Последовательное и параллельное соединение проводников и резисторов: формула общего сопротивления и напряжения

Содержание
  1. Особенности включения
  2. Что ещё нужно учитывать при соединении резисторов?
  3. Последовательное соединение резисторов.
  4. Параллельное соединение резисторов.
  5. Схема соединения
  6. Формула параллельного соединения резисторов
  7. Расчёт
  8. Схема и формула последовательного соединения проводников
  9. Закономерности
  10. Плюсы и минусы параллельного соединения
  11. Свойства при параллельном соединении резисторов
  12. Сопротивление
  13. Мощность
  14. Напряжение
  15. Сила тока
  16. Зависимость сопротивления
  17. Электрические величины
  18. Тип и геометрические параметры
  19. Температурные показатели
  20. Сферы применения последовательного соединения проводников
  21. Параллельное соединение
  22. Напряжение на проводниках
  23. Правило для токов
  24. Последовательное соединение
  25. Правило для напряжений
  26. Ток в проводниках
  27. Отличия параллельного и последовательного соединения
  28. Смешанное соединение резисторов.
  29. Как рассчитать сложные схемы соединения резисторов

Особенности включения

Чтобы упростить проблему смешанного подключения резисторов, поиск неисправностей следует ограничить цепями, подключенными к источнику постоянного тока без реактивных компонентов. В этом случае могут быть исключены сложные колебательные процессы, связанные с циклами изменения энергозатрат на нагрузку. Для определения основных зависимостей достаточно воспользоваться классической формулой закона Ома:

I (ток) = U (напряжение) / R (сопротивление).

В первой части рисунка показан последовательный проводник. Один и тот же ток можно измерить в любом месте с помощью мультиметра. Но и без экспериментов ясно, что такой результат гарантируется единством пути его прохождения, создаваемого без разветвлений. Однако при установке разных резисторов (R1≠R2≠R3) напряжение на отдельных элементах будет разным (U1≠U2≠U3). Суммарное значение будет равно потенциалу на клеммах питания (Uip = U1 + U2 + U3). Общее сопротивление рассчитывается аналогично:

Rобщ = R1 + R2 + R3.

Следующий пример представляет собой параллельное соединение. Здесь каждый поток проходит после разветвления по своему пути (ветке). На основе приведенного выше алгоритма рассуждений легко установить соответствующие зависимости:

  • если R1≠R2≠R3, то I1≠I2≠I3;
  • Iip = I1 + I2 + I3;

Если используется параллельное соединение, то формула для напряжений становится равной:

Uip = U1 = U2 = U3.

Довожу до вашего сведения. Другие типы соединений представляют собой комбинации представленных вариантов. На некоторых участках цепочки действуют рассмотренные выше правила.

Что ещё нужно учитывать при соединении резисторов?

В первую очередь необходимо учитывать его номинальную мощность. Например, нам нужно найти замену резистору на 100 Ом мощностью 1 Вт. Возьмите два резистора по 50 Ом каждый и соедините их последовательно. На какое рассеивание мощности должны быть рассчитаны эти два резистора?

Так как через последовательно соединенные резисторы протекает одинаковый постоянный ток (скажем, 0,1 А) и сопротивление каждого из них равно 50 Ом, то мощность рассеяния каждого должна быть не менее 0,5 Вт. В результате 0,5 Вт мощности будет выделен каждому из них. В сумме это будет тот самый 1 Вт.

Этот пример довольно грубый. Поэтому в случае сомнений стоит брать резисторы с запасом по мощности.

Во-вторых, при подключении стоит использовать однотипные резисторы, например, серии МЛТ. Конечно, нет ничего плохого в том, чтобы брать разные. Это всего лишь рекомендация.

Последовательное соединение резисторов.

Начнем с рассмотрения схемы, элементы которой соединены последовательно. И хотя в этой статье мы будем рассматривать резисторы только как элементы схемы, правила о напряжениях и токах для разных соединений будут справедливы и для других элементов. Итак, первая схема, которую мы разберем, выглядит так:

Последовательное соединение резисторов.

Здесь мы имеем классический случай последовательного соединения: два резистора соединены последовательно. Но не будем забегать вперед и вычислять общее сопротивление цепи, а сначала посчитаем все напряжения и токи. Итак, первое правило состоит в том, что токи, протекающие через все проводники при последовательном соединении, равны между собой:

Я = Я_1 = Я_2

А для определения общего напряжения при последовательном соединении необходимо сложить напряжения на отдельных элементах:

У = У_1 + У_2

В то же время по закону Ома для напряжений, сопротивлений и токов в этой цепи справедливы следующие соотношения:

U_1 = I_1R_1 = IR_1U_2 = I_2R_2 = IR_2

Тогда для расчета полного напряжения можно использовать следующее выражение:

U = U_1 + U_2 = IR_2 + IR_2 = I(R_1 + R_2)

Но для полного напряжения также выполняется закон Ома:

U=IR_0

Здесь R_0 — полное сопротивление цепи, которое по двум формулам для полного напряжения составляет:

Р_0 = Р_1 + Р_2

Таким образом, при последовательном соединении резисторов общее сопротивление цепи будет равно сумме сопротивлений всех проводников.

Например, для следующей строки:

Пример цепи.

Общее сопротивление составит:

R_0 = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 + R_5 + R_6 + R_7 + R_8 + R_9 + R_{10}

Независимо от количества элементов правило, по которому мы определяем общее сопротивление, сработает в любом случае. А если при последовательном соединении все сопротивления равны (R_1=R_2=…=R), то общее сопротивление цепи составит:

R_0 = нР

В этой формуле n равно количеству элементов. Мы обнаружили последовательное соединение резисторов, по логике пошли на параллельное.

Параллельное соединение резисторов.

Параллельное соединение резисторов.

При параллельном соединении напряжения на проводниках равны:

У_1 = У_2 = У

А для токов верно следующее выражение:

Я = я_1 + я_2

То есть общий ток разветвляется на две составляющие и его величина равна сумме всех составляющих. Закон Ома:

I_1 = frac {U_1} {R_1} = frac {U} {R_1} I_2 = frac {U_2} {R_2} = frac {U} {R_2}

Подставляем эти выражения в формулу для полного тока:

I = frac{U}{R_1} + frac{U}{R_2} = Umedspace (frac{1}{R1} + frac{1}{R2})

А по закону Ома:

Я = гидроразрыв {U} {R_0}

Приравняем эти выражения и получим формулу полного сопротивления цепи:

frac{1}{R_0} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2}

Эту формулу можно записать несколько иначе:

R_0 = гидроразрыва {R_1R_2} {R_1 + R_2}

Таким образом, при параллельном соединении проводников обратная величина полного сопротивления цепи равна сумме обратных величин сопротивлений параллельно соединенных проводников.

Аналогичная ситуация будет наблюдаться и при большем количестве параллельно соединенных проводников:

Пример цепи.

frac{1}{R_0} = frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} + frac{1}{R_3} + frac{1}{R_4} + frac{1} {R_5} + фракция{1}{R_6}

Схема соединения

Чтобы рассмотрение схемы не вызвало особых затруднений, лучше сделать это на примере. Итак, поговорим о том, как выглядит схема подключения, характерная для обычной колонки.

Эта конструкция обычно оснащается усилителем мощности. И эта функция напрямую влияет на то, как вам нужно подключаться.

Ведь в этом случае не стоит подключать сразу две колонки, а только одну.

Важно! Если используется последовательный тип соединения, через два устройства одновременно будет протекать один и тот же ток.

Формула параллельного соединения резисторов

Для этого варианта сумма номиналов не подходит. При параллельной установке проводимость может добавляться только обратно пропорционально соответствующим электрическим сопротивлениям. Если используется параллельное соединение резисторов, формула расчета становится следующей:

  • 1/Rобщ = 1/R1 + 1/R2;
  • Rобщ = 1/(1/R1 + 1/R2);
  • Rобщ = R1*R2/R1 + R2.

По аналогичным принципам легко вывести расчетную формулу для трех, четырех и более пассивных элементов, установленных параллельно.

Расчёт

Перед изучением компьютерных технологий необходимо уточнить основные определения:

  • ответвления называются цепями с током;
  • узлы — места их соединения;
  • цепи: замкнутые пути для прохождения токов по различным ответвлениям.

Отдельно следует отметить два постулата. Они получили видовое название «правила (законы) Кирхгофа» по имени ученого, сформулировавшего основные принципы.

Первый закон (I1 + I2 +… + In = 0) устанавливает в ноль суммарное значение всех токов, входящих и выходящих из точки на стыке нескольких ветвей.

Это нужно подчеркнуть! Это выражение справедливо для любой комбинации компонентов, включенных в соответствующие цепи (резисторы, источники тока и др.). Для удобства и наглядности расчетов токи, входящие в узел, учитываются с положительным знаком, а выходящие — с отрицательным знаком.

Второе правило упоминается как промежуточный вывод при рассмотрении последовательно соединенных резисторов (Uip = U1 + U2 + U3). В классической формулировке закон утверждает равенство суммарных ЭДС источников энергии и потенциалов в пассивных элементах, объединенных в расчетную схему.

Схема и формула последовательного соединения проводников

Последовательное соединение представляет собой замкнутую цепь, в которой один конец провода соприкасается с началом другого.

В этой электрической цепи могут быть элементы:

  • гальванический элемент, химический источник электрического тока;
  • батарея, источник тока, блок питания;
  • соединительные кабели;
  • ключ, его сопротивление принимает нулевое или бесконечное значение;
  • лампа накаливания, искусственный источник света;
  • резистор, имеет электрическое сопротивление;
  • предохранитель, выполняет защитную функцию;
  • реостат регулирует ток.

В электроприборах используются провода, состоящие из токопроводящей жилы и изоляции. При неправильном расчете данных на практике происходят пробои изоляции. Это чревато травмами и порчей имущества.

Перед подключением блоков в схему необходимо тщательно рассчитать параметры схемы, правильно их соединить, используя законы электроники.

При включении по очереди все элементы подключаются один за другим. Конец одного провода соприкасается с началом следующего провода в цепи.

Элементарный пример схемы подключения с подобным подключением:

  • блок питания, от «плюса» провод идет на лампу накаливания;
  • от лампы накаливания переходит на вторую лампу;
  • от второй лампы тянется к ключу;
  • ключ подключается к «минусу» блока питания

Все элементы проводят электричество. Если вы устраните одного участника, остальные тоже перестанут работать, потому что цепь будет разомкнута

Закономерности

В любой точке цепи переменного тока величина силы тока одинакова. Это легко проверить с помощью амперметра. Электродвижущая сила подчиняется закону Ома и равна отношению напряжения к сопротивлению.

Каждый элемент сопротивляется току. При последовательном соединении этот показатель добавляется для разных элементов. Например, если в цепь включены три резистора, то каждый из них имеет резистор R1, R2, R3, соответственно резистор R123=R1+R2+R3.

Чтобы определить напряжение на каждом из трех резисторов в приведенной выше схеме, необходимо применить закон Ома. Если принять, что R1=2 Ом, R2=3 Ом, R3=5 Ом, U=10 В, то ЭДС в цепи равна I=U/R=10/(2+3+5)=10/ 10 =1 А.

Продолжая применять закон Ома, легко определить значение U на каждом резисторе:

U1=IR1=1*2=2В

U2=IR2=1*3=3В

U3=IR3=1*5=5В

Если сложить эти значения, то получим напряжение сети 10 В. Можно сделать вывод, что при их последовательном соединении сумма U в секциях равна напряжению питания.

Плюсы и минусы параллельного соединения

При использовании параллельного соединения проводников обеспечивается следующий набор преимуществ:

  • стабильность напряжения в электроприборах независимо от их количества;
  • возможность включения или выключения отдельных секций в нужный момент без прерывания работы всей электрической цепи;
  • надежность: если один или несколько компонентов выходят из строя, сама схема продолжает работать.

Недостатком является более сложный расчет и сложная схема, использование которой удорожает комплектацию электрической сети.

Не допускается подключение устройств с номинальным рабочим напряжением ниже напряжения сети. Параллельное соединение аккумуляторов с разным значением напряжения связано с поступлением тока на аккумулятор с меньшим значением, что может привести к ускоренному износу аккумулятора.

Свойства при параллельном соединении резисторов

Свойства тока, как мы уже выяснили, изменяются в зависимости от того, какой тип соединения сопротивления используется. А так как эти свойства чрезвычайно важны, то их необходимо рассмотреть более подробно.

Сопротивление

Одним из важнейших свойств тока является сопротивление. Если бы проводники были соединены параллельно, их общее сопротивление было бы меньше, чем присущее одному из них.

Эту особенность необходимо учитывать. При расчетах следует пользоваться общей формулой и не пытаться вывести новую. Ведь это правило известно давно.

Мощность

Говоря непосредственно о свойствах тока, просто невозможно не упомянуть о его мощности.

В том случае, если этот способ используется для соединения резисторов, их начала обязательно должны быть присоединены к одному узлу схемы, а концы, соответственно, к другому.

Именно поэтому происходит разветвление тока, который протекает не по одному, а по каждому из элементов устройства.

Для определения силы тока достаточно вспомнить всем известный закон Ома.

Этот закон устанавливает, что сила тока всегда будет обратно пропорциональна сопротивлениям, которые были подключены. В этом случае сопротивление резисторов будет одинаковым.

Напряжение

Напряжение — еще одно свойство тока. Для его определения принято использовать универсальную формулу.

Но часто мастера забывают, что есть для параллельного соединения. Кроме того, его намного проще определить.

Ведь между входом и выходом она будет равна сумме напряжений. Это относится к общему напряжению на всех компонентах резистора.

Сила тока

Часто мастерам, еще не имеющим опыта работы, сложно определить силу тока, а не напряжение.

Однако в этом вопросе поможет пресловутый закон Ома, который всем известен, даже если он далек от тем, связанных с электричеством.

Необходимо помнить, что сила тока каждого из используемых проводников будет разной. Поэтому для расчета используем стандартную формулу:

Я = У/Р.

Зависимость сопротивления

Величина электропроводности зависит от различных факторов, которые необходимо учитывать при расчете, изготовлении нагрузочных резистивных элементов (резисторов), ремонте и конструировании устройств. Эти факторы включают следующее:

  1. Температура окружающей среды и материала.
  2. Электрические величины.
  3. Геометрические свойства материи.
  4. Тип материала, из которого изготовлен проводник (полупроводник).

Электрические величины включают разность потенциалов (напряжение), электродвижущую силу (ЭДС) и силу тока. Геометрия проводника – это его длина и площадь поперечного сечения.

Электрические величины

Формула параллельного резистора
Зависимость электропроводности от параметров электричества определяется законом Ома. Есть две формулировки, одна для участка и одна для всей цепи. В первом случае соотношение определяется исходя из значений тока (I) и напряжения (U) по простой формуле: I = U/R. Из соотношения определяется прямая зависимость тока от значения напряжения видно, а также обратно пропорционально сопротивлению. R можно выразить: R = U/I.

Для расчета электропроводности всего сечения нужно использовать зависимость между ЭДС (э), силой тока (i), а также внутренним сопротивлением источника питания (Rвх): i = e/(R + Рейн). В этом случае значение R рассчитывается по формуле: R = (e/i) — Rin.Однако при выполнении расчетов необходимо также учитывать геометрические параметры и тип проводника, так как они может существенно повлиять на расчеты.

Тип и геометрические параметры

Последовательное соединение резисторов
Свойство вещества проводить электричество определяется строением кристаллической решетки, а также количеством свободных носителей заряда. Исходя из этого, тип вещества является ключевым фактором, определяющим величину электропроводности. В науке коэффициент, определяющий тип вещества, обозначается буквой «р» и называется удельным сопротивлением. Его значение для различных материалов (при температуре +20 градусов Цельсия) можно найти в специальных таблицах.

Иногда для удобства вычислений используется обратная величина, которую называют проводимостью (σ). Оно связано с удельным сопротивлением следующим соотношением: p = 1/σ. Площадь поперечного сечения (S) влияет на электрическое сопротивление. С физической точки зрения зависимость можно понять так: при малом сечении происходят более частые взаимодействия частиц электрического тока с узлами кристаллической решетки. Сечение можно рассчитать по специальному алгоритму:

  1. Измерение геометрических параметров проводника (диаметра или поперечной длины) с помощью штангенциркуля.
  2. Визуально определите форму материала.
  3. Рассчитайте площадь поперечного сечения по формуле, найденной в справочнике или в Интернете.

Параллельное сопротивление
В том случае, если проводник имеет сложную структуру, необходимо рассчитать значение S одного элемента и затем умножить результат на количество элементов, входящих в его состав. Например, если провод многожильный, необходимо рассчитать S для шнура. После этого нужно полученное значение S умножить на количество ядер. Зависимость R от приведенных выше величин можно записать в виде соотношения: R = p * L / S. Буква «L» — это длина проводника. Однако для получения точных расчетов необходимо учитывать температурные показатели внешней среды и проводника.

Температурные показатели

Расчет параллельного соединения резисторов
Имеется доказательство зависимости удельного сопротивления материала от температуры, основанное на физическом эксперименте. Для проведения опыта необходимо собрать электрическую цепь, состоящую из следующих элементов: источник питания, нихромовая спираль, соединительные выводы амперметра и вольтметра. Приборы нужны для измерения значений тока и напряжения соответственно. Когда проходит электричество, нихромовая пружина нагревается. По мере нагревания показания амперметра уменьшаются. При этом на участке цепи происходит значительное падение напряжения, о чем свидетельствуют показания вольтметра.

В радиотехнике понижение напряжения называют провалом или провалом. Формула зависимости р от температуры имеет следующий вид: р = р0 * 1 + а * (t — 20). Величина p0 – это удельное сопротивление материала, взятое из таблицы, а буква «t» – это температура проводника.

Температурный коэффициент «а» принимает следующие значения: для металлов — а>0, а для растворов электролитов — а<0. Для получения формулы, определяющей все зависимости, необходимо подставить все пропорции в общую формулу зависимости R от вида материала, температуры, длины и сечения: R = p0 * 1 + a * (t - 20) * L / S. Формулы используются только для расчетов и изготовления резисторов. Омметр используется для быстрого измерения значения сопротивления.

Сферы применения последовательного соединения проводников

Благодаря закону Ома появилась возможность использовать электродвижущую силу в человеческих целях. Попеременное соединение жил широко применяется в электроприборах благодаря своей особенности: величина тока одинакова на всех участках кабеля. Следовательно, если ток исчезает на каком-либо участке, то обесточивается вся цепь. Этот момент является недостатком последовательного соединения. Однако мужчина придумал, как превратить недостаток в достоинство.

Это свойство используется для защиты систем от перегрузок путем размещения в них предохранителей.

Примеры применения для последовательного соединения проводников:

  • новогодняя гирлянда;
  • защита системы от перегрузок;
  • для регулирования напряжения;
  • электрический дверной звонок, звук появляется при удержании кнопки (при ее закрытии);
  • включать электроприборы.

Опытные электрики рекомендуют для офисных измерений использовать мультиметр, амперметр. Во время монтажных работ эти устройства позволяют моментально получать данные.

Работа электриков связана с опасностью поражения электрическим током. Независимо от способа подключения существует риск получения травмы. Если в цепи есть дыра, важно вовремя ее обнаружить, пока не случилось непоправимое.

При работе с высоким напряжением монтажники обязаны носить комбинезоны и обувь с толстой резиновой подошвой, обеспечивающей защиту от ударов.

Последовательное соединение имеет недостаток. Если один участок обрывается, то обесточивается вся цепь. Это свойство научились использовать для защиты сетей от перегрузок. При резком увеличении одного из параметров срабатывает предохранитель и цепь отключается. Устройство перестает работать, при этом остается ремонтопригодным. Специалист может провести только мелкий ремонт по замене предохранителя. Этот метод используется в бытовой технике, в автомобильной технике, в профессиональных устройствах.

Параллельное соединение

Этот способ соединения может быть получен, когда каждая клемма проводника находится в контакте с соответствующей клеммой другого проводника.

Сопротивление параллельно соединенной цепи можно определить по следующему правилу:

large boxed { frac {1}{R_{1}} + frac {1}{R_{2}} = frac {1}{R_{text{general}}} }

(large R_{1}, R_{2}left(text{Ом}right) ) — сопротивления выводов.

В этом случае общее сопротивление (large R_{text{Total}}) будет даже меньше наименьшего сопротивления в цепи.

Примечание: иногда проводник с сопротивлением называют резистором, от английского слова резистор. Кроме резисторов на схемах используются и другие обозначения элементов.

Обратная величина сопротивления называется проводимостью. Измеряется в единицах, деленных на омы:

большой boxed { G = frac {1}{R} }

(large G = frac {1}{R} left(text{1/Ом}right) ) — проводимость материала, из которого сделан проводник.

Эти две величины являются обратными друг другу, поэтому чем выше сопротивление проводки, тем ниже ее проводимость.

При параллельном соединении проводимости складываются.

большой в коробке { G_ {1} + G_ {2} = G _ { text {общий}} }

Напряжение на проводниках

Напряжения, приложенные к концам всех параллельных секций, равны.

big boxed {U_{1} = U_{2} = U_{text{total}} }

(большое U_{1}, U_{2}left(Bright) ) — напряжения на концах проводников.

Правило для токов

Общий ток будет разделен на части. Каждый из параллельных участков будет иметь свой ток.

большой в коробке { I_ {1} + I_ {2} = I _ { text {общий}} }

(large I_{1}, I_{2}left(Bright) ) — токи, протекающие по параллельно соединенным проводникам.

При этом, согласно закону Ома (ссылка), чем меньше сопротивление участка, тем больший ток протекает через него (рис. 4).

Из рисунка 4 следует, что наибольший ток в 3 ампера протекает по проводнику с наименьшим сопротивлением (2 Ом). А наименьший ток в 1 ампер протекает по проводнику с максимальным сопротивлением 6 Ом.

При прохождении электрического тока будет наблюдаться его тепловое действие, то есть резисторы будут нагреваться, независимо от того, соединим мы их параллельно или последовательно. Количество выделившейся теплоты можно рассчитать по закону Джоуля-Ленца.

Последовательное соединение

Чтобы найти полное сопротивление цепи, применяют следующее правило:

[ большой в коробке {R_{1} + R_{2} = R_{text{общий}} } ]

Общее сопротивление больше, чем наибольшее последовательное сопротивление.

Правило для напряжений

Напряжение, подаваемое на концы цепи, будет распределяться между проводниками. Чем большее сопротивление имеет проводник, тем большее падение напряжения будет наблюдаться на его концах.

[ big boxed {U_{1} + U_{2} = U_{text{total}} } ]

Общее напряжение будет разделено на части. Большее напряжение будет в области с большим сопротивлением.

На рис. 7 показана цепочка, состоящая из 4 последовательно соединенных резисторов. На проводнике с наименьшим сопротивлением 5 Ом напряжение равно 1 вольту.

Наибольшее напряжение 4 вольта находится на концах проводника сопротивлением 20 Ом. При этом общее напряжение на концах цепи составляет 10 вольт.

Примечание: Иногда вместо фразы «напряжение на проводнике» физики используют фразу «падение напряжения». Учитывая, что после каждого элемента последовательной цепи остается только определенная часть первоначального полного напряжения.

Ток в проводниках

Подобно жидкости, текущей в трубе, состоящей из нескольких последовательно соединенных частей, через последовательно соединенные элементы будут проходить одинаковые заряды, т е будет течь единый суммарный ток.

В последовательно соединенной цепи по всем ее элементам течет один и тот же ток.

Отличия параллельного и последовательного соединения

Ни в коем случае нельзя путать эти два вида сопротивления. На самом деле, в этом случае просто нормально подключиться не получится.

Первое, что нужно помнить, это различия в значении напряжения. Если используется последовательное соединение, то напряжение на каждом из резисторов будет разным. А вот при параллельном подключении это значение будет таким же.

Сила тока даже при одинаковом значении напряжения на каждом из резисторов будет разной. Численные показатели сопротивления резисторов также будут различаться.

Поэтому нельзя утверждать, что при параллельном и последовательном соединении значение силы тока будет одинаковым.

Важно! При последовательном соединении ток всегда будет одинаковым. Только напряжение будет другое. Для каждой зоны он будет разным. В этом и заключаются основные отличия.

Смешанное соединение резисторов.

Помимо параллельного и последовательного соединения резисторов, бывает и смешанное соединение. Из названия уже понятно, что при таком соединении в схеме есть резисторы, соединенные как параллельно, так и последовательно. Вот пример такой схемы:

Смешанное соединение резисторов.

Рассчитаем общее сопротивление. Начнем с резисторов R_1 и R_2: они соединены параллельно. Мы можем рассчитать общее сопротивление этих резисторов и заменить их в цепи одним резистором R_{1-2}:

R_{1-2} = frac{R1cdot R2}{R1 + R2} = 1

Теперь у нас есть две группы резисторов, соединенных последовательно:

Упрощенная схема.

  • Р1-2 и Р_3
  • Р_4 и Р_5

Заменим эти две группы двумя резисторами, сопротивление которых равно:

R_{1-2-3} = R_{1-2} + R_3 = 5R_{4-5} = R_4 + R_5 = 24Упрощенная схема 2.

Как видите, схема стала довольно простой. Заменим группу резисторов R_{1-2-3} и R_{4-5}, соединенных параллельно резистором R_{1-2-3-4-5}:

R_{1-2-3-4-5}enspace = frac{R_{1-2-3}medspacecdot R_{4-5}}{R_{1-2-3} + R_{4 -5}} = frac{5cdot24}{5 + 24} = 4,14

И в итоге имеем всего два последовательно соединенных резистора в схеме:

Концевая цепь.

Общее сопротивление цепи оказалось равным:

R_0 = R_{1-2-3-4-5}medspace +medspace R_6 = 4,14 + 10 = 14,14

Таким образом довольно большая схема сводилась к банальнейшему последовательному соединению двух резисторов. Здесь стоит отметить, что так просто преобразовать некоторые цепи и определить общее сопротивление невозможно; для таких схем вы должны использовать правила Кирхгофа

Как рассчитать сложные схемы соединения резисторов

Решение сложной задачи демонстрирует пример превращения «звезды» в «треугольник». Этот метод поможет вам рассчитать эквивалентное сопротивление типичной мостовой схемы, соединяющей резистивные компоненты.

Превращение «звезды» показано на примере «молнии»:

R2 = (R23 * R24) / R23 + R24 + R34.

Другая часть рассчитывается по формуле:

R23=R2+R3+(R2*R3)/R4.

Эквивалентное сопротивление рассчитывается следующим образом:

Треб = ((R12 + R2) * (R13 + R3))/((R12 + R2) + (R13 + R3)) + R4.

Оцените статью
Блог о практической электронике