Расчет сопротивления резистора: Онлайн калькулятор расчета параллельного соединения резисторов

Онлайн калькулятор расчета параллельного соединения резисторов

Соединение резисторов, при котором одноименные выводы каждого из элементов собираются в одну точку, называется параллельным. При этом ко всем резисторам подводится один и тот же потенциал, но величина тока через каждый из них будет отличаться. Для составления схем или при замене резисторов в уже существующих цепях важно знать их суммарное сопротивление, как показано на рисунке:

Параллельное соединение резисторов

Данный калькулятор позволяет рассчитать суммарное сопротивление параллельно соединенных резисторов с любым количеством элементов.

Для этого вам необходимо:

• Указать в графе «количество резисторов» их число, в нашем примере их три;
• После того, как вы укажите количество элементов, в поле ниже появится три окошка для ввода значения сопротивления каждого из элементов, к примеру, у вас резисторы сопротивлением 20, 30 и 60 Ом;
• Далее нажмите кнопку «рассчитать» и в окошке «параллельное сопротивление в цепи» вы получите значение сопротивления в 10 Ом.

Чтобы рассчитать другую цепь или при подборе других элементов, нажмите кнопку «сбросить», чтобы обнулить значение параллельно включенных элементов калькулятора.

Для расчета суммарного сопротивления калькулятором используется такое соотношение:

Где,

• R_сум — суммарное сопротивление параллельно соединенных элементов
• R₁ — сопротивление первого резистора;
• R₂ — сопротивление второго резистора;
• R₃ — сопротивление третьего резистора;
• R_n — сопротивление n-ого элемента.

Таким образом, в рассматриваемом примере параллельно включены три резистора, поэтому формула для определения суммарного сопротивления будет иметь такой вид:

Чтобы выразить величину суммарного сопротивления необходимо умножить обе половины уравнения на произведение сопротивлений всех трех резисторов. После этого перенести составляющие элементы по правилу пропорции и получить значение сопротивления:

Как видите, расчет параллельного сопротивления резисторов вручную требует немалых усилий, поэтому куда проще его сделать на нашем онлайн калькуляторе.

Обратите внимание, при наличии элементов с сопротивлением в разной размерности Ом, кОм, МОм, их необходимо привести к одной величине, прежде чем производить расчет. К примеру,  в Ом и указывать в поле калькулятора для расчета параллельного соединения резисторов значение непосредственно в Омах.

Онлайн-калькулятор номиналов сопротивления DIP и SMD резисторов

Онлайн-калькулятор маркировки SMD резисторов

Представляем простой и удобный калькулятор сопротивлений SMD резисторов. Чтобы узнать номинал своего резистора, введите его код в черное поле:

Наш калькулятор позволяет определять сопротивление SMD резисторов, маркированных по стандарту EIA-96, по которому на корпус наносится 3 или 4 цифры, либо 2 цифры и 1 буква.

Обозначения маркировок SMD резисторов

При использовании маркировки с тремя или четырьмя цифрами, первые 2 или 3 из которых обозначают количественное значение сопротивления резистора, а последняя — показатель множителя. Множитель равен степени, в которую необходимо возвести количество, чтобы получить итоговый номинал.

Приведем нескольлко примеров определения номинала SMD резистора, исходя из его маркировки:

• 473 = 47kΩ ± 5%
• 103 = 10kΩ ± 5%
• 312 = 3.1kΩ ± 5%
• 106 = 10MΩ ± 5%

При маркировке сопротивлений менее 10Ω используется Буква R. Она указывает на положене десятичной точки деления:

• 0R5 = 0.5Ω
• 0R3 = 0.3Ω
• 0R7 = 0.7kΩ

У высокоточных резисторов, показатель погрешности которых составляет 1%, буква ставится в конце номинала и является множителем. Две цифры в начале обозначают код, по которому определяется сопротивление:

• 92Z = 0.89Ω ± 1%
• 32D = 210kΩ ± 1%
• 24E = 1. 74MΩ ± 1%

Где купить недорогие резисторы?

Заходите в наш интернет-магазин, там большой выбор недорогих резисторов с быстрой доставкой по России и СНГ.

Вольтик.ру — это более 800 товаров для мейкеров, радиолюбителей и инженеров.

В магазине представлены:

И многое-многое другое!

Рекомендуем ознакомиться с другими тематическими материалами

формула и примеры расчета сопротивления, напряжения, тока и мощности

При проектировании электрических схем возникает необходимость использования последовательного и параллельного соединений резисторов. Соединения применяются также и при ремонтах электрооборудования, поскольку в некоторых ситуациях невозможно найти эквивалентный номинал резистора. Выполнить расчет просто, и справиться с этой операцией может каждый.

Типы проводников

Проводимость веществом электрического тока связана с наличием в нем свободных носителей заряда. Их количество определяется по электронной конфигурации. Для этого необходима химическая формула вещества, при помощи которой можно вычислить их общее число. Значение для каждого элемента берется из периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева.

Электрический ток — упорядоченное движение свободных носителей заряда, на которые воздействует электромагнитное поле. При протекании тока по веществу происходит взаимодействие потока заряженных частиц с узлами кристаллической решетки, при этом часть кинетической энергии частицы превращается в тепловую энергию. Иными словами, частица «ударяется» об атом, а затем снова продолжает движение, набирая скорость под действием электромагнитного поля.

Процесс взаимодействия частиц с узлами кристаллической решетки называется электрической проводимостью или сопротивлением материала. Единицей измерения является Ом, а определить его можно при помощи омметра или расчитать. Согласно свойству проводимости, вещества можно разделить на 3 группы:

1. Проводники (все металлы, ионизированный газ и электролитические растворы).
2. Полупроводники (Si, Ge, GaAs, InP и InSb).
3. Непроводники (диэлектрики или изоляторы).

Проводники всегда проводят электрический ток, поскольку содержат в своем атомарном строении свободные электроны, анионы, катионы и ионы. Полупроводники проводят электричество только при определенных условиях, которые влияют на наличие или отсутствие свободных электронов и дырок. К факторам, влияющим на проводимость, относятся следующие: температура, освещенность и т. д. Диэлектрики вообще не проводят электричество, поскольку в их структуре вообще отсутствуют свободные носители заряда. При выполнении расчетов каждый радиолюбитель должен знать зависимость сопротивления от некоторых физических величин.

