در دستگاه های الکتریکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند.

در این مدار، جریان از منبع به دو، تقریبا متناسب با مقاومت مقاومت است.

علاوه بر مقررات فعلی، مقاومت در تقسیم ولتاژ استفاده می شود . در این مورد، قانون اوم دوباره استفاده می شود، اما در یک شکل کمی متفاوت:

U = I ∙ R (2)

از فرمول (2) بدست می آید که به عنوان افزایش مقاومت، ولتاژ افزایش می یابد. این ویژگی برای ساخت مدارهای تقسیم ولتاژ استفاده می شود.

از مدار و فرمول (2) روشن است که ولتاژ در سراسر مقاومت در مقایسه با مقاومت است.

تصویر مقاومت در مدار

طبق استاندارد، مقاومت توسط یک مستطیل با ابعاد 10 × 4 میلی متر نشان داده شده و با حرف R نشان داده شده است. قدرت مقاومت در مدار اغلب نشان داده شده است. تصویر این شاخص توسط خطوط مورب یا راست اجرا می شود. اگر قدرت بیش از 2 وات باشد، تعیین در عدد رومی ساخته شده است. این معمولا برای مقاومت های سیم ساخته می شود. در برخی از ایالت ها، به عنوان مثال در ایالات متحده آمریکا، دیگر کنوانسیون ها استفاده می شود. برای ساده سازی تعمیر و تجزیه و تحلیل مدار، قدرت مقاومت اغلب ارائه می شود ، که تعیین آن مطابق با GOST 2.728-74 انجام می شود.

ویژگی های فنی دستگاه

مشخصه اصلی مقاومت، مقاومت اسمی R _{n است} ، که بر روی نمودار در نزدیکی مقاومت و بر روی آن نشان داده شده است. واحد مقاومت، اهم، کیلو و مگا است. مقاومت با مقاومت در برابر کسری از اهم و تا صدها مگاوام تولید می شود. فن آوری های زیادی برای تولید مقاومت وجود دارد، همه آنها دارای مزایا و معایب است. در اصل، هیچ فن آوری ای وجود ندارد که امکان ایجاد یک مقاومت با یک مقدار مقاومت مشخص شده کاملا دقیق باشد.

دومین ویژگی مهم انحراف از مقاومت است. در٪ از ریز اسمی اندازه گیری شده است. رنج مقاومت انحراف معیار ± ± 20، ± 10، ± 5، ± 2، ± 1٪ و بیشتر به ± 0.001٪ می رسد.

ویژگی مهم بعدی قدرت مقاومت است. در طول عملیات، آنها از جریان جریان از طریق آنها گرم می شوند. اگر از دست دادن قدرت بیش از مقدار مجاز باشد، دستگاه شکست خواهد خورد.

مقاومت زمانی که گرما مقاومت خود را تغییر می دهد، بنابراین برای دستگاه هایی که در محدوده ی دمايی وسیع عمل می کنند، یکی دیگر از مشخصه ها - ضریب مقاومت دما است. این اندازه گیری در ppm / ° C، یعنی 10 ^-6 R _n / ° C (یک میلیونمتر Rn در 1 ° C).

اتصال سریال مقاومت

مقاومت می تواند به سه روش متصل شود: ترتیبی، موازی و مخلوط. با اتصال سری، جریان به طور متناوب از طریق تمام مقاومت ها عبور می کند.

با چنین اتصال، جریان در هر نقطه از زنجیره ای یکسان است، می توان آن را با قانون اهم تعیین کرد. مقاومت کلی مدار در این مورد برابر با مجموع مقاومت است:

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 اهم؛

I = U / R = 100/390 = 0.256 A

اکنون می توان قدرت را با اتصال سری از مقاومت ها تعیین کرد، آن را با فرمول محاسبه می شود:

P = I ² ∙ R = 0.256 ² ∙ 390 = 25.55 W.

به طور مشابه، قدرت مقاومت باقی مانده تعیین می شود:

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.

