כיצד לקבוע את נגדי הכח. נגדי כוח בקשר מקביל

כל המכשירים האלקטרוניים מהווים נגדים, הם המרכיב העיקרי שלהם. עם זאת, שינוי הכמות הנוכחי המעגל החשמלי. המאמר מציג את המאפיינים של נגדים, וכוחם של שיטות חישוב.

נגד המינוי

כדי להתאים את הנגדים הנוכחיים משמשים מעגלים חשמליים. מאפיין זה מוגדר בחוק אוהם:

I = U / R (1)

פורמולה (1) ניתן לראות בבירור כי קטנת ההתנגדות, ככל העליות הנוכחיות, ולהפך, ככל שקטן R, את הזרם הגדול יותר. זהו נכס זה של ההתנגדות החשמלית משמש בהנדסת חשמל. על בסיס נוסחה זו הם מעגל המחלק הנוכחי בשימוש נפוץ במכשירים חשמליים.

במעגל זה הזרם מהמקור מחולק לשני ביחס הפוך ההתנגדויות של נגדים.

כמו כן נוכחי התאמה נגדים המשמשים מחלק המתח. במקרה זה, שוב באמצעות חוק אוהם, אבל בצורה מעט שונה:

U = אני ∙ R (2)

פורמולה (2) מגביר עם הגדלת מתח התנגדות. מאפיין זה משמש לבניית מעגלים מחלק מתח.

מן התרשים פורמולה (2) ברור כי המתח על פני הנגדים מופצים באופן יחסי התנגדויות.

תוכניות נגדי תמונה

לדברי הנגדים הסטנדרטיים מיוצגים על ידי מלבן עם ממדים של 10 x 4 מ"מ ו כונה על ידי נגדי כוח המכתב ר 'על התכנית לעתים קרובות עולה. הדימוי של אינדיקטור זה מבוצע על ידי מקפים ישירים או עקיפים. אם הכח של 2 ואט, הייעוד נעשה בספרות רומית. זה נעשה בדרך כלל על נגדי תיל. במדינות מסוימות, למשל בארצות הברית, סימנים אחרים משמשים. כדי להקל על תיקון ערכת ניתוח קרוב מצוטטת כוח נגדים, הייעוד אשר מבוצע בהתאם GOST 2.728-74.

מאפיינים טכניים של מכשירים

המאפיין העיקרי של הנגד - ה- R ההתנגדות הנומינלי _n, אשר מצוין בתרשים הבא כדי הנגד והדיור שלה. יחידת המידה של התנגדות - קילו ו מגה ה. נגדים מיוצרים בהתנגדויות מצד שברים למאות אוהם ו megohms. ישנם הרבה טכנולוגיה לייצור נגד, ולכולם יש יתרונות וחסרונות. באופן עקרוני, אין טכנולוגיה שתאפשר בדיוק מייצרים נגדים עם ערך התנגדות מראש.

מאפיין חשוב נוסף הוא התנגדות הסטייה. זה נמדד% של ר הטווח הנומינלי קיימת סטיית עכבה סטנדרטית: ± 20, ± 10, ± 5, ± 2, ± 1%, וביום עד לערך של ± 0,001%.

מאפיין חשוב נוסף הוא נגדי הכח. בעבודה הם מחוממים על ידי העברת זרם דרכם. אם פיזור הספק עולה על הערך המותר, אז המכשיר נכשל.

עם נגדי חימום לשנות את התנגדותם, כך למכשירים הפועלים במגוון רחב של טמפרטורות, הוא הציג מאפיין נוסף - מקדמות טמפרטורה של התנגדות. זה נמדד ppm / ° C, דהיינו 10 ^-6 R _n / ° C (מיליונית חלק R _n הוא 1 ° C).

חיבור טורי של נגדים

הנגדים ניתן לחבר בשלוש דרכים שונות: סדרתי, במקביל ומעורב. עם חיבור בסדרה הנוכחית פועל לסירוגין דרך כל הנגדים.

