Напряжение на резисторе формула: Как найти напряжение на резисторах, подобрать элемент и рассчитать его падение

Содержание

Напряжение на резисторе формула

При передаче электрического тока возможна неравномерная работа потребителей на различных участках цепи. Причин такого явления может быть несколько, и основной из них является падение напряжения. Для расчёта напряжения и сопротивления в цепи используются формулы или готовые онлайн калькуляторы. При использовании приборов с активной нагрузкой лампы накаливания, приборы с нагревательными спиралями и элементами коэффициент приближается к единице.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Закон Ома. Ток, напряжение, мощность, сопротивление.

Резисторы, ток и напряжение


У резистора есть довольно важный параметр, который целиком и полностью влияет на надёжность его работы. Этот параметр называется мощностью рассеивания. Он уже упоминался в статье о параметрах резистора. Как видим, мощность зависит от напряжения и тока.

В реальной цепи через резистор протекает определённый ток. Поскольку резистор обладает сопротивлением, то под действием протекающего тока резистор нагревается. На нём выделяется какое-то количество тепла. Это и есть та мощность, которая рассеивается на резисторе. Если в схему установить резистор меньшей мощности рассеивания, чем требуется, то резистор будет нагреваться и в результате сгорит. Поэтому, если в схеме нужно заменить резистор мощностью 0,5 Ватт, то ставим на 0,5 Ватт и более.

Но никак не меньше! Каждый резистор рассчитан на свою мощность. Стандартный ряд мощностей рассеивания резисторов состоит из значений:. Допустим, у нас есть резистор с номинальным сопротивлением Ом. Через него течёт ток 0,1 Ампер. На какую мощность должен быть рассчитан этот резистор? Все расчёты следует производить, строго соблюдая размерность. Тоже правило касается и других величин тока, напряжения.

В реальную схему необходимо устанавливать резистор с мощностью в полтора — два раза выше рассчитанной. Поэтому нам подойдёт резистор мощностью 2 Вт см. Также есть и другая формула для расчёта мощности.

Она применяется в том случае, если неизвестен ток, который протекает через резистор. Всё бы хорошо, но в жизни бывают случаи, когда применяется последовательное или параллельное соединение резисторов. Как рассчитать мощность рассеивания для каждого из резисторов в последовательной или параллельной цепи? Допустим, нам требуется заменить резистор сопротивлением Ом.

Протекающий через него ток равен 0,1 Ампер. Следовательно, мощность этого резистора 1 Ватт. Для его замены можно применить два соединённых последовательно резистора сопротивлением 20 Ом и 80 Ом. На какую мощность должны быть рассчитаны эти резисторы? Для последовательной цепи действует одно правило. Через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же ток. Теперь применим формулу для расчёта мощности и получим, что мощность рассеивания резистора на 20 Ом должна быть равна 0,2 Вт, а резистора на 80 Ом — 0,8 Вт.

Выбираем резисторы согласно стандартному ряду мощностей:. Как видим, если сопротивления резисторов будут разные, то и мощность на них будет выделяться разная. Мощность, рассеивающаяся на резисторе, зависит в первую очередь от тока, который течёт через данный резистор. А ток зависит от сопротивления резистора.

Поэтому, если вы соединяете последовательно резисторы разных номиналов, то и рассеивающаяся мощность распределиться между ними. Это обстоятельство необходимо учитывать при самостоятельном конструировании электронных самоделок иначе при неправильном подборе резисторов может получиться так, что на одном резисторе выделиться больше мощности, чем на другом, и он будет работать в тяжёлом температурном режиме.

Мощность каждого резистора, входящего в составляемую нами цепь параллельную или последовательную должна быть равна мощности заменяемого резистора. Иными словами, если нам надо заменить резистор, мощностью 1 Вт, то каждый из резисторов для его замены должен иметь мощность не менее 1 Ватта. На практике это самое быстрое и эффективное решение. Для параллельного соединения резисторов нужно учитывать, что через резистор с меньшим сопротивлением протекает больший ток.

Следовательно, и мощности на нём будет рассеиваться больше. Размеры SMD-резисторов. Таблица типоразмеров. В чём разница? Ремонт блютуз-колонки JBL Charge 3 реплики.

Телевизор не включается. Индикатор мигает. Что делать? Мощность резистора Как рассчитать мощность резистора? Мощность рассеивания резистора.


Делитель напряжения на резисторах: формула расчета, калькулятор

В этой статье: Электрические цепи Расчет напряжения на сопротивлении при последовательном соединении Расчет напряжения на сопротивлении при параллельном соединении 7 Источники. Если вам необходимо найти напряжение на сопротивлении резисторе , первым делом необходимо определить тип электрической цепи. Для лучшего понимания основных терминов, используемых в физике и электротехнике, начните с первого раздела. Если же вы знакомы с терминологией, пропустите его и перейдите к описанию типа электрической цепи. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали авторы-волонтеры. Категории: Физика.

расчет Закона Ома, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в онлайн формула напряжение закона ома.

Падение напряжения на резисторе

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента — это сама схема и формула расчета. Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал. Обозначим резистор, который находится ближе к плюсу входного напряжения Uin как R1, а резистор находящийся ближе к минусу как R2. Падение напряжения Uout на резисторе R2 — это пониженное напряжение, полученное в результате применения резисторного делителя напряжения. Расчет делителя напряжения предполагает, что нам известно, по крайней мере, три величины из приведенной выше схемы: входное напряжение и сопротивление обоих резисторов.

Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор. Напряжение на резисторе

Электрические расчеты. Понятия и формулы. Если в электрической цепи только одно сопротивление r, все напряжение источника Uист падает на этом сопротивлении. Напряжение источника питания равно сумме падений напряжения в цепи 2-й закон Кирхгофа.

В этой статье мы рассмотрим резистор и его взаимодействие с напряжением и током, проходящим через него.

Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор

Работа резистора заключается в ограничении тока , протекающего по цепи. НЕ в превращении тока в тепло, а именно в ограничении тока. То есть, без резистора по цепи течет большой ток , встроили резистор — ток уменьшился. Рассмотрим работу резистора на примере лампочки на схеме ниже. Имеем источник питания, лампочку, амперметр, измеряющий ток , проходящий через цепь. И Резистор.

Формула сопротивления резистора

И наконец, зная общую силу тока 2 миллиампера , давайте рассчитаем напряжение на каждом из резисторов:. Из этой таблицы видно, что напряжения на резисторах пропорциональны их сопротивлениям учитывая, что сила тока через все резисторы одинакова. Заметьте, напряжение на резисторе R 2 в два раза больше напряжения на резисторе R 1 , так же как и сопротивление R 2 в два раза больше сопротивления R 1. Если мы изменим общее напряжение цепи, то увидим, что эта пропорциональность сохранится:. Несмотря на увеличение напряжение источника питания, напряжение на резисторе R2 по прежнему в два раза больше напряжения на резисторе R1.

Если подставить данное выражение в (2 и 3), то получим формулы расчета падения напряжения для делителя напряжения на резисторах (6, 7).

Резистор. Падение напряжения на резисторе. Мощность. Закон Ома

Для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть используется делитель напряжения voltage divider. Это схема, строящаяся на основе пары резисторов. В примере, на вход подаются стандартные 9 В. Но какое напряжение получится на выходе Vout?

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля по формуле и таблице

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №2. Сопротивление. Закон Ома. Резистор.

Схема делителя напряжения является простой, но в тоже время фундаментальной электросхемой, которая очень часто используется в электронике. Принцип работы ее прост: на входе подается более высокое входное напряжение и затем оно преобразуется в более низкое выходное напряжение с помощью пары резисторов. Формула расчета выходного напряжения основана на законе Ома и приведена ниже. Существует несколько обобщений, которые следует учитывать при использовании делителей напряжения. Это упрощения, которые упрощают оценку схемы деления напряжения.

Для уменьшения значения входного питающего напряжения используют делитель напряжения на резисторах. В нём, выходное напряжение Uвых зависит от значения входного питающего напряжения Uвх и значения сопротивления резисторов.

Мощность резистора

Войти или зарегистрироваться. Искать только в заголовках Сообщения пользователя: Имена участников разделяйте запятой. Новее чем: Искать только в этой теме Искать только в этом разделе Отображать результаты в виде тем. Быстрый поиск. Встал вопрос : какое напряжение падает резисторе при известных данных типа ток ,напряжение , величина сопротивления резистора. Ладно , представим у меня на ардуино 3.

Резистор является одним из самых распространённых элементов в электрической цепи. С его помощью ограничивается ток и изменяется напряжение. Конструируя схемы, часто может понадобится рассчитать сопротивление для понижения напряжения. Это актуально при построении делителей цифровых устройств или блоков питания, поэтому уметь выполнять такие вычисления должен каждый радиолюбитель.


Как найти напряжение на резисторе

Последовательное соединение — это соединение двух или более резисторов в форме цепи, в которой каждый отдельный резистор соединяется с другим отдельным резистором только в одной точке. При таком соединении, через все резисторы проходит один и тот же электрический ток. Следовательно, при последовательном соединении резисторов их общее сопротивление увеличивается, и оно равно сумме всех сопротивлений. Напряжение при последовательном соединении распределяется на каждый резистор согласно закону Ома:. Параллельное соединение — это соединение, при котором резисторы соединяются между собой обоими контактами. В результате к одной точке электрическому узлу может быть присоединено несколько резисторов.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ПРОСТЕЙШИЙ РАСЧЕТ РЕЗИСТОРА ДЛЯ СВЕТОДИОДА

Параллельное соединение резисторов. Калькулятор для расчета. Напряжение на втором резисторе в схеме


Есть другой способ снижения напряжения на нагрузке, но только для цепей постоянного тока. Про смотри здесь. Вместо дополнительного резистора используют цепочку из последовательно включенных, в прямом направлении, диодов. На германиевом диоде падает напряжение 0,5 — 0,7 В, на кремниевом от 0,6 до 1,2 Вольта. Исходя из того, на сколько вольт нужно понизить напряжение на нагрузке, включают соответствующее количество диодов.

Наиболее популярны и доступны кремниевые диоды. Выше приведенная схема с диодами, более громоздка в исполнении, чем с простым резистором. Но, выходное напряжение, в схеме с диодами, более стабильно и слабо зависит от нагрузки. В чем разница между этими двумя способами снижения выходного напряжения?

На Рис 1 — добавочное сопротивление — резистор проволочное сопротивление , Рис 2 — добавочное сопротивление — диод. У резистора проволочного сопротивления линейная зависимость между током, проходящем через него и падением напряжения на нем. Во сколько раз увеличится ток, во столько же раз увеличится и падение напряжения на резисторе. Из примера 1: если мы к лампочке подключим параллельно еще одну, то ток в цепи увеличится, с учетом общего сопротивления двух лампочек до 0,66 А.

Они будут гореть в пол накала. Зависимость между током протекающем через диод и падающем на нем напряжении нелинейная. Ток может увеличиться в несколько раз, падение напряжения на диоде увеличится всего на несколько десятых вольта. Падение напряжения на диодах мало зависит от тока в цепи. Диоды в такой цепи выполняют роль стабилизатора напряжения. Диоды необходимо подбирать по максимальному току в цепи.

Максимально допустимый ток диодов должен быть больше, чем ток в рассчитываемой цепи. Падения напряжения на некоторых диодах при токе 0,5 А даны в таблице. В цепях переменного тока , в качестве добавочного сопротивления можно использовать конденсатор, индуктивность, динистор или тиристор с добавлением схемы управления.

Куда и что падает? Кто разобрал схему на детали? На самом же деле, физический смысл происходящих процессов, скрывающийся за большинством этих слов, вполне доступен для понимания даже со школьными знаниями физики. Чтобы объяснить, что такое падение напряжения, необходимо вспомнить, какие вообще напряжения бывают в имеется в виду глобальная классификация.

Их всего два вида. Первый — это напряжение который подключен к рассматриваемому контуру. Оно может также называться приложенным ко всей цепи. А второй вид — это именно падение напряжения. Может быть рассмотрено как в отношении всего контура, так и любого отдельно взятого элемента. На практике это выглядит следующим образом.

Например, если взять обычную вкрутить ее в патрон, а провода от него подключить в домашнюю сетевую розетку, то приложенное к цепи источник питания — проводники — нагрузка напряжение составит Вольт.

Но стоит нам с помощью вольтметра замерять его значение на лампе, как станет очевидно, что оно немного меньше, чем Так произошло потому, что возникло падение напряжения на которым обладает лампа. Пожалуй, нет человека, который не слышал бы о законе Ома.

В общем случае формулировка его выглядит так:. Как видно, все три величины непосредственно связаны между собой. Поэтому, зная любые две, можно довольно просто вычислить третью. Конечно, в каждом конкретном случае придется учесть род тока переменный или постоянный и некоторые другие уточняющие характеристики, но основа — вышеуказанная формула.

Электрическая энергия — это, фактически, движение по проводнику отрицательно заряженных частиц электронов. В нашем примере спираль лампы обладает высоким сопротивлением, то есть замедляет перемещающиеся электроны. Благодаря этому возникает видимое свечение, но общая энергия потока частиц снижается.

Как видно из формулы, с уменьшением тока уменьшается и напряжение. Именно поэтому результаты замеров у розетки и на лампе различаются. Эта разница и является падением напряжения. Данная величина всегда учитывается, чтобы предотвратить слишком большое снижение на элементах в конце схемы.

Падение напряжения на резисторе зависит от его и силы протекающего по нему тока. Также косвенное влияние оказывают температура и характеристики тока. Если в рассматриваемую цепь включить амперметр, то падение можно определить умножением значения тока на сопротивление лампы. Но далеко не всегда удается вот так просто с помощью простейшей формулы и измерительного прибора выполнить расчет падения напряжения.

В случае параллельно подключенных сопротивлений нахождение величины усложняется. На приходится дополнительно учитывать реактивную составляющую. Рассмотрим пример с двумя параллельно включенными резисторами R1 и R2. Известно сопротивление провода R3 и источника питания R0.

Также дано значение ЭДС — E. Здесь множитель «R5» может быть любым R — от 1 до 4, в зависимости от того, какой именно элемент схемы нужно рассчитать. Итак, резистор … Базовый элемент построения электрической цепи.

Работа резистора заключается в ограничении тока , протекающего по цепи. НЕ в превращении тока в тепло, а именно в ограничении тока. То есть, без резистора по цепи течет большой ток , встроили резистор — ток уменьшился. В этом заключается его работа, совершая которую данный элемент электрической цепи выделяет тепло. Рассмотрим работу резистора на примере лампочки на схеме ниже. Имеем источник питания, лампочку, амперметр, измеряющий ток , проходящий через цепь.