Зависимость сопротивления

Значение электропроводимости зависит от нескольких факторов, которые необходимо учитывать при расчетах, изготовлении элементов резистивной нагрузки (резисторов), ремонте и проектировании устройств. К этим факторам необходимо отнести следующие:

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

К электрическим величинам можно отнести разность потенциалов (напряжение), электродвижущую силу (ЭДС) и силу тока. Геометрией проводника является его длина и площадь поперечного сечения.

Электрические величины

Зависимость величины электропроводимости от параметров электричества определяется законом Ома. Существует две формулировки: одна — для участка, а другая — для полной цепи. В первом случае соотношение определяются, исходя из значений силы тока (I) и напряжения (U) простой формулой: I = U / R. Из соотношения видна прямо пропорциональная зависимость тока от величины напряжения, а также обратно пропорциональная от сопротивления. Можно выразить R: R = U / I.

Для расчета электропроводимости всего участка следует воспользоваться соотношением между ЭДС (e), силой тока (i), а также внутренним сопротивлением источника питания (Rвн): i = e / (R+Rвн). В этом случае величина R вычисляется по формуле: R = (e / i) — Rвн. Однако при выполнении расчетов необходимо учитывать также геометрические параметры и тип проводника, поскольку они могут существенно повлиять на вычисления.

Тип и геометрические параметры

Свойство вещества к проводимости электричества определяется структурой кристаллической решетки, а также количеством свободных носителей. Исходя из этого, тип вещества является ключевым фактором, который определяет величину электропроводимости. В науке коэффициент, определяющий тип вещества, обозначается литерой «р» и называется удельным сопротивлением. Его значение для различных материалов (при температуре +20 градусов по Цельсию) можно найти в специальных таблицах.

Иногда для удобства расчетов используется обратная величина, которая называется удельной проводимостью (σ). Она связана с удельным сопротивлением следующим соотношением: p = 1 / σ. Площадь поперечного сечения (S) влияет на электрическое сопротивление. С физической точки зрения, зависимость можно понять следующим образом: при малом сечении происходят более частые взаимодействия частиц электрического тока с узлами кристаллической решетки. Поперечное сечение можно вычислить по специальному алгоритму:

1. Измерение геометрических параметров проводника (диаметр или длину сторон) при помощи штангенциркуля.
2. Визуально определить форму материала.
3. Вычислить площадь поперечного сечения по формуле, найденной в справочнике или интернете.

В случае когда проводник имеет сложную структуру, необходимо вычислить величину S одного элемента, а затем умножить результат на количество элементов, входящих в его состав. Например, если провод является многожильным, то следует вычислить S для одной жилы. После этого нужно умножить, полученную величину S, на количество жил. Зависимость R от вышеперечисленных величин можно записать в виде соотношения: R = p * L / S. Литера «L» является длиной проводника. Однако для получения точных расчетов необходимо учитывать температурные показатели внешней среды и проводника.

Температурные показатели

Существует доказательство зависимости удельного сопротивления материала от температуры, основанное на физическом эксперименте. Для проведения опыта нужно собрать электрическую цепь, состоящую из следующих элементов: источника питания, нихромовой спирали, соединительных проводов амперметра и вольтметра. Приборы нужны для измерения значений силы тока и напряжения соответственно. При протекании электричества происходит нагревание нихромовой пружины. По мере ее нагревания, показания амперметра уменьшаются. При этом происходит существенное падение напряжения на участке цепи, о котором свидетельствуют показания вольтметра.

В радиотехнике уменьшение величины напряжение называется просадкой или падением. Формула зависимости р от температуры имеет следующий вид: p = p0 * [1 + a * (t — 20)]. Значение p0 — удельное сопротивление материала, взятого из таблицы, а литера «t» — температура проводника.

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

Объединение резистивных радиокомпонентов

Для получения необходимого номинала сопротивления применяются два типа соединения резисторов: параллельное и последовательное. Если их соединить параллельно, то нужно два вывода одного резистора подключить к двум выводам другого. Если соединение является последовательным, то один вывод резистора соединяется с одним выводом другого резистора. Соединения используются для получения необходимых номиналов сопротивлений, а также для увеличения рассеивания мощности тока, протекающего по цепи.

Каждое из соединений обладает определенными характеристиками. Кроме того, последовательно или параллельно могут объединяться несколько резисторов. Соединения также могут быть смешанными, т. е. применяться оба типа объединения радиокомпонентов.

Параллельное соединение

При параллельном подключении значение напряжения на всех резисторах одинаковое, а сила тока — обратно пропорциональна их общему сопротивлению. В интернете web-разработчики создали для расчета величины общего сопротивления параллельного соединения резисторов онлайн-калькулятор.

Рассчитывается общее сопротивление при параллельном соединении по формуле: 1 / Rобщ = (1 / R1) + (1 / R2) + …+ (1 / Rn). Если выполнить математические преобразования и привести к общему знаменателю, то получится удобная формула параллельного соединения для расчета Rобщ. Она имеет следующий вид: Rобщ = (R1 * R2 * … * Rn) / (R1 + R2 + … + Rn). Если необходимо рассчитать величину Rобщ только для двух радиокомпонентов, то формула параллельного сопротивления имеет следующий вид: Rобщ = (R1 * R2) / (R1 + R2).

При ремонте или проектировании схемы устройства возникает задача объединения нескольких резистивных элементов для получения конкретной величины сопротивления. Например, значение Rобщ для определенной цепочки элементов равно 8 Ом, которое получено при расчетах. Перед радиолюбителем стоит задача, какие нужно подобрать номиналы для получения нужного значения (в стандартном ряду резисторов отсутствует радиокомпонент с номиналом в 8 Ом, а только 7,5 и 8,2). В этом случае нужно найти сопротивление при параллельном соединении резистивных элементов. Посчитать значение Rобщ для двух элементов можно следующим образом:

1. Номинал резистора в 16 Ом подойдет.
2. Подставить в формулу: R = (16 * 16) / (16 + 16) = 256 / 32 = 8 (Ом).

В некоторых случаях следует потратить больше времени на подбор необходимых номиналов. Можно применять не только два, но и три элемента. Сила тока вычисляется с использованием первого закона Кирхгофа. Формулировка закона следующая: общее значение тока, входящего и протекающего по цепи, равен выходному его значению. Величина силы тока для цепи, состоящей из двух резисторов (параллельное соединение) рассчитывается по такому алгоритму:

1. Ток, протекающий через R1 и R2: I1 = U / R1 и I2 = U / R2 соответственно.
2. Общий ток — сложение токов на резисторах: Iобщ = I1 + I2.

