Как рассчитать общую мощность при последовательном и параллельном соединении резисторов. Какие особенности нужно учитывать при расчетах. Где применяются различные схемы соединения резисторов в электрических цепях.
Основные формулы для расчета мощности в электрических цепях
Прежде чем рассматривать особенности расчета мощности при различных соединениях резисторов, вспомним основные формулы:
- P = U * I — мощность равна произведению напряжения на ток
- P = I^2 * R — мощность равна произведению квадрата тока на сопротивление
- P = U^2 / R — мощность равна квадрату напряжения, деленному на сопротивление
Эти формулы универсальны и применимы для расчета мощности как отдельных резисторов, так и их соединений. Главное — правильно определить значения напряжения, тока и сопротивления для конкретной схемы.
Расчет мощности при последовательном соединении резисторов
При последовательном соединении резисторов через все элементы протекает одинаковый ток. Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных резисторов:
R = R1 + R2 + … + Rn
Зная общее сопротивление и приложенное напряжение, можно рассчитать ток в цепи:
I = U / R
Общая мощность, выделяемая на всех резисторах, будет равна:
P = U * I = U^2 / R
Мощность, выделяемая на каждом отдельном резисторе, пропорциональна его сопротивлению:
P1 = I^2 * R1
P2 = I^2 * R2
и т.д.
Особенности расчета мощности при параллельном соединении резисторов
При параллельном соединении на всех резисторах действует одинаковое напряжение. Общая проводимость цепи равна сумме проводимостей отдельных резисторов:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn
Зная общее сопротивление и приложенное напряжение, можно рассчитать общий ток:
I = U / R
Общая мощность, выделяемая на всех резисторах, будет равна:
P = U * I = U^2 / R
Мощность, выделяемая на каждом отдельном резисторе, обратно пропорциональна его сопротивлению:
P1 = U^2 / R1
P2 = U^2 / R2
и т.д.
Сравнение мощности при последовательном и параллельном соединении
Рассмотрим различия в распределении мощности при последовательном и параллельном соединении на конкретном примере:
Допустим, у нас есть два резистора по 100 Ом, на которые подается напряжение 10 В.
При последовательном соединении:
- Общее сопротивление: R = 100 + 100 = 200 Ом
- Ток в цепи: I = 10 В / 200 Ом = 0.05 А
- Общая мощность: P = 10 В * 0.05 А = 0.5 Вт
- Мощность на каждом резисторе: P1 = P2 = 0.05^2 * 100 = 0.25 Вт
При параллельном соединении:
- Общее сопротивление: 1/R = 1/100 + 1/100 = 1/50, R = 50 Ом
- Общий ток: I = 10 В / 50 Ом = 0.2 А
- Общая мощность: P = 10 В * 0.2 А = 2 Вт
- Мощность на каждом резисторе: P1 = P2 = 10^2 / 100 = 1 Вт
Как видим, при одинаковом напряжении параллельное соединение позволяет выделить большую мощность.
Практическое применение различных схем соединения резисторов
Выбор схемы соединения резисторов зависит от конкретной задачи:
- Последовательное соединение используется для увеличения общего сопротивления цепи и снижения тока. Например, в делителях напряжения или для ограничения тока в светодиодах.
- Параллельное соединение применяется для уменьшения общего сопротивления и увеличения тока. Например, для создания шунтов в измерительных приборах или для увеличения мощности нагрузки.
- Смешанное соединение позволяет получить нужное соотношение тока и напряжения в различных участках цепи. Используется в сложных электронных схемах.
Как увеличить мощность резисторов в схеме?
Если требуется увеличить мощность, рассеиваемую на резисторах, можно применить следующие методы:
- Использовать резисторы с большей допустимой мощностью.
- Заменить один мощный резистор несколькими параллельно соединенными резисторами меньшей мощности.
- Применить принудительное охлаждение резисторов (например, установить радиатор или вентилятор).
- Использовать импульсный режим работы, чтобы снизить среднюю рассеиваемую мощность.
Что делать, если нет резистора нужной мощности?