И Резистор. Когда резистор в цепи отсутствует, через лампочку по цепи побежит большой ток , например, 0,75А.

Лампочка горит ярко. Встроили в цепь резистор — у тока появился труднопреодолимый барьер, протекающий по цепи ток снизился до 0,2А. Лампочка горит менее ярко. Стоит отметить, что яркость, с которой горит лампочка, зависит так же и от напряжения на ней.

Чем выше напряжение — тем ярче. Кроме того, на резисторе происходит падение напряжения. Рассмотрим это падение на рисунке ниже.

Имеем источник питания на 12 вольт. На всякий случай амперметр, два вольтметра про запас, лампочку и резистор. Включаем цепь без резистора слева. Напряжение на лампочке 12 вольт. Подключаем резистор — часть напряжения упала на нем. Вольтметр снизу на схеме справа показывает 5В.

Вольтметр на лампочке показал 7В. Разумеется, оба примера являются абстрактными, неточными в плане чисел и рассчитаны на объяснение сути процесса, происходящего в резисторе. Основная характеристика резистора — сопротивление.

Чем больше сопротивление , тем больший ток он способен ограничить, тем больше тепла он выделяет, тем больше напряжения падает на нем. Основной закон всего электричества. Интерпретировать эти символы на человеческий язык можно по-разному. Главное — уметь применить для каждой конкретной цепи. Давайте используем Закон Ома для нашей цепи с резистором и лампочкой, рассмотренной выше, и рассчитаем сопротивление резистора , при котором ток от источника питания на 12В ограничится до 0,2.

При этом считаем сопротивление лампочки равным 0. Если встроить в цепь с источником питания и лампочкой, сопротивление которой равно 0, резистор номиналом 60 Ом, тогда ток, протекающий по цепи , будет составлять 0,2А.

Микропрогер, знай и помни! Параметр мощности резистора является одним из наиболее важных при построении схем для реальных устройств. Мощность электрического тока на каком-либо участке цепи равна произведению силы тока, протекающую по этому участку на напряжение на этом участке цепи.

Единица измерения 1Вт. При протекании тока через резистор совершается работа по ограничению электрического тока. При совершении работы выделяется тепло.

Резистор рассеивает это тепло в окружающую среду. Но если резистор будет совершать слишком большую работу, выделять слишком много тепла — он перестанет успевать рассеивать вырабатывающееся внутри него тепло, очень сильно нагреется и сгорит. Что произойдет в результате этого казуса, зависит от твоего личного коэффициента удачи. Характеристика мощности резистора — это максимальная мощность тока, которую он способен выдержать и не перегреться.


Формулы, позволяющие рассчитать сопротивление для понижения напряжения

Основным законом электротехники, при помощи которого можно изучать и рассчитывать электрические цепи, является закон Ома, устанавливающий соотношение между током, напряжением и сопротивлением. Необходимо отчетливо понимать его сущность и уметь правильно пользоваться им при решении практических задач. Часто в электротехнике допускаются ошибки из-за неумения правильно применить закон Ома. Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Делитель напряжения на резисторах: формула расчета, калькулятор значения Uвх., Uвых. и R1 и нажмите «Рассчитать», чтобы найти значение R 2.

Устройство и применение резистора в электрической цепи

Электрические расчеты. Понятия и формулы. Если в электрической цепи только одно сопротивление r, все напряжение источника Uист падает на этом сопротивлении. Напряжение источника питания равно сумме падений напряжения в цепи 2-й закон Кирхгофа. Напряжение между точками 1 и 2 лампочки см. Лампочка светит нормально, если через нее проходит номинальный ток или если между точками 1 и 2 номинальное напряжение номинальные ток и напряжение указываются на лампочке. Две одинаковые лампочки на напряжение 2,5 В и ток 0,3 А соединены последовательно и подключены к карманной батарее с напряжением 4,5 В. Какое падение напряжения создается на зажимах отдельных лампочек рис. Одинаковые лампочки имеют равные сопротивления r. При последовательном включении через них проходит один и тот же ток I.

Падение напряжения на резисторе

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка.

Схема делителя напряжения является простой, но в тоже время фундаментальной электросхемой, которая очень часто используется в электронике.

Делитель напряжения на резисторах. Формула расчета, онлайн калькулятор. Напряжение на резисторе

Используя только два резистора и входное напряжение, мы можем создать выходное напряжение, составляющее определенную часть от входного. Делитель напряжения является одной из наиболее фундаментальных схем в электронике. В вопросе изучения работы делителя напряжения следует отметить два основных момента — это сама схема и формула расчета. Схема делителя напряжения включает в себя входной источник напряжения и два резистора. Ниже вы можете увидеть несколько схематических вариантов изображения делителя, но все они несут один и тот же функционал.

Падение напряжения на резисторе

В этой статье: Параллельные цепи Пример цепи Дополнительные вычисления Источники. В параллельной цепи резисторы соединены таким образом, что электрический ток в цепи делится между резисторами и проходит через них одновременно сравните это с автодорогой, которая разделяется на две параллельные дороги и делит поток машин на два потока, движущихся параллельно друг другу. В этой статье мы расскажет вам, как вычислить напряжение, силу тока и сопротивление в параллельной цепи. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 24 человек а. Категории: Физика. Как вычислить напряжение, силу тока и сопротивление в параллельной цепи Информация об авторе. Параллельная цепь — это цепь, в которой ток течет из точки А в точку В одновременно по нескольким элементам цепи то есть поток электронов разбивается на несколько потоков, которые на конечном участке цепи вновь объединяются в единый поток. В большинстве задач, в которых присутствует параллельная цепь, нужно вычислить напряжение, сопротивление и силу тока.

Этот резистор рассчитан на мощность делитель напряжения.

Войти или зарегистрироваться. Искать только в заголовках Сообщения пользователя: Имена участников разделяйте запятой. Новее чем: Искать только в этой теме Искать только в этом разделе Отображать результаты в виде тем.

Самым распространённым элементом в электрических схемах является резистор. Эта несложная в изготовлении радиодеталь используется для ограничения проходящего через него тока, а также изменения напряжения. По своей сути она является пассивным элементом, преобразующим электрическую энергию в тепло. Существование электричества было обнаружено ещё в VII веке до н. Учёный Уильям Гилберт, проводя эксперименты с янтарём, обнаружил его способность притягивать другие вещества электростатический заряд.

Делитель напряжения используется в электрических цепях, если необходимо понизить напряжение и получить несколько его фиксированных значений.

Для того, чтобы поделить напряжение, нам потребуется два и более резисторов. Для начала рассмотрим вот такой рисунок:. Наш схемка состоит из двух резисторов, подключенных последовательно. На эти резисторы подается напряжение. Оно может быть как переменное, так и постоянное.

Содержание: Если известна мощность и напряжение Если известно напряжение или мощность и сопротивление Если известно ЭДС, внутреннее сопротивление и нагрузка Закон Джоуля-Ленца Несколько примеров. Допустим вам нужно найти силу тока в цепи, при этом вам известны только напряжение и потребляемая мощность. Тогда чтобы её определить без сопротивления воспользуйтесь формулой:. Следует отметить, что такое выражение справедливо для цепей постоянного тока.


Расчет напряжения тока с помощью формулы: сопротивления через силу тока и напряжение

g84jsm9tB4S

В электротехнике принято считать, что простая цепь – это цепь, которая сводится к цепи с одним источником и одним эквивалентным сопротивлением.

Свернуть цепь можно с помощью эквивалентных преобразований последовательного, параллельного и смешанного соединений. Исключением служат цепи, содержащие более сложные соединения звездой и треугольником.

Расчет цепей постоянного тока производится с помощью закона Ома и Кирхгофа.

Пример 1

Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах.

Так как резисторы подключены последовательно, эквивалентное сопротивление будет равно их сумме. Зная его, воспользуемся законом Ома для полной цепи, чтобы найти ток в цепи.


Проверить правильность решения можно несколькими способами. Например, с помощью закона Кирхгофа, который гласит, что сумма ЭДС в контуре равна сумме напряжений в нем.

Но с помощью закона Кирхгофа удобно проверять простые цепи, имеющие один контур. Более удобным способом проверки является баланс мощностей.

В цепи должен соблюдаться баланс мощностей, то есть энергия отданная источниками должна быть равна энергии полученной приемниками.

Мощность источника определяется как произведение ЭДС на ток, а мощность полученная приемником как произведение падения напряжения на ток.

Преимущество проверки балансом мощностей в том, что не нужно составлять сложных громоздких уравнений на основании законов Кирхгофа, достаточно знать ЭДС, напряжения и токи в цепи.

Пример 2

Общий ток цепи, содержащей два соединенных параллельно резистора R1=70 Ом и R2=90 Ом, равен 500 мА. Определить токи в каждом из резисторов.

Два последовательно соединенных резистора ничто иное, как делитель тока. Определить токи, протекающие через каждый резистор можно с помощью формулы делителя, при этом напряжение в цепи нам не нужно знать, потребуется лишь общий ток и сопротивления резисторов.

В данном случае удобно проверить задачу с помощью первого закона Кирхгофа, согласно которому сумма токов сходящихся, в узле равна нулю.

Если у вас возникли затруднения, прочтите статью законы Кирхгофа.

Если вы не помните формулу делителя тока, то можно решить задачу другим способом. Для этого необходимо найти напряжение в цепи, которое будет общим для обоих резисторов, так как соединение параллельное. Для того чтобы его найти, нужно сначала рассчитать сопротивление цепи

  • А затем напряжение
  • Зная напряжения, найдем токи, протекающие через резисторы
  • Как видите, токи получились теми же.

Пример 3

В электрической цепи, изображенной на схеме R1=50 Ом, R2=180 Ом, R3=220 Ом.

Найти мощность, выделяемую на резисторе R1, ток через резистор R2, напряжение на резисторе R3, если известно, что напряжение на зажимах цепи 100 В.

Чтобы рассчитать мощность постоянного тока, выделяемую на резисторе R1, необходимо определить ток I1, который является общим для всей цепи. Зная напряжение на зажимах и эквивалентное сопротивление цепи, можно его найти.

  Интернет магазин паровой утюг

  1. Эквивалентное сопротивление и ток в цепи
  2. Отсюда мощность, выделяемая на R 1
  3. Ток I2 определим с помощью формулы делителя тока, учитывая, что ток I1 для этого делителя является общим
  4. Так как, напряжение при параллельном соединении резисторов одинаковое, найдем U3, как напряжение на резисторе R2
  5. Таким образом производится расчет простых цепей постоянного тока.
  6. Резистор тока выполняет сразу несколько очень важных задач: служит ограничителем электрического тока в цепи, создает падение напряжения на отдельных ее участках и разделяет пульсирующий ток.

Помимо номинального сопротивления, одним из наиболее важных параметров резистора является рассеиваемая мощность. Она зависима от напряжения и тока. Мощность – это то тепло, которое выделяется на резисторе, когда под воздействием протекающего тока он нагревается. При пропуске тока, превышающего заданное значение мощности, резистор может сгореть.

Мощность постоянного тока может быть рассчитана по простой формуле P(Вт) = U(В) * I(А),

Чтобы избежать сгорания резистора тока, необходимо учитывать его мощность. Соответственно, если схема указывает на замену резистора с мощностью 0,5 Ватт – 0,5 Ватт в данном случае – минимум.

Мощность резистора может зависеть от его размеров. Как правило, чем меньше резистор — тем меньше мощность его рассеивания. Стандартный ряд мощностей резисторов тока состоит из значений:

Рассмотрим на примере: номинальное сопротивление нашего резистора тока – 100 Ом. Через него течет ток 0,1 Ампер. Чтобы узнать мощность, на которую рассчитан наш резистор тока, необходимо воспользоваться следующей формулой: P(Вт) = I2(А) * R(Ом),

  • P(Вт) – мощность,
  • R(Ом) – сопротивление цепи (в данном случае резистора),
  • I(А) – ток, протекающий через резистор.

Внимание! При расчётах следует соблюдать размерность. Например, 1 кА= 1000 А . Это же касается и других величин.

Итак, рассчитаем мощность для нашего резистора тока: P(Вт) = 0,12(А) *100 (Ом)= 1(Вт)

Получилось, что минимальная мощность нашего резистора составляет 1 Ватт. Однако в схему следует установить резистор с мощностью в 1,5 – 2 раза выше рассчитанной. Соответственно идеальным для нас будет резистор тока мощностью 2 Вт.

Бывает, что ток, протекающий через резистор неизвестен. Для расчёта мощности в таком случае предусмотрена специальная формула:

Соединение цепи может быть последовательным и параллельным. Однако никакого труда не составляет рассчитать мощность резистора тока как в параллельной, так и в последовательной цепи. Следует учитывать лишь то, что в последовательно цепи через резисторы течет один ток.

Например, нам необходимо произвести замену резистора тока сопротивлением 100 Ом. Ток, протекающий через него – 0,1 Ампер. Соответственно, его мощность – 1 Ватт.

Следует рассчитать мощность двух соединенных последовательно резисторов для его замены. Согласно формуле расчёта мощности, мощность рассеивания резистора на 20 Ом – 0,2 Вт, мощность резистора на 80 Ом – 0,8 Вт.

Стандартный ряд мощностей поможет выбрать резисторы тока:

  Как починить москитную сетку ручки

R1 – 20 Ом (0.5 Вт)

R2 – 80 Ом (1 Вт)

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что разное сопротивление резисторов гарантирует их разную выделяемую мощность, так как она распределяется между резисторами разных номиналов.

Если не учитывать это обстоятельство, то можно столкнуться с большим количеством трудностей. Если один из резисторов выбран неправильно – второй работает в тяжелом температурном режиме.

Также присутствует угроза возгорания резистора из-за несоблюдения правил мощности.

Для того, чтобы сэкономить время и не рассчитывать мощность каждого отдельного резистора тока нужно запомнить одно простое правило: мощность заменяемого резистора должна быть равна мощности каждого резистора, составляющего параллельную или последовательную цепь. То есть при замене резистора мощностью 0,5 Вт надо следить за тем, чтобы каждый из резисторов для замены имел мощность не менее 0,5 Вт.

При параллельном соединение резисторов важно помнить, что чем меньше сопротивление резистора, тем больший ток через него протекает, а значит на нем будет рассеяна большая мощность.