Например, если цепь состоит из 2 резисторов, соединенных параллельно, с номиналами в 16 и 7,5 Ом. Они запитаны от источника питания напряжением в 12 В. Значение силы тока на первом резисторе вычисляется следующим способом: I1 = 12 / 16 = 0,75 (А). На втором резисторе ток будет равен: I2 = 12 / 7,5 = 1,6 (А). Общий ток определяется по закону Кирхгофа: I = I1 + I2 = 1,6 + 0,75 = 2,35 (А).

Последовательное подключение

Последовательное включение резисторов также применяется в радиотехнике. Методы нахождения общего сопротивления, напряжения и тока отличаются от параллельного подключения. Основные правила соединения следующие:

1. Ток не изменяется на участке цепи.
2. Общее напряжение равно сумме падений напряжений на каждом резисторе.
3. Rобщ = R1 + R2 + … + Rn.

Пример задачи следующий: цепочка, состоящая из 2 резисторов (16 и 7,5 Ом), питается от источника напряжением 12 В и током в 0,5 А. Необходимо рассчитать электрические параметры для каждого элемента. Порядок расчета следующий:

1. I = I1 = I2 = 0,5 (А).
2. Rобщ = R1 + R2 = 16 + 7,5 = 23,5 (Ом).
3. Падения напряжения: U1 = I * R1 = 0,5 * 16 = 8 (В) и U2 = I * R2 = 0,5 * 7,5 = 3,75 (В).

Не всегда выполняется равенство напряжений (12 В не равно 8 + 3,75 = 11,75 В), поскольку при этом расчете не учитывается сопротивление соединительных проводов. Если схема является сложной, и в ней встречается два типа соединений, то нужно выполнять расчеты по участкам. В первую очередь, рассчитать для параллельного соединения, а затем для последовательного.

Таким образом, параллельное и последовательное соединения резисторов применяются для получения более точных значений сопротивлений, а также при отсутствии необходимого номинала радиокомпонента при проектировании или ремонте устройств.

Формулы параллельного, последовательного и смешанного соединения резисторов

Автор Aluarius На чтение 7 мин. Просмотров 941 Опубликовано 18.05.2020

Ни одна электрическая схема не обходится без резисторов. Что это такое, для чего он нужен и какими способами их подключают в электрическую цепь рассмотрим подробно.

Что такое резистор и для чего он нужен

Резистор – пассивный элемент электрической цепи, который поглощает энергию тока и преобразовывает её в тепло за счет сопротивления потоку электронов в цепи.

Зависимость тока от сопротивления описывается законом Ома и рассчитывается по формуле I = U/R.

Свойство резисторов ограничивать ток и снижать напряжение используется во многих электронных устройствах и бытовых приборах.

Справка: Резисторы бывают двух видов – постоянные и переменные, во втором случае сопротивление проводника изменяется механическим путем (вручную).

Последовательное и параллельное соединение резисторов – основные способы соединения резистивных элементов.

Внимание! Резистор не имеет полярности, длина выводов с обоих концов одинакова, поэтому для лучшего понимания сути соединения предлагается называть выводы:

1. С правого края – правый.
2. С левого края – левый.

Понятие параллельного подключения резисторов

При параллельном подключении правые выводы всех резисторов соединяются в один узел, левые – во второй узел.

При параллельном включении резисторов ток в цепь разветвляется по отдельным ветвям, протекая через каждый элемент – по закону Ома величина тока обратно пропорциональна сопротивлению, напряжение на всех элементах одинаковое.

Справка: Ветвь – фрагмент электрической цепи, содержащий один или несколько последовательно соединенных компонентов от узла до узла.

Последовательное подключение

При последовательном соединении резисторы нужно подключить в цепь друг за другом – правый вывод одного резистора к левому второго, правый второго – к левому третьего и так далее в зависимости от количества соединяемых элементов.

При последовательном соединении ток, не изменяя своей величины, течет через все резистивные элементы.

Смешанное подключение

При смешанном подключении в одной схеме сочетаются несколько видов соединений – последовательное, параллельное соединение резисторов и их комбинации. Самую сложную электрическую схему, состоящую из источников питания, диодов, транзисторов, конденсаторов и других радиоэлектронных элементов можно заменить резисторами и источниками напряжения, параметры которых изменяются в каждый момент времени. О параллельном соединении резистора и конденсатора читайте тут.

Смешанная схема делится на фрагменты, ток и напряжение рассчитывается для каждого отдельно в зависимости от того, как они соединены на выбранном сегменте электрической схемы.

Важно! Для расчета сопротивления резистора в схеме применяют отдельные формулы для каждого конкретного элемента в зависимости от вида соединения.

Что ещё нужно учитывать при подключении резисторов

Важный показатель в работе резистивного элемента мощность рассеивания – переход электрической энергии в тепловую, вызывающую нагрев элемента.

При превышении допустимой мощности рассеивания резисторы будут сильно греться и могут сгореть, поэтому при расчете схем соединения надо учитывать этот параметр – важно знать насколько изменится мощность резистивных элементов при включении в электрическую цепь.

Какая мощность тока при последовательном и параллельном соединении

Определение мощности отдельного резистивного элемента производится по формуле

P = U²/R или P = I²R , которую можно вывести из формулы расчета мощности электрической цепи P = UI по закону Ома.

Мощность при параллельном соединении

Рассчитав сопротивление каждого элемента в отдельности, считаем мощность каждого по формуле P = I²R, где

• R – не номинальное сопротивление резистивного элемента, а рассчитанное для данной цепи;
• I – сила тока в цепи.

При параллельном соединении через меньший резистор протекает больший ток – мощность рассеивания на этом резистивном элементе будет больше, чем на остальных.

Важно! При расчете параллельной цепи следует учитывать мощность сопротивления с самым маленьким номиналом.

Мощность при последовательном соединении

Вычислив сопротивление каждого резистивного элемента по отдельности, рассчитываем мощность каждого по формуле P = U²/R, где

• R – рассчитанное нами сопротивление для определенной схемы;
• U – падение напряжения на данном резистивном элементе.

Справка: Полную мощность цепи при последовательном и параллельном соединении можно найти, сложив вычисленные мощности отдельных элементов, входящих в цепь Pобщ = P₁+P₂+P₃+…+Pn.