Если у вас нет резистора требуемой мощности, можно воспользоваться следующими приемами:
- Соединить несколько резисторов параллельно. Например, вместо одного резистора 100 Ом 1 Вт можно использовать два параллельно соединенных резистора по 200 Ом 0.5 Вт.
- Использовать последовательное соединение, если нужно увеличить допустимое напряжение. Например, вместо одного резистора 1 кОм 0.5 Вт на 100 В можно взять два последовательно соединенных резистора по 500 Ом 0.25 Вт.
- Применить смешанное соединение для получения нужного номинала и мощности.
При таких заменах важно учитывать не только номинальное сопротивление и мощность, но и другие параметры резисторов (допустимое напряжение, температурный коэффициент и т.д.).
Заключение
Расчет мощности при различных соединениях резисторов — важная задача при проектировании электронных устройств. Правильный выбор схемы соединения и типа резисторов позволяет оптимизировать работу устройства, обеспечить его надежность и долговечность. При расчетах важно учитывать не только теоретические формулы, но и практические аспекты, такие как нагрев компонентов, их расположение на плате и условия эксплуатации.
1.3. Баланс мощностей
Из закона сохранения энергии для любой электрической цепи следует условие баланса мощностей.
Суммарная мощность источников цепи равна суммарной мощности, потребляемой приемниками.
Уравнение
баланса мощностей при питании цепи от
источников э.д.с. имеет вид(1.19)
Если в электрической цепи содержатся не только источники э.д.с., но источники тока, то при составлении уравнения баланса мощностей необходимо учитывать энергию, поступающую от источников тока.
Часто
при анализе электрических цепей
постоянного тока приходится
иметь дело со сложными разветвленными
цепями. Если такие цепи
состоят из соединения линейных пассивных
элементов, то анализ значительно
упрощается, если в схемах цепей провести
определенные эквивалентные
преобразования. Метод
эквивалентного преобразования схем заключается
в том, что сложные участки цепи заменяются
более простыми,
им эквивалентными. Преобразование будет
эквивалентным, если
оно не оказывает влияния на режим
остальной, не затронутой преобразованием
части цепи, т. е. если оно не вызывает в
оставшейся части
цепи изменений напряжений и токов.
Примером такого преобразования
может служить замена параллельного или
смешанного соединения
элементов одной ветвью с эквивалентным
сопротивлением.
Рассмотрим методы эквивалентных преобразований схем электрических цепей.
Цепь с последовательно соединенными резисторами. На рис. 1.10,а представлена схема с последовательно соединенными резисторами. Известно, что в этом случае через все элементы цепи проходит одини тот же ток. Приведем эту схему к эквивалентной (рис. 1.10,б), в которой эквивалентное сопротивление rэкв пос выбрано таким, чтобы ток в цепи оставался без изменения. По второму закону Кирхгофаможно записать:
(1.20)
Эквивалентное сопротивление при последовательном соединении элементов цепи равно сумме сопротивлений отдельных элементов. Напряжение на зажимах последовательно соединенных приемников распределяется пропорционально их сопротивлениям.
Ток
в цепи при последовательном соединении
резисторов
(1.
а мощность, подводимая к цепи, равна сумме мощностей отдельных элементов.
Последовательное
соединение применяют в тех случаях,
когда номи- нальные напряжения приемников
ниже напряжения сети, например в
измерительных приборах для расширения
пределов измерения, в двигателях
постоянного тока для ограничения
пусковых токов и регулирования частоты
вращения и т. д. Однако приемники, как
правило, последовательно не включают,
так как при выходе из строя одного из
них происходит отключение остальных,
что на практике нежелательно. Кроме
того, при последовательном включении
приемников мощность, выделяемая в цепи,
пропорциональна их сопротивлениям, так
как через все приемники проходит один
и тот же ток. Следовательно, прием ники,
рассчитанные на меньшую номинальную
мощность, будут работать с
перегрузкой, а приемники, рассчитанные
на большую номинальную мощность, — с
недогрузкой. Отметим, что приемники с
одинаковыми номинальными
напряжениями и мощностями окажутся в
лучших условиях
работы при последовательном соединении.