В упрощенном понимании электрическая цепь представляет собой совокупность элементов, реализующих определенные задачи при взаимодействии с электрическим током. При этом каждая из деталей выполняет свои функции при строго определенных параметрах. Они могут значительно отличаться от входящих значений. Одним из самых распространенных элементов электрической схемы является резистор.

Резистор выступает своеобразным ограничителем силы тока. По своей сути этот элемент является дополнительным сопротивлением, которое измеряется в омах. Собственно, зная это значение можно определить силу тока в резисторе, а также напряжение в цепи после него.

Определение силы тока на резисторе при разных типах соединения

Самым простым способом определить силу тока в резисторе можно воспользовавшись мультиметром. Измерение проводятся в разрыве цепи после резистора. На тестере выставляется максимальный диапазон величин, а щупы прибора подсоединяются к месту разъединения проводника. На дисплее мультиметра будут отображены результаты измерения силы тока в резисторе.

Но данный вариант не всегда возможен. Под рукой может не оказаться тестера или технически невозможно разорвать цепь чтобы измерить силу тока на резисторе. В такой ситуации на помощь придет известный из школьной физики закон Ома, который выглядит следующим образом:

  • I = U/R, где у нас I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
  • В системе СИ эти величины измеряются в амперах (А), вольтах (В), омах (Ом) соответственно.
  • Подставляя необходимые значения в формулу можно определить сопротивление, напряжение и силу тока на резисторе или любом участке, или элементе электрической цепи.

Последовательное соединение резисторов

Рассмотрим электрическую цепь, в которой три резистора расположены последовательно, т.е. друг за другом. Общее их сопротивление (R) будет рано сумме сопротивлений отдельного резистора (r).

  Как починить сломанную ножку стула

Для наглядности примера, в качестве резисторов рассмотрим обычные 40 Вт лампы накаливании. В данном случае вольфрамовая нить обладает своим сопротивлением и ее вполне можно считать резистором. Также введем понятие мощности нагрузки или резистора (P), которая измеряется в ватах (Вт).

Она имеет прямолинейную зависимость от силы тока и напряжения и вычисляется по формуле: P=I х U. С помощью несложных вычислений мы можем найти силу тока на резисторе, в качестве которого выступает лампочка.

Сила тока (I) = Мощность лампы (Р) / Напряжение (U) = 40 Вт / 220 В = 0,1818 А.

Для последовательного соединения элементов в электрической цепи справедливо правило, что силы тока протекающие через все проводники одинакова. Таким образом сила тока в резисторе r2 или r3 также будет 0,1818 А.

Но в нашем варианте с лампочками будет отмечена одна особенность – яркость свечения уменьшится. Это происходит из-за того, что резистор выступает в качестве делителя напряжения. Этот нюанс часто используют для продления срока службы не ответственных устройств.

Например, впаяв сопротивление перед лампочкой можно продлить срок ее службы, но при этом придется смерится с недостатком освещенности.

Параллельное соединение резисторов

При параллельном расположении резисторов в сети, они имеют общую точку контакта на входе и на выходе. В этом случае общее напряжение будет соответствовать значению напряжения на каждом отрезке, а вот ток будет суммироваться (I об= I1 + I2 +I3). Это соотношение имеет большое значение для практического применения и получило название – закон разветвленной цепи.

Несмотря на то, что общий ток в цепочке резисторов, соединенных параллельно на выходе равен сумме токов в самостоятельной ветке, для конкретного участка он может отличаться. Это обусловлено тем же законом Ома, при условии разности сопротивлений.

Чтобы узнать силу тока на каждом резисторе в соответствующей ветке, необходимо знать их сопротивление. При параллельном соединении, напряжение на обособленном участке, является постоянной величиной.

Соответственно сила тока отельного резистора легко вычисляется по закону Ома для участка цепи.

Смешанное соединение резисторов в цепи

В чистом виде параллельные и последовательные цепи в электротехнике встречаются крайне редко. Как правило, присутствует их совместная комбинация.

Для того чтобы найти силу тока в каждом резисторе при смешанном соединении, необходимо цепь разбить на участки. Таким образом при расположении элементов друг после друга, т.н.

«каскадом», применяются правила и формулы для последовательного соединения.

Результаты измерения силы тока в резисторе. Различные типы резисторов.

Необходимо отметить, что для упрощения расчетов параллельно расположенные резисторы можно группировать. При вычислении силы тока на определенном участке, они принимаются за самостоятельный элемент. Соответственно в этом случае формулы используются как для расчета параметров при параллельном соединении.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-najti-silu-toka-na-kazhdom-rezistore/

Закон Ома

Закон Ома, основанный на опытах, представляет собой в электротехнике основной закон, который устанавливает связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.

Появление смартфонов, гаджетов, бытовых приборов и прочей электротехники коренным образом изменило облик современного человека. Приложены огромные усилия, направленные на исследование физических закономерностей для улучшения старой и создания новой техники. Одной из таких зависимостей является закон Ома.

Георг Симон Ом

  • Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.
  • Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.
  • Формула закона Ома записывается в следующем виде:

  1. где
  2. I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока — ампер [А];
  3. U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];
  4. R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления — ом [Ом].

Согласно закону Ома, увеличение напряжения, например, в два раза при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также в два раза

И напротив, уменьшение тока в два раза при фиксированном напряжении будет означать, что сопротивление увеличилось в два раза.

Рассмотрим простейший случай применения закона Ома. Пусть дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по данному проводнику течет ток равный:

Существует мнемоническое правило для запоминания этого закона, которое можно назвать треугольник Ома. Изобразим все три характеристики (напряжение, сила тока и сопротивление) в виде треугольника. В вершине которого находится напряжение, в нижней левой части – сила тока, а в правой – сопротивление.

Правило работы такое: закрываем пальцем величину в треугольнике, которую нужно найти, тогда две оставшиеся дадут верную формулу для поиска закрытой.

Где и когда можно применять закон Ома?

Нужна помощь в написании работы?

Закон Ома в упомянутой форме справедлив в достаточно широких пределах для металлов. Он выполняется до тех пор, пока металл не начнет плавиться. Менее широкий диапазон применения у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме).

Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе. Если это будет резистор с известной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), а также известен проходящий через него ток, узнать напряжение можно с помощью формулы Ома, не подключая вольтметр.

Значение Закона Ома

Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении.

Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.

Закон Ома является чрезвычайно полезным в технике(электронной/электрической), поскольку он касается трех основных электрических величин: тока, напряжения и сопротивления. Он показывает, как эти три величины являются взаимозависимыми на макроскопическом уровне.

Если бы было можно охарактеризовать закон Ома простыми словами, то наглядно это выглядело бы так:

Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока окажется настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия.

Источник: https://zakon-oma.ru/

Закон ома

Электроника сейчас получила большое распространение, у всех дома много радиоприёмников, телефонов, компьютеров, планшетов, телевизоров фонариков и т.д. Это всё радиоэлектроника, поэтому некоторые люди заинтересовываются этим хобби, но не знают с чего начать. Наша цель рассказать в данном материале всё о Законе Ома.

Обозначения напряжения, тока, сопротивления

Всё же многие радиолюбители начинают с закона Ома. В закон Ома входят три единицы: напряжение, ток, сопротивление.

  • Напряжение измеряется  в вольтах (В) и обозначается U.
  • Сопротивление измеряется в Омах (Ом) и обозначается R.
  • Ток в Амперах (А) и обозначается I.

Расчёт напряжения, тока и сопротивления

Закон Ома предназначен для того, чтобы найти неизвестную третью, если известны первая и вторая. С этого по подробней, чтобы облегчить закон Ома, будем пользоваться треугольником Ома. Вот этот треугольник:

Давайте разберёмся с напряжением, чтобы найти напряжение, используя треугольник Ома, надо закрыть рукой напряжение — U, остались только I-ток и R-сопротивление, передними стоит вертикальная черта, вертикальная это черта снизу вверх, это вертикальная линия обозначает  умножение, значит, чтобы найти напряжение надо ток умножить на сопротивление.

   Вот такая формула получилась: U=I*R, где U-напряжение, I-ток, R-сопротивление.

Теперь давайте попробуем найти ток, прикроем рукой I, теперь перед напряжением и сопротивление стоит горизонтальная черта, горизонтальная, это та черта, которая идёт слева направо. Горизонтальная черта означает деление. Значит, чтобы найти ток, надо напряжение разделить на сопротивление.

   Формула получилась следующая: I= UR, где I-ток, U-напряжение, R-сопротивление. 

Найдём сопротивление, закроем рукой R, то получим опять горизонтальную черту перед напряжением и током, значит нужно делить.

   Формула получилась для расчёта сопротивления: R=UI, где R-сопротивление, U-напряжение, I-ток. Итак, мы научились пользовать треугольником Ома и узнали о Законе Ома. Теперь, пожалуй, поучимся на примерах.

Примеры расчётов закона Ома

Давайте, найдём напряжение, если ток равен 0,9 Ампер, а сопротивление 100 Ом, пользуясь треугольником, прикрываем напряжение рукой, смотрим, вертикальная черта, значит умножить. Опять пользуемся той формулой, только подставляем числа, U = 0,9 А * 100 Ом, считаем, получиться 90, значит U = 90 вольт. 

Теперь рассчитываем сопротивление, берём те же единицы, только убираем сопротивление, получиться вот такая формула: R = 90 В 0,9 А, получим 100 Ом. 

Чтобы рассчитать ток, опять же убираем ток, получаем эту формулу I = 90 В 100 Ом, получаем  0,9 Ампер.

Итак, на этом всё, кстати, закон Ома действует там, где нет катушек индуктивности и конденсаторов, не забивайте голову конденсаторами и катушками индуктивности, просто, запомните, что закон Ома действует, там, где нет катушек индуктивности и конденсаторов. Надеюсь, моя статья была полезной, всем удачи, с вами был Дмитрий Цывцын.

   Справочники радиодеталей

ПИНГ-ПОНГ НА АРДУИНО
ПРОСТОЙ ФОНО-ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ
СХЕМА ЧАСОВ НА ВЛИ

Источник: https://elwo.ru/publ/spravochniki/zakon_oma/2-1-0-898

10 формул

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Формулы составляют скелет науки об электронике.

Вместо того, чтобы сваливать на стол целую кучу радиоэлементов, а потом переподключать их между собой, пытаясь выяснить, что же появится на свет в результате, опытные специалисты сразу строят новые схемы на основе известных математических и физических законов. Именно формулы помогают определять конкретные значения номиналов электронных компонентов и рабочих параметров схем.

Точно так же эффективно использовать формулы для модернизации уже готовых схем.

К примеру, для того, чтобы выбрать правильный резистор в схеме с лампочкой, можно применить базовый закон Ома для постоянного тока (о нем можно будет прочесть в разделе “Соотношения закона Ома” сразу после нашего лирического вступления). Лампочку можно заставить, таким образом, светить более ярко или, наоборот — притушить.

В этой главе будут приведены многие основные формулы физики, с которыми рано или поздно приходится сталкиваться в процессе работы в электронике. Некоторые из них известны уже столетия, но мы до сих пор продолжаем ими успешно пользоваться, как будут пользоваться и наши внуки.

Соотношения закона Ома

Закон Ома представляет собой взаимное соотношение между напряжением, током, сопротивлением и мощностью. Все выводимые формулы для расчета каждой из указанных величин представлены в таблице:

Искомая величина Формула
Напряжение, В U=I*R
Ток, А I=U/R
Сопротивление, Ом R=U/I
Мощность, Вт P=U*I
  • В этой таблице используются следующие общепринятые обозначения физических величин:
  • U — напряжение (В),
  • I — ток (А),
  • Р — мощность (Вт),
  • R — сопротивление (Ом),

Потренируемся на следующем примере: пусть нужно найти мощность схемы. Известно, что напряжение на ее выводах составляет 100 В, а ток— 10 А. Тогда мощность согласно закону Ома будет равна 100 х 10 = 1000 Вт.

Полученное значение можно использовать для расчета, скажем, номинала предохранителя, который нужно ввести в устройство, или, к примеру, для оценки счета за электричество, который вам лично принесет электрик из ЖЭК в конце месяца.

А вот другой пример: пусть нужно узнать номинал резистора в цепи с лампочкой, если известно, какой ток мы хотим пропускать через эту цепь. По закону Ома ток равен:

I = U / R

Схема, состоящая из лампочки, резистора и источника питания (батареи) показана на рисунке. Используя приведенную формулу, вычислить искомое сопротивление сможет даже школьник.

Что же в этой формуле есть что? Рассмотрим переменные подробнее.

> U пит (иногда также обозначается как V или Е): напряжение питания. Вследствие того, что при прохождении тока через лампочку на ней падает какое-то напряжение, величину этого падения (обычно рабочее напряжение лампочки, в нашем случае 3,5 В) нужно вычесть из напряжения источника питания. К примеру, если Uпит = 12 В, то U = 8,5 В при условии, что на лампочке падает 3,5 В.

I: ток (измеряется в амперах), который планируется пропустить через лампочку. В нашем случае – 50 мА. Так как в формуле ток указывается в амперах, то 50 миллиампер составляет лишь малую его часть: 0,050 А.

  1. > R: искомое сопротивление токоограничивающего резистора, в омах.
  2. В продолжение, можно проставить в формулу расчета сопротивления реальные цифры вместо U, I и R:
  3. R = U/I = 8,5 В / 0,050 А= 170 Ом

Расчёты сопротивления

Рассчитать сопротивление одного резистора в простой цепи достаточно просто. Однако с добавлением в нее других резисторов, параллельно или последовательно, общее сопротивление цепи также изменяется. Суммарное сопротивление нескольких соединенных последовательно резисторов равно сумме отдельных сопротивлений каждого из них. Для параллельного же соединения все немного сложнее.

Почему нужно обращать внимание на способ соединения компонентов между собой? На то есть сразу несколько причин.

> Сопротивления резисторов составляют только некоторый фиксированный ряд номиналов. В некоторых схемах значение сопротивления должно быть рассчитано точно, но, поскольку резистор именно такого номинала может и не существовать вообще, то приходится соединять несколько элементов последовательно или параллельно.

> Резисторы — не единственные компоненты, которые имеют сопротивление. К примеру, витки обмотки электромотора также обладают некоторым сопротивлением току. Во многих практических задачах приходится рассчитывать суммарное сопротивление всей цепи.