Как правильно рассчитать сопротивление

Применяется закон Ома для участка цепи – расчет сопротивления делается по формуле R = U/I, где

• U – падение напряжение на конкретном резистивном элементе;
• I – ток, протекающий через него.

При последовательном соединении

Для двух элементов считаем Rобщ = R₁+R₂.

Для нескольких сопротивлений разного номинала Rобщ = R₁+R₂+R₃+…+Rn.

При параллельном соединении

Расчет для двух резисторов делаем по формуле Rобщ = (R₁×R₂)/(R₁+R₂).

Сопротивление параллельных резисторов с разным номиналом рассчитываем по формуле

Rобщ = 1/(1/R₁+1/R₂+1/R₃+…+1/Rn).

Для элементов, соединенных в параллель, суммарное сопротивление всегда ниже наименьшего номинального.

Как рассчитать сложные схемы соединения резисторов

Сложные схемы рассчитываются путем группировки по параллельному и последовательному способу соединения.

Перед нами сложная схема – задача рассчитать общее сопротивление:

1. R₂, R₃, R₄ объединим в последовательную группу – применим формулу R_2,3,4 = R₂+R₃+_R4.
2. R₅ и R_2,3,4 – параллельно соединенные резисторы, рассчитаем R_5,2,3,4 = 1/ (1/R₅+1/R_2,3,4).
3. R_5,2,3,4, R₁, R₆ опять объединяем в последовательную группу – суммируя величины, получаем Rобщ = R_5,2,3,4+R₁+R₆.

Для больших схем существуют специальные методы, облегчающие расчет. Один из таких методов – эквивалентное преобразование «треугольника» в «звезду». Такая система расчета применяется в том случае, когда невозможно по схеме определить последовательное или параллельное подключение резисторов.

Преобразование «звезда-треугольник»

Для соединения резистивных элементов, кроме вышеописанных способов, существует несколько других видов соединения:

• «звезда» – соединение трех ветвей с одним общим узлом;
• «треугольник» – соединение ветвей схемы в виде треугольника, сторонами которого служат ветви, вершины представляют узлы.

Справка: Узел – точка, в которой соединяются три и более проводника электрической цепи.

Эквивалентность замены предполагает стабильность токов, входящих в каждый узел, при одинаковых напряжения между одноименными узлами «треугольника» и «звезды».

Сопротивление резистора луча «звезды» равно произведению сопротивлений резисторов прилегающих сторон «треугольника», деленному на сумму сопротивлений резисторов трех сторон «треугольника».

R_A = R_AB R_AC/(R_AB+R_AC+R_DC).

Сопротивление резисторов сторон «треугольника» равно сумме произведения сопротивлений резисторов двух прилегающих лучей «звезды», деленного на сопротивление третьего луча.

R_AB=(R_AR_B+R_AR_C+R_BR_С)/R_C

О разнице подключения звезда и треугольник читайте здесь.

Чему равна сила тока в цепи при параллельном соединении резисторов

Согласно правилу Кирхгофа ток, поступающий в узел, равен току, выходящему из узла, – величина тока до группы параллельных резисторов и после нее должна быть неизменной.

Ток в группе параллельных резисторов распределяется по цепи в зависимости от их номинала, после прохождения через сопротивления суммируется в узле и выходит из него неизменным I = I₁+I₂+I₃+…+In.

Как определить величину эквивалентного сопротивления при последовательном соединении резисторов

Справка: Эквивалентом сопротивления называется замена части схемы, состоящей из нескольких резистивных элементов, одним элементом.

Для последовательного соединения эквивалентное сопротивление равно сумме сопротивлений резисторов, включенных в группу, для расчета применяется формула Rэкв = R₁+R₂+…+Rn.

Например: Нужно посчитать эквивалентное сопротивление данной схемы.

Решение задачи производится путем разделения резистивных элементов на системные группы.

Выделяем первую группу из последовательно соединенных элементов – R₂, R₃, R₄.

Считаем сопротивление Rобщ₁ = R₂+R₃+R₄.

Выделяем вторую группу из последовательных элементов R₁, R₅, R₆.

Считаем сопротивление Rобщ₂ = R₁+R₅+R₆.

Получаем величину двух эквивалентных сопротивлений Rобщ₁ и Rобщ₂, соединенных параллельно.

Делаем расчет всей схемы Rэкв= Rобщ₁× Rобш₂/ (Rобщ₁+ Rобщ₂).

Зная способы соединения и формулы расчета можно рассчитать любую сложную схему соединения резистивных элементов, однако существует множество онлайн калькуляторов, которые сделают это быстрей человека, достаточно только ввести нужные параметры компонентов схемы.

Расчёт резистора для светодиода, формулы и калькулятор

Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.

Расчет гасящего резистора для светодиода

Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.

Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.

Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.

Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.

Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.

Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):

• красный — 1,8…2В;
• зеленый и желтый — 2…2,4В;
• белые и синие — 3…3,5В.

Допустим что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем — 3В.

Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В.

Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.

Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:

R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.

В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:

P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.

Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).

Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 2В = 3В.

R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.

P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.

Простой калькулятор для расчета гасящего резистора

Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:

Форму прислал Михаил Иванов.

Заключение

При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.

Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.

Какой формулой рассчитать мощность резисторов

Резисторы применяются практически во всех электросхемах. Это наиболее простой компонент, в основном, служащий для ограничения или регулирования тока, благодаря наличию сопротивления при его протекании.

Резисторы

Виды резисторов

Внутреннее устройство детали может быть различным, но преимущественно это изолятор цилиндрической формы, с нанесённым на его внешнюю поверхность слоем либо несколькими витками тонкой проволоки, проводящими ток и рассчитанными на заданное значение сопротивления, измеряемое в омах.

Существующие разновидности резисторов:

1. Постоянные. Имеют неизменное сопротивление. Применяются, когда определенный участок электроцепи требует установки заданного уровня по току или напряжению. Такие компоненты необходимо рассчитывать и подбирать по параметрам;
2. Переменные. Оснащены несколькими выводными контактами. Их сопротивление поддается регулировке, которая может быть плавной и ступенчатой. Пример использования – контроль громкости в аудиоаппаратуре;
3. Подстроечные – представляют собой вариант переменных. Разница в том, что регулировка подстроечных резисторов производится очень редко;
4. Есть еще резисторы с нелинейными характеристиками – варисторы, терморезисторы, фоторезисторы, сопротивление которых меняется под воздействием освещения, температурных колебаний, механического давления.

Важно! Материалом для изготовления практически всех нелинейных деталей, кроме угольных варисторов, применяемых в стабилизаторах напряжения, являются полупроводники.