اگر قدرت مقاومت را ترکیب می کنید، P:

P = 13.11 + 6.55 + 3.34 + 2.55 = 25.55 W.

اتصال موازی مقاومت

با اتصال موازی، تمام آغاز مقاومت ها به یک گره مدار متصل می شوند و به انتهای دیگر متصل می شوند. با این اتصال، شاخه های فعلی و جریان از طریق هر دستگاه. مقدار جریان، طبق قانون اهم، به طور معکوس متناسب با مقاومت است و ولتاژ در تمام مقاومتها یکسان است.

قبل از پیدا کردن جریان، لازم است که هدایت کل همه مقاومت ها را با توجه به فرمول شناخته شده محاسبه کنیم:

1 / R = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ + 1 / R ₃ + 1 / R ₄ = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 = 0.005 + 0.01 + 0.0196 + 0.0256 = 0.06024 1 / اهم.

مقاومت متقابل هدایت است:

R = 1 / 0.06024 = 16.6 Ohm.

با استفاده از قانون اوم، یک جریان را از طریق یک منبع پیدا می کند:

I = U / R = 100 ∙ 0.06024 = 6.024 A.

دانستن جریان از طریق منبع، پیدا کردن قدرت از مقاومت های موازی متصل با توجه به فرمول:

P = I ² ∙ R = 6،024 ² ∙ 16.6 = 602.3 W.

طبق قانون اهم، جریان از طریق مقاومت محاسبه می شود:

I ₁ = U / R ₁ = 100/200 = 0.5 A؛

I ₂ = U / R ₂ = 100/100 = 1 A؛

I ₃ = U / R ₁ = 100/51 = 1.96 A؛

I ₁ = U / R ₁ = 100/39 = 2.56 A.

کمی با فرمول دیگر، شما می توانید قدرت مقاومت در اتصال موازی محاسبه:

P ₁ = U ² / R ₁ = 100 2/200 = 50 W؛

P ₂ = U ² / R ₂ = 100 2/100 = 100 W؛

P ₃ = U ² / R ₃ = 100 2/51 = 195.9 W؛

P ₄ = U ² / R ₄ = 100 2/39 = 256.4 W.

اگر همه اینها را با هم ترکیب کنید، قدرت تمام مقاومت ها را می گیرید:

P = P ₁ + P ₂ + P ₃ + P ₄ = 50 + 100 + 195.9 + 256.4 = 602.3 W.

مخلوط ترکیب

مدارهای با مقاومت مخلوط از مقاومت ها شامل یک اتصال سریال و همزمان به موازات است. این مدار تبدیل آسان است، جایگزین اتصال موازی مقاومت در سری. برای انجام این کار ابتدا مقاومت R ₂ و R _{6 را} با مجموع R _2.6 خود جایگزین کنید، با استفاده از فرمول زیر:

R _2.6 = R ₂ ∙ R ₆ / R ₂ + R _6.

به طور مشابه، دو رزولوشن موازی R ₄ ، R ₅ با یک R _4.5 جایگزین می شوند _:

R _4.5 = R ₄ ∙ R ₅ / R ₄ + R ₅ .

نتیجه یک طرح جدید و ساده است. هر دو طرح در زیر آمده است.

قدرت مقاومت در یک مدار با اتصال مخلوط با فرمول تعیین می شود:

P = U ∙ I.

برای محاسبه این فرمول، ابتدا ولتاژ در هر مقاومت و اندازه جریان را از طریق آن پیدا می کنیم. شما می توانید از روش دیگری برای تعیین مقاومت مقاومت استفاده کنید. برای انجام این کار، از فرمول استفاده کنید:

P = U ∙ I = (I ∙ R) ∙ I = I ² ∙ R.

اگر فقط ولتاژ در سراسر مقاومت شناخته شده است، سپس یک فرمول دیگر استفاده می شود:

P = U ∙ I = U ∙ (U / R) = U ² / R

هر سه فرمول اغلب در عمل استفاده می شود.

