Как рассчитать падение напряжения на резисторе калькулятор. Как рассчитать падение напряжения на резисторе: подробное руководство с примерами — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно рассчитать падение напряжения на резисторе в электрической цепи. Какие формулы нужно использовать для последовательного и параллельного соединения резисторов. Как применять закон Ома для расчета падения напряжения. Какие особенности нужно учитывать при расчетах в разных типах цепей.

Содержание

Что такое падение напряжения на резисторе

Падение напряжения на резисторе — это разность потенциалов между входом и выходом резистора при протекании через него электрического тока. Другими словами, это напряжение, которое «теряется» на резисторе при прохождении тока.

Падение напряжения на резисторе зависит от двух основных факторов:

Силы тока, протекающего через резистор
Сопротивления резистора

Чем больше ток и сопротивление, тем больше будет падение напряжения на резисторе. Эта зависимость описывается законом Ома.

Закон Ома и его применение для расчета падения напряжения

Закон Ома — это фундаментальный закон электротехники, который связывает между собой напряжение, ток и сопротивление в электрической цепи. Он выражается формулой:

U = I * R

где:

U — напряжение (В)
I — сила тока (А)
R — сопротивление (Ом)

Для расчета падения напряжения на резисторе закон Ома можно применить следующим образом:

ΔU = I * R

где ΔU — падение напряжения на резисторе.

Таким образом, зная силу тока через резистор и его сопротивление, можно легко рассчитать падение напряжения на нем.

Расчет падения напряжения в последовательной цепи

В последовательной цепи ток через все элементы одинаковый, а общее напряжение распределяется между всеми резисторами. Рассмотрим алгоритм расчета падения напряжения для такой цепи:

Рассчитать общее сопротивление цепи, сложив сопротивления всех резисторов
Найти ток в цепи, разделив общее напряжение на общее сопротивление
Рассчитать падение напряжения на каждом резисторе по формуле ΔU = I * R

Пример расчета для последовательной цепи из двух резисторов:

Дано: U = 12 В, R1 = 100 Ом, R2 = 200 Ом

Rобщ = R1 + R2 = 100 + 200 = 300 Ом
I = U / Rобщ = 12 / 300 = 0.04 А
ΔU1 = I * R1 = 0.04 * 100 = 4 В
ΔU2 = I * R2 = 0.04 * 200 = 8 В

Проверка: ΔU1 + ΔU2 = 4 + 8 = 12 В, что равно общему напряжению цепи.

Особенности расчета падения напряжения в параллельной цепи

В параллельной цепи напряжение на всех элементах одинаковое, а ток распределяется между ветвями. Для расчета падения напряжения в такой цепи можно использовать следующий алгоритм:

Напряжение на всех резисторах равно общему напряжению цепи
Рассчитать ток через каждый резистор по закону Ома: I = U / R
При необходимости найти общий ток цепи, сложив токи всех ветвей

Пример расчета для параллельной цепи из двух резисторов:

Дано: U = 12 В, R1 = 100 Ом, R2 = 200 Ом

ΔU1 = ΔU2 = U = 12 В
I1 = U / R1 = 12 / 100 = 0.12 А
I2 = U / R2 = 12 / 200 = 0.06 А
Iобщ = I1 + I2 = 0.12 + 0.06 = 0.18 А

Расчет падения напряжения в смешанных цепях

В смешанных цепях, содержащих как последовательные, так и параллельные участки, расчет падения напряжения выполняется поэтапно:

Разбить цепь на отдельные последовательные и параллельные участки
Рассчитать эквивалентное сопротивление для каждого участка
Определить общий ток цепи
Рассчитать падение напряжения на каждом участке
Для сложных участков провести дополнительные расчеты токов и напряжений

Пример расчета для смешанной цепи:

Дано: U = 24 В, R1 = 100 Ом, R2 = 200 Ом (параллельно), R3 = 300 Ом (последовательно с R1 и R2)

Rэкв(R1||R2) = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (100 * 200) / (100 + 200) = 66.7 Ом
Rобщ = Rэкв(R1||R2) + R3 = 66.7 + 300 = 366.7 Ом
I = U / Rобщ = 24 / 366.7 = 0.065 А
ΔU(R1||R2) = I * Rэкв(R1||R2) = 0.065 * 66.7 = 4.3 В
ΔU3 = I * R3 = 0.065 * 300 = 19.7 В

Практические советы по расчету падения напряжения

При расчете падения напряжения на резисторах важно учитывать следующие моменты:

Всегда проверяйте правильность расчетов, сравнивая сумму падений напряжения с общим напряжением цепи
Используйте одинаковые единицы измерения (например, вольты, амперы, омы)
При работе со сложными цепями разбивайте их на более простые участки
Учитывайте погрешность компонентов и измерений в реальных цепях
Для повышения точности расчетов используйте калькуляторы или специализированное ПО

Применение расчетов падения напряжения на практике

Расчет падения напряжения на резисторах имеет широкое практическое применение в электротехнике и электронике:

Проектирование электрических цепей и электронных устройств
Подбор номиналов резисторов для обеспечения нужного распределения напряжения
Анализ работы существующих схем и поиск неисправностей
Расчет мощности, рассеиваемой на резисторах
Оптимизация энергопотребления электронных устройств

Заключение

Умение правильно рассчитывать падение напряжения на резисторах — важный навык для любого специалиста, работающего с электрическими цепями. Зная основные принципы и формулы, можно легко анализировать работу схем и проектировать новые устройства. Регулярная практика в решении задач поможет закрепить знания и развить интуитивное понимание процессов в электрических цепях.

Расчет резистора для светодиода | Практическая электроника

Так как для светоизлучающего диода (СИД, LED, светодиода) весьма желательно питание стабильным током, то не стоит его подключать непосредственно к источнику напряжения. Нужно обязательно стабилизировать или хотя бы ограничить ток протекающий через светодиод. Сложные импульсные стабилизаторы тока, с высоким КПД оставим напоследок, для начала пойдем по самому простому пути: используем единственный токоограничивающий резистор и сделаем расчет сопротивления резистора для светодиода.

На рабочем участке вольт-амперной характеристики светодиода, при небольшом изменении напряжения ток может меняться в несколько раз, то есть светодиод ведет себя как стабилизатор напряжения. Будем пренебрегать небольшим изменением падения напряжения на светодиоде и считать его постоянным.

Калькулятор расчета сопротивления резистора для светодиода

Сразу приведу калькулятор для тех кто не хочет углубляться в теорию.
Для расчета сопротивления резистора для светодиода нам потребуются следующие данные:

напряжение блока питания, В
падение напряжения на светодиоде, В
ток который должен протекать через светодиод, А.

Результат:

сопротивление резистора: ,Ом

мощность резистора: ,Вт (не менее)

Введите все данные и получите сопротивление резистора в Омах.(Если нужно ввести дробные величины, то нужно использовать десятичную точку, а не запятую.)

Для питания светодиодов обычно приспосабливают источники питания на 5В или 12В. В принципе это может быть любой источник питания, главное чтобы его выходное напряжение было больше чем напряжение которое должно быть на светодиоде минимум на 10-15%, чем больше разница между напряжением БП и светодиода, тем будет лучше стабильность тока, но будет хуже КПД схемы.
Максимальный ток блока питания тоже должен быть равен или больше чем ток необходимый для светодиода. Если ток окажется меньше то светодиод не будет гореть в полную силу.
Падение тока на светодиоде — справочная величина, чем короче длинная волны испускаемого света тем выше напряжение падения. Так для светодиодов красного и зеленого свечения, величина падения 1,5 — 2,5В, для синих, ультрафиолетовых и белых 3 — 3,5В.

Ток светодиода также справочный параметр, но вместо него может указываться мощность светодиода в Ваттах. И чтобы получить ток нужно будет поделить мощность на напряжение. Например светодиод на мощность 1Вт и напряжение 3,3В должен потреблять 0,3А или 300мА тока.

Когда все данные получены расчет резистора для светодиода не составит труда: сначала определяем падение напряжение на резисторе, для этого из напряжения питания вычитаем падение на светодиоде. А теперь по закону Ома делим это напряжение на ток, в результате и имеем сопротивление.
Если напряжения указаны в Вольтах, а токи в Амперах, то сопротивление получиться в Омах. Если использовать миллиАмперы, то сопротивление будет в килоОмах.

Пример расчета сопротивления резистора для светодиода.

Для примера возьмем уже рассматриваемый нами светодиод и подключим его к источнику питания 5В: (5В-3,3В)/0,3А=5,67Ом. Так как самый близкий из выпускаемых номиналов резисторов 5,6 Ом, то используем его.
Теперь, когда известно сопротивление резистора для светодиода, рассчитаем его мощность, для этого проще всего возвести в квадрат протекающий через резистор ток и умножить на сопротивление.

Пример расчета мощности резистора для светодиода.

Продолжаем пример: 0,3А*0,3А*5,6 Ом=0,5 Вт.
В принципе, резистор на такую мощность можно купить, также можно поставить резистор на большую мощность, но часто мощности получаются большими тогда нам поможет групповое соединение резисторов, но это тема для другой статьи.

