Thực đơn
trang chủAndroid

Điện trở mạch song song

Cần tính điện trở của mạch nối tiếp, song song hay mạch hỗn hợp? Cần thiết nếu bạn không muốn đốt bảng! Bài viết này sẽ cho bạn biết làm thế nào để làm điều này. Trước khi đọc, hãy hiểu rằng điện trở không có "bắt đầu" và không có "kết thúc". Những từ này được giới thiệu để tạo điều kiện cho sự hiểu biết về tài liệu được trình bày.

bước

Loạt kháng chiến

Điện trở mạch song song

Điện trở mạch kết hợp

Một số sự thật

  1. Mỗi vật liệu dẫn điện đều có một số điện trở, đó là điện trở của vật liệu dòng điện.
  2. Điện trở được đo bằng Ohms. Ký hiệu của đơn vị đo Ohm là Ω.
  3. Vật liệu khác nhau có những nghĩa khác nhau sức chống cự.
    • Ví dụ: điện trở của đồng là 0,0000017 Ohm/cm 3
    • Điện trở gốm khoảng 10 14 Ohm/cm 3
  4. Làm sao nhiều giá trị hơnđiện trở thì điện trở suất của dòng điện càng lớn. Đồng, thường được sử dụng làm dây dẫn điện, có điện trở rất thấp. Mặt khác, điện trở suất của gốm sứ rất cao, khiến nó trở thành chất cách điện tuyệt vời.
  5. Hoạt động của toàn bộ mạch phụ thuộc vào loại kết nối bạn chọn để kết nối các điện trở trong mạch đó.
  6. U = IR. Đây là định luật Ohm, được Georg Ohm thiết lập vào đầu những năm 1800. Nếu bạn được cho bất kỳ hai biến nào trong số này, bạn có thể dễ dàng tìm thấy biến thứ ba.
    • U=IR: Điện áp (U) là kết quả của dòng điện (I) * nhân với điện trở (R).
    • I=U/R: Dòng điện là thương số của điện áp (U) -> điện trở (R).
    • R=U/I: Điện trở là thương số của điện áp (U) -> dòng điện (I).
  • Nhớ khi nào kết nối song song Có nhiều đường cho dòng điện đi qua mạch, vì vậy trong mạch như vậy tổng sức đề kháng sẽ nhỏ hơn điện trở của từng điện trở. Tại kết nối nối tiếp Dòng điện chạy qua từng điện trở trong mạch, do đó điện trở của từng điện trở riêng lẻ sẽ cộng vào tổng điện trở.
  • Tổng sức đề kháng trong mạch song song luôn nhỏ hơn điện trở của điện trở có điện trở nhỏ nhất trong mạch. Tổng sức đề kháng trong mạch nối tiếp luôn lớn hơn điện trở của điện trở có điện trở cao nhất trong mạch đó.

Chào buổi chiều các đài nghiệp dư thân mến!
Chào mừng đến với trang web ““

Các công thức tạo thành bộ xương của khoa học điện tử. Thay vì vứt cả đống nguyên tố vô tuyến lên bàn rồi kết nối chúng lại với nhau, cố gắng tìm hiểu xem kết quả là gì sẽ sinh ra, các chuyên gia giàu kinh nghiệm ngay lập tức xây dựng các mạch mới dựa trên các định luật vật lý và toán học đã biết. Chính các công thức giúp xác định giá trị mệnh giá cụ thể Linh kiện điện tử và các thông số hoạt động của mạch.

Theo cách tương tự, việc sử dụng các công thức hiện đại hóa đã có hiệu quả. kế hoạch làm sẵn. Ví dụ, để chọn đúng điện trở trong mạch điện của bóng đèn, bạn có thể áp dụng định luật cơ bản Ohm cho dòng điện một chiều(bạn có thể đọc về nó trong phần “Các mối quan hệ của định luật Ohm” ngay sau phần giới thiệu trữ tình của chúng tôi). Do đó, bóng đèn có thể được làm cho sáng hơn hoặc ngược lại, mờ đi.