Расчет сопротивления последовательных резисторов
  • Формула для вычисления суммарного сопротивления резисторов, соединенных между собой последовательно, проста до неприличия. Нужно просто сложить все сопротивления:
  • Rобщ = Rl + R2 + R3 + … (столько раз, сколько есть элементов)
  • В данном случае величины Rl, R2, R3 и так далее — сопротивления отдельных резисторов или других компонентов цепи, а Rобщ — результирующая величина.
  • Так, к примеру, если имеется цепь из двух соединенных последовательно резисторов с номиналами 1,2 и 2,2 кОм, то суммарное сопротивление этого участка схемы будет равно 3,4 кОм.

Расчет сопротивления параллельных резисторов
  1. Все немного усложняется, если требуется вычислить сопротивление цепи, состоящей из параллельных резисторов.

    Формула приобретает вид:

  2. R общ = R1 * R2 / (R1 ­­+ R2)
  3. где R1 и R2 — сопротивления отдельных резисторов или других элементов цепи, а Rобщ -результирующая величина.

    Так, если взять те же самые резисторы с номиналами 1,2 и 2,2 кОм, но соединенные параллельно, получим

  4. 776,47 = 2640000 / 3400
  5. Для расчета результирующего сопротивления электрической цепи из трех и более резисторов используется следующая формула:
  6. Здесь снова величины Rl, R2, R3 и так далее — сопротивления отдельных резисторов, a Rобщ — суммарная величина.

Расчёты ёмкости

Формулы, приведенные выше, справедливы и для расчета емкостей, только с точностью до наоборот. Так же, как и для резисторов, их можно расширить для любого количества компонентов в цепи.

Расчет емкости параллельных конденсаторов
  • Если нужно вычислить емкость цепи, состоящей из параллельных конденсаторов, необходимо просто сложить их номиналы:
  • Собщ = CI + С2 + СЗ + …
  • В этой формуле CI, С2 и СЗ — емкости отдельных конденсаторов, а Собщ суммирующая величина.

Расчет емкости последовательных конденсаторов
  1. Для вычисления общей емкости пары связанных последовательно конденсаторов применяется следующая формула:
  2. Собщ  = С1 * С2 /( С1+С2)
  3. где С1 и С2 — значения емкости каждого из конденсаторов, а Собщ — общая емкость цепи

Расчет емкости трех и более последовательно соединенных конденсаторов

В схеме имеются конденсаторы? Много? Ничего страшного: даже если все они связаны последовательно, всегда можно найти результирующую емкость этой цепи:

И здесь опять величины C1, С2, СЗ и так далее — емкости отдельных конденсаторов, а Собщ. — суммарная величина.

Так зачем же вязать последовательно сразу несколько конденсаторов, когда могло хватить одного? Одним из логических объяснений этому факту служит необходимость получения конкретного номинала емкости цепи, аналога которому в стандартном ряду номиналов не существует. Иногда приходится идти и по более тернистому пути, особенно в чувствительных схемах, как, например, радиоприемники.

Расчёт энергетических уравнений

Наиболее широко на практике применяют такую единицу измерения энергии, как киловатт-часы или, если это касается электроники, ватт-часы. Рассчитать затраченную схемой энергию можно, зная длительность времени, на протяжении которого устройство включено. Формула для расчета такова:

ватт-часы = Р х Т

В этой формуле литера Р обозначает мощность потребления, выраженную в ваттах, а Т — время работы в часах. В физике принято выражать количество затраченной энергии в ватт-секундах, или Джоулях. Для расчета энергии в этих единицах ватт-часы делят на 3600.

Расчёт постоянной ёмкости RC-цепочки

В электронных схемах часто используются RC-цепочки для обеспечения временных задержек или удлинения импульсных сигналов. Самые простые цепочки состоят всего лишь из резистора и конденсатора (отсюда и происхождение термина RC-цепочка).

Принцип работы RC-цепочки состоит в том, что заряженный конденсатор разряжается через резистор не мгновенно, а на протяжении некоторого интервала времени. Чем больше сопротивление резистора и/или конденсатора, тем дольше будет разряжаться емкость. Разработчики схем очень часто применяют RC-цепочки для создания простых таймеров и осцилляторов или изменения формы сигналов.

Каким же образом можно рассчитать постоянную времени RC-цепочки? Поскольку эта схема состоит из резистора и конденсатора, в уравнении используются значения сопротивления и емкости. Типичные конденсаторы имеют емкость порядка микрофарад и даже меньше, а системными единицами являются фарады, поэтому формула оперирует дробными числами.

T = RC

В этом уравнении литера Т служит для обозначения времени в секундах, R — сопротивления в омах, и С — емкости в фарадах.

Пусть, к примеру, имеется резистор 2000 Ом, подключенный к конденсатору 0,1 мкФ. Постоянная времени этой цепочки будет равна 0,002 с, или 2 мс.

Для того чтобы на первых порах облегчить вам перевод сверхмалых единиц емкостей в фарады, мы составили таблицу:

Значение емкости конденсатора, мкФ Емкость конденсатора для расчета
10 0,000 01
1 0,000 001
0,1 0,000 000 1
0,01 0,000 000 01

Расчёты частоты и длины волны

Частота сигнала является величиной, обратно пропорциональной его длине волны, как будет видно из формул чуть ниже. Эти формулы особенно полезны при работе с радиоэлектроникой, к примеру, для оценки длины куска провода, который планируется использовать в качестве антенны. Во всех следующих формулах длина волны выражается в метрах, а частота — в килогерцах.

Расчет частоты сигнала

Предположим, вы хотите изучать электронику для того, чтобы, собрав свой собственный приемопередатчик, поболтать с такими же энтузиастами из другой части света по аматорской радиосети.

Частоты радиоволн и их длина стоят в формулах бок о бок. В радиолюбительских сетях часто можно услышать высказывания о том, что оператор работает на такой-то и такой длине волны.

Вот как рассчитать частоту радиосигнала, зная длину волны:

Частота = 300000 / длина волны

Длина волны в данной формуле выражается в миллиметрах, а не в футах, аршинах или попугаях. Частота же дана в мегагерцах.

Расчет длины волны сигнала
  • Ту же самую формулу можно использовать и для вычисления длины волны радиосигнала, если известна его частота:
  • Длина волны = 300000 / Частота
  • Результат будет выражен в миллиметрах, а частота сигнала указывается в мегагерцах.

Приведем пример расчета. Пусть радиолюбитель общается со своим другом на частоте 50 МГц (50 миллионов периодов в секунду). Подставив эти цифры в приведенную выше формулу, получим:

6000 миллиметров = 300000 / 50 МГц

Однако чаще пользуются системными единицами длины — метрами, поэтому для завершения расчета нам остается перевести длину волны в более понятную величину. Так как в 1 метре 1000 миллиметров, то в результате получим 6 м. Оказывается, радиолюбитель настроил свою радиостанцию на длину волны 6 метров. Прикольно!

Источник: http://radio-stv.ru/nachinayushhim-radiolyubitelyam/10-formul

Резисторы. Общие сведения » Схемы на все случаи жизни

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него.

Резисторы, составляющие до 35 — 40% общего количества элементов в схемах современной радиоэлектронной аппаратуры РЭА, разнообразны по конструктивным и электрическим характеристикам. Различают резисторы постоянного и переменного сопротивления, проволочные и непроволочные. Непроволочные резисторы наиболее распространены в РЭА, поскольку обладают меньшими размерами, незначительной индуктивностью, относительной стабильностью активного сопротивления в широком диапазоне частот, просты в производстве. Основными параметрами резисторов являются:

Номинальная мощность рассеивания ( Рном ),которую резистор может рассеивать при непрерывной нагрузке, нормальном давлении и температуре. В РЭА чаще всего используют непроволочные резисторы на номинальные мощности 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; и 5 Вт. Выбор резистора по мощности производится по формуле: P=U²/R, где U — напряжение на резисторе в вольтах, R — сопротивление резистора в омах. С учётом повышения температуры резисторы выбирают с номинальной мощностью на 20 — 30% больше расчётной. Численное значение мощности обычно входит в обозначение резистора, например МЛТ-2, где Рном = 2 Вт. Обычно на корпусах непроволочных резисторов приводится мощность при Рном > = 2 Вт, а на корпусах резисторов меньшей мощности в таблицах.

Максимальное напряжение ( Uмакс ) — наибольшее напряжение (постоянное или действующее переменное), которое можно приложить к токоотводам резистора с сопротивлением Rном > = U²макс/Pном.

Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) характеризует относительное изменение сопротивления при изменении температуры на 1°С. Если с увеличением температуры сопротивление резистора увеличивается, то ТКС положительный. А если с увеличением температуры сопротивление уменьшается, то ТКС отрицательный. ТКС непроволочных постоянных резисторов 0,03 — 0,1%/С° , а резисторов повышенной точности на порядок меньше.

Шумы резистора оценивают по величине их переменной эдс, возникающей на его зажимах и отнесённой к 1 В приложенного к резистору напряжения постоянного тока. Измеряют эдс шумов в полосе частот 50 Гц — 5 кГц при рассеивании резистором номинальной мощности.

Номинальное сопротивление резистора ( Rном ) обычно обозначено на его корпусе. Действительное сопротивление резистора может отличаться от номинального, но не более допустимого значения.

Кодировочные обозначения резисторов

Кодированные обозначения сопротивлений и допустимых отклонений введены для малогабаритных резисторов. Сокращённое обозначение состоит из цифры, указывающей номинальное сопротивление резистора, и двух букв, одна из которых обозначает единицу измерения сопротивления, а другая — его допустимое отклонение от номинального.

Единицу «Ом» обозначают буквой Е, килоом — К, мегаом — М, гигаом — Г, тераом — Т, при этом сопротивления от 100 до 910 Ом выражаются в сотых долях килоома, а от 100 до 910 кОм — в сотых долях мегаома.

Если номинальное сопротивление выражается целым числом,обозначение единицы измерения ставят после него ( например, 68Е — 68 Ом), если целым числом с десятичной дробью, то вместо запятой после целого числа ставят обозначение единицы измерения, а дробь — после буквы (например, 3К3 — 3,3К), если десятичной дробью, меньше единицы, то вместо нуля целых и запятой впереди цифры ставят буквенное обозначение единицы измерения (например К47 — 0,47кОм).

Допустимые отклонения сопротивления (% от номинального) обозначают буквами: Ж +- 0,1%; У +- 0,2%; Д +- 0,5; Р +- 1%; Л +- 2%; И +- 5%; С +- 10%; В +- 20%. Кодированное обозначение резистора, например сопротивлением 560 Ом и допустимым отклонением +-0,5% записывается так: К56Д.

Обозначение резисторов на схеме

Резисторы сопротивлением от 1 до 1000 Ом обозначают на схемах в омах целыми числами без указания единицы измерения (например, R470 означает, что резистор R имеет сопротивление 470 Ом). Сопротивление, составляющее долю или число с долями ом, обозначают в омах с указанием единицы измерения (например, 4,7 Ом).

Резисторы сопротивлением от 1 до 910 кОм обозначают числом килоом с прибавлением буквы К (например, R910К), сопротивлением от 1МОм и выше — в мегаомах без указания единицы измерения, причём если сопротивление равно целому числу, то после его численного значения ставят запятую и нуль (например, сопротивление 2МОм обозначают 2,0).

Виды соединения резисторов

Существует три наиболее важных соединения резистивных цепей: последовательная цепь, параллельная цепь и последовательно-параллельная цепь.

Последовательная цепь содержит два и более, соединенных последовательно, резисторов, через которые протекает один общий ток. Если между двумя точками цепи существует только один путь для протекания тока, то такая цепь является последовательной. Общее сопротивление последовательной цепи является суммой отдельных сопротивлений цепи: RS=R1+R2+…+Rn.

Параллельная цепь содержит два или более резистора, по каждому из которых течет свой ток. Каждый путь тока в параллельной цепи называется ветвью. Ток течет от отрицательного вывода источника тока через каждую ветвь параллельной цепи к положительному выводу источника тока. Если в цепи с двумя или более резисторами существует более одного пути для протекания тока между двумя точками, то цепь называется параллельной. Общее сопротивление параллельной цепи определяется формулой: 1/RS=1/R1+1/R2+…+1/Rn. Общее сопротивление параллельной цепи меньше, чем сопротивление наименьшего резистора.

Последовательно-параллельная цепь является комбинацией последовательной и параллельной цепей. Процедура вычисления общего сопротивления состоит из следующих этапов:

  1. Вычислить общее сопротивления параллельных участков цепи для определения эквивалентных сопротивлений.
  2. Если в параллельных участках цепи есть последовательно включенные сопротивления, то сначала нужно вычислить эквивалентное сопротивление последовательно включенных элементов цепи.
  3. После вычисления эквивалентных сопротивлений необходимо перерисовать цепь, заменяя параллельные участки цепи эквивалентными сопротивлениями.
  4. Произвести окончательные вычисления.

В чисто резистивной цепи ток находится в фазе с приложенным напряжением. Соотношение между напряжением, силой тока и сопротивлением называется законом Ома: R = U /I, где R — сопротивление цепи (Ом), U — приложенное напряжение к цепи (В), I — протекающий по цепи ток (А).

Список использованной литературы
  1. Атабеков Г. И. Основы теории цепей: Учебник. 2-е изд.,испр.–СПб.: Издательство «Лань», 2006.–432 с.
  2. Справочник молодого радиста. В.Г. Бодиловский. — М.: Высшая школа, 1983.

расчет, теория и принцип действия

Существуют два вида сопротивления – переменное и постоянное, а делитель напряжения на резисторах нужен для защиты электроприборов. Например, светодиодам необходим небольшой ток, в противном случае они могут перегореть. Для ограничения тока в электрическую цепь вставляется резистор, следовательно ток уменьшается и светодиоды работают в штатном режиме. Резистор – радиоэлемент для увеличения сопротивления электрической цепи. Его ставят с целью понижения напряжения или тока.

Постоянное сопротивление – резисторы, которые не изменяют свой номинал. Если подобное происходит, значит резистор вышел из строя. Переменные резисторы могут менять свое сопротивление в процессе своей работы. Они оснащены специальный бегунок, который и регулирует сопротивление. На основе их изготавливают самые различные регуляторы.

В статье будут подробно рассмотрены типы подключения и что такое делитель напряжения. Также в статье содержится видеоролик на данную тему и скачиваемый файл с дополнительной информацией.

Делитель напряжения.

Соединение резисторов

Соединение резисторов в различные конфигурации очень часто применяются в электротехнике и электронике. Здесь мы будем рассматривать только участок цепи, включающий в себя соединение резисторов. Соединение резисторов может производиться последовательно, параллельно и смешанно.

Последовательное соединение резисторов

Последовательное соединение.