Включение нескольких светодиодов

Часто в разных лампах или системах подсветки, требуется использовать несколько одинаковых светодиодов, так вот можно сильно сэкономить на резисторах включив последовательно несколько светодиодов и один резистор. Конечно стоимость резистора невелика, но вот то что места один резистор потребует меньше будет большим плюсом.

Для такой схемы включения сопротивление резистора рассчитывается аналогично, только вместо падения напряжения на одном светодиоде нужно подставить сумму падений напряжений на всех последовательно включенных светодиодах.

Например используя источник питания на 12В можно включить последовательно три светодиода по 3,3В ещё 2В нужно будет погасить на резисторе. Если используются светодиоды на 1Вт, то мы получим сопротивление 2В/0,3А=6,67 Ом. Самый близкий номинал 6,8 Ом.

Запись опубликована 19.10.2014 автором в рубрике Электроника для начинающих.

Делитель тока, калькулятор, пример

Делитель тока — это простейшая линейная электрическая цепь, позволяющая разделять и использовать только часть от подаваемого в цепь тока. Простейший делитель тока — это два резистора, соединенных параллельно.

В данном обзоре мы рассмотрим, как работает и где применяется делитель тока. Также будет представлен онлайн калькулятор и программа, где можно просчитать токи на каждом параллельном участке цепи с резистором.

Как работает делитель тока

Принцип действия делителя тока основан на первом Законе Кирхгофа, согласно которому сумма всех токов втекающих в узел равна сумме всех токов вытекающих из узла. Законы Кирхгофа устанавливают соотношения между токами и напряжениями в разветвленных электрических цепях произвольного типа.

Если рассматривать простую электрическую цепь с одним источником питания, то здесь для понимания деления тока достаточно воспользоваться правилом параллельного соединения резисторов. И именно им мы и будем пользоваться далее.

Параллельное соединение резисторов — это такое взаимное соединение компонентов, при котором оба вывода одного резистора соединены с соответствующими выводами другого резистора или резисторов. Рассмотрим простую схему с источником постоянного тока и двумя параллельно соединенными резисторами:

Что происходит в такой цепи? В первую очередь отметим, что напряжение источника питания и номиналы резисторов приведены условно, и они больше подходят для переменного напряжения, которое далее в примерах и будет участвовать. Также, возвращаясь к постоянному току, следует не путать условное направление тока от «+» к «-» от направления движения носителей электрического заряда (электронов) от «-» к «+».

В цепи с напряжением 220 В и суммарным сопротивлением от двух резисторов 30 и 20 Ом сила тока 18,3 А. При этом ток доходя до места параллельного соединения разделяется и проходит по двум путям, имеющим разные сопротивления. На синем пути с резистором 30 Ом сила тока 7,3 А. На зеленом пути с резистором 20 Ом сила тока 11 А. То есть на том пути, где сопротивление больше электроны замедляются и сила тока меньше. На пути, где сопротивление меньше, электроны движутся быстрее — соответственно и сила тока на этом отрезке больше. Пройдя участок с параллельным соединением ток опять сливается и по одному пути возвращается к источнику питания с силой 18,3 А (сумма сил тока на двух предыдущих участках 7,3 + 11).

В рассмотренном примере для анализа делителя тока была использована программа Multisim, которая просчитывает с помощью соответствующих приборов силу тока на каждом участке цепи с учетом напряжения источника питания и сопротивления резисторов. Стоит отметить, что в составе делителя тока может быть любое количество резисторов. Помимо параллельного соединения в цепи может быть и последовательное соединение резисторов. Полученное смешанное соединение также легко просчитывается в программе.

Все расчеты в цепи с делителем тока можно произвести и самостоятельно с использованием соответствующих формул. Далее мы приведем онлайн калькулятор делителя тока и рассмотрим пример расчета.

Калькулятор делителя тока онлайн

Представленный онлайн-калькулятор позволяет рассчитать силу тока при использовании последовательных резистивных делителей на любом участке цепи. Для расчета необходимо ввести общую силу тока цепи и значения сопротивлений резисторов на параллельном участке. Калькулятор делителя тока поддерживает до 10 резисторов одновременно.

Калькулятор делителя тока на резисторах:

Сила тока источника, А
Резистор	Сила тока на участке резистора, А

Делитель тока — расчет по формулам

Для примера возьмем схожую с рассмотренной ранее схему. На параллельном участке три резистора 30, 20 и 10 Ом. Напряжение источника питания 220 В. Программа Multisim просчитала силу тока на каждом участке.