Параметры резисторного элемента

1. Для резисторов применяется понятие мощности. При прохождении через них электротока происходит выделение тепловой энергии, рассеиваемой в окружающее пространство. Мощность детали является параметром, который показывает, сколько энергии она может выделить в виде тепла, оставаясь работоспособной. Мощность зависит от габаритов детали, поэтому у маленьких зарубежных резисторов ее определяют на глаз, сравнивая с российскими, технические характеристики которых известны;

Важно! Импортные резисторные элементы идентичной мощности имеют несколько меньшие размеры, так как российские производятся с некоторым запасом по этому показателю.

На схеме мощность показана следующим образом.

Условное обозначение мощности

2. Второй параметр – сопротивление элемента. На российских деталях типа МЛТ и крупных импортных образцах оба параметра указываются на корпусе (мощность – Вт, сопротивление – Ом, кОм, мОм). Для визуального определения сопротивления миниатюрных импортных элементов применяется система условных обозначений с помощью цветных полосок;

Цветовая маркировка резисторов

3. Допуски. Невозможно изготовить деталь с номинальным сопротивлением, в точности соответствующим заявленному значению. Поэтому всегда указываются границы погрешности, называемые допуском. Его величина – 0,5-20%;
4. ТКС – коэффициент температуры. Показывает, как варьируется сопротивление при изменении внешней температуры на 1°С. Желательно, но не обязательно подбирать элементы с близким или идентичным значением этого показателя для одной цепи.

Расчет резисторов

Для расчета сопротивления резистора формула применяемая в первую очередь – это закон Ома:

I = U/R.

Исходя из этой формулы, можно вывести выражение для сопротивления:

R = U/I,

где U – разность потенциалов на выводных контактах резистора.

Пример. Необходимо провести зарядку аккумулятора 2,4 В зарядным током 50 мА от автомобильной 12-вольтовой батареи. Прямое соединение сделать нельзя из-за слишком высоких показателей по току и напряжению. Но возможно поставить в схему сопротивление, которое обеспечит нужные параметры.

Предварительно нужно рассчитать резистор:

• Расчет начинается с определения падения напряжения, которое должен обеспечить резисторный элемент:

U = 12-2,4 = 9,6 B

• Протекающий по детали ток – 50 мА. Следовательно, R = 9,6/0,05 = 192 Ом

Теперь можно уже подобрать нужный резистор по одному показателю.

Если рассчитанной детали не нашлось, можно применить соединение из нескольких резисторных элементов, установив их последовательно или параллельно. Расчет сопротивлений при этом имеет свои особенности.

Последовательное соединение

Последовательно соединенные сопротивления складываются:

R = R1+ R2.

Если нужно получить общий результат 200 Ом, и имеется один резистор на 120 Ом, то расчет другого:

R2 = R-R1 = 200-120 = 80 Ом.

Последовательное соединение

Параллельное соединение

При параллельной схеме другая зависимость:

1/R = 1/R1 + 1/R2.

Или преобразованный вариант:

R = (R1 x R2)/ (R1 + R2).

Важно! Параллельное соединение можно использовать, когда в наличии детали с большим сопротивлением, чем требуется, последовательное наоборот.

Пример. Необходимо сопротивление 200 Ом. Имеется деталь R2 на 360 Ом. Какое сопротивление подобрать еще? R1 = R2/(R2/R-1) = 360/(360/200-1) = 450 Ом.

Параллельное соединение

Смешанное соединение

В смешанных схемах присутствуют последовательно-параллельные комбинации. Расчет таких схем сводится к их упрощению путем преобразований. На рисунке ниже представлено, как упростить схему, рассчитывая общий показатель для шести резисторов с учетом их соединения.

Расчет сопротивления в смешанной схеме

Мощность

Определив сопротивление, еще нельзя выбрать деталь. Чтобы обеспечить надежную работу схемы, необходимо найти и другой параметр – мощность. Для этого надо знать, как рассчитать мощность резисторного элемента.

Формулы, по которым можно рассчитать мощность резистора:

Пример. I = 50 мА; R = 200 Ом. Тогда P = I² x R = 0,05² x 200 = 0,5 Вт.

Если не учитывать значение тока, расчет мощности резистора ведется по другой формуле.

Пример. U = 9,6 В, R = 200 Ом. P = U²/R = 9,6²/200 = 0,46 Вт. Получился тот же результат.

Теперь, зная точные параметры рассчитываемого резисторного элемента, подберем радиодеталь.

Важно! При выборе деталей возможно их заменить на резисторы с мощностью, больше рассчитанной, но обратный вариант не подходит.

Это основные формулы для расчета резисторных деталей, на основании которых производится анализ узлов схемы, где главным является определение токов и напряжений, протекающих через конкретный элемент.

Видео

Оцените статью:

Определите сопротивление с помощью калькулятора цветового кода резистора

Открытие электрического тока в начале 1600 года было сделано для изучения других электрических свойств проводящих веществ или материалов. Свойство проводящих материалов препятствовать прохождению электрического тока было обнаружено в 1827 году Георгом Симоном Омом. Он заметил, что разные электропроводящие материалы обладают разной природой, позволяя электрическому току проходить через них, и обнаружил, что это также зависит от внешних факторов, таких как температура и влажность атмосферы.В этой статье мы обсудим, как узнать значение сопротивления с помощью калькулятора цветового кода резистора. Но прежде всего мы должны узнать, что такое резистор, принцип работы резистора, расчет сопротивления с использованием цветового кода и различные типы резисторов.

Что такое резистор?

Резисторы с несколькими полосами и разными цветовыми кодами

Природа электропроводящих материалов, препятствующих прохождению через них электрического тока, была обнаружена и названа сопротивлением Георгом Симоном Омом.В первую очередь сопротивление было обнаружено только в проводящих материалах, но позже сопротивление материала использовалось для поддержания точных токов и напряжений в цепи. Некоторые проводящие материалы с высоким сопротивлением, используемые для поддержания необходимого тока и напряжения в электрических и электронных схемах, называются резисторами. Это пассивный двухконтактный базовый электрический и электронный компонент, часто используемый при проектировании схем. Резисторы могут использоваться для противодействия электрическому потоку постоянного или переменного тока.Таким образом, резисторы могут использоваться для защиты, работы и управления схемой.