עם החיבור הזה הזרם בכל נקודה במעגל זהה, זה יכול להיות מוגדר על פי חוק אוהם. מעגל העכבה במקרה זה הוא הסכום של התנגדויות:

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 אוהם;

I = U / R = 100/390 = 0.256 א

כעת אנו יכולים לקבוע את נגדי כוח בקשר בסדרה, והוא מחושב על ידי הנוסחא:

P = אני ² ∙ R = 0256 ² 390 ∙ = 25.55 וואט.

בדומה לכך, היכולת הנותרת נקבעה על ידי הנגדים:

P ₁ = אני ₁ ² ∙ R ² = 0.256 = 13.11 ∙ 200 W;

P ₂ = אני ² ∙ R ₂ = 0.256 ² ∙ 100 W = 6.55;

₃ P = אני ² ∙ R ₃ = 0256 ² ∙ 51 = 3.34 W;

P ₄ = אני ² ∙ R ₄ = 0.256 ∙ ² 39 = 2.55 וואט.

אם מוסיפים לזה את נגדים כוח, אתה מקבל P מלא:

P = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 וואט.

החיבור במקביל של נגדים

בתחילת הקשר המקביל של כל הנגדים המחוברים צומת מעגל אותו, ואת הקצוות - למשנו. כאשר מחוברים סניפים נוכחיים זורם דרך כל מכשיר. היקף זרם פי חוק אוהם, הוא ביחס הפוך ההתנגדויות והמתח בכלל באותו הנגדים.

לפני שאתם מוצאים את הזרם, יש צורך לחשב את המוליכות הכולל של נגדים של הנוסחה הידועה:

1 / R = 1 / R ₁ + 1 / R ₂ + 1 / R ₃ + 1 / R _{4 = 1/200 + 1/} 100 + 1/51 + 1/39 = 0.005 + 0.01 + 0.0196 + 0.0256 0.06024 = 1 / אוהם.

התנגדות - ההופכי של מוליכות:

R = 1 / 0.06024 = 16.6 אוהם.

באמצעות חוק אוהם, למצוא את הזרם דרך המקור:

I = U / R = 100 ∙ 0,06024 = 6024 א

הידיעה הנוכחית באמצעות כוח המקור מחוברת במקביל נגדים של הנוסחא:

P = אני ² ∙ R = 6024 ² ∙ 16,6 = 602,3 ואט.

על פי חוק אוהם הזרם דרך הנגד מחושב:

ואני ₁ = U / R ₁ = 100/200 = 0.5 A;

ואני ₂ = U / R ₂ = 100/100 = 1 A;

₃ I = U / R ₁ = 100/51 = 1.96 A;

ואני ₁ = U / R ₁ = 100/39 = 2.56 א

מעט נוסחא שונה יכולה לחשב את נגדי כוח בקשר מקביל:

P ₁ = U ² / R ₁ = 100 = ^2/200 50 W;

P ₂ = U ² / R ^₂ = 100 _2/100 = 100 W;

P ₃ = U ² / R ₃ = 100 ^2/51 = 195.9 W;

₄ P = U ² / R ₄ = 100 ^2/39 = 256.4 וואט.

אם כל זה מסתדר, אתה מקבל את כל נגדי הכח:

= P P ₁ + P ₂ + P ₃ + P _{4 = 50 + 100 + 195.9 +} 256.4 = 602.3 וואט.

מתחם מעורב

Scheme מעורבב נגדים מתחמים מהווים חיבור מקביל רציפים ו סימולטני. תכנית זו היא קלה להמיר, להחליף את החיבור המקביל של נגד בסדרה. כדי להחליף התנגדות ראשונה זה R ₂ ו R ₆ ב R המשותף _2.6, בהתאם לנוסחה הבאה:

_2,6 R = R ₂ ∙ R ₆ / R ₂ + R _6.

בדומה לכך הוחלף שני נגדים במקביל R _4, R _5, R _4.5:

_4,5 R = R ₄ ∙ R ₅ / R ₄ + R _5.

התוצאה היא מעגל חדש, יותר פשוט. תוכניות שניהם מוצגים להלן.

נגדים חשמל במתחם מעורבב Scheme מוגדר על ידי הנוסחה:

P = U ∙ I.