Последовательное соединение резисторов это такое соединение, в котором конец одного резистора соединен с началом второго резистора, конец второго резистора с началом третьего и так далее. То есть при последовательном соединении резисторы подключатся друг за другом. При таком соединении через резисторы будет протекать один общий ток. Следовательно, для последовательного соединения резисторов будет справедливо сказать, что между точками А и Б есть только один единственный путь протекания тока.

Интересно почитать: принцип действия и основные характеристики варисторов.

Таким образом, чем больше число последовательно соединенных резисторов, тем большее сопротивление они оказывают протеканию тока, то есть общее сопротивление Rобщ возрастает. Рассчитывается общее сопротивление последовательно соединенных резисторов по следующей формуле: Rобщ = R1 + R2 + R3+…+ Rn.

Последовательное и параллельное соединение резисторов.

Параллельное соединение резисторов

Параллельное соединение резисторов это соединение, в котором начала всех резисторов соединены в одну общую точку (А), а концы в другую общую точку. При этом по каждому резистору течет свой ток. При параллельном соединении при протекании тока из точки А в точку Б, он имеет несколько путей. Таким образом, увеличение числа параллельно соединенных резисторов ведет к увеличению путей протекания тока, то есть к уменьшению противодействия протеканию тока. А это значит, чем большее количество резисторов соединить параллельно, тем меньше станет значение общего сопротивления такого участка цепи (сопротивления между точкой А и Б.)

Общее сопротивление параллельно соединенных резисторов определяется следующим отношением: 1/Rобщ= 1/R1+1/R2+1/R3+…+1/Rn. Следует отметить, что здесь действует правило «меньше – меньшего». Это означает, что общее сопротивление всегда будет меньше сопротивления любого параллельно включенного резистора.
Общее сопротивление для двух параллельно соединенных резисторов рассчитывается по следующей формуле Rобщ= R1*R2/R1+R2

Если имеет место два параллельно соединенных резистора с одинаковыми сопротивлениями, то их общее сопротивление будет равно половине сопротивления одного из них. Данный вид подключения характерен тем, что все элементы цепи соединяется выводами в одной точке друг другу, т.е. точка входа и выхода всех нагрузок сходятся в одну точку (или еще одно обозначение на схемах — //). Электроток, двигаясь по проводнику, дойдя до общего соединения делится на количество имеющихся веток.

Если представить движение воды в трубе, то можно сказать, что вода двигающиеся по одной трубе, равномерно перетекает в несколько отводов, подсоединенных к ней. В нашем случае заряженные электроны, двигающиеся по проводнику, также растекаются на количества предложенных веток в узле.

Каждый вид соединения находится под одинаковым напряжением:

  • U = U1 = U2; Суммарная сила тока равняется суммарному значению тока каждого участка
  • I = I1 + I2; Сопротивление цепи равно сумме величина обратных сопротивлению участка:
  • 1/R = 1/R1 + 17R2 + . . . + 1/Rn; Сила тока пропорциональна сопротивлению каждого участка
  • I1/I2=R2/R1.

Примеры расчета

Давайте рассмотрим пример. Цепь представлена на рисунке выше. Есть источник тока и два сопротивления. Пусть R1=1,2 кОм, R2= 800 Ом, а ток в цепи 2 А. По закону Ома U = I * R. Подставляем наши значения:

  • U1 = R1 * I = 1200 Ом * 2 А = 2400 В;
  • U2 = R2 * I = 800 Ом * 2А = 1600 В.

Общее напряжение цепи считается как сумма напряжений на резисторах: U = U1 + U2 = 2400 В + 1600 В = 4000 В. Полученную цифру можно проверить. Для этого найдем суммарное сопротивление цепи и умножим его на ток.  R = R1 + R2 = 1200 Ом + 800 Ом = 2000 Ом. Если подставить в формулу напряжения при последовательном соединении сопротивлений, получаем: U = R * I = 2000 Ом * 2 А = 4000 В. Получаем, что общее напряжение данной цепи 4000 В. А теперь посмотрите на схему. На первом вольтметре (возле резистора R1) показания будут 2400 В, на втором — 1600 В. При этом напряжение источника питания — 4000 В.

Смешанное соединение резисторов

Смешанное соединение резисторов является комбинацией последовательного и параллельного соединения. Иногда подобную комбинацию называют последовательно-параллельным соединением. На этом рисунке видно, что резисторы R2 R3 соединены параллельно, а R1, комбинация R2 R3 и R4 последовательно.

Для расчета сопротивления таких соединений, всю цепь разбивают на простейшие участки, из параллельно или последовательно соединенных резисторов. Далее следуют следующему алгоритму:

  • Определяют эквивалентное сопротивление участков с параллельным соединением резисторов.
  • Если эти участки содержат последовательно соединенные резисторы, то сначала вычисляют их сопротивление.
  • После расчета эквивалентных сопротивлений резисторов перерисовывают схему. Обычно получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных сопротивлений.
  • Рассчитывают сопротивления полученной схемы.

Схема смешанного подключения.

Законы Кирхгофа

Первый закон

Ещё один очень важный закон — это закон Кирхгофа. Для участка цепи постоянного тока их два. Первый закон имеет формулировку: Сумма всех токов, входящих в узел и выходящих из него равна нулю. Если посмотреть на схему, I1 — это ток, который заходит в узел, I2 и I3 — это электроны, которые вытекают из него. Применяя формулировку первого закона можно записать формулу по-другому: I1-I2+I3=0. В этой формуле знаки плюс имеют значения, которые прибывают в узел, минус, который отходит от него.

Второй закон Кирхгофа

Если к цепи с включенными сопротивлениями подключен один источник ЭДС (батарея питания) тогда всё понятно, можно обойтись законом Ома. А, если, источников несколько и схема с различным схемным расположением элементов, тогда вступает в силу второй закон, который гласит: сумма токов всех источников питания для замкнутого контура, равна сумме падений напряжения на всех сопротивлениях участка в этом контуре.

Параллельное и последовательное соединение резисторов, решение задач

Алгоритм расчёта смешанных подключений находится в тех же правилах, что и в элементарных схемах расчета последовательного и параллельного соединения резисторов. Ничего нового нет: нужно правильно разбить предложенную схему на пригодные для расчета участки. Участки, с элементами, подключены поочередно либо параллельно. Для решения задачи на последовательное и параллельное соединение резисторов необходимо правильно оценить цепи элементов. На схеме присутствует параллельная и последовательная часть соединения элементов. Для расчета очень важно аккуратно, шаг за шагом упрощать цепи и не брать сразу всю схему (рис.1). Как же правильно определить параллельное и последовательное соединение резисторов?

Для примера расчета возьмем резисторы R3, R4, которые подключены параллельно. Эквивалентный резистор этих элементов, будет равенRэ. = 1/R34 =1/R3 + 1/R4, после преобразования формулы и приведения к одному знаменателю получим R34 = R3 · R4 / (R3 + R4). Э. = 1/3+1/4 /(3+4) =1,7 Ом.

Далее видно, что приведённая эквивалентное R эк и R6 соединены последовательно, чтобы узнать сопротивление их необходимо сложить, тогда общее сопротивление будет равно R346 = R34 + R6, тогда Rэк346 = 1,7 + 6 = 7, 7 Ом.

Материал в тему: описание и область применения подстроечного резистора.

Заменяем на схеме одним общим элементом, теперь, позиция упрощается еще больше. Теперь образовалась ситуация — включение трех элементов в //. Как вычисляется такое соединение нам уже известно, 1/ R23465 = 1/ R2 +1/R346 + 1/R5 после вычисления правой части получаем 0,82 Ом. После окончательного вычисления получаем R23465 = 2,1 Ом. Здесь следует обратить внимание, что общее сопротивление получилось меньше самого меньшего из трех. Заменяем эти сопротивление одним эквивалентным R23465. В конечном итоге все выглядит уже намного проще. Rц = Rэк + R1+ R2. R об. = R ц = 1,21 +7+1 =9,21 Ом.

Из приведенного алгоритма расчёта видно, как из сложной схемы путем простого математического вычисления и применения правил сокращения резисторов участок становится простой и понятной.

При параллельном соединении приемников, все они находятся под одним и тем же напряжением, и режим работы каждого из них не зависит от остальных. Это означает, что ток, проходящий по какому-либо из приемников, не будет оказывать существенного влияния на другие приемники. При всяком выключении или выходе из строя любого приемника остальные приемники остаются включенными.

Поэтому параллельное соединение имеет существенные преимущества перед последовательным, вследствие чего оно получило наиболее широкое распространение. В частности, электрические лампы и двигатели, предназначенные для работы при определенном (номинальном) напряжении, всегда включают параллельно. На электровозах постоянного тока и некоторых тепловозах тяговые двигатели в процессе регулирования скорости движения нужно включать под различные напряжения, поэтому они в процессе разгона переключаются с последовательного соединения на параллельное.

Почитать материал по теме: что такое SMD резисторы.

Возможно, вам будет проще, если знать, что соединив два одинаковых резистора параллельно, получим результат в два раза меньше. Например, соединив параллельно два резистора по 100 Ом получим составное сопротивление 50 Ом. Проверим? Считаем: 100*100 / (100+100) = 10000 / 200 = 50 Ом.

Давайте сначала рассчитаем параллельное соединение двух резисторов разного номинала и посмотрим что получится.

  • Соединили параллельно 150 Ом и 100 Ом. Считаем результирующее: 150*100 / (150+100) = 15000/250 = 60 Ом.
  • Если соединить 150 Ом и 50 Ом, получим: 150*50 / (150+50) = 7500 / 200 = 37,5 Ом.

Как видим, в обоих случаях результат оказывается меньше чем самый низкий номинал соединенных деталей. Этим и пользуются, если в наличии нет сопротивления небольшого номинала. Проблема только в том, что подбирать сложновато: надо каждый раз считать используя калькулятор.

Типы подключений.

Расчет гасящего резистора

В схемах аппаратуры связи часто возникает необходимость подать на потребитель меньшее напряжение, чем дает источник. В этом случае последовательно с основным потребителем включают дополнительное сопротивление, на котором гасится избыток напряжения источника. Такое сопротивление называется гасящим.

Напряжение источника тока распределяется по участкам последовательной цепи прямо пропорционально сопротивлениям этих участков. Рассмотрим схему включения гасящего сопротивления:

  1. Полезной нагрузкой в этой цепи является лампочка накаливания, рассчитанная на нормальную работу при величине напряжения Uл= 80 в и тока I =20 ма.
  2. Напряжение на зажимах источника тока U=120 в больше Uл, поэтому если подключить лампочку непосредственно к источнику, то через нее пройдет ток, превышающий нормальный, и она перегорит.
  3. Чтобы этого не случилось, последовательно с лампочкой включено гасящее сопротивление R гас.

Схема включения гасящего сопротивления резистора.

Расчет величины гасящего сопротивления при заданных значениях тока и напряжения потребителя сводится к следующему:

– определяется величина напряжения, которое должно быть погашено:

Uгас = Uист – Uпотр,

Uгас = 120 – 80 = 40в

определяется величина гасящего сопротивления

Rгас = Uгас / I

Rгас = 40 / 0,020 = 2000ом = 2 ком

Далее необходимо рассчитать мощность, выделяемую на гасящем сопротивлении по формуле

P = I2 * Rгас

P = 0,0202 * 2000 = 0,0004 * 2000 = 0,8вт

Зная величину сопротивления и расходуемую мощность, выбирают тип гасящего сопротивления.

Практическое применение параллельного и последовательного соединения

Для чего практически можно использовать параллельное и последовательное соединение резисторов? Случается, что при ремонте электронной аппаратуры, не всегда в наличии сопротивление нужного номинала. Ехать в магазин за одним копеечным элементом — накладно. Вот тут и могут пригодиться составные резисторы. Просто надо последовательно или параллельно соединить их, подобрав требуемый номинал.

Приведем пример работы делителя напряжения на фоторезисторе. Допустим, сопротивление фоторезистора изменяется от 1 кОм (при освещении) и до 10 кОм (при полной темноте). Если мы дополним схему постоянным сопротивлением примерно 5,6 кОм, то мы можем получить широкий диапазон изменения выходного напряжения при изменении освещенности фоторезистора.

Диапазон изменения выходного напряжения.

Как мы видим, размах выходного напряжения при уровне освещения от яркого до темного получается в районе 2,45 вольт, что является отличным диапазоном для работы большинства АЦП.

При соединении резисторов, их ножки первоначально скручивают. Какой стороной разворачивать сопротивление — неважно (в отличие от диодов, резисторы одинаково пропускают ток в обоих направлениях). На концах скрутку слегка обжимают плоскогубцами, затем пропаивают. Следите за тем, чтобы корпуса были друг от друга подальше — так они будут лучше охлаждаться при работе.

Более подробно о делителях напряжения можно узнать из скачиваемого файла правила подключения проводников. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.elektroznatok.ru

www.themechanic.ru

www.electrono.ru

www.hightolow.ru

www.sxemotehnika.ru

Как вам статья?Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser. Предыдущая

РезисторыSMD резисторы: что это такое и для чего используются?

Следующая

РезисторыКак рассчитать резистор для светодиода?

Формула расчета резистора для светодиода

Питание светодиодов не такой простой вопрос, как может показаться. Они крайне чувствительны к режиму, в котором работают и не терпят перегрузок. Самое главное, что нужно запомнить – полупроводниковые излучающие диоды питают стабильным током, а не напряжением. Даже идеально стабилизированное напряжение не обеспечит поддержки заданного режима, это следствие внутренней структуры и принципа действия полупроводников. Тем не менее при грамотном подходе светодиоды можно подключать к питанию через токоограничивающий или добавочный резистор. Его расчет сводится к элементарному подбору такого сопротивления, на котором будут падать лишние Вольты при заданной величине тока. Давайте рассмотрим, как рассчитать его номинал вручную или воспользоваться онлайн калькулятором.

Хоть и главным параметром для питания светодиода является ток, но есть и такой, как падение напряжения. Это величина необходимая для того, чтобы он зажегся. Отталкиваясь от нее проводят вычисления ограничительного резистора.

Типовые напряжения LED разных типов:

Цвет Напряжение, В
Белый 2.8-3.2 для маломощных, 3.0 и выше для мощных (более 0.5 Вт)
Красный 1.6-2.0
Зеленый 1.9-4.0
Синий 2.8-3.2
Желтый, оранжевый 2.0-2.2
ИК До 1.9
УФ 3.1-4.4

Внимание! Если вы не можете найти документацию на имеющийся элемент – при использовании онлайн калькулятора возьмите данные из этой таблицы.