Принцип работы резистора

Закон Ома, также названный в честь Георга Ома, гласит, что «при постоянной температуре ток через проводник прямо пропорционален напряжению на его выводах». Резистор ведет себя по закону Ома. Треугольник закона Ома (как показано на рисунке) можно использовать для описания взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением.

Треугольник закона Ома — соотношение между напряжением, током и сопротивлением

Резисторы рассеивают энергию в виде тепла; Каждый резистор имеет определенное фиксированное сопротивление или может иметь переменное сопротивление. Таким образом, в зависимости от величины сопротивления резистора его можно использовать до определенных номинальных мощностей. Резистор повреждается или сгорает из-за перегрева, если он используется для получения большой электрической мощности, превышающей его номинальные значения. Таким образом, необходимо рассчитать сопротивление резистора.Уравнение закона Ома можно использовать для расчета значения сопротивления проводника. Цветовой код резистора — это простой и легкий способ рассчитать значение сопротивления резистора.

Типы резисторов

Различные типы резисторов используются в практических электрических и электронных схемах. Резисторы можно классифицировать следующим образом:

различных типов резисторов

• проволочных резисторов
• карандашных резисторов
• металлопленочных резисторов
• переменных резисторов
• толстых и тонкопленочных резисторов
• сетевых и поверхностных резисторов
• специальных резисторов (легкие Зависимый резистор)

Расчет сопротивления

В первые дни керамическая трубка, которая была припаяна как субминиатюрный реостат по форме, и для определения значения сопротивления с помощью точек, пятен и цифр, этот резистор был окрашен в бирюзовый цвет покрасить.Позже резисторы были разработаны с использованием углеродной пленки и углеродных композиций. Эти резисторы стали более популярными, и сопротивление этих резисторов легко рассчитывалось с помощью цветных полос или цветных колец на резисторах. Цветовой код резисторов используется как норма для определения номинала резистора. Единицы измерения сопротивления — Ом, названный в честь немецкого физика Георга Симона Ома. Калькулятор цветового кода резистора также можно использовать для определения номинала резистора или значения сопротивления различных типов резисторов.

Значения сопротивления определены с использованием цветового кода резистора

Прежде всего, мы должны знать, что такое цветовой код резистора?

Цветовой код резистора

Поскольку резисторы из углеродной пленки и углеродного состава очень малы по размеру, чтобы напечатать значение сопротивления. Следовательно, цветные полосы печатаются для расчета номинала резистора с использованием цветового кода на резисторах. Несмотря на то, что прогресс в технологии печати теперь сделал возможным печатать числа на крошечных электронных компонентах.Но все еще используются резисторы с обычной цветовой кодировкой. Цветовой код резистора состоит из разных полос на резисторе разного цвета (цвета из таблицы цветовых кодов резистора). Таблица цветовых кодов резисторов

Таблица цветовых кодов резисторов, показанная на рисунке ниже, состоит из разных цветов, значащих цифр, значений множителей, значений допусков и температурных коэффициентов, которые используются в калькуляторе цветового кода резистора.

Расчет сопротивления резистора с помощью калькулятора цветового кода резистора

Калькулятор цветового кода сопротивления — это простой и легкий инструмент, позволяющий очень быстро и точно определить значение сопротивления.

Elprocus предлагает бесплатный, простой и легкий в использовании инструмент для расчета сопротивления: Расчет цветового кода сопротивления Elprocus

При вычислении номинала резистора с помощью калькуляторов цветового кода резистора, резисторы считаются резисторами n-диапазона, где «n» представляет количество цветные полосы, нанесенные на резистор (n <= 6). Если это 6-полосный резистор, полосы могут быть названы полосами 1, 2, 3, 4, 5 и 6.

Представление полос резисторов

Где,

• Полоса 1 представляет первое значимое количество значений резистора
• Полоса 2 представляет второе значащее число
• Полоса 3 представляет третье значащее число, которое можно наблюдать в пяти полосовых резисторах и шести полосовых резисторах
• Полоса 4 представляет значение множителя (десятичное)
• Полоса 5 представляет процентное значение допуска
• Полоса 6 представляет значение температурного коэффициента

4-полосный резистор

4-полосный резистор

5-полосный резистор

5-полосный резистор

6-полосный резистор

6-полосный резистор

Надеюсь, эта статья дает краткая информация о резисторе, цветовой код резистора, типы резисторов, калькулятор цветового кода резистора.Вы знаете, как узнать номинал резистора с помощью цветового кода резистора? Затем рассчитайте следующий резистор, показанный на рисунках выше. Опубликуйте свои ответы или вопросы относительно резистора и его цветовой кодировки, а также инновационных идей проекта электроники для резисторов, таких как резисторы-карандаши, разместив свои комментарии в разделе комментариев ниже.

Вы можете использовать наш бесплатный инструмент Elprocus: Калькулятор цветового кода резистора, чтобы найти значение сопротивления 4-полосных, 5-полосных и 6-полосных резисторов, показанных выше.

Резисторы, формулы для расчета сопротивления и удельного сопротивления

Резисторы — это пассивные устройства, используемые в электронике.
схемы для управления протеканием тока. Идеальный резистор не имеет связанной паразитной емкости
или индуктивность, и поэтому работает точно так же в цепи постоянного тока (DC)
как это происходит в цепи переменного тока (AC) на любой частоте.

Реальные резисторы, состоящие из физических компонентов, демонстрируют больше, чем просто сопротивление
при наличии в цепи переменного тока.Слева показана модель симулятора общей схемы.
Он включает в себя настоящий идеальный резистор с параллельной емкостной составляющей, представляющей
межэлементная (если есть) взаимная емкость, и последовательная индуктивная составляющая, представляющая
свинцовые и / или припойные / контактные площадки, реагирующие на
переменный ток. В симуляторах типа SPICE используется эта или еще более сложная модель.
для облегчения более точных расчетов в широком диапазоне частот.

Уравнения
(формулы) для соединения индукторов последовательно и параллельно приведены ниже.

Резисторы серии

и параллельные | Расчет по формуле

Описание способа включения резисторов последовательно и параллельно для получения других значений сопротивления.

Resistance Tutorial:
Что такое сопротивление
Закон Ома
Удельное сопротивление
Таблица удельного сопротивления для обычных материалов
Температурный коэффициент сопротивления
Электрическая проводимость
Последовательные и параллельные резисторы
Таблица параллельных резисторов
Калькулятор параллельных резисторов

Резисторы могут быть размещены во многих конфигурациях в электрической или электронной схеме.