Chương này sẽ trình bày nhiều công thức vật lý cơ bản mà sớm hay muộn bạn cũng sẽ gặp phải khi làm việc trong lĩnh vực điện tử. Một số trong số chúng đã được biết đến trong nhiều thế kỷ, nhưng chúng ta vẫn tiếp tục sử dụng chúng một cách thành công và con cháu của chúng ta cũng vậy.

Quan hệ định luật Ohm

Định luật Ohm là mối quan hệ giữa điện áp, dòng điện, điện trở và công suất. Tất cả các công thức dẫn xuất để tính từng giá trị này được trình bày trong bảng:

Bảng này sử dụng các ký hiệu được chấp nhận chung sau đây cho các đại lượng vật lý:

bạn- điện áp (V),

TÔI- hiện tại (A),

R- Công suất, W),

R- điện trở (Ohm),

Hãy thực hành với ví dụ sau: giả sử chúng ta cần tìm công suất của mạch điện. Được biết, điện áp ở các cực của nó là 100 V và dòng điện là 10 A. Khi đó công suất theo định luật Ohm sẽ bằng 100 x 10 = 1000 W. Giá trị thu được có thể được sử dụng để tính toán, chẳng hạn như xếp hạng cầu chì cần nhập vào thiết bị hoặc, ví dụ, để ước tính hóa đơn tiền điện mà thợ điện từ văn phòng nhà ở sẽ đích thân mang đến cho bạn vào cuối buổi học. tháng.

Đây là một ví dụ khác: giả sử chúng ta cần tìm giá trị của điện trở trong mạch điện có bóng đèn, nếu chúng ta biết dòng điện mà chúng ta muốn chạy qua mạch điện này là bao nhiêu. Theo định luật Ohm, dòng điện bằng:

Tôi=U/R

Một mạch điện gồm một bóng đèn, một điện trở và một nguồn điện (pin) được thể hiện trên hình. Sử dụng công thức trên, ngay cả một học sinh cũng có thể tính được điện trở cần thiết.

Những gì trong công thức này là gì? Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các biến.

> bạn hố(đôi khi còn được viết là V hoặc E): điện áp nguồn. Do thực tế là khi dòng điện chạy qua bóng đèn, một số điện áp rơi trên nó, độ lớn của sự sụt giảm này (thường là điện áp hoạt động của bóng đèn, trong trường hợp của chúng ta là 3,5 V) phải được trừ khỏi điện áp của nguồn điện. . Ví dụ: nếu Up = 12 V thì U = 8,5 V, với điều kiện là 3,5 V giảm trên bóng đèn.

> TÔI: Dòng điện (được đo bằng ampe) dự định chạy qua bóng đèn. Trong trường hợp của chúng tôi - 50 mA. Vì dòng điện trong công thức được biểu thị bằng ampe nên 50 milliamp chỉ là một phần nhỏ trong đó: 0,050 A.

> R: điện trở mong muốn của điện trở giới hạn dòng điện, tính bằng ôm.

Tiếp theo, bạn có thể đưa vào công thức tính điện trở số thực thay vì U, I và R:

R = U/I = 8,5 V / 0,050 A = 170 Ohm

Tính toán điện trở

Tính điện trở của một điện trở trong một mạch đơn giản khá đơn giản. Tuy nhiên, khi các điện trở khác được thêm vào nó, song song hoặc nối tiếp, điện trở tổng thể của mạch cũng thay đổi. Tổng điện trở của nhiều điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các điện trở riêng lẻ của từng điện trở đó. Đối với kết nối song song, mọi thứ phức tạp hơn một chút.

Tại sao cần chú ý tới cách các thành phần kết nối với nhau? Cái này có một vài nguyên nhân.