כדי לחשב את הנוסחא הזאת הוא מתח ראשון על פני כל נגד ואת הגודל של therethrough הנוכחי. אתה יכול להשתמש בשיטה אחרת כדי לקבוע את נגדי הכח. בנוסחה זו משמשת:

P = U ∙ I = (אני ∙ R) ∙ לי = אני ² ∙ ר

אם אתה יודע רק את המתח על פני הנגד, אז להשתמש בנוסחה שונה:

P = U ∙ I = U ∙ (U / R) = U ² / ר

כל שלוש הנוסחות משמשות לעתים קרובות בפועל.

פרמטרים במעגל חישוב

פרמטרים במעגל חישוב הוא למצוא זרמים ומתחים ידועים בכל הסניפים של המנות המעגלות. בעזרת נתונים אלה, אנו יכולים לחשב את העצמה של כל נגד נכללה במעגל. שיטות חישוב פשוט הוכחו מעל, בפועל המצב מסובך יותר.

בשנת מעגלים אמיתיים חיבור משותף של כוכב נגדים ו דלתא, אשר יוצר קשיים ניכרים בחישובים. עבור שיטות טרנספורמציה מעגלים כאלה לפשט משולש כוכב פותחו, ולהיפך. שיטה זו מתוארת בתרשים שלהלן:

התכנית הראשונה יש בהרכבו של כוכב מחובר יחידות 0-1-3. צומת 1 K מחוברת נגד R1, אל הצומת 3 - R3, ואת צומת 0 - R5. על המעגל השני מחובר צומת הנגדים משולשים 1-3-0. אל נגדי 1 מחובר צומת R1-0 ו R1-3, צומת 3 - R1-3 ו R3-0, ואת צומת 0 - R3-0 ו R1-0. תוכניות אלה שני שקולים לגמרי.

לקראת המעבר מן המעגל הראשון המשולש השני הם נגדים מחושבים:

R1-0 = R1 + R5 + R1 ∙ R5 / R3;

R1-3 = R1 + R3 + R1 ∙ R3 / R5;

R3-0 = R3 + R5 + R3 ∙ R5 / R1.

טרנספורמציות בהמשך מופחתות לחישוב נגדים במקביל מחובר בסדרה. כאשר העכבה של המעגל נמצאת, נמצא על ידי חוק אוהם הזרם דרך המקור. באמצעות חוק זה, קל למצוא את הזרמים בכל הענפים.

כיצד לקבוע את העוצמה של הנגד לאחר מציאת כל הזרמים? לשם כך, הנוסחה הידועה: P = אני ² ∙ R, יישום, למצוא קיבולת שלהם עבור כל ההתנגדות שלו.

קביעה ניסויית של המאפיינים של רכיבי המעגל

צריך לאסוף ערכה מראש של הרכיב האמיתי לקביעת ניסיוני של התכונות הרצויות של האלמנטים. לאחר מכן, בעזרת מכשירי חשמל לבצע את כל המידות הדרושות. שיטה זו היא זמן רב ויקר. מפתחים של מכשירי חשמל ואלקטרוניקה המשמשים סימולטורים למטרה זו. עם אותם מבוצעים כל החישובים הדרושים, הדגם את ההתנהגות של כל אחד מרכיבי המעגל במצבים שונים. רק אחרי זה הוא הולך אב טיפוס של מכשיר טכני. אחת התוכניות הנפוצות הללו הוא סימולציה חזקה של חברת נשיונל אינסטרומנטס מערכת Multisim 14.0.

כיצד לקבוע את נגדי כוח עם תכנית זו? ניתן לעשות זאת בשתי דרכים. השיטה הראשונה - היא למדוד את המתח והזרם עם מד מתח ו מד זרם. הכפלת תוצאות של מדידות, את העוצמה הנדרשת מתקבל.

מתוך המעגל הזה קובע את הכוח R3 התנגדות:

P ₃ = U ∙ I = 1032 ∙ 0,02 = 0,02064 W = 20.6 mW.

השיטה השנייה - מדידה ישירה של כוח באמצעות מד כוח.

מתוך המעגל הזה הוא מראה כי R3 התנגדות שווה כוח P ₃ = 20.8 mW. הפער בשל טעויות בשיטה הראשונה יותר. באופן דומה, את הכח של האלמנטים הנותרים נקבע.