Цепь с параллельно включенными резисторами. Рассмотрим парал- лельно соединенные приемники (рис. 1.11, а), т. е. случай, когда приемники находятся под одним и тем же напряжением, что наиболее часто используют на практике. Это удобно, так как не требуется согласовывать номинальные данные приемников и имеется возможность их включать и выключать независимо друг от друга. Цепь рис. 1.11,а состоит из трех параллельных ветвей. По первому закону Кирхгофа,
(1.22)
где Тогда для эквивалентной схемы (рис. 1.11,б) Подставляя полученные значения токов в(1.22) и сокращая на U, получим
(1.23)
Уравнение (1.23) можно переписать для проводимости как
(1.24) или в общем виде
Следовательно,
при параллельном соединении элементов
электрической цепи эквивалентная
проводимость равна сумме проводимостей
ее отдельных параллельно включенных
ветвей.
При увеличении числа параллельных ветвей эквивалентная проводимость цепи возрастает, а эквивалентное сопротивление гэкв. пар = =1/qэкв. пар уменьшается, вследствие чего ток в неразветвленной части цепи возрастает. При этом увеличивается мощность Р всей цепи. Мощность, подводимая к цепи с параллельно включенными резисторами, равна сумме мощностей ее отдельных параллельно включенных ветвей :
Получим формулы эквивалентных сопротивлений для двух частных случаев, представляющих практический интерес: для цепи с двумя параллельно включенными резисторами с сопротивлениями r1 и г2 и цепи с тремя параллельно включенными резисторами с сопротивлениями r1,r2,r3.
Эквивалентное сопротивление цепи с двумя параллельно включенными резисторами
(1.25)
Эквивалентное сопротивление цепи с тремя параллельно включенными резисторами:
(1.
26)
Следует отметить, что эквивалентное сопротивление при параллельном соединении резисторов будет всегда меньше самого малого сопротивления, включенного в цепь.
Смешанное соединение резисторов. Рассмотрим простейшую цепь со смешанным соединением, т. е. содержащую последовательно и параллельно включенные резисторы, которая показана на рис. 1.12, а. Эта цепь может быть приведена к схеме с одним эквивалентным сопротивлением rэкв. см = U / I (рис. 1.12,б). Преобразование схемы удобно проводить в два приема. Вначале заменяют сопротивления параллельных ветвей на эквивалентноеЗатем, зная, что эквивалентное сопротивление гэкв.12 включено последовательно с r, находят эквивалентное сопротивление всей цепи со смешанным соединением резисторов:
После нахождения эквивалентного rэкв см можно определить ток в неразветвленной части цепи:Для определения токов в параллельных ветвяхI1 и I2 вначале находят напряжение разветвления затем записывают токи в ветвях
Последовательное,
параллельное и смешанное соединения
образуют цепи, которые называются простыми
цепями постоянного тока.
Распределение токов в простых цепях
постоянного тока, если известны э. д.
с. и сопротивления участков цепи,
производится с использованием закона
Ома. Для сложных многоконтурных
разветвленных цепей, в которых произвольно
размещены резисторы и источники э. д.
с., закона Ома для расчета недостаточно.
В этом случае и используют законы
Кирхгофа.
Пример 1.1. К зажимам а и с схемы подключен вольтметр, имеющий очень большое, теоретически бесконечно большое сопротивление (следовательно, его подключение или отключение не влияет на режим работы цепи).
Если ток I = 10 А течет от а к с, то показание вольтметра Uac = —18 В;
если ток I=10 А течет от с к а, то Uac = —20 В.
Определить величину сопротивления R и э. д. с. Е.
Решение.
В первом режиме U’ac = —18 = —Е + IR = —Е + 10R.
Во втором режиме
Uac
= —20 = —Е — IR= —Е — 10R.
Совместное решение дает Е = 19 В и R = 0,1 Ом.
Мощность резистора: обозначение на схеме, как увеличить, что делать, если нет подходящего
В схемах радиоэлектронной аппаратуры одним из наиболее часто встречающихся элементов является резистор, другое его название это сопротивление. У него есть целый ряд характеристик, среди которых есть мощность. В этой статье мы поговорим о резисторах, что делать, если у вас нет подходящего по мощности элемента, и почему они сгорают.
Характеристики резисторов
1. Основной параметр резистора – это номинальное сопротивление.
2. Второй параметр, по которому его выбирают – это максимальная (или предельная) рассеиваемая мощность.
3. Температурный коэффициент сопротивления – описывает, насколько изменяется сопротивление, при изменении его температуры на 1 градус Цельсия.
4. Допустимое отклонение от номинала. Обычно разброс параметров резистора от одного заявленного в пределах 5-10%, это зависит от ГОСТ или ТУ по которому он произведен, существуют и точные резисторы с отклонением до 1%, обычно стоят дороже.
5. Предельное рабочее напряжение, зависит от конструкции элемента, в бытовых электроприборах с напряжением питания 220В могут применяться практически любые резисторы.
6. Шумовые характеристики.
7. Максимальная температура окружающей среды. Это такая температура, которая может быть при достижении максимальной рассеиваемой мощности самого резистора. Об этом подробнее поговорим позже.
8. Влаго- и термоустойчивость.
Есть еще две характеристики, о которых начинающие чаще всего не знают, это:
1. Паразитная индуктивность.
2. Паразитная ёмкость.
Оба параметра зависят от типа и конструктивных особенностей резистора. Индуктивность имеет в любом проводнике, вопрос в её величины. Типовые величины паразитных индуктивностей и емкостей приводить бессмысленно. Паразитные составляющие следует учитывать при проектировании и ремонте высокочастотных приборах.
На низких частотах (например, в пределах звукового диапазона до 20 кГц), существенного влияния в работу схемы они не вносят.
В высокочастотных приборах, с рабочими частотами в сотни тысяч и выше герц существенное влияние вносит даже расположение дорожек на плате и их форма.
Мощность резистора
Из курса физики многие отлично помнят формулу мощности для электричества, это: P=U*I
Отсюда следует, что она линейно зависит от тока и напряжения. Ток же через резистор зависит от его сопротивления и приложенного к нему напряжению, то есть:
I=U/R
Падение напряжения на резисторе (сколько на его выводах остаётся напряжения от приложенного к цепи, в которой он установлен), так же зависит от тока и сопротивления:
I=U/R
Теперь объясним простыми словами, что такое мощность у резистора и куда она выделяется.
У любого металла есть своё удельное сопротивление, это такая величина, которая зависит от структуры этого самого металла. Когда носители зарядов (в нашем случае электроны), под воздействием электрического тока протекают через проводник, они сталкиваются с частицами, из которого состоит металл.
В результате этих столкновений затрудняется движение тока. Если очень обобщенно сказать, то получается, так, что чем плотнее структура металла, тем сложнее протекать току (тем больше сопротивление).
На картинке пример кристаллической решетки, для наглядности.
Из-за этих столкновений выделяется тепло. Это можно представить, как если бы вы шли через толпу (большое сопротивление), где вас еще и толкают, или если бы шли по пустому коридору, где вы сильнее вспотеете?
То же самое происходит и с металлом. Мощность выделяется в виде тепла. В некоторых случаях это плохо, потому что так снижается коэффициент полезного действия прибора. В других ситуациях – это полезное свойство, например в работе ТЭНов. В лампах накаливания за счет своего сопротивления спираль раскаляется до яркого свечения.
Но как это относится к резисторам?
Дело в том, что резисторы применяют для ограничения тока при питании каких-либо устройств, или элементов цепи, или для задания режимов работы полупроводниковым приборам.
2/1=144/1=144 Вт.
Всё сходится. Резистор будет выделять тепло с мощностью в 144Вт. Это условные значения, взятые в качестве примера. На практике таких резисторов вы не встретите в радиоэлектронной аппаратуре, исключением являются большие сопротивления для регулирования двигателей постоянного тока или пуска мощных синхронных машин в асинхронном режиме.
Какие бывают резисторы и как они обозначаются на схеме
Ряд мощностей резисторов стандартен: 0.05 (0.62) – 0.125 – 0.25 – 0.5 – 1 – 2 – 5
Это типовые номиналы распространенных резисторов, бывают и большие значения, или другие величины. Но этот ряд наиболее распространен. При сборке электроники используют схему электрическую принципиальную, с порядкового номера элементов. Реже указываться номинальное сопротивление, еще реже указывается номинальное сопротивление и мощность.