Чтобы сократить теорию, давайте сразу на практике рассчитаем сопротивление для подключения белого светодиода к бортовой цепи автомобиля 12В. Её фактическое значение при заведенном двигателе доходит до 14,2 В, а иногда и выше, значит его и берем для расчетов.

Тогда расчёт сопротивления для светодиода выполняют по закону Ома:

R=U/I

На светодиоде должно упасть усреднено 3 Вольта, значит нужно компенсировать:

У обычного 5 мм светодиода номинальный ток равен 20 мА или 0,02 А. Рассчитываем сопротивление резистора, на котором должно упасть 11,2 В при заданном токе:

R=11,2/0,02=560 Ом или ближайший в большую сторону

Чтобы добиться стабильного питания и яркости в цепь питания дополнительно устанавливают стабилизатор L7805 или L7812 и проводят расчет относительно питающих 5 или 12 Вольт соответственно.

Как рассчитать резистор для подключения светодиода к сети 220 Вольт? Такой вопрос возникает, когда нужно сделать какую-то индикацию или маячок. Расчёт сопротивления в этом случае выглядит так:

Так как любой диод пропускает ток в одном направлении, то обратное напряжение приведет к тому, что он выйдет из строя. Значит параллельно светодиоду устанавливают еще один такой же или шунтирующий обычный маломощный выпрямительный диод, например, 1n4007.

С помощью нашего онлайн калькулятора можно рассчитать сопротивление для одного или нескольких соединенных последовательно или цепи параллельных светодиодов:

Если светодиодов несколько, тогда:

  • Для последовательного соединения резистор рассчитывают с учетом суммы падений на каждом элементе.
  • Для параллельного соединения сопротивление рассчитывают с учетом суммы токов каждого светоизлучающего диода.

Также нельзя забывать о мощности резистора, например, во втором примере с подключением цепи к сети 220В на нем будет выделяться мощность равная:

В данном случае это будет довольно крупный резистор. Чтобы уменьшить эту мощность, можно еще сильнее ограничить ток, например, в 0,01А, что снизит эту мощность в двое. В любом случае номинальная мощность сопротивления должна быть больше той, которая будет выделяться в процессе его работы.

Для долгой и стабильной работы излучателя при подключении к сети используйте в расчетах напряжение слегка выше номинального, то есть 230-240 В.

Если вам сложно посчитать или вы не уверены в чем-то, тогда наш онлайн калькулятор для расчета резистора для светодиода быстро подскажет вам, какой нужен резистор из стандартного размерного ряда, а также его минимальную мощность.

Каждый из нас видел светодиод. Обычный маленький светодиод выглядит как пластиковая колбочка-линза на проводящих ножках, внутри которой расположены катод и анод. На схеме светодиод изображается как обычный диод, от которого стрелочками показан излучаемый свет. Вот и служит светодиод для получения света, когда электроны движутся от катода к аноду — p-n-переходом излучается видимый свет.

Изобретение светодиода приходится на далекие 1970-е, когда для получения света во всю применяли лампы накаливания. Но именно сегодня, в начале 21 века, светодиоды заняли наконец место самых эффективных источников электрического света.

Где у светодиода «плюс», а где «минус»?

Чтобы правильно подключить светодиод к источнику питания, необходимо прежде всего соблюсти полярность. Анод светодиода подключается к плюсу «+» источника питания, а катод — к минусу «-». Катод, подключаемый к минусу, имеет вывод короткий, анод, соответственно, — длинный — длинную ножку светодиода — на плюс «+» источника питания.

Взгляните во внутрь светодиода: большой электрод — это катод, его — к минусу, маленький электрод, похожий просто на окончание ножки, — на плюс. А еще рядом с катодом линза светодиода имеет плоский срез.

Паяльник долго на ножке не держать

Паять выводы светодиода следует аккуратно и быстро, ведь полупроводниковый переход очень боится лишнего тепла, поэтому нужно краткими движениями паяльника дотрагиваться его жалом до припаиваемой ножки, и тут же паяльник отводить в сторону. Лучше в процессе пайки держать припаиваемую ножку светодиода пинцетом, чтобы обеспечить на всякий случай отвод тепла от ножки.

Резистор обязателен при проверке светодиода

Мы подошли к самому главному — как подключить светодиод к источнику питания. Если вы хотите проверить светодиод на работоспособность, то не стоит напрямую присоединять его к батарее или к блоку питания. Если ваш блок питания на 12 вольт, то используйте для подстраховки резистор на 1 кОм последовательно с проверяемым светодиодом.

Не забывайте о полярности — длинный вывод на плюс, вывод от большого внутреннего электрода — к минусу. Если не использовать резистор, то светодиод быстро перегорит, в случае если вы нечаянно превысите номинальное напряжение, через p-n-переход потечет большой ток, и светодиод практически тут же выйдет из строя.

Цвет свечения светодиода

Светодиоды бывают разных цветов, однако цвет свечения не всегда определяется цветом линзы светодиода. Белый, красный, синий, оранжевый, зеленый или желтый — линза может быть прозрачной, а включишь — окажется красным или синим. Светодиоды синего и белого свечения — самые дорогие. Вообще, на цвет свечения светодиода влияет в первую очередь состав полупроводника, и как вторичный фактор — цвет линзы.

Многоцветные RGB светодиоды содержат в одном корпусе несколько излучающих свет p-n-переходов, каждый из которых дает свой цвет свечения. Комбинируя яркости компонентов токами или частотами импульсов токов (для красного, зеленого и синего кристаллов), можно получить любой оттенок. Здесь, конечно, балансирующие резисторы нужны на каждый цветовой канал.

Находим номинал резистора для светодиода

Резистор включается последовательно со светодиодом. Функция резистора — ограничить ток, сделать его близким к номиналу светодиода, чтобы светодиод мгновенно не перегорел, и работал бы в нормальном номинальном режиме. Берем в расчет следующие исходные данные:

Vps – напряжение источника питания;

Vdf – прямое падение напряжения на светодиоде в нормальном режиме;

If – номинальный ток светодиода при нормальном режиме свечения.

Теперь, прежде чем находить значение необходимого резистора R, отметим, что ток в последовательной цепи у нас будет постоянным, одним и тем же в каждом элементе: ток If через светодиод будет равен току Ir через ограничительный резистор.

Следовательно Ir = If. Но Ir = Ur/R – по закону Ома. А Ur = Vps-Vdf. Таким образом, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

То есть, зная напряжение источника питания, падение напряжения на светодиоде и его номинальный ток, можно легко подобрать подходящий ограничительный резистор.

Если найденное значение сопротивления не удается выбрать из стандартного ряда номиналов резисторов, то берут резистор несколько большего номинала, например вместо найденных 460 Ом, берут 470 Ом, которые всегда легко найти. Яркость свечения светодиода уменьшится весьма незначительно.

Пример подбора резистора:

Допустим, имеется источник питания на 12 вольт, и светодиод, которому нужно 1,5 вольта и 10 мА для нормального свечения. Подберем гасящий резистор. На резисторе должно упасть 12-1,5 = 10,5 вольт, а ток в последовательной цепи (источник питания, резистор, светодиод) должен получиться 10 мА, следовательно из Закона Ома: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ом. Выбираем 1,1 кОм.

Какой мощности должен быть резистор? Если R = 1100 Ом, а ток составит 0,01 А, то, по закону Джоуля-Ленца, на резисторе каждую секунду будет выделяться тепловая энергия Q = I*I*R = 0,11 Дж, что эквивалентно 0,11 Вт. Резистор мощностью 0,125 Вт подойдет, даже запас останется.

Последовательное соединение светодиодов

Если перед вами стоит цель соединить несколько светодиодов в единый источник света, то лучше всего соединение выполнять последовательно. Это нужно для того, чтобы к каждому светодиоду не цеплять свой резистор, чтобы избежать лишних потерь энергии. Наиболее подходят для последовательного соединения светодиоды одного и того же вида, из одной и той же партии.

Допустим, необходимо последовательно объединить 8 светодиодов по 1,4 вольта с током по 0,02 А для подключения к источнику питания 12 вольт. Очевидно, общий ток будет составлять 0,02 А, но общее напряжение составит 11,2 вольта, следовательно 0,8 вольт при токе в 0,02 А должны рассеяться на резисторе. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ом. Выбираем резистор на 43 Ом минимальной мощности.

Параллельное соединение цепочек светодиодов — не лучший вариант

Если есть выбор, то светодиоды лучше всего соединять последовательно, а не параллельно. Если соединить несколько светодиодов параллельно через один общий резистор, то в силу разброса параметров светодиодов, каждый из них будет не в равных условиях с остальными, какой-то будет светиться ярче, принимая больше тока, а какой-то — наоборот тусклее. В результате, какой-нибудь из светодиодов сгорит раньше в силу быстрой деградации кристалла. Лучше для параллельного соединения светодиодов, если альтернативы нет, применить к каждой цепочке свой ограничительный резистор.

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором. Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

Расчет резистора для светодиода

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:

  • V — напряжение источника питания
  • VLED — напряжение падения на светодиоде
  • I – рабочий ток светодиода

Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:

Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.

Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.

  • источник питания: 12 вольт
  • напряжение светодиода: 2 вольта
  • рабочий ток светодиода: 30 мА

Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:

Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).

Последовательное соединение светодиодов

Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.

Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.

Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.

Используя закон Ома, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:

Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.

Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор поможет вам найти нужный номинал резистора для светодиода, подключенного по следующей схеме:

примечание: разделителем десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

  • U – источник питания;
  • UF – прямое напряжение светодиода;
  • IF – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание: Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то выберите ближайшее бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

полная информация и ответы на часто задаваемые вопросы

Напряжение на каждом резисторе в последовательной цепи различается в зависимости от значения сопротивления. Таким образом, последовательное напряжение не является постоянным. Только резисторы одинакового номинала могут дать такое же падение напряжения.

Мы используем слово «константа», чтобы указать фиксированное значение количества, которое остается неизменным. Напряжение никогда не может быть постоянным параметром в любой электрической цепи. У каждого резистора в последовательной комбинации разное падение напряжения. Следовательно, напряжение в последовательных цепях не является ни одинаковым, ни постоянным. 

Что такое последовательная схема? Объясните ток и эквивалентное сопротивление в последовательных цепях.

Когда мы соединяем несколько резисторов или параметров импеданса в линию один за другим, это называется последовательной схемой. Последовательная комбинация имеет одинаковый ток повсюду в цепи.

Эквивалентное сопротивление в последовательной схеме — это сумма всех индивидуальных сопротивлений. Падения напряжения на всех резисторах в сумме составляют общее напряжение. Падение напряжения на каждом компоненте в цепи разное. Эти падения напряжения рассчитываются путем умножения общего тока на номинал резистора.

Rузнать больше о… функциях цепи .series

Как рассчитать напряжение в последовательной цепи? Объясните числовым примером.

Вышеупомянутая схема представляет собой простую последовательную схему с тремя резисторами по 5 Ом, 10 Ом и 20 Ом. Наша цель — найти через них падения напряжения. Сначала мы выясним эквивалентное сопротивление.

Эквивалентное сопротивление R = R1+R2+R3= 5 + 20 + 10 = 35 Ом

Итак, общий ток = общее напряжение / эквивалентное сопротивление = 10/35 = 0.29 ампер.

Напряжение через резистор 5 Ом = 5 * 0.29 = 1.45 Вольт

Напряжение через резистор 10 Ом = 10 * 0.29 = 2.9 Вольт

Напряжение через резистор 20 Ом = 20 * 0.29 = 5.8 Вольт

Постоянно ли напряжение в серии — FAQs

Как напряжение влияет на ток в последовательных цепях?

Каждый резистор в последовательной цепи получает одинаковый ток при последовательном включении. Рассчитываем падение напряжения на них по известным номиналам резисторов. 

Последовательная цепь представляет собой соединение нескольких элементов полного сопротивления. Таким образом, если цепь в любой момент разомкнется, произойдет сбой всей цепи, и ток не будет протекать. Очень распространенный пример — последовательное соединение лампочек разной яркости. Если мы продолжим добавлять лампы, яркость в конечном итоге снизится.

Рассчитайте полное напряжение V в последовательной цепи, показанной ниже.

Схема, изображенная выше, представляет собой четыре последовательно соединенных резистора. В цепи присутствует аккумулятор с неизвестным напряжением В. Ток составляет 0.25 А. Мы должны выяснить ценность V.

Падение напряжения через резистор 6 Ом = 6 * 0.25 = 1.5 Вольт

Падение напряжения через резистор 8 Ом = 8 * 0.25 = 2 Вольт

Падение напряжения через резистор 10 Ом = 10 * 0.25 = 2.5 Вольт

Падение напряжения через резистор 12 Ом = 12 * 0.25 = 3 Вольт

Следовательно, общее напряжение АКБ = В = 1.5 + 2 + 2.5 + 3 = 9 Вольт.

Каковы применения последовательного напряжения?

Последовательные и параллельные цепи считаются строительными блоками схемотехники. Они обычно используются для многих приложений с ограничением тока, таких как деление напряжения, смещение транзистора и т. Д.

Напряжение в последовательной цепи может быть различным. Некоторые распространенные применения последовательного напряжения:

  1. Цепи делителя напряжения
  2. Батарейки для пульта ТВ
  3. Пожарная тревога
  4. Аналоговые фильтры
  5. Резонансные схемы
  6. Сетевые фильтры
  7. Гирлянды светодиодных ламп
  8. Внутренние компоненты автомобильной техники

Как найти отдельные напряжения в последовательной цепи?

Отдельные напряжения резисторов в последовательной цепи получают из общего тока, умноженного на номинал резистора. 

Допустим, есть два резистора R1 и R2 соединены последовательно с батареей V. Следовательно, эквивалентное сопротивление Req R1+R2. Итак, напряжение на любом резисторе = значение резистора x общий ток.

Напряжение на R1 V =1 = VR1 / Р1+R2 Вольт

Напряжение на R2 V =2 = VR2 / Р1+R2 Вольт

Последовательно ли напряжение одинаково?

Напряжение в последовательной цепи не является ни одинаковым, ни постоянным. Падение напряжения на каждом резисторе во всех случаях разное, кроме одного, когда все резисторы в последовательной сети имеют одинаковое значение.

Когда резисторы в цепи равны, то только падения напряжения будут одинаковыми для всех резисторов. Предположим, что в схеме, содержащей три резистора, все резисторы имеют сопротивление R Ом. Эквивалентное значение сопротивления = R + R + R = 3R. Напряжение на любом резисторе = V * R / 3R = V / 3 вольта.