Нам же нужно рассчитать силу тока на разных участках самостоятельно. Исходные данные следующие:

R1 = 30 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 10 Ом.
В первом случае известно только напряжение источника питания U1 = 220 В (вольтметр V1).
Во втором случае известна только общая сила тока в цепи I4 = 40,333 А.

Требуется определить силу тока I1, I2, I3 (амперметры U1, U2, U3) на участках с резисторами R1, R2, R3.

Решение:

Если неизвестно напряжение источника питания, то в первую очередь нужно определить сумму сопротивлений всех резисторов, соединенных параллельно. По каждому резистору течет свой ток. Сумма токов всех резисторов дает общую силу тока цепи: I = I1+I2+I3+…+In. Соответственно общая проводимость параллельной цепи равна сумме ее отдельных проводимостей. Проводимость есть величина, обратная сопротивлению, поэтому эквивалентное сопротивление параллельно соединенных резисторов определяется следующим отношением: 1/R = 1/R1+1/R2+1/R3+…+1/Rn. Соответственно 1/R = 1/30+1/20+1/10 = (2+3+6)/60 (привели к общему знаменателю) = 11/60. Отсюда R = 60/11 = 5,45 Ом (сумма резисторов R1, R2, R3).
Зная общую силу тока цепи и общее сопротивление, находим напряжение. U = I×R = 40,333×5,45 ≈ 219,8 ≈ 220 В.
При параллельном соединении резисторов напряжение во всей цепи и на каждом участке одинаково и равно напряжению источника питания. Соответственно I1 = U/R1; I2 = U/R2; I3 = U/R3.
I1 = 220/30 = 7,333 A.
I2 = 220/20 = 11 A.
I1 = 220/10 = 22 A.

Особенности делителя тока

Выделим основные особенности делителя тока, состоящего из параллельно соединенных резисторов:

Общее сопротивление всегда меньше сопротивления любого параллельно включенного резистора.
Увеличение числа параллельно соединенных резисторов ведет к уменьшению общего сопротивления и увеличению общей силы тока в цепи.
Если параллельно соединены два резистора с одинаковым сопротивлением, то общее сопротивление этих резисторов будет ровно в два раза меньше, чем сопротивление каждого из резисторов, входящих в эту цепочку.
Если в цепи используются резисторы одного номинала, то формула общего сопротивления упрощается и принимает вид R = R1 / N (R1 – номинальное сопротивление резистора; N – количество резисторов с одинаковым номинальным сопротивлением).

Где применяется делитель тока

Делитель тока очень часто встречается в электротехнике. Важно не путать делитель тока с делителем напряжения, так как после анализа общедоступных источников была выявлена противоречивая информация даже в википедии.

Цитирование из википедии: «Делитель тока имеет важное значение в схемотехнике в качестве элемента цепи для подключения устройства с номинальным током меньшим, чем протекающий в цепи. » Цитирование из другого источника: «При проектировании электрических цепей возникают случаи, когда в цепи протекает ток одного номинала, а номинально-допустимый ток нагрузки должен быть меньше. Для этих целей используют делители тока.» А вот к чему все это приводит — цитирование очередного электротехнического блога: «Проще говоря, если вместо одного из резисторов подключить, например, вентилятор, то изменяя сопротивление второго резистора, мы будем также изменять силу тока, а значит и мощность, проходящую через вентилятор.»

Важно понимать, что напряжение во всей цепи одинаково для каждого резистора. И сила тока на участке резистора зависит только от его сопротивления. Поэтому, если рассмотреть пример с вентилятором, изменяя сопротивление другого резистора, мы не можем изменить силу тока, проходящую через вентилятор. Мощность останется прежней. Чтобы изменить силу тока и соответственно мощность, вместе с вентилятором должна быть последовательно соединена нагрузка, а не параллельно. Последовательное соединение — это делитель напряжения. Параллельное соединение — это делитель тока. Информацию из википедии трудно назвать неверной, но она не полная. Там не хватает уточнения, что для подключения устройства с номинальным током меньшим, чем протекающий в цепи, нужно совмещать делитель тока с делителем напряжения.