Чтобы быстро определить мощность резистора на схеме были введены соответствующие УГО (условные графические обозначения) по ГОСТ.
Внешний вид таких обозначений и их расшифровка представлены в таблице ниже.
Вообще эти данные, а также название конкретного типа резистора указываются в перечне элементов, там же указывается и разрешенный допуск в %.
Внешне, они отличаются размером, чем мощнее элемент, тем больше его размер. Больший размер увеличивает площадь теплообмена резистора с окружающей средой. Поэтому тепло, которое выделяется при прохождении тока через сопротивление, быстрее отдаётся воздуху (если окружающая среда воздух).
Это значит, что резистор может греться с большей мощностью (выделять определенное количество тепла в единицу времени). Когда температура сопротивления достигает определенного уровня, сначала начинает выгорать внешний слой с маркировкой, дальше сгорает резистивный слой (пленка, проволока или что-то другое).
Чтобы вы оценили, как сильно может греться резистор, взгляните на нагрев спирали разобранного мощного резистора (более 5 Вт) в керамическом корпусе.
В характеристиках был такой параметр, как допустимая температура окружающей среды.
Она указывается, для правильного подбора элемента. Дело в том, что раз мощность резистора ограничена способностью отдать тепло и, при этом, не перегреться, а для отдачи тепла, т.е. охлаждения элемента путем конвекции или принудительным потоком воздуха должна быть как можно большая разница температур элемента и окружающей среды.
Поэтому если вокруг элемента слишком жарко он быстрее нагреется и сгорит, даже если электрическая мощность на нем ниже максимально рассеиваемой. Нормальной температурой является 20-25 градусов Цельсия.
В продолжение этой темы:
Как понизить напряжение с помощью резистора
Расчет и подбор резистора для светодиода
Расчет делителя напряжения на резисторах
Применение добавочных резисторов
Что делать, если нет резистора нужной мощности?
Частой проблемой радиолюбителей является отсутствия резистора нужной мощности. Если у вас есть резисторы мощнее, чем нужно – ничего страшного в этом нет, можно ставить не задумываясь.
Лишь бы он влез по размеру. Если все имеющиеся резисторы по мощности меньше, чем нужно – это уже проблема.
На самом деле решить этот вопрос достаточно просто. Вспомните законы последовательного и параллельного соединения резисторов.
1. При последовательном соединении резисторов сумма падений напряжений на всей цепочке равняется сумме падений на каждом из них. А ток, протекающий через каждый резистор равен общему току, т.е. в цепи из последовательно соединенных элементов протекает ОДИН ток, но приложенные к каждому из них напряжения РАЗНЫЕ, определяются по закону Ома для участка цепи (см. выше) Uобщ=U1+U2+U3
2. При параллельном соединении резисторов падение на всех напряжения равны, а ток, протекающий в каждой из ветвей обратно пропорционален сопротивлению ветви. Общий ток цепочки из параллельно соединенных резисторов равен сумме токов каждой из ветвей.
На этой картинке изображено всё вышесказанное, в удобной для запоминания форме.
Так, как при последовательном соединении резисторов снизится напряжение на каждом из них, а при параллельном соединении ток, то если P=U*I
Мощность, выделяемая на каждом из них, снизится соответствующим образом.
Поэтому, если у вас нет резистора 100 Ом на 1 Вт, его можно почти всегда заменить 2 резисторами на 50 Ом и 0.5 Вт соединенными последовательно, или 2 резисторами на 200 Ом и 0.5 Вт соединенными параллельно.
Я не просто так написал «ПОЧТИ ВСЕГДА». Дело в том, что не все резисторы одинаково хорошо переносят ударные токи, в некоторых цепях, например связанные с зарядом конденсаторов большой ёмкости, в первоначальный момент времени переносят большую ударную нагрузку, которая может повредить его резистивный слой. Такие связки нужно проверять на практике или путем долгих расчетов и чтением технической документации и ТУ на резисторы, чем почти никогда и никто не занимается.
Заключение
Мощность резистора – это величина не менее важная, чем его номинальное сопротивление. Если не уделять внимания подбору сопротивлений нужно мощности, то они будут перегорать и сильно греться, что плохо в любой цепи.
При ремонте аппаратуры, особенно китайской, ни в коем случае не пытайтесь ставить резисторы меньшей мощности, лучше поставить с запасом, если есть такая возможность поместить его по габаритам на плате.
Для стабильной и надежной работы радиоэлектронного устройства нужно подбирать мощность, как минимум, с запасом в половину от предполагаемой, а лучше в 2 раза больше. Это значит, что если по расчетам на резисторе выделяется 0.9-1 Вт, то мощность резистора или их сборки должна быть не меньше, чем 1.5-2 Вт.
Алексей Бартош
Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!
Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:
Факультет Интернет вещей
Вы сможете:
Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;
Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;
Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.
Starter box для первых экспериментов в подарок!
После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды…
Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.
Источник Понравилась статья, поделитесь с другими!!! |
по сравнению с параллельными электрическими соединениями
СерияСуществует 2 способа подключения нескольких устройств к источнику питания (например, динамиков к усилителю): последовательно и параллельно. Ну… хорошо, есть еще последовательно/параллельно. Но мы расскажем об этом на следующей странице.
В последовательной цепи (подобной двум выше) ток должен протекать через одно устройство, чтобы добраться до следующего устройства. Это означает, что скорость тока, протекающего через все устройства, одинакова. Напряжение на каждом устройстве зависит от импеданса/сопротивления каждого устройства и тока, протекающего по цепи.
При добавлении большего количества компонентов в последовательную цепь ток уменьшается, если приложенное напряжение остается постоянным.
В параллельной схеме (как в двух приведенных выше примерах) каждое устройство напрямую подключено к источнику питания. Это означает, что каждое устройство получает одинаковое напряжение. Величина тока, протекающего через каждое устройство, зависит от импеданса/сопротивления этого конкретного устройства. Если к источнику питания добавляются устройства в параллельной конфигурации, потребление/поток тока от источника питания увеличивается.
На 2 диаграммах ниже вы можете увидеть взаимосвязь между током, вытекающим из усилителя, и количеством динамиков. Вы можете видеть, что четыре динамика потребляют в два раза больше тока от усилителя, чем конфигурация с двумя динамиками.
При выполнении любых подключений к любому источнику питания вы должны знать пределы источника, чтобы предотвратить его повреждение.
Это означает, что если вы подключите слишком много динамиков в конфигурации параллельной проводки к усилителю (в данном случае к источнику питания), он вполне может выйти из строя и не подлежит ремонту. Я видел, как это случалось, особенно когда усилитель был неправильно предохранен.
На диаграммах/тексте выше у нас были либо последовательные, либо параллельные цепи. В этом разделе показано, что происходит с напряжением, током и рассеиваемой мощностью в последовательно-параллельной цепи. Как было сказано ранее, в последовательной цепи «ток» в каждом устройстве одинаков. В параллельной цепи «напряжение» одинаково для всех устройств. На следующей схеме видно, что два резистора на 1000 Ом соединены последовательно с одним резистором на 400 Ом. Мы знаем, что напряжение на двух резисторах по 1000 Ом будет одинаковым (потому что они соединены параллельно). Мы также знаем, что общий ток, протекающий через два параллельно соединенных резистора, будет равен току, протекающему через резистор 400 Ом.
Чтобы вычислить полный ток, мы должны сначала упростить схему. Это означает, что нам нужно найти общее сопротивление параллельной сети. Для простой схемы с двумя резисторами одинакового номинала мы можем просто разделить сопротивление одного компонента на общее количество компонентов. Для этой параллельной сети у нас есть два резистора по 1000 Ом.
Общее сопротивление параллельных резисторов = сопротивление одного компонента/количество резисторов
Общее сопротивление параллельных резисторов = 1000/2·
Суммарное сопротивление параллельных резисторов = 500 Ом
Если бы у нас было 3 параллельных резистора, мы бы разделили 1000 на 3, чтобы найти общее сопротивление параллельных резисторов.