> Điện trở của điện trở chỉ có một khoảng giá trị cố định nhất định. Trong một số mạch, giá trị điện trở phải được tính toán chính xác, nhưng vì điện trở có giá trị chính xác này có thể không tồn tại nên một số phần tử phải được mắc nối tiếp hoặc song song.

> Điện trở không phải là thành phần duy nhất có điện trở. Ví dụ, vòng dây của động cơ điện cũng có một số điện trở đối với dòng điện. Trong nhiều vấn đề thực tế bạn phải tính tổng điện trở của toàn mạch.

Tính điện trở của các điện trở mắc nối tiếp

Công thức tính tổng điện trở của các điện trở mắc nối tiếp rất đơn giản. Bạn chỉ cần cộng tất cả các điện trở:

Rtotal = Rl + R2 + R3 + … (số lần có phần tử)

TRONG trong trường hợp này các giá trị Rl, R2, R3, v.v. là điện trở của từng điện trở hoặc các thành phần mạch khác và Rtotal là giá trị kết quả.

Vì vậy, ví dụ, nếu có một mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp có giá trị 1,2 và 2,2 kOhm thì tổng điện trở của đoạn mạch này sẽ bằng 3,4 kOhm.

Tính điện trở của các điện trở song song

Mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút nếu bạn cần tính điện trở của mạch gồm các điện trở song song. Công thức có dạng:

Tổng R = R1 * R2 / (R1 + R2)

trong đó R1 và R2 là điện trở của từng điện trở hoặc các phần tử mạch khác và Rtotal là giá trị kết quả. Vì vậy, nếu lấy cùng một điện trở có giá trị 1,2 và 2,2 kOhm nhưng mắc song song, chúng ta sẽ có

776,47 = 2640000 / 3400

Để tính toán điện trở kết quả mạch điện từ ba điện trở trở lên, sử dụng công thức sau:

Tính toán công suất

Các công thức nêu trên cũng có giá trị để tính công suất, chỉ có điều ngược lại. Giống như điện trở, chúng có thể được mở rộng để bao phủ bất kỳ số lượng thành phần nào trong mạch.

Tính điện dung của tụ điện song song

Muốn tính điện dung của mạch điện gồm tụ điện song song, bạn chỉ cần cộng các mệnh giá của chúng:

Cộng = CI + C2 + SZ + ...

Trong công thức này, CI, C2 và SZ là điện dung của từng tụ điện và Ctot là giá trị tổng hợp.

Tính điện dung của các tụ nối tiếp

Để tính tổng điện dung của một cặp tụ điện mắc nối tiếp, người ta sử dụng công thức sau:

Cộng = C1 * C2 / (C1 + C2)

trong đó C1 và C2 là giá trị điện dung của mỗi tụ điện, Ctot là tổng điện dung của mạch

Tính điện dung của ba tụ điện mắc nối tiếp trở lên

Trong mạch có tụ điện không? Rất nhiều? Không sao: ngay cả khi tất cả chúng được mắc nối tiếp, bạn luôn có thể tìm thấy điện dung thu được của mạch này:

Vậy tại sao phải kết nối nhiều tụ điện nối tiếp cùng một lúc khi chỉ cần một tụ điện là đủ? Một trong những lời giải thích hợp lý cho thực tế này là sự cần thiết phải đạt được một giá trị cụ thể cho điện dung của mạch, giá trị này không có giá trị tương tự trong chuỗi xếp hạng tiêu chuẩn. Đôi khi bạn phải đi theo con đường chông gai hơn, đặc biệt là trong các mạch nhạy cảm như máy thu radio.