В некоторых случаях резисторы могут быть включены последовательно, а в других — параллельно.

Когда они размещаются в этих конфигурациях, важно иметь возможность рассчитать общее сопротивление. Этого можно довольно легко достичь, если использовать правильные формулы — есть простые формулы как для последовательных, так и для параллельных резисторов.

Резисторы серии

Если резисторы размещены последовательно, то общее сопротивление является просто суммой отдельных резисторов.

Резисторы серии

Математически это можно выразить следующим образом:

В качестве примера, если три резистора номиналом 1 кОм, 2 кОм и 3 кОм соединены последовательно, то общее сопротивление будет 1 + 2 + 3 кОм = 6 кОм.

Сопротивления параллельно

Если резисторы размещены параллельно, они разделяют ток, и ситуацию немного сложнее рассчитать, но все же довольно легко.

1Rtotal = 1R1 + 1R2 + 1R3 + ……

Пример
В качестве примера, если есть три резистора, включенных параллельно, со значениями 1 кОм, 2 кОм и 3 кОм, тогда можно вычислить общее значение комбинации:

1 / R Итого = 1/1000 + 1/2000 + 1/3000

1 / R Итого = 1/1000 + 1/2000 + 1/3000

1 / R Итого = 6/6000 + 3/6000 + 2/6000

1 / R Итого = 11/6000

R Всего = 6000/11 Ом или 545 Ом

Корпус только двух резисторов, включенных параллельно

Иногда это бывает довольно утомительно вычислять.К счастью, когда параллельно подключено только два резистора, формула упрощается:

Эта формула действительно упрощает расчет номинала двух параллельных резисторов.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение
ток
Сопротивление
Емкость
Сила
Трансформеры
RF шум
Децибел, дБ
Q, добротность

Вернуться в меню «Основные понятия». . .

Микроволны101 | Листовое сопротивление

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу, посвященную резисторам

Нажмите здесь, чтобы перейти на страницу с расчетами резисторов

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу страницу о глубине кожи

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу о проводимости

Новинка апреля 2010 года! На этой странице собраны несколько других, чтобы их было легче найти.Большая часть материала недавно была отделена от нашей страницы «Проводимость». Да, мы знаем, еще нужно консолидировать, приходите завтра!

Сопротивление листа постоянному току

В объяснении сопротивления листа «постоянный ток» не учитывается глубина слоя. Для расчетов резисторов в 99% случаев это разумное приближение. Что касается затухания в металлических дорожках на микроволновых частотах, это предположение приведет вас в заблуждение, и вам необходимо прочитать нашу статью о ВЧ листовом сопротивлении.

Объемное удельное сопротивление — это свойство, не зависящее от частоты и геометрии.В микроволнах мы часто имеем дело с тонкими пленками проводников, которые были нанесены с контролируемой толщиной. В этом случае более удобным свойством является листовое сопротивление. Сопротивление металлической пленки часто выражается в Ом / квадрат. Что за квадрат? Именно так. Кто первый? Я не знаю на втором.

Вспомните уравнение для расчета сопротивления на основе объемного удельного сопротивления:

Если рассматривать количество L / w, оно безразмерно.Его можно рассматривать как меру того, сколько квадратов и квадратов имеют площадь вашего проводника или резистора. Например, тонкопленочный резистор длиной 30 мил и шириной 10 мил представляет собой три квадрата. Меньший резистор длиной 3 микрона и шириной 1 микрон также имеет три квадрата (спасибо Джеку!). Если они оба имеют одинаковую толщину и объемное удельное сопротивление, они оба имеют одинаковое значение в омах. Они будут иметь совершенно разные номинальные мощности, а меньший резистор будет иметь более высокую полезную частотную характеристику.Будьте осторожны, чтобы не перепутать длину и ширину, резистор длиной 10 микрон и шириной 30 микрон имеет размер 1/3 квадрата, а не три квадрата!

Сопротивление листа, R _sh , равно объемному удельному сопротивлению, деленному на толщину. Его можно использовать для удобного расчета значений сопротивления по количеству квадратов, как показано ниже:

Как и во всем инженерном деле, вам необходимо поддерживать единообразие единиц измерения для правильного расчета (если rho выражается в сантиметрах в омах, толщина также должна быть в сантиметрах).И последнее, что нужно учесть: проводимость листа — это величина, обратная сопротивлению листа. Когда полезна проводимость листа? Когда у вас более одного металлического слоя. Электропроводность слоев может быть добавлена, потому что пути проводимости параллельны.

Концепция сопротивления листа имеет решающее значение для понимания тонкопленочных резисторов. Уравнение для сопротивления, основанное на объемном удельном сопротивлении:

R = L / Wt

, где R — сопротивление в Ом

— объемное удельное сопротивление в микроомах сантиметрах

L — длина резистора в сантиметрах

Вт — ширина резистора в сантиметрах

, а t — толщина резистора в сантиметрах

На практике вам придется преобразовывать данные единицы до тех пор, пока все они не будут согласованы друг с другом, но объемное удельное сопротивление часто выражается в сантиметрах микроом.

Для удобства величина / t используется для выражения «сопротивления листа», единицы измерения — Ом / квадрат. Для данной тонкопленочной сети (или MMIC) сопротивление листа должно оставаться постоянным для всех резисторов, потому что материал резистора равномерно нанесен по всей цепи. Мы можем переписать уравнение так:

R = L / Wt = (/ t) x (L / W) = Rsheet x # квадратов

Величина L / W — это количество «квадратов» резистора, а полное сопротивление пропорционально количеству квадратов.На рисунке ниже мы видим резистор с шестью квадратами (голубой цвет представляет материал резистора). Если сопротивление листа тонкопленочного резистора составляет 50 Ом / квадрат, мы имеем дело с резистором 300 Ом.

Обратите внимание, что квадраты не имеют единиц измерения. Таким образом, вы можете измерить длину и ширину в микронах, сантиметрах, милах и т. Д., А затем определить количество квадратов, разделив длину на ширину. Также обратите внимание, что существует бесконечное количество решений для достижения того же значения Ом для тонкопленочного резистора.Резистор 1 мил x 1 мил будет иметь такое же сопротивление, как резистор 1 дюйм x 1 дюйм. Однако резистор с квадратным миллиметром будет иметь лучшие высокочастотные характеристики (потому что он меньше), в то время как резистор с квадратным дюймом будет иметь гораздо более высокую мощность обработки (потому что он больше распространяет тепло). Эти два резистора должны иметь одинаковое значение сопротивления, даже если они разного размера:

При разработке резисторов следует учитывать и другие факторы: из-за глубины скин-слоя сопротивление ВЧ листа может быть выше, чем сопротивление листа постоянного тока (но обычно оно очень близко), а также допуск резистора из-за четкости края и других факторов. может заставить вас обрезать его лазером.