Общее сопротивление параллельных резисторов = 1000/3
Общее сопротивление параллельных резисторов = 333,33…. Ом
Теперь, когда мы знаем, что параллельные резисторы равны одному резистору на 500 Ом. Теперь, когда у нас есть, по сути, один резистор на 500 Ом последовательно с резистором на 400 Ом, мы можем рассчитать общий ток в цепи.
Мы знаем, что у нас есть источник питания на 12 вольт. Мы также знаем, что резистор 500 Ом, включенный последовательно с резистором 400 Ом, равен 9резистор 00 Ом.
Ток в цепи = напряжение в цепи/общее сопротивление цепи
Ток в цепи = 12/900
Ток в цепи = 0,0133 А
Теперь мы можем найти напряжение на отдельных компонентах. Чтобы уменьшить вероятность путаницы, сначала рассчитайте напряжение на одном резисторе.
Напряжение на резисторе = сопротивление резистора * ток, протекающий через резистор
Напряжение на резисторе = 400*0,0133
Напряжение на резисторе = 5,333 вольта
В последовательной цепи все напряжения на всех отдельных последовательных компонентах будут равны напряжению источника питания. Если у нас есть источник на 12 В, а напряжение на резисторе 400 Ом составляет 5,333 В, мы знаем, что напряжение на параллельной паре резисторов будет 6,67 В (12-5,333=6,67). Чтобы рассчитать ток через параллельные компоненты…
Ток через один резистор 1000 Ом = напряжение на резисторе/сопротивление
Ток через один резистор 1000 Ом = 6,67/1000
Ток через один резистор 1000 Ом = 0,0067 ампер
Теперь, когда мы знаем напряжение на каждом компоненте и ток на на каждом из компонентов, мы можем рассчитать рассеиваемую мощность для каждого компонента.
На самом деле мы могли бы сделать это, как только узнали бы напряжение на компонентах, но я решил пойти «живописным» путем.
Рассеиваемая мощность на резисторе 400 Ом = напряжение на компоненте * ток через компонент
Рассеиваемая мощность на резисторе 400 Ом = 5,33*0,013
Рассеиваемая мощность на резисторе 400 Ом = 0,071 Вт
Рассеиваемая мощность на каждом резисторе 1000 Ом = напряжение на компоненте * ток через компонент
Рассеиваемая мощность на каждом резисторе 1000 Ом = 6,67 * 0,0067
Рассеиваемая мощность на каждом резисторе 1000 Ом = 0,045 Вт
В этом примере использовались резисторы, но те же расчеты будут работать для любого резистивного устройства. Хотя громкоговорители не являются чисто резистивными при питании от переменного напряжения, приведенные здесь расчеты можно использовать для грубых расчетов напряжения, тока и рассеиваемой мощности в громкоговорителях.
Как рассчитать мощность при последовательном и параллельном включении?
Ответить
Проверено
182,4 тыс.
+ просмотров
Подсказка: Мы можем определить мощность как скорость выполнения работы; это объем работы, выполненной за определенный промежуток времени. Ватт (Вт) — единица мощности в системе СИ, равная джоулю в секунду (Дж/с). Мощность в лошадиных силах (л.с.), приблизительно равная 745,7 Вт, иногда используется для описания мощности автомобилей и других машин.
Завершить шаг за шагом Ответ:
В последовательной цепи все компоненты соединены встык, образуя единый путь для протекания тока. В параллельной цепи все компоненты соединены друг с другом, что приводит к ровно двум наборам электрически общих точек.
Общая мощность в последовательной цепи равна сумме мощностей, рассеиваемых отдельными резисторами. Суммарная мощность (PT) определяется как: PT = P1 + P2 + P3… Pn. В качестве примера: последовательная цепь состоит из трех резисторов с сопротивлением 5 Ом, 10 Ом и 15 Ом. 9{2}}Re \\
& \\
\end{align} $
Где $ I $ — электрический ток, протекающий по цепи
Итак, используя эту формулу, мы можем рассчитать мощность в последовательных и параллельных цепях.