Вернемся к примерам использования делителя тока. Цепи делителей тока находят применение в измерительных схемах, где требуется, чтобы часть измеряемого тока проходила через чувствительный прибор. Используя формулу делителя тока, можно подобрать подходящий шунтирующий резистор таким образом, чтобы через измерительный прибор всегда проходила точно заданная доля общего тока:

Теперь обратимся к примерам делителя тока, которые буквально рядом с каждым. Любой частный дом или квартира — это параллельное соединение, соответственно и делитель тока. Совокупность всех повторных заземлителей нейтрали трансформатора — это тоже делитель тока. А не самый приятный пример параллельного соединения — это ситуация, когда ток одновременно уходит через заземлитель и человека, прикоснувшегося к корпусу заземленного электроприбора. В этом случае заземлитель с небольшим сопротивлением в сумме с большим сопротивлением человека дает общее небольшое сопротивление. Можно даже не считать, а просто воспользоваться одним из правил — общее сопротивление всегда меньше сопротивления любого параллельно включенного резистора. И здесь важно понимать, что ток, проходя эту связку заземлитель-человек, далее на своем пути встречает еще одно сопротивление — например от заземлителя нейтрали трансформатора. Получается делитель напряжения, который в совокупности с делителем тока и является основой безопасности использования заземления. То есть на каждом заземлителе происходит падение напряжения. А чем меньше напряжение, тем меньше сила тока.

Простое руководство – Как рассчитать падение напряжения на резисторах

Понимание того, как рассчитать падение напряжения, является частью фундаментальных знаний для людей, заинтересованных в создании собственных электронных схем. Нахождение падения напряжения может сбивать с толку, поскольку методы расчета могут меняться в зависимости от схемы и количества резисторов в цепи, что мы объясним в этой статье.

Прежде чем мы перейдем непосредственно к тому, как рассчитать падение напряжения на резисторах, мы рассмотрим базовые знания, полезные не только для расчета падения напряжения на резисторе, но и для разработки любой электронной схемы.

Содержание

Каково падение напряжения на резисторе?

Говорить о расчете падения напряжения на резисторе не имеет смысла, если мы не понимаем, что такое падение напряжения на резисторе. Давайте возьмем следующие схемы на изображении ниже, чтобы внести больше ясности.

Падение напряжения на резисторе

На изображении выше вы видите две цепи. Первая схема только с одним резистором, а вторая схема с двумя резисторами. Говоря о падении напряжения на резисторе, мы имеем в виду напряжение на резисторе или напряжение после прохождения тока через резистор .

Понимание закона Ома

Если вы еще не слышали о законе Ома, мы сделаем короткую остановку, чтобы понять его.

Закон Ома — это формула, которую обычно преподают студентам, изучающим электронику, и она помогает рассчитать взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением цепи . Закон Ома лучше всего описывается с помощью пирамиды, отображающей взаимосвязь между этими тремя величинами.

Формула закона Ома

Закон Ома утверждает, что если в цепи есть два известных значения, таких как ток и сопротивление, мы можем найти третье значение, изменив положение значений в пирамиде и выполнив простой расчет.

Формулы для расчета напряжения, тока и сопротивления с использованием закона Ома

Таким образом, мы можем получить следующие формулы:

Сопротивление равно напряжению, деленному на ток
Напряжение равно произведению тока на значение сопротивления
Ток равно напряжению, деленному на значение сопротивления

Расчет падения напряжения на резисторах на основе типа цепи

Последовательная цепь

Что такое последовательная цепь?

Последовательная цепь — это цепь, в которой ток протекает только в одном направлении через каждый компонент. В следующем примере обратите внимание на то, что есть один путь и как ток должен течь через два сопротивления, R1 и R2.

Пример последовательной цепи

Последовательные цепи имеют один принцип, который необходимо учитывать при расчете падения напряжения на резисторах: ток одинаков во всех компонентах цепи. Если мы применим эту концепцию к предыдущей цепи, это означает, что ток будет одинаковым после сопротивления R1 и сопротивления R2.

Как рассчитать ток в последовательной цепи?

К сожалению, в нашем предыдущем примере мы не знаем ток, протекающий по всей цепи.

Вы помните формулу закона Ома, которую мы рассмотрели ранее?

Правильно переставив элементы из пирамиды закона Ома, мы можем рассчитать ток, используя напряжение последовательной цепи, деленное на сопротивление.

Ток = Напряжение / Сопротивление
Формула для расчета тока по закону Ома

Мы знаем, что напряжение (V1) цепи равно 9 В. Однако мы не знаем полного сопротивления цепи, хотя знаем все значения сопротивления всех резисторов цепи.

Как определить значение полного сопротивления последовательной цепи?

Это приводит нас к другому принципу последовательной цепи: Общее сопротивление цепи равно сумме всех отдельных сопротивлений .