Ошибка, которую следует избегать — считать количество квадратов как W / L, а не как L / W. Резистор ниже может выглядеть так, как будто он состоит из пяти квадратов, хотя на самом деле у него всего 0,2 квадрата:

Микроволны101 Практическое правило

Когда вы подсчитываете количество квадратов в меандрирующем резисторе, квадраты на каждом изгибе следует считать как 1/2 квадрата. На рисунке ниже, если вы подсчитаете все квадраты резистора, вы получите 43. Но когда вы измеряете резистор, он будет вести себя так, как будто у него всего 40 квадратов.Это потому, что вам нужно уменьшить угловые квадраты на 50%.

Помните, что рассчитанное таким образом сопротивление не учитывает эффекты глубины скин-слоя. Это верно, если толщина вашего проводника мала по сравнению с толщиной скин-слоя.

РФ листовое сопротивление

Из-за глубины скин-слоя эффективное сопротивление листа изменяется с частотой, но только в значительной степени, если толщина резистора меньше нескольких скин-толщин. Ссылки на содержание ниже помогут вам понять увеличение сопротивления листа из-за скин-эффекта.

ВЧ листовое сопротивление (отдельная страница)

Примеры сопротивления листа RF (отдельная страница)

Измерение внутреннего сопротивления батарей

Добавлено в избранное

Любимый

6

Внутреннее сопротивление

При проектировании схемы с аккумулятором мы часто предполагаем, что аккумулятор является идеальным источником напряжения. Это означает, что независимо от того, какую нагрузку мы прилагаем к аккумулятору, напряжение на выводах источника всегда остается неизменным.

Если мы смоделируем эту батарею как идеальный источник напряжения, изменение значения R _L не повлияет на напряжение между выводами батареи

На самом деле несколько факторов могут ограничить способность батареи действовать как идеальный источник напряжения. Размер батареи, химические свойства, возраст и температура — все это влияет на величину тока, которую батарея может выдавать. В результате мы можем создать лучшую модель батареи с идеальным источником напряжения и последовательно включенным резистором .

Аккумуляторы можно смоделировать как идеальный источник напряжения с последовательным резистором (обозначенным R _I )

Мы можем измерить напряжение аккумулятора на его выводах без подключенной нагрузки. Это известно как напряжение холостого хода (В _OC ).

Измерение напряжения щелочного элемента AA без нагрузки

Обратите внимание: поскольку через внутренний резистор не течет ток, падение напряжения на нем равно 0 В.Следовательно, можно предположить, что V _OC равно напряжению идеального источника напряжения в аккумуляторной батарее.

Если подключить нагрузку к батарее, напряжение на клеммах упадет.

Здесь мы измеряем падение напряжения на резисторе 4 Ом

Это падение напряжения вызвано внутренним сопротивлением батареи. Мы можем рассчитать внутреннее сопротивление, если снимем показания напряжения холостого хода и напряжения на клеммах батареи с подключенной нагрузкой.

Для начала создадим схему, показывающую нашу схему.

Вот наша схема. Мы хотим рассчитать R _I .

Мы можем подключить измеренное нами напряжение под нагрузкой (V _L ) и значение резистора (R _L ) в закон Ома, чтобы получить ток, протекающий по цепи (I).

Нам также нужно получить напряжение на внутреннем резисторе. Мы можем сделать это, используя закон напряжения Кирхгофа. Упрощенно для этой схемы, мы можем сказать, что падение напряжения на обоих резисторах должно составлять в сумме напряжение идеального источника напряжения.

Теперь, когда мы знаем падение напряжения на внутреннем резисторе и ток через него, мы можем снова использовать закон Ома, чтобы найти его сопротивление.

Из этого видно, что внутреннее сопротивление (в этот момент) элемента AA составляет 0,273 Ом .

ПРИМЕЧАНИЕ : С помощью этого метода мы можем только сделать снимок внутреннего сопротивления. Внутреннее сопротивление может варьироваться в зависимости от возраста батареи и температуры. Через 10 минут значение сопротивления может быть другим! Обычная щелочная батарея AA может иметь где-то между 0.Внутреннее сопротивление 1 Ом и 0,9 Ом.

← Предыдущая страница
Введение

Что такое шунт амперметра? — Определение и расчет сопротивления шунта

Определение: Шунт амперметра — это устройство, которое обеспечивает путь с низким сопротивлением для прохождения тока . Подключается параллельно с амперметром . В некоторых амперметрах шунт встроен внутри прибора, в то время как в других он подключен к цепи извне.

Почему шунт подключается параллельно с амперметром?

Конструкции амперметра для измерения слабого тока. Для измерения сильного тока шунт подключается параллельно амперметру . Значительная часть тока измеряемой величины проходит на шунт из-за низкого сопротивления пути, а через амперметр проходит небольшое количество тока.

Шунт подключается параллельно амперметру, из-за чего на измерителе падает напряжение, а шунт остается прежним .Таким образом, шунт не влияет на движение стрелки.

Расчет сопротивления шунта

Рассмотрим схему, используемую для измерения тока I. Схема имеет амперметр и шунт, подключенные параллельно друг другу. Конструкции амперметра для измерения малого тока говорят: I _m . Величина тока I , проходящего через счетчик, очень высока, и он сожжет счетчик. Для измерения тока I в цепи требуется шунт.Следующее выражение вычисляет значение сопротивления шунта.

Поскольку шунт подключается параллельно амперметру, между ними возникает одинаковое падение напряжения.

Шунтирующий ток

Следовательно, уравнение сопротивления шунта имеет вид

.

Отношение полного тока к току, требующему перемещения катушки амперметра, называется умножающей мощностью шунта.

Мощность умножения определяется как сопротивление шунта равно

.

Строительство шунта

Ниже приведены требования к шунту.

• Сопротивление шунта остается постоянным во времени.
• Температура материала остается прежней, даже если в цепи протекает значительный ток.
• Температурный коэффициент прибора и шунта остается низким и одинаковым. Температурный коэффициент показывает взаимосвязь между изменением физических свойств устройства и изменением температуры.