محاسبه پارامترهای مدار

محاسبه پارامترهای مدار به منظور یافتن جریان های ناشناخته و ولتاژ های تمام شاخه ها بر روی بخش های مدار الکتریکی است. با داشتن این داده ها، می توان قدرت هر مقاومت در مدار را محاسبه کرد. روش های ساده محاسبه شده در بالا نشان داده شده است، در عمل وضعیت پیچیده تر است.

در مدارهای واقعی، اغلب ترکیبی از مقاومت هایی با یک ستاره و یک مثلث وجود دارد که در محاسبات بسیار مشکل ایجاد می کند. برای ساده سازی چنین طرح ها، روش هایی برای تبدیل ستاره به یک مثلث و برعکس ساخته شده است. این روش در نمودار زیر نشان داده شده است:

اولین طرح دارای یک ستاره در ترکیب آن است، متصل به گره 0-1-3. مقاومت R1 به گره 1، به گره 3 - R3، و گره 0 - R5 متصل می شود. در طرح دوم، مقاومت از مثلث به گره 1-3-0 متصل می شود. برای گره 1، مقاومت R1-0 و R1-3 به گره 3 - R1-3 و R3-0، و گره 0 - R3-0 و R1-0 متصل می شوند. این دو طرح به طور کامل معادل هستند.

برای تبدیل از اولین طرح به دوم، مقاومت مقاومتهای مثلث محاسبه می شود:

R1-0 = R1 + R5 + R1 ∙ R5 / R3؛

R1-3 = R1 + R3 + R1 ∙ R3 / R5؛

R3-0 = R3 + R5 + R3 ∙ R5 / R1.

تحولات بیشتر به محاسبه مقاومتهای موازی و سریال متصل می شوند. وقتی امپدانس مدار پیدا می شود، قانون اهم جریان را از طریق منبع پیدا می کند. با استفاده از این قانون، جریان در تمام شاخه ها آسان است.

چگونه می توان قدرت مقاومت را پس از یافتن تمام جریان ها تعیین کرد؟ برای انجام این کار، از فرمول شناخته شده استفاده کنید: P = I ² ∙ R، استفاده از آن برای هر مقاومت، قدرت خود را پیدا می کنیم.

تعیین تجربیات ویژگی های عناصر مدار

برای تعیین تجربیات مورد نیاز عناصر، لازم است که یک مدار داده شده از اجزای واقعی را جمع آوری کنیم. بعد از این همه اندازه گیری های لازم با کمک ابزار اندازه گیری الکتریکی انجام می شود. این روش وقت گیر و گران است. توسعه دهندگان دستگاه های الکتریکی و الکترونیکی برای این منظور از برنامه های مدل سازی استفاده می کنند. با کمک آنها، تمام محاسبات لازم انجام می شود و رفتار عناصر مدار در شرایط مختلف مدل سازی می شود. تنها پس از آن این نمونه اولیه یک دستگاه فنی مونتاژ شده است. یکی از برنامه های گسترده این سیستم قدرتمند Multisim 14.0 از ابزار ملی است.

چگونه توان مقاومت این برنامه را تعیین کنیم؟ این را می توان به دو صورت انجام داد. اولین روش اندازه گیری جریان و ولتاژ با استفاده از آمپر و یک ولت متر است. ضرب نتایج اندازه گیری، قدرت مورد نیاز را به دست می آوریم.

از این طرح، قدرت مقاومت R3 را تعیین می کنیم:

P ₃ = U ∙ I = 1،032 ∙ 0،02 = 0،02064 W = 20،6 مگاوات.

روش دوم اندازه گیری مستقیم توان با یک وات متر است.

از این نمودار می توان دید که مقاومت R3 برابر با P3 = 20.8 مگاوات است. اختلاف به دلیل خطا در روش اول بیشتر است. به طور مشابه، قدرت عناصر باقی مانده مشخص می شود.