Общее сопротивление = R1 + R2 + Rn
Формула для расчета общего сопротивления в последовательной цепи

Это означает, что мы можем выполнить простой математический расчет, чтобы получить общее сопротивление цепи:

Сопротивление = 220 Ом + 220 Ом

Сопротивление = 440 Ом

Зная сопротивление и напряжение цепи, мы можем теперь рассчитать ток, используя закон Ома:

Ток = 9 В /

Ом 3 ток = 0,2 А

Как рассчитать падение напряжения?

В этот момент вы можете задаться вопросом, почему мы вычисляем ток цепи, когда нам нужно рассчитать падение напряжения на резисторах цепи.

Чтобы рассчитать падение напряжения на резисторе в последовательной цепи, мы будем использовать закон Ома, который гласит, что напряжение равно произведению тока на значение сопротивления.

Напряжение = Ток x Сопротивление
Формула для расчета напряжения по закону Ома

Мы рассмотрим несколько примеров для расчета падения напряжения. Однако, прежде чем проверять некоторые примеры, есть еще один принцип, который служит руководством для определения правильности расчетов: общее напряжение последовательной цепи равно сумме всех отдельных напряжений .

Общее напряжение = V1+ V2 + Vn
Формула для расчета полного напряжения в последовательной цепи

Пример 1

объяснить, что такое последовательная схема и связанные с ней принципы.