Последовательно объясните напряжение на практическом примере.

Один очень интересный пример последовательной схемы в практической жизни — это классическое освещение рождественской елки. В этом освещении многие крошечные лампочки соединены последовательно.

Мы используем эти лампочки годами. Мы видим, что определенная часть света не работает. Это связано с последовательным подключением. Светильники представляют собой комбинацию множества таких последовательно соединенных струн. Таким образом, даже если одна лампочка в сети выходит из строя, вся ее часть перестает работать.

О Kaushikee Banerjee

Я энтузиаст электроники и в настоящее время занимаюсь электроникой и коммуникациями. Мой интерес заключается в изучении передовых технологий. Я с энтузиазмом учусь и возюсь с электроникой с открытым исходным кодом.
LinkedIn ID — https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

Как рассчитать напряжение на каждом резисторе в цепи при заданном допуске?

Допуск в данном случае относится к точному значению резистора (R). Допустимое отклонение в 1 % означает, что сопротивление резистора 75 кОм может составлять от \$75\times 0,99=74,25\space Ω\$ или до \$75\times 1,01=75,75\space Ω\$ (тепловые эффекты в стороне).

Расчет напряжения на данном резисторе является применением закона Ома, \$V={I\times R}\$.

Если все резисторов имеют одинаковое значение, вы можете воспользоваться «сокращением» для определения напряжения на данном резисторе (\$V_R\$), разделив общее напряжение (\$V_T\$) на количество резисторов (\ $R_N\$): \$V_R=V_T/R_N\$.В вашем примере с четырьмя резисторами это \$V_R=1600/4=400\$.

Если резистор , а не имеет одинаковое значение, вам нужно будет применить закон Ома, чтобы сначала рассчитать общий ток, а затем найти напряжение на каждом резисторе.

$$ R_T=R_1 + R_2 + R_3…\\ И_Т=В_Т/Р_Т $$

Когда фактическое значение резистора на 1% ниже целевого значения, падение напряжения на нем будет на 1% меньше из-за соотношения \$I\x R\$; помните, что ток через резистор (\$I_R\$) будет равен полному току \$I_T\$, так что если \$R\$ меняется, то будет и \$V_R\$.

Обратите внимание, что вы не можете рассчитать \$V_R\$ с помощью ярлыка, а просто предположить, что напряжение изменяется по мере изменения значения сопротивления на данном резисторе. Его сопротивление вносит вклад в общее сопротивление , которое влияет на общий ток.

Под «наихудшим случаем» я предполагаю, что вы имеете в виду самое высокое напряжение, которое возникло бы на конкретном резисторе, если бы его значение было в верхней части допустимого диапазона, а все остальные были в нижней части диапазона. Если в вашем примере с четырьмя резисторами R1 был +1%, а все остальные -1%, \$R_T\$ будет 298.5 кОм, что составляет \$I_T\$ 5,36 мА. Это дает следующие напряжения резистора:

  • \$V_{R1}\$: 406.0302V
  • \$V_{R2}\$…\$V_{R4}\$: 397,9899В

Я оставлю это вам, чтобы расширить это для 24 резисторов, а также более высоких значений допуска.

Анализ схемы

— Определение напряжения на резисторе

Назовем нижний узел «землей» и обозначим его как 0 В. Тогда верхний узел можно назвать напряжением \$V_x\$. Вы знаете, что ток в узле должен быть равен току, вытекающему обратно (ток не накапливается в узле.) Таким образом, должно быть верно следующее:

$$(1)~~~~~~~~~~~~~30 \textrm{A} = \frac{V_x}{2.4\:\Omega} + \frac{V_x}{1.6\:\Omega+ 8\:\Омега} $$

На приведенном выше изображении два тока ответвления указаны справа, а входящий ток 30 А — слева. Они должны быть равны.

Приведенное выше уравнение превращается в:

$$(2)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~V_x=\frac{30 \textrm{A}}{\frac{1}{2.4\:\ Омега} + \frac{1}{1.6\:\Omega+8\:\Omega}} $$

Но вам нет дела до \$V_x\$.Просто нужно выражение, которое является самым правым в первом уравнении, указанном выше, а именно ток через ветвь с двумя резисторами. Таким образом, вы можете подключить один к другому, чтобы получить:

$$I=\frac{\left(\frac{30 \textrm{A}}{\frac{1}{2.4\:\Omega} + \frac{1}{1.6\:\Omega+8\: \Omega}}\right)}{1.6\:\Omega+8\:\Omega}=\frac{30 \textrm{A}}{\frac{1.6\:\Omega+8\:\Omega}{2.4 \:\Omega} + 1}=\frac{30 \textrm{A}}{\frac{1.6\:\Omega+8\:\Omega+2.4\:\Omega}{2.4\:\Omega}}= 30 \textrm{A}\frac{2.4\:\Omega}{1.n_1 G_i} \end{выравнивание*}$$

Симметрия должна быть очевидна. В вашем случае у вас есть только две проводимости: \$G_1=\frac{1}{2.4\:\Omega}\$ и \$G_2=\frac{1}{1.6\:\Omega+8\:\Omega }\$. И в этом случае \$G_x=G_2\$.

Если вы используете их в нижнем уравнении (4), вы получите правильный ответ. Однако это не похоже на то, что написал учитель. Но если вы подключите что-нибудь, вы поймете, почему:

$$\begin{выравнивание*} (5)~~~~~~~~~I_x &= I_T\cdot\frac{\frac{1}{1.6\:\Omega+8\:\Omega}}{\frac{1}{2.4\:\Omega}+\frac{1}{1.6\:\Omega+8\:\Omega}} \\ \\ &= I_T\cdot\frac{\frac{1}{1.6\:\Omega+8\:\Omega}}{\frac{2.4\:\Omega+1.6\:\Omega+8\:\Omega}{ 2.4\:\Omega\cdot\left(1.6\:\Omega+8\:\Omega\right)}} \\ \\ &=I_T\cdot\frac{\frac{1}{1}}{\frac{2.4\:\Omega+1.6\:\Omega+8\:\Omega}{2.4\:\Omega}}=I_T\ cdot\frac{2.4\:\Omega}{2.4\:\Omega+1.6\:\Omega+8\:\Omega} \end{выравнивание*}$$

Однако это НЕ общий подход. Это просто работает в этом случае. Так что, возможно, ваша интуиция верна насчет замешательства в классе.п R_j} \end{выравнивание*}$$

Имейте в виду, что в приведенном выше примере каждый \$R_i\$ равен , а не каждому из ваших резисторов, беспорядочно. Эти сопротивления являются эффективными ветвевыми сопротивлениями. Итак, в одной из ваших ветвей это значение является суммой. Не забывайте и об этом.

Уравнение (6) намного уродливее, чем вы могли себе представить, исходя из решения вашего учителя. Хотя это правильно. Итак, если вы хотите что-то зафиксировать в памяти, воспользуйтесь подходом проводимости. Как видите, использование сопротивлений не всегда интуитивно понятно.

Если вы должны использовать сопротивления в текущем случае ветвления, как это, то вы должны следовать (6) выше и НЕ ПЫТАТЬСЯ просто расширять то, что сделал ваш учитель каким-то невежественным образом. Это не сработает.


Это означает, что я не согласен с ответом, предполагающим: «Ваш профессор дал формулу делителя тока».

Неправильно!

Обычно люди поступают так, как предлагают некоторые другие ответы — вычисляют последовательное и параллельное сопротивления до единого значения (если возможно), а затем выясняют напряжение.Затем проработайте детали для самой ветки, чтобы получить текущий. Примерно так к этому подойдет большинство. (Или используйте узловой анализ, если схема более сложная.)

Формула вашего учителя не является расширяемой формулой. Это просто тот, который выпал в этом случае.

Что такое V4, Величина напряжения на резисторе R4

Что такое V4 напряжение на резисторе R4?, 1) Что такое V4 , величина напряжение на резисторе R4 ? В4 =(12 В)(135 Ом)/(135+61)Ом = 8.26 В.

Кроме того, каково сопротивление резистора R4?, Каково сопротивление резистора R4 ? R4 = 5 а.

Наконец, имеют ли резисторы напряжение? Каждый параллельный провод имеет то же напряжение , что и вся цепь. Допустим, схема с двумя параллельными резисторами питается от батареи на 6 вольт. Напряжение на левом резисторе составляет 6 вольт, а напряжение на правом резисторе составляет 6 вольт.Неважно даже, насколько велико сопротивление.

Часто задаваемый вопрос:

Почему резисторы имеют напряжение?

Резистор имеет способность снижать напряжение и ток при использовании в цепи. Основной функцией резистора является ограничение протекания тока. Закон Ома говорит нам, что увеличение значения резисторов приведет к уменьшению тока. Чтобы уменьшить напряжение , резисторы настроены в конфигурации, известной как « делитель напряжения ».

Влияют ли резисторы на ток или напряжение?

Несмотря на то, что резистор всегда представлен как один из самых простых компонентов, для меня он имеет наименьший смысл. Таким образом, следуя закону, резистор должен влиять на как напряжение , так и ток , однако реальность такова, что он меняет только один размер.

Потребляют ли резисторы энергию?

Резистор « потребляет » мощности (не тока) и эта мощность является произведением напряжения на резисторе на протекающий ток.Текущий расход определяется из уравнения I = V/R.

Чему равно V4 напряжение на резисторе R4?

1) Что такое V4 , величина напряжение на резисторе R4 ? В4 =(12 В)(135 Ом)/(135+61)Ом = 8,26 В.

Как рассчитать сопротивление в омах?

Если вы знаете общий ток и напряжение во всей цепи, вы можете найти общее сопротивление , используя Закон Ома: R = V / I.Например, параллельная цепь имеет напряжение 9 вольт и общий ток 3 ампера. Суммарное сопротивление R T = 9 вольт/3 ампера = 3 Ом.

Каково сопротивление каждого резистора?

Ток, проходящий через каждый резистор , будет одинаковым, но напряжение, проходящее через каждый резистор , будет разным. Например, у вас есть и 200 Ом, 50 Ом и 25 Ом резистор , включенный последовательно. Ваше общее сопротивление вашей цепи равно 200 + 50 + 25 = 275 Ом.

Как найти сопротивление резистора?

Чтобы вычислить общее общее сопротивление ряда резисторов , соединенных таким образом, вы суммируете отдельные сопротивления. Это делается с помощью следующей формулы : Rtotal = R1 + R2 + R3 и так далее. Пример: Чтобы вычислить общее сопротивление для этих трех резисторов последовательно.

Как найти сопротивление одиночного резистора?

Вы берете основную формулу E = I x R, решаете для R -> R = E / I.Другими словами, берем необходимое падение напряжения (в вольтах) и делим на силу тока (в амперах) в резисторе и определяем сопротивление (R) в омах.

Что такое формула, чтобы найти сопротивление?

Сопротивление выражается в омах (Ом), связанных с вольтами и амперами как 1 Ом = 1 В/А. Существует падение напряжения или IR на резисторе, вызванное протеканием через него тока , определяемое как V = IR.

Как найти сопротивление резистора в последовательной цепи?

Это делается путем сложения отдельных значений каждого компонента в ряду .В этом примере у нас есть три резистора . Чтобы рассчитать общее сопротивление , мы используем формулу : RT = R1 + R2 + R3.

Каково сопротивление резистора в цепи?

Электрическое сопротивление резистора измеряется в омах. Символом ома является греческая заглавная омега: Ω. (Несколько окольным путем) определение 1 Ом — это сопротивление между двумя точками, где 1 вольт (1 В) приложенной потенциальной энергии толкает 1 ампер (1 А) тока.

Каково значение сопротивления резистора?

Чем больше значение резистора , тем больше он противодействует протеканию тока. Значение резистора дается в омах и часто упоминается как «сопротивление ».

Как найти ток через каждый резистор?

Ток через цепь одинаков для каждого резистора в последовательной цепи и равен приложенному напряжению, деленному на эквивалентное сопротивление: I=VRS=9V90Ω=0.1А. Обратите внимание, что сумма падений потенциала на каждом резисторе равна напряжению, выдаваемому батареей.

Как найти сопротивление одиночного резистора?

Вы берете основную формулу E = I x R, решаете для R -> R = E / I. Другими словами, берете необходимое падение напряжения (в вольтах) и делите на ток (в амперах) в Резистор и определяют сопротивление (R) в омах.

Что такое сопротивление по закону Ома?

Сопротивление является мерой сопротивления протеканию тока в электрической цепи.… Ом названы в честь Георга Симона Ом (1784-1854), немецкого физика, изучавшего зависимость между напряжением, током и сопротивлением . Ему приписывают формулировку Закона Ома . Все материалы в той или иной степени сопротивляются току.

Как решить сопротивление?

Ом Закон и мощность

  1. Чтобы найти напряжение, ( В ) [ V = I x R ] V (вольты) = I (амперы) x R (Ом)
  2. Чтобы найти ток, ( I ) [ I = V ÷ R ] I (амперы) = V (вольты) ÷ R (Ом)
  3. Чтобы найти сопротивление, ( R ) [ R = V ÷ I ] R (Ом) = V (вольт) ÷ I (ампер)
  4. Чтобы найти мощность (P) [ P = V x I ] P (ватты) = V (вольты) x I (амперы)

Какова сила тока при сопротивлении 5 Ом?

10/ 5 = 2 Ток = 2 ампера.

(Посетили 9 раз, сегодня посетили 1 раз)

Родственные

Отдел цепей и напряжения серии

Серийный отдел цепей и напряжения
 

  Пример 1: Найдите полное эквивалентное сопротивление в следующей цепи

 

  Пример 2: Для следующей цепи:

  1. Найти общее сопротивление
  2. Найти текущий i
  3. Найти напряжение на резисторе 10 Ом

Раствор

  1. Общее сопротивление

  1. Ток можно рассчитать как

  2. Напряжение на резисторе 10 Ом


  Пример 3: Для следующей цепи:

  1. Найти общее значение сопротивления R T
  2. Найти текущий i
  3. Найти напряжение на отдельных резисторах
  4. Проверка закона напряжения Кирхгофа

  Пример 4: Для следующей цепи:

  1. Найти V 1
  2. Найти V 2
  3. Проверка закона напряжения Кирхгофа для замкнутого контура

 


Отдел напряжения :

В следующей схеме ток через все последовательно соединенные резисторы равен
. Эквивалентный резистор R eq представляет собой сумму номиналов резисторов.