Tính toán phương trình năng lượng

Đơn vị đo năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế là kilowatt-giờ hoặc, trong trường hợp điện tử, watt-giờ. Bạn có thể tính toán năng lượng mà mạch tiêu thụ bằng cách biết khoảng thời gian thiết bị được bật. Công thức tính toán là:

giờ watt = P x T

Trong công thức này, chữ P biểu thị mức tiêu thụ điện năng, tính bằng watt và T là thời gian hoạt động tính bằng giờ. Trong vật lý, người ta thường biểu thị lượng năng lượng tiêu hao tính bằng watt-giây, hoặc Joules. Để tính năng lượng theo các đơn vị này, watt-giờ được chia cho 3600.

Tính điện dung không đổi của mạch RC

TRONG mạch điện Mạch RC thường được sử dụng để cung cấp độ trễ thời gian hoặc kéo dài tín hiệu xung. Các mạch đơn giản nhất chỉ bao gồm một điện trở và một tụ điện (do đó nguồn gốc của thuật ngữ mạch RC).

Nguyên lý hoạt động của mạch RC là tụ điện tích điện được phóng điện qua điện trở không phải ngay lập tức mà trong một khoảng thời gian nhất định. Điện trở của điện trở và/hoặc tụ điện càng lớn thì thời gian phóng điện của điện dung càng lâu. Các nhà thiết kế mạch thường sử dụng mạch RC để tạo ra bộ tính giờ đơn giản và bộ dao động hoặc dạng sóng thay đổi.

Làm thế nào bạn có thể tính hằng số thời gian của mạch RC? Vì mạch này bao gồm một điện trở và một tụ điện nên các giá trị điện trở và điện dung được sử dụng trong phương trình. Các tụ điện thông thường có điện dung ở mức microfarad hoặc thậm chí nhỏ hơn, và đơn vị hệ thống là farad, do đó công thức tính theo số phân số.

T=RC

Trong phương trình này, T là viết tắt của thời gian tính bằng giây, R là viết tắt của điện trở tính bằng ohm và C là viết tắt của điện dung tính bằng farad.

Ví dụ: giả sử có một điện trở 2000 ohm được kết nối với tụ điện 0,1 µF. Hằng số thời gian của chuỗi này sẽ bằng 0,002 s hoặc 2 ms.

Để giúp bạn dễ dàng hơn lúc đầu khi chuyển đổi các đơn vị điện dung cực nhỏ thành farad, chúng tôi đã biên soạn một bảng:

Tính toán tần số và bước sóng

Tần số của tín hiệu là một đại lượng tỷ lệ nghịch với bước sóng của nó, như sẽ thấy từ các công thức dưới đây. Những công thức này đặc biệt hữu ích khi làm việc với thiết bị điện tử vô tuyến, chẳng hạn như để ước tính chiều dài của một đoạn dây được dự định sử dụng làm ăng-ten. Trong tất cả các công thức sau đây, bước sóng được biểu thị bằng mét và tần số tính bằng kilohertz.

Tính toán tần số tín hiệu

Giả sử bạn muốn nghiên cứu về điện tử để chế tạo bộ thu phát của riêng mình và trò chuyện với những người đam mê tương tự từ nơi khác trên thế giới trên mạng vô tuyến nghiệp dư. Tần số của sóng vô tuyến và độ dài của chúng đứng cạnh nhau trong các công thức. Trong các mạng vô tuyến nghiệp dư, bạn thường có thể nghe thấy các tuyên bố rằng nhà điều hành làm việc ở bước sóng như vậy. Dưới đây là cách tính tần số của tín hiệu vô tuyến với bước sóng:

Tần số = 300000/bước sóng

Bước sóng trong công thức này được biểu thị bằng milimét chứ không phải bằng feet, arshins hoặc vẹt. Tần số được tính bằng megahertz.

Tính toán bước sóng tín hiệu

Công thức tương tự có thể được sử dụng để tính bước sóng của tín hiệu vô tuyến nếu biết tần số của nó:

Bước sóng = 300000/Tần số

Kết quả sẽ được biểu thị bằng milimét và tần số tín hiệu được biểu thị bằng megahertz.

Hãy đưa ra một ví dụ về tính toