Weerstandscircuitdiagrammen:verbindingen en functies begrijpen

Over weerstandsschakelschema's:Weerstanden zijn een van de meest kritische elektronische componenten van een elektronisch apparaat. Het zijn passieve componenten die de stroomstroom beperken, een specifieke spanningsval leveren en fungeren als elektrische belastingen voor circuits.

U kunt op verschillende manieren een configuratie van weerstanden maken om deze doelen te bereiken. Er zijn drie primaire weerstanden in serieschakeling, weerstanden in parallelschakeling en combinaties van weerstanden in serie- en parallelschakeling.

Dit artikel behandelt alle drie de typen met diagrammen die laten zien hoe ze werken! Laten we beginnen!

1. Weerstanden in serieschakeling

Weerstanden in serieschakelingen hebben twee of meer weerstanden die end-to-end met dezelfde spanning over alle weerstanden zijn verbonden.

Hoe weerstanden in serie te schakelen

Sluit de uiteinden van elke weerstand aan op een voedingsbron, ervan uitgaande dat de draden een verwaarloosbare weerstand hebben. De weerstanden staan ​​in serie, dus als de ene weerstand R1 heeft, heeft de andere weerstand ook weerstand R2. De totale weerstand is de som van de de waarde van de individuele weerstand; in dit geval gebruiken we de wet van Ohm voor de berekening.

Wet van Ohm in serieweerstandscircuits

De wet van Ohm stelt dat de stroom recht evenredig is met de spanning over twee punten van een geleider. In ons geval weerstanden.

In het onderstaande diagram hebben we een eenvoudig circuit met een reeks verbindingen van weerstanden. De eerste weerstand heeft een weerstandswaarde van R1, en de tweede weerstand heeft R2.

Volgens de wet van Ohm; V=IR

V =ik * R_t

Waar R_t hier onze effectieve weerstand is van weerstanden die in het circuit zijn aangesloten. De bronspanning (V) over het weerstandscircuit is hetzelfde als de spanning. Bovendien staan ​​de weerstanden in serie, waardoor ze dezelfde potentiaalval hebben. We kunnen de wet van Ohm gebruiken om deze waarde ook te vinden.

Stroom en vermogen in serieschakelingen

(Series weerstandscircuit)

In een serieweerstandsschakeling is de totale stroom (I) tussen alle weerstanden gelijk. Dat wil zeggen, de stroom die door weerstand_1 loopt, is dezelfde stroom die door weerstand_2 zal vloeien. Ook is de stroomuitgang gelijk aan die van de batterij. Het is veelbetekenend dat als u meer weerstanden aan het circuit toevoegt, de huidige waarde in de loop van de cursus afneemt. Het is omdat weerstanden gelijkelijk de huidige hoeveelheid delen, ondanks hun verschil in weerstanden.

Dus, actueel; I_t =I_1=I_2.

Evenzo, Stroom, ik ben ook =V/Rt

Met andere woorden, aangelegde batterijspanning (V), gedeeld door effectieve weerstand (Rt).

Macht wordt gegeven door formule; P=V*I

In een serieschakeling is het toegepaste potentiaalverschil de totale som van individuele spanningen over elke weerstand.

Daarom, bij het berekenen van elektrisch vermogen; P=V_totaal*I_totaal

Effectieve weerstand in een serieschakeling

De equivalente weerstand is de hoeveelheid weerstand die een enkele weerstand nodig zou hebben om het totale effect van de verzameling weerstanden in de cursus te evenaren.

In een eenvoudige serieschakeling is de totale weerstand gelijk aan de som van de waarde van de individuele weerstand. Tel ter verduidelijking de weerstandswaarden bij elkaar op. Maar de weerstanden hebben ook dezelfde potentiaalval. In het bovenstaande circuit wordt de effectieve weerstandsvergelijking bijvoorbeeld gegeven als;

Rtotaal =R1 + R2 + R3

R_t =5Ω+ 10Ω+ 5Ω=20Ω

Voorbeeldtoepassing

Led stroombegrenzing

(Led stroombegrenzend schakelschema)

LED's hebben verschillende stroomwaarden; daarom heeft elk een stroom nodig die gelijk is aan of kleiner is dan zijn classificatie. Anders worden ze beschadigd of vernietigd als er te veel stroom door het circuit loopt. Het is gevaarlijk en kan leiden tot schade aan onderdelen of erger:brand! Daarom is het het beste om een ​​serieweerstandsverbinding te gebruiken om uw elektrische circuits te beschermen. De serieweerstand beperkt de maximale spanningsval over de LED, waardoor deze blijft werken binnen de veilige bedrijfsomstandigheden!

Weerstanden in parallelle verbinding

Voor weerstanden in parallelschakeling wordt één uiteinde van alle weerstanden bevestigd via een standaarddraad. Evenzo zijn alle andere uiteinden verbonden via een standaarddraad.

Hoe weerstanden parallel aan te sluiten

(Diagram van parallel geschakelde weerstanden)

In het bovenstaande voorbeeld hebben we een eenvoudig circuit met een parallelle aansluiting van weerstanden. Het parallel aansluiten van weerstanden is anders omdat de uiteinden van elke weerstand niet zijn aangesloten op een stroombron en in plaats daarvan één punt delen als hun gedeelde verbinding. Ga er ook vanuit dat draden een verwaarloosbare weerstand hebben.

Weerstandsschakelschema's– Wet van Ohm in parallel weerstandscircuit

We gebruiken de wet van Ohm om de individuele stroom te vinden die parallel door elke weerstand stroomt. Het is omdat de potentiaalval gelijk is over elke weerstand. In een geval waarin de uitgangsspanning constant is over elke weerstand, stroom I=V/R

Weerstandsschakelschema's– Stroom en vermogen in parallelle circuits

Voor weerstanden in een parallel configuratiecircuit is de spanningsval over parallelle takken hetzelfde. Ook is de stroom die door het circuit vloeit hetzelfde als de som van de individuele stroom die door elke weerstand vloeit. Als u echter meer weerstanden aan het circuit toevoegt, neemt de algehele weerstand van het circuit af.

(Stroomsplitsing in parallelle verbinding)

Omdat de totale gedeelde stroom wordt verdeeld over elke weerstand.

Dus, pas de huidige vergelijking toe I_t=I_1+I_2

Dat wil zeggen, de totale stroom die in het circuit vloeit, is gelijk aan de toegevoegde gesplitste stromen die door weerstanden vloeien.

Het totale vermogen dat door de weerstanden wordt gedissipeerd, wordt gevonden met P=VI. Waar I de totale stroom in ampère is en V de spanning over elke parallelle weerstand. Weerstanden met de grootste weerstand krijgen de laagste stroom, terwijl weerstanden met de minste individuele weerstand de beste stroom krijgen.

Daarom; P=VI

P =(I_1 + I_2) * V

Dus voor elke weerstand, weerstand R_1 I1=V1/R1. Weerstand R_2 I2=V2/R2

Effectieve weerstand in een parallelle schakeling

Het onderstaande diagram helpt u uit te leggen hoe u effectieve weerstand kunt vinden in een parallelle schakeling.

(Schema met uitleg over effectieve weerstand)

Om equivalente weerstand te berekenen, moeten we de knooppuntregel begrijpen volgens de luswet van Kirchhoff . De totale weerstand in een parallel configuratiecircuit is het omgekeerde van de som van alle inverse weerstanden. Het is te zeggen; als je twee weerstanden in een parallelle verbinding hebt, wordt de praktische weerstandsberekening;

Circuitvergelijkingen zijn als volgt;

Aangezien de stroom zich splitst op een kruispunt, volgens de lusregel, dan is I=I1+I2

En aangezien V=I1R1 en I1R1=I2R2

Dan, Huidig, I =I_1+ I_2

=V1/R1+ V2/R2

Maar V is hetzelfde =V/R1+ V/R2

=V[ 1/R1+ 1/R2] =V/Vereist

1/Req=1/R1+ 1/R2

Ook Eq Weerstand Req=[1/R1+ 1/R2]⁻¹

Combinatie van weerstanden in serie en parallelle verbinding

In een combinatie van weerstanden bevinden sommige weerstanden zich in een serieconfiguratie, terwijl andere zich in parallelle structuren bevinden.

Het belangrijkste is dat dit meer complexe circuits om te begrijpen. Het centrale concept van het vinden van weerstand in combinatiecircuits is het transformeren van het hele parcours in een serieschakelingscircuit. Het wordt snel gedaan door equivalent weerstandsbegrip in een parallel circuit toe te passen op het hele gecombineerde circuit.

Weerstandsschakelschema's– Hoe weerstanden in serie en parallel te combineren

(Weerstandcombinatiecircuit)

Het combineren van weerstanden in serie en parallel is vrij eenvoudig. Eerst hoeft u alleen R2 en R3 parallel aan te sluiten. Klik vervolgens op de uiteinden van elke weerstand om een ​​knooppunt te maken. Voeg nu nog een weerstand, R1, toe aan het verbindende knooppunt, zoals in het bovenstaande diagram. Sluit tot slot de draaduiteinden aan op een stroombron. De totale weerstand is de som van de waarde van elke weerstand; gebruik in dit geval de wet van Ohm voor berekeningen.

Weerstandsschakelschema's– Stroom en vermogen in de combinatie van serie- en parallelle weerstandsschakelingen

De totale stroom is de som van alle individuele stromen, en dat geldt ook voor het vermogen. Als er meerdere weerstanden parallel staan, delen ze een gemeenschappelijke uitgangsspanningsbron. Belangrijk is dat dit ervan uitgaande dat het . heeft verwaarloosbare interne weerstand. Het betekent ook dat de spanning over elke weerstand lager zal zijn dan wanneer deze in serie zou staan.

(Weerstanden in serie en parallel)

Als u combinaties van weerstanden in zowel serie als parallel hebt, moet u verschillende spannings- en stroomverdelingen gebruiken. Onthoud dat het complexe verbanden zijn om te begrijpen.

Gebruik de gecombineerde vorm van de wet van Ohm om de totale uitgangsstroom te vinden, waarbij I=V/R_total.

Dit betekent dat de aangesloten weerstanden de stroom met elkaar delen.

Het totale vermogen is hetzelfde als in serie, maar elke weerstand dissipeert minder stroom en spanning.

P=VI =(Vbron/R_totaal) * I

Weerstandsschakelschema's– Effectieve weerstand in serie- en parallelschakelingen

(Combinatie van serie en parallel weerstandscircuit)

De equivalente weerstand van een combinatie van weerstanden hangt af van hun waarden en hoe verbindingen worden gemaakt. Daarom wordt de totale weerstand in verschillende serie- en parallelle weerstandscircuits gevonden met behulp van de wet van Ohm.

Ten eerste, R_total =Req(Series) + Req(Parallel)

Dan, Req parallel=Req₂₃=(1/R2+ 1/R3)⁻¹

=(1/10Ω+ 1/10Ω)⁻¹ =5Ω

Vervolgens staan ​​weerstanden 2 en 3, die parallel staan, nu in serie met R1.

Dus, R-totaal=Req(reeks) +Req(Parallel)

Rt=5 Ω+ 5Ω=10Ω.

Door weerstanden in serie en parallel te combineren, kunnen stromen worden gecontroleerd en wordt de potentiële daling over een elektrische belasting beperkt.

Weerstandschakelschema's - voorbeeldtoepassing

(schema koelkast)

In koelkastcircuits is een combinatie van weerstandscircuits aanwezig. In het bovenstaande diagram wordt de lamp gedimd wanneer de koelkastdeur opengaat. Dit komt doordat de motor van de koelkast grote hoeveelheden stroom trekt. Als gevolg hiervan krijgt de lamp een laag vermogen en wordt daarom donkerder naarmate R1 in het circuit enorme spanningsdalingen ervaart. Weerstandscombinaties helpen de maximale hoeveelheid stroom die door het circuit gaat te beperken. Tegelijkertijd bieden ze specifieke potentiële reducties voor elektrische belastingen.

Samenvatting

Tot slot hebben we de drie meest voorkomende soorten weerstandsschakelschema's behandeld. We hopen dat je nu een beter begrip hebt van de verschillende verbindingstypes en hoe ze werken.

Nu kunt u uw weerstandscircuits ontwerpen! Als u nog vragen heeft over hoe u dit moet doen, neem dan contact met ons op.