Чтобы найти падение напряжения v i на резисторе R i , мы используем ток и номинал резистора

Правая часть уравнения дает нам уравнение деления напряжения.


Примеры:

Пример 5: Для следующей цепи

  1. Найти общее значение сопротивления R T
  2. Найти текущий i
  3. Найти напряжение на резисторах
  4. Проверка закона напряжения Кирхгофа

Пример 6:  Найти ток для следующей цепи


Практические задачи :

(Щелкните изображение, чтобы посмотреть решение)

Задача 1: Найдите для следующей схемы.

Посмотреть решение

Решение:

Применение закона напряжения Кирхгофа


Задача 2: Рассчитайте напряжения для следующей цепи.

Посмотреть решение

Решение:

текущий,

Применение закона Кирхгофа:


Задача 3: Найдите приложенное напряжение к следующей цепи, используя предоставленную информацию

Посмотреть решение

Проблема 4: Найдите значение резистора R , используя предоставленную информацию

Посмотреть решение

Задача 5 : Найти В x

Посмотреть решение

Упражнения:

    Как найти напряжение на последовательном резисторе? – Хайяминдианцы.ком

    Как найти напряжение на последовательном резисторе?

    Закон Ома гласит, что V=I*R, где V — напряжение, I — ток, а R — сопротивление. В последовательной цепи падение напряжения на каждом резисторе будет прямо пропорционально размеру резистора. В параллельной цепи падение напряжения на каждом резисторе будет таким же, как и на источнике питания.

    Как рассчитать напряжение на резисторе?

    Вы берете основную формулу E = I x R, решаете R -> R = E / I.Другими словами, возьмите требуемое падение напряжения (в вольтах), разделите на ток (в амперах) в резисторе и определите сопротивление (R) в омах.

    Что происходит с напряжением на каждом резисторе, когда резисторы соединены последовательно?

    Один и тот же ток протекает через каждую часть последовательной цепи. Напряжение, подаваемое на последовательную цепь, равно сумме отдельных падений напряжения. Падение напряжения на резисторе в последовательной цепи прямо пропорционально размеру резистора.

    Какое максимальное напряжение на резисторе?

    Максимальное рабочее напряжение — это максимальное напряжение, которое резистор может постоянно выдерживать без искрения. Максимальное рабочее напряжение часто выражается как «Vrms». мощность через деталь составит 562,5 Вт. Это намного превышает номинальную мощность детали.

    Одинаково ли напряжение на последовательно соединенных резисторах?

    Резисторы, соединенные последовательно Резисторы, соединенные последовательно, пропускают один и тот же ток, но падение напряжения на них не одинаково, так как их отдельные значения сопротивления создают разные падения напряжения на каждом резисторе, что определяется законом Ома (V = I*R).

    Какова формула напряжения в последовательной цепи?

    В уроке 3 был представлен закон Ома (ΔV = I • R) в виде уравнения, связывающего падение напряжения на резисторе с сопротивлением резистора и током на резисторе. Уравнение закона Ома можно использовать для любого отдельного резистора в последовательной цепи.

    Почему падает напряжение на резисторе?

    Когда электроны проходят через сопротивление, они теряют энергию при взаимодействии с электронами в проводящем материале.Когда энергия передается материалу, он получает тепловую энергию, поэтому его температура повышается. Движущиеся электроны теряют потенциальную энергию и, следовательно, происходит падение напряжения.

    Почему меняется напряжение в последовательной цепи?

    Когда ток проходит через каждый резистор в последовательной цепи, он создает разность потенциалов на каждом отдельном сопротивлении. Чем больше значение сопротивления, тем выше падение напряжения на этом резисторе.

    Как найти максимальное напряжение на резисторе?

    Вы уже рассчитали общее сопротивление RT, поэтому можете сразу рассчитать максимальное напряжение на сети резисторов, используя V=I∗1RT.

    Как найти максимальное значение резистора?

    Возьмите номинальное значение и умножьте его на 1 + ваш допуск, который равен (1+0,1). Затем возьмите номинальное значение и умножьте его на 1 – допуск, или (1-0,1). Максимально возможное значение 517 К.

    Отличается ли напряжение на каждом из резисторов для каждого резистора?

    В последовательной цепи ток на каждом резисторе одинаков. Падение напряжения (I•R) будет одинаковым для каждого резистора, поскольку ток при и сопротивление каждого резистора одинаковы.Таким образом, разность электрических потенциалов на любой из лампочек будет такой же, как и на любой другой лампочке.

    Как рассчитать количество резисторов в серии?

    Обсуждение для (e) 1 Сопротивления серии добавить: Rs = R1 + R2 + R3 +…. 2 Один и тот же ток протекает через каждый резистор последовательно. 3 Отдельные последовательно соединенные резисторы не получают общее напряжение источника, а делят его.

    Как рассчитать падение напряжения на резисторах?

    Падение напряжения на резисторе такое же, как напряжение источника постоянного тока.Это следует из закона Кирхгофа о напряжении, который гласит, что все напряжения в данной цепи «контур» должны в сумме равняться нулю.

    Всегда ли напряжение резистора одинаково?

    Ток всегда одинаков в любой точке цепи. При расчете напряжения не имеет значения, где находится резистор на цепи. Вы можете взять резисторы и переместить их, и у вас все равно будет одинаковое напряжение на каждом из них. Мы будем использовать пример схемы с тремя последовательно соединенными резисторами: R 1, R 2 и R 3.

    Как резисторы соединяются последовательно и параллельно?

    Три резистора, соединенные последовательно с батареей (слева) и эквивалентное одиночное или последовательное сопротивление (справа). Чтобы убедиться в том, что последовательно включенные сопротивления действительно складываются, давайте рассмотрим потери электроэнергии, называемые падением напряжения, в каждом резисторе на рис. 2.

    Лекция 6

    Лекция 6 Резюме
    • Емкость
    • Сопротивление
    • Закон Ома
    • Хромая шутка дня про физику
    • Электроэнергия

    • переменного тока (гл.24)
    • Цепи постоянного тока

    • Моделируйте любую схему!

    • Напряжение похоже на апплет высоты
    • Анимационный ролик схемы
    • Результаты лекционного обучения
      Студент, освоивший темы этой лекции, сможет:
      • объяснить электроэнергию с точки зрения преобразования потенциальной электрической энергии в тепловую энергию
      • вычислить электрическую мощность, используя любую из трех подходящих комбинаций напряжения, тока и сопротивления
      • расчет энергии, подаваемой в цепь, в киловатт-часах (кВтч)
      • описывают основные особенности последовательного и параллельного соединения элементов схемы
      • расчет эквивалентного сопротивления последовательных и параллельных комбинаций резисторов
  1. Практика:
    Попробуйте эти дополнительные примеры
  2. Пример #6

    Пример №7

    Пример №8

    (сложный) Пример #9
  3. Подготовить:
    Прочитать разделы 21-5 учебника перед следующей лекцией
  4. кВт4
    Какой ток потребляет лампочка мощностью 50 Вт от батареи 12 В?
    А.0,24 А
    Б. 4.17 А
    С. 12 А
    Д. 600 А
    Ответ

    кВт4
    Какая мощность требуется телевизору, если он потребляет 150 мА из розетки 120 В?
    А. 0,80 Вт
    Б. 1,25 Вт
    С. 18 Вт
    Д. 18 кВт
    Ответ

    кВт4
    При цене 0,080 долл./кВтч сколько стоит оставить включенным 100-ваттную лампу безопасности в течение 10 часов ночи?
    А. $8,00
    Б. 0,80 долл. США
    С. 0 долларов.08
    Д. $0,008
    Ответ

    sj6 28,8
    Лампа мощностью 75 Вт при 120 В подключена к удлинителю двумя проводами по 0,800 Ом каждый. Какая сила на самом деле доставлены в лампу?
    А. 75,0 Вт
    Б. 74,5 Вт
    С. 73,8 Вт
    Д. 72.2 З
    Ответ

    sj6 28,6
    На рис. P28.6 определите ток через резистор 7,00 Ом, если Δ В аб  = 34,0 В?
    А.0,835 А
    Б. 1.17 А
    С. 1,74 А
    Д. 7.72 А
    Ответ

    gc6 18,8
    Батарея 9,0 В подключена к лампочке сопротивлением 1,6 Ом. Сколько электронов покидает батарею в секунду?
    А. 5,62 э/с
    Б. 337 э/с
    C. 9,00×10 19 э/с
    D. 3.52×10 19 э/с
    Ответ

    Уокер5е 21.37
    Батарея на 9,00 В подключена к клеммам А и В показанной группы резисторов.Что это разность потенциалов на резисторе 82 Ом?
    А. 6,31 В
    Б. 4,50 В
    С. 8,20 В
    Д. 2,69 В
    Ответ

    км
    Разработайте делитель напряжения, который обеспечит одну пятую (0,20) напряжения батареи на R 2 . Каково соотношение R 1 / R 2 ? [ Подсказка : Установите падение напряжения на R 2 равно одной пятой напряжения батареи 0.20 × I ( R 1 + R 2 ) и переставьте выражение, чтобы найти отношение.]
    А. 5/4
    Б. 4/5
    К. 5
    Д. 4
    Ответ

    sj6 28.16
    Два резистора имеют R эфф = 690 Ом последовательно и 150 Ом в параллели. Каковы их значения?
    А. 180 Ом, 320 Ом
    Б. 250 Ом, 250 Ом
    C. 136 Ом, 722 Ом
    Д.220 Ом, 470 Ом
    Ответ

     

    Б. 4,17 А

     

    C. 18 Вт

     

    C. 0,08 долл. США

     

    C. 73,8 Вт

     

    Б. 1,17 А

     

    Д. 3,52×10 19 э/с

     


    А. 6,31 В

     

    Д. 4

    Следовательно, любое расположение, где R 1 в четыре раза больше, чем R 2 , будет работать.Например, если В = 10 В, R 1 = 40 Ом, а R 2 = 10 Ом, то ток в цепи будет (10 В)/(50 Ом) = 0,20 А, а падение напряжения на R 2 составит IR = (0,20 А)(10 Ом) = 2,0 В, или одну пятую напряжения батареи.

     

    D. 220 Ом, 470 Ом

    Напряжение на последовательном резисторе Пример

    Электрические компоненты могут быть соединены двумя способами: последовательно или параллельно.Оба типа соединений имеют свои преимущества и области применения. Начнем с рассмотрения последовательного соединения. Используйте резистор в последовательном калькуляторе, чтобы ускорить расчет.

    Серия Соединение резистора:

    Два компонента будут вызываться последовательно, если к узлу, к которому они подключены, не подключен другой компонент.

    Предположим, два резистора соединены друг с другом в точке b, головка второго резистора соединена с хвостом первого резистора.Резисторы обычно не имеют головы и хвоста. Но когда течет ток, вы можете назначить им головы и хвосты, назначив положительные и отрицательные знаки в зависимости от падения напряжения, как показано.

    Последовательная цепь обеспечивает только один путь для тока.

    Обратите внимание, что существует только один путь прохождения тока. Положительная клемма R 2 соединена с отрицательной клеммой R 1 , и к этой точке не подключен ни один элемент цепи, исходя из предположения, что ток течет из точки a в точку c.Если к точке b подключен какой-либо третий компонент цепи (источник или резистор), R 1 и R 2 больше не будут включены последовательно друг с другом.

    Резистор в последовательном калькуляторе:

    Резистор в последовательном контуре Формула:

    До сих пор мы определяли и пытались определить тип цепи. Следующий шаг — узнать, как найти эквивалентное сопротивление в сложной цепи? Предположим, у нас есть следующая сложная схема, и нас интересуют ответы на следующие вопросы.

    Какой общий ток обеспечивает источник?

    Чтобы узнать общий ток, который обеспечивает источник, во-первых, нам нужно знать, какое сопротивление испытывает источник? Общее сопротивление мы можем рассчитать, используя следующую формулу или, альтернативно, используя резистор в последовательном калькуляторе. Здесь «n» — это общее количество резисторов, соединенных последовательно, в нашем случае n=3.

    $R_{эквивалент}=R_{1}+R_{2}+\ldots +R_{n} $
    $R_{Eq}=R_{1}+R_{2}+R_{3}$

    Предположим  $R_{1} R_{2}$ и $R_{3}$ равны 20, 40 и 10 $ \Omega $ соответственно.Подставляя значения в приведенную выше формулу, получаем:

    $R_{Eq}=20\Omega +40\Omega +10\Omega $
    $R_{Eq}=70\Omega $

    После нахождения эквивалентного сопротивления , схему можно свести к следующей схеме и найти полный ток.

    $I_{T}=\frac{V}{R_{Eq}}$

    $=\frac{140 v}{70 \Omega } $
    $I_{T}=2 A$

    Что такое ток в каждом резисторе?

    Для всех резисторов в последовательной цепи всегда есть только один путь для протекания тока.Из-за того, что они находятся на одном пути, ток всегда одинаков для всех последовательно соединенных резисторов, как показано в следующем уравнении.

    $I_{T}=I_{1}=I_{2}=\ldots =I_{n} $

    Здесь I 1 , I 2, и I n – ток тока R 1 , R 2 , и R n соответственно, а n представляет собой общее количество резисторов. В нашем случае ток для R 1 , R 2, и R 3 равен I 1 , I 2 и I 3 равен 2 амперам.
    I T = 2 А
    I 1 = 2 А,
    I 2 = 2 А,
    I 3 = 2 А

    Какое напряжение на последовательном резисторе?

    Это несложно, и закон Ома — лучший инструмент для этого, потому что у нас есть сопротивление и ток каждого резистора, поэтому мы можем легко найти соответствующее напряжение.

    V 1 = I 1 R 1 = 2 A X 20Ω = 40 вольт
    V 2 = I 2 R 2 = 2 A x 40ω = 80 вольт
    V 3 = I 3 R 3 = 2 A x 10 Ом = 20 вольт

    $V_{T}=V_{1}+V_{2}+V_{3} $
    $V_{T}=40 v+ 80 В+20 В$
    $V_{T}=120 В $

    Обратите внимание, что полное падение напряжения в цепи точно равно приложенному к цепи напряжению.Он также удовлетворяет закону напряжения Кирхгофа (KVL). Выражение для напряжения можно обобщить следующим образом.

    $V_{T}=V_{1}+V_{2}+\ldots +V_{n}$
    $V_{T}=I_{1}R_{1}+I_{2}R_{2} +\ldots +I_{n}R_{n}$

    Падение напряжения при последовательном соединении можно легко рассчитать с помощью правила делителя напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.