Z zbiranjem neodvisnih vezij se začetniški šunki srečujejo s potrebo po vzpostavitvi enega ali drugega upora, katerega obseg ni v standardni seriji ali na roki. Zato je želena vrednost impedance izbrana z vzporednim ali serijskim povezovanjem elementov. Za pravilen izračun ekvivalentne vrednosti je najlažje uporabiti kalkulator za odpornost, vendar lahko izračune izvedete tudi sami s pomočjo preprostih formul.

Dodelitev in določitev impedance

Skoraj nobena elektronska naprava ne more brez uporov v svojem vezju. Ker so pasivni elementi, imajo glavni namen - omejiti količino toka v električnem vezju. Poleg omejitve toka v merilnih napravah služijo tudi kot delilniki napetosti ali preklopi.

Električni upor je količina, ki ima fizično naravo in označuje sposobnost prevodnika, da prenaša električni tok. Načelo delovanja upora je opisal izjemni eksperimentator Ohm. Kasneje se je v njegovo čast enota električnega upora imenovala Ohm. Znanstvenik, ki je izvedel vrsto poskusov, je ugotovil razmerje med tokovno močjo, napetostjo in upornostjo v prevodniku. Rezultat je bila preprosta formula, znana kot Ohmov zakon: I = U / R, kjer:

  • I - tok, ki poteka skozi prevodnik, merjen v amperih;
  • U napetost, ki se uporablja na vodniku, merska enota je Volt;
  • R je upor vodnika, izmerjen v ohmi.

Kasneje se naprave, ki se uporabljajo samo kot uporni elementi v električnih vezjih, imenujejo upori. Za takšne naprave je poleg vrednosti upora značilna tudi moč, izračunana po naslednji formuli: P = I2 * R. Nastala vrednost se meri v vatih.

V vezju se uporabljata vzporedna in serijska povezava vodnikov. Glede na to se spremeni tudi vrednost impedance odseka vezja. Vrsta povezave, če se ne uporablja za izbiro želene vrednosti, samo označuje uporabo uporov v prvem primeru kot omejevalnike toka, v drugem pa - kot delilnike napetosti.

Na diagramih so upori označeni v obliki pravokotnika in podpisani z latinsko črko R. Nato je navedena serijska številka in vrednost upora. Na primer, R23 1k pomeni, da ima upor številka 23 upor en kilo ohm. Trakovi, prikazani znotraj pravokotnika, označujejo moč, ki se razprši na prevodniku.

Temeljni zakon ohranjanja energijskih stanj: energija ne izgine nikamor in se ne pojavi od nikoder, ampak le spremeni obliko. Kadar je tok omejen, se del energije pretvori v toploto. Ta del imenujemo moč disipacije upora, to je njegova velikost, ki jo upor lahko vzdrži, ne da bi spremenil njegove parametre.

Sam upor ima lahko drugačen dizajn in videz . Na primer žice, keramike, sljude itd. Označena je na tri načine:

  1. Sistem barvnih trakov. Vsaka vrstica je odgovorna za določen dejavnik. Dekodiranje trakov lahko vzamete iz imenikov ali spletnih kalkulatorjev.
  2. Številke in črke. Številka neposredno označuje vrednost upora, črka pa množitelj. Na primer, 15M je petnajst megohmov.
  3. Digitalni Običajno se uporabljajo tri številke, prva in druga označujeta vrednost upora, zadnja pa množitelja. Na primer, 103 je deset kilo ohmov.

Zato, ko vidite, kateri upori so nameščeni v vezju, novinarskemu radioamaterju ni težko izračunati skupnega upora, zlasti z uporabo spletnega kalkulatorja za vzporedno ali zaporedno povezovanje uporov. Če ni mogoče razlikovati oznake na ohišju, je mogoče njegovo odpornost izmeriti z multimetrom. Toda izkušeni inženirji elektrotehnike vedo, da boste morali za natančno merjenje odklopiti en izhod upora iz vezja. To je točno posledica vrste povezave prevodnika.

Vzporedna povezava

Takšna povezava uporov dobimo z združevanjem dveh ali več električnih naprav, pri katerih se eden od njihovih zaključkov poveže med seboj in tvori prvo skupno točko, medtem ko drugi, tako kot prvi, tvorijo drugo skupno točko. V tem primeru je napetost v vseh elementih enaka, jakost prehodnega toka pa je odvisna od njihove impedance.

Formula za vzporedno priključitev uporov je naslednja:

R = (R1 * R2 * R3 … * Rх) / (R1 + R2 + R3 … + Rх), kjer je Rh zaporedna številka upora.

Iz tega sledi, da tok, ki teče skozi vsak prevodnik, najdemo s formulo: In = U / Rn.

Na podlagi tega bo z vzporednim priključkom dobljena impedanca dveh ali več uporov manjša od najnižje vrednosti upora v povezavi. Če sta samo dva uporova, ki imata isto nazivno vrednost, vzporedno povezana, jih lahko nadomestite z enakovredno, enako enaki sekundi te nominalne vrednosti.

Torej lahko priključite sto uporov, potem je ekvivalentni upor opredeljen kot stotina nominalnega. Na primer, naj bo odsek vezja z desetimi upori, ki so vzporedno povezani med seboj z nazivno vrednostjo 10 Ohmov, potem bo skupni upor desetina, in sicer Rob = 10/10 = 1 Ohm.

Pomembno je upoštevati, da bo s takšno povezavo trenutna vrednost deljena na vsak element, zato se lahko uporovniki uporabljajo tudi z manjšo močjo, kot če bi bil uporabljen ekvivalent, ki nadomesti vse vzporedne povezave.

Primer izbire nadomestitve

Pri razvoju naprave je bilo treba v odseku vezja uporabiti upor 6 ohm. Ko preučujete nazivno območje standardnih vrednosti, ki jih proizvede industrija, je mogoče opozoriti, da v njem ni 6-ohmskega upora.

Če želite pridobiti želeno vrednost, morate uporabiti vzporedno vključitev dveh elementov. Enakovredna vrednost upora za dva upora v tem primeru je v naslednjem vrstnem redu:

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

Iz rešitve je razvidno, da če R1 v nazivni vrednosti sovpada z R2, potem je skupna vrednost upora enaka polovici vrednosti enega od elementov. Zato bo z zahtevano nazivno vrednostjo 6 Ohmov ta vrednost enaka: Rx = 2 * 6 = 12 Ohmov. Če želite preveriti rezultat, dobite odgovor v formuli: Re = (R1 * R2) / (R1 + R2) = (12 * 12) / (12 + 12) = 6 Ohmov.

Tako bo rešitev tega problema vzporedna vključitev dveh uporov z vrednostjo upora 12 Ohmov.

Naloga iskanja enakovrednega

Naj bo vezje s tremi vzporedno povezanimi upori in da ga poenostavimo, je potrebno zamenjati z enim elementom. Število prevodnikov je: R1 = 320 Ohm, R2 = 10 Ohm, R3 = 1 kOhm. Za rešitev težave uporabljamo dobro znano formulo:

  • 1 / R = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3);
  • Req = (R1 * R2 * R3) / (R1 + R2 + R3).

Preden nadomestimo vrednosti v formuli, jih je treba pripeljati v mednarodni sistem enot (SI). Torej, en kilo Ohm je enak 1000 Ohmov, če zamenjava te vrednosti daje odgovor: Re = (320 * 1 * 1000) / (320 + 10 + 1000) = 2406 Ohms ali 2, 4 kOhm, kar ustreza vrednosti iz standardne serije. Ta tehnika izračuna se uporablja za poljubno število uporov, ki so vzporedno povezani.

Sekvenčna vključenost

Ta vrsta povezave pomeni vrsto povezave, ko uporov povezuje samo en terminal, ki tvori verigo, medtem ko med njenim začetkom in koncem ni prevodnosti, ki ustreza načinu kratkega stika. Pri uporabi serijske povezave bo trenutna jakost enaka za kateri koli prevodnik, potencialna razlika v odseku tokokroga pa bo vrednost, enaka vsoti potencialnih razlik na sponkah vsakega vodnika. Izračun vrednosti skupne impedance je v tem primeru precej preprost, saj so vse nominalne vrednosti elementov, vključenih v verigo, preprosto povzete: Rtotal = R1 + R2 + … + Rn.

Na primer, v vezju se uporablja uporna veriga, sestavljena iz petih uporov: R1 = 32 Ohm, R2 = 16 Ohm, R3 = 1 kOhm, R4 = 4, 7 kOhm, R5 = 1 Ohm. Po pripisu vseh ocen mednarodnemu sistemu je odgovor enak: Rtotal = 32 + 16 + 1000 + 4700 + 10 = 5758 Ohmov ali 5, 75 kOhms, kar ustreza standardni vrednosti 5, 6 kOhms.

Mešana povezava

V tem primeru se na odseku vezja uporablja kombinacija vzporednih in zaporednih povezav elementov. Takšna povezava se pogosto imenuje vzporedno-zaporedna:

  • Če so serijsko povezani, je skupna impedanca elementov neposredno sorazmerna z vsoto uporov vsakega od uporov.
  • Kadar so vodniki vzporedno povezani, vrednost, obratna vsoti impedance vezja, ustreza vsoti vrednosti, obratnih uporom elementov, ki so vzporedno povezani.

S temi pravili, ki veljajo za poljubno število priključenih vodnikov v vezju, se določi skupna vrednost impedance za katero koli vrsto povezave. Za določitev ekvivalentne vrednosti upora vzporedne povezave je odsek vezja razdeljen na majhne skupine vzporednih ali serijsko povezanih uporov. Nato se uporabi algoritem, ki pomaga optimalno izračunati ekvivalentno vrednost:

Določi se skupna upornost vseh vozlišč v vezju z vzporednim priključevanjem uporov:

  1. Kadar so v teh vozliščih serijsko povezani vodniki, se najprej upošteva njihova upornost.
  2. Takoj, ko se izračunajo vrednosti ekvivalentnih vrednosti, vezje poenostavi na vrsto enakovrednih uporov.
  3. Najdemo končno vrednost skupnega upora.

Na primer, obstaja vezje, v katerem je treba določiti skupno upornost vezja, medtem ko je upor uporov R1 = R3 = R5 = R6 = 3 Ohms in R2 = 20 Ohms in R4 = 24 Ohms. Upori R3, R4 in R5 so povezani zaporedno, tako da je skupna impedanca v tem delu vezja: Rob1 = R3 + R4 + R5 = 30 Ohmov.

Po zamenjavi R3, R4, R5 z Rob1 bo uporov R3 vzporedno povezan s tem uporom. Zato bo impedanca v tem razdelku enaka:

Rob2 = (R2 * Rob1) / (R3 + Rob1) = (20 * 30) / (20 + 30) = 12 Ohmov.

Upori R1 in R6 sta serijsko povezani z Rob2, kar pomeni, da je ekvivalent celotnega vezja: Req = Rob1 + Rob2 + R6 = 3 + 12 + 3 = 18 Ohmov.

Torej, korak za korakom se izračuna enakovredna vrednost katere koli zapletenosti vezja . Z veliko prevodnikov, vključenih v električni tokokrog, ni težko narediti napak pri izračunih, zato se vse operacije izvajajo previdno ali pa se uporabljajo spletni kalkulatorji.

Spletni izračun na kalkulatorju

Ustvarjeno je bilo veliko spletnih strani, ki omogočajo, da v nekaj sekundah najdete upor vzporednih uporov s pomočjo formul za izračun vzporedne povezave v njihovih računskih algoritmih. Takšni kalkulatorji so zelo koristni za oblikovalce radioamaterjev ali strokovnjake REA, če obstajajo težave pri izbiri želene upornosti, da jo nadomestijo v vezju elektronske naprave.

Videz spletnih aplikacij se lahko med seboj razlikuje, vendar je načelo delovanja enako. Pomembno dejstvo pri delu programov je dejstvo, da njihovi algoritmi za izračun uporabljajo različno natančnost pri zaokroževanju rezultata, zato je odgovor v nekaterih programih pri primerjavi morda nekoliko drugačen.

Sama aplikacija je ponavadi celica, v katero se vnese vrednost uporov v mednarodnem merilnem sistemu. Ko so vsa polja izpolnjena, pritisnete gumb "Izračunaj" in odgovor dobite v nasprotni celici. Odgovor se izračuna v ohmih. V nekaterih aplikacijah je mogoče funkcionalnost razširiti; to so funkcije, kot so samodejni prenos vrednosti upora v sistem SI, prikaz najbližje standardne vrednosti upora iz nazivne serije, blizu prejetega odgovora.

Povratni prehod je lahko tudi koristna funkcija, kadar se vnese enakovredni upor in v odzivu je navedena kombinacija prevodnikov za vzporedno povezavo.

Tako izračun s pomočjo spletnih kalkulatorjev pomaga rešiti težavo ne le hitro, ampak tudi natančno, kar pogosto uporabljajo ne le radioamaterji, temveč tudi profesionalci.

Kategorija:

Tehnologija