Пример №1: Расчет падения напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
При следующих значениях:
Общее напряжение = 9 В
Сопротивление R1 = 220 Ом
Сопротивление R2 = 220 Ом
Ток = 0,02 А
Найдите падение напряжения на резисторе R1 и резисторе R2.
Решение
Напряжение на резисторе R1 = 0,02 А x 220 Ом
Напряжение на резисторе R1 = 4,5 В такое же, как падение напряжения, рассчитанное для резистора R1.
Напряжение на резисторе R2 = 0,02 А x 220 Ом
Напряжение на резисторе R2 = 4,5 В
напряжения цепи должны быть равны напряжению последовательной цепи.
Общее напряжение = Напряжение R1 + Напряжение R2
Общее напряжение = 9 В = 4,5 В + 4,5 В
Пример 2
Давайте рассмотрим более простой пример последовательной цепи.
При следующих значениях:
Напряжение = 12 В
Сопротивление R1 = 330 Ом
Пример 2. Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
Найдите падение напряжения на резисторе R1 и ток, протекающий через него. резистор R1.
Решение
В этом случае нам не нужно вычислять падение напряжения на резисторе R1, так как напряжение уже указано в упражнении. Используя принцип суммирования всех отдельных напряжений цепи, которые должны быть равны напряжению последовательной цепи, мы можем сделать вывод, что напряжение резистора R1 составляет 12 В.
Общее напряжение = напряжение R1
12 В = 12 В
Чтобы рассчитать ток, протекающий через резистор R1, мы найдем ток всей цепи.
Помните первый принцип, который мы рассмотрели в последовательной схеме?
Ток одинаков во всех компонентах цепи. Следовательно, мы собираемся использовать формулу закона Ома, поскольку у нас уже есть напряжение на резисторе R1 и значение его сопротивления.
Ток = 12 В / 330 Ом
Ток = 0,036 А
Пример 3
Давайте рассмотрим пример с большим количеством резисторов в цепи.
Учитывая следующие значения:
Напряжение = 5 В
Сопротивление R1 = 33 Ом
Сопротивление R2 = 100 Ом
Сопротивление R3 = 4,7 кОм Падение каждого резистора в последовательной цепи
Найдите падение напряжения на резисторах R1, R2, R3 и R4 и ток, протекающий по всей цепи.
Решение
Чтобы рассчитать ток в цепи, мы будем использовать формулу закона Ома, так как нам нужно получить значение полного сопротивления цепи.
Общее сопротивление = R1 + R2 + R3 + R4
Общее сопротивление = 33 Ом + 100 Ом + 4,7 кОм + 220 Ом
Общее сопротивление = 5053 Ом общее сопротивление.
Общий ток = Общее напряжение / Общее сопротивление
Общий ток = 5 В / 5053 Ом
Общий ток = 0,00098 А
Теперь, когда у нас есть общий ток цепи, это означает, что у нас есть ток, который протекает через все резисторы.
Резистор тока R1 = 0,00098 А
Резистор тока R2 = 0,00098 А
Резистор тока R3 = 0,00098 А
Резистор тока R4 = 0,00098 А
у нас есть значение сопротивления, а также текущее значение.
Напряжение для резистора R1 = 0,00098 А x 33 Ом = 0,032 В
Напряжение для резистора R2 = 0,00098 А x 100 Ом = 0,098 В 4,7 кОм = 4,6 В
Напряжение для резистора R4 = 0,00098 А x 220 Ом = 0,21 В
В случае, если нам нужно проверить падение напряжения на каждом резисторе, мы можем взять в качестве эталона принцип суммирования всех отдельных напряжений цепи должен быть равен к напряжению последовательной цепи.
Общее напряжение = Напряжение R1 + Напряжение R2 + Напряжение R3 + Напряжение R4
Общее напряжение = 5 В ≈ 0,032 В + 0,098 В + 4,6 В + 0,21
Параллельная цепь
Что такое параллельная цепь?
Параллельная цепь — это цепь, в которой электричество может проходить по нескольким различным путям. Распространенная аналогия, используемая для обозначения параллельного контура, — это река, которая делится на несколько разных потоков.
Пример параллельной цепи
Параллельные цепи отличаются от последовательных, поскольку значение тока может быть разным на каждом пути, по которому он проходит.
Как рассчитать падение напряжения?
Если вы посмотрите на предыдущую схему параллельных цепей, у нас есть два разных пути, по которым течет ток. Технически это означает наличие двух последовательных цепей на случай, если каждый резистор (R1 и R2) не будет подключен к цепи с одинаковым напряжением.
Параллельная цепь, разделенная на несколько последовательных цепей
Если вы помните все принципы последовательной цепи, то можно сказать, что общее напряжение последовательной цепи равно сумме всех отдельных напряжений.
Зная это, мы можем определить падение напряжения без каких-либо вычислений для резисторов R1 и R2, поскольку мы знаем общее напряжение цепи.
Резистор напряжения R1 = 9 В
Резистор напряжения R2 = 9 В
В этом случае напряжение одинаково в обоих цепях параллельной цепи. Однако ток может быть разным на каждом пути.
Резистор тока R1 = Резистор напряжения R1 / Сопротивление R1
Резистор тока R1 = 9 В / 330 Ом = 0,027 А
Резистор тока R2 = Резистор напряжения R2 / Сопротивление R2
Резистор тока R2 = 9 В / 100 Ом = 0,09 А
Давайте рассмотрим несколько примеров для расчета падения напряжения в различных параллельных цепях.
Пример 1
Дана следующая схема.
Пример №1: Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
Рассчитайте падение напряжения на резисторах R1, R2 и R3.
Раствор
Все пути в параллельной цепи имеют только один последовательный резистор. Это легче визуализировать, если мы разделим параллельную цепь на несколько последовательных цепей, у нас будут следующие схемы.
Параллельная цепь, разделенная на несколько последовательных цепей
Это означает, что напряжение на каждом резисторе равно общему напряжению цепи.
Резистор напряжения R1 = 12 В
Резистор напряжения R2 = 12 В
Резистор напряжения R3 = 12 В
Пример 2
Давайте рассмотрим более сложный пример. Дана следующая схема. Пример 2. Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе в последовательной цепи
Рассчитайте падение напряжения на резисторах R1, R2 и R3.
Решение
Для простоты я рекомендую разделить параллельную цепь на несколько последовательных цепей.
Параллельная цепь, разделенная на несколько последовательных цепей
Таким образом, мы можем сделать вывод, что напряжение на резисторах R3 будет таким же, как и общее напряжение цепи.
Напряжение резистора R3 = 9 В
Это немного отличается в случае другой последовательной цепи. Сначала нам нужно рассчитать общий ток, протекающий по этой цепи, чтобы мы могли применить формулу закона Ома для расчета напряжения на резисторах R1 и Р2.
Помните, что ток одинаков во всех компонентах последовательной цепи. Следовательно, мы просуммируем все резисторы в цепи и рассчитаем напряжение.
Суммарный ток в последовательной цепи = 9В / (150 Ом + 330 Ом) = 0,01875 А
Полный ток в последовательной цепи = Токовый резистор R1 = Токовый резистор R2
Токовый резистор R1 = 0,01875 А
Токовый резистор R2 = 4 А
3
002 Теперь, что у нас есть ток, протекающий на каждом резисторе (R1 и R2), мы можем рассчитать падение напряжения на резисторах.
Напряжение для резистора R1 = 0,01875 А x 150 Ом = 2,8125 В
Напряжение для резистора R2 = 0,01875 А x 330 Ом = 6,1875 В
Зачем нужно снижать напряжение в цепи?
Лучший способ понять, почему нам нужно понизить напряжение в цепи, — это рассмотреть пример. Если у вас есть светодиодная лампочка и батарея 9 В, вы бы подключили светодиодную лампу напрямую к батарее?
Это зависит.
Нам нужно посмотреть допустимый диапазон напряжения, в котором светодиод должен включать свет. Как правило, светодиодные лампы имеют диапазон напряжения от 1,8 В до 3,4 В в зависимости от цвета светодиода.
Теперь, если мы знаем, что диапазон напряжения для нашей светодиодной лампы находится в диапазоне от 3 В до 3,2 В, и мы подключаем светодиод напрямую к аккумулятору, это убьет светодиод.
Следовательно, нам нужно рассчитать, какое сопротивление мы можем использовать, чтобы понизить напряжение до 9-вольтовой батареи. Выполнив расчет, мы находим подходящий резистор, используя цветовой код резистора, чтобы определить правильный. Наконец, мы используем резистор в цепи последовательно со светодиодом, чтобы не допустить отключения лампочки после подключения батареи.
Заключение
Поначалу расчет падения напряжения на резисторах может сбить с толку. Советы, которые упростят этот расчет:
Поймите закон Ома и его различные варианты формулы для определения сопротивления, напряжения и тока в цепи и ее компонентах.
Определение того, какая у нас схема, будь то последовательная или параллельная схема
Понимание принципов последовательной и параллельной схем
Преобразование параллельной цепи в несколько последовательных цепей.
Калькулятор параллельных и последовательных резисторов
18 апреля 2023 г.
Калькулятор параллельных и последовательных резисторов — идеальное решение для проектирования бесшовных электрических цепей и резисторных сетей. Этот интуитивно понятный инструмент легко вычисляет номиналы резисторов при параллельном или последовательном подключении, экономя ваше время и обеспечивая точность. Быстро получайте значения полного сопротивления для различных приложений, используя всего несколько простых входных данных. Наш калькулятор упрощает сложные расчеты, позволяя вам сосредоточиться на разработке идеального электронного проекта.
связанные проекты, подмодули и шаблоны
Если вы только начинаете работать с
, у нас есть несколько интересных проектов и шаблонов, которые помогут вам начать работу.
Понимание параллельных и последовательных конфигураций резисторов
Как энтузиасты и профессионалы в области электроники, мы всегда находимся в поиске инструментов, которые могут упростить наш процесс проектирования и улучшить наше понимание поведения схемы. Калькулятор параллельных и последовательных резисторов является одним из таких незаменимых инструментов, позволяющих проводить эффективный и точный анализ резисторных цепей. В этом подробном руководстве мы рассмотрим концепцию параллельных и последовательных резисторов, важность калькуляторов резисторов и преимущества, которые они обеспечивают.
Параллельные резисторы
Параллельные резисторы — это резисторы, соединенные встык, с одинаковым напряжением на своих клеммах. Когда резисторы соединены параллельно, их общее сопротивление меньше наименьшего значения отдельного резистора.
Общее сопротивление в параллельной конфигурации определяется по формуле:
1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
Резисторы серии
Резисторы серии
подключаются таким образом, что конечный вывод одного резистора соединяется с начальным выводом следующего резистора. В последовательной конфигурации ток протекает последовательно через каждый резистор, и существует только один путь тока через всю сеть резисторов. Резисторы должны быть соединены встык, без точек соединения или ответвлений между ними. Стоит отметить, что в этой конфигурации через каждый резистор протекает одинаковый ток, а падение напряжения на каждом резисторе пропорционально его сопротивлению.
Общее сопротивление в последовательной конфигурации представляет собой просто сумму отдельных сопротивлений:
R_total = R1 + R2 + ... + Rn
Необходимость в калькуляторах параллельных и последовательных резисторов трудоемки и подвержены ошибкам, особенно при работе с несколькими резисторами или сложными схемами.
Именно здесь вступают в игру параллельные и последовательные калькуляторы резисторов, предлагающие такие ценные преимущества, как:
Упрощенные и точные расчеты
Экономия времени и усилий
Расширенный анализ цепей
Снижение риска ошибок при проектировании
Как работают калькуляторы параллельных и последовательных резисторов
Расчеты параллельных и последовательных резисторов предназначены для получения быстрых и точных результатов для резисторных цепей. Эти калькуляторы обычно имеют следующие функции:
Удобные интерфейсы для ввода номиналов резисторов
Опции для выбора параллельной или последовательной конфигурации
Автоматический расчет полного сопротивления
Преобразование различных единиц измерения (например, омов, килоомов или мегаомов)
Применение параллельных и последовательных калькуляторов резисторов
Эти калькуляторы резисторов являются ценным инструментом как для профессионалов, так и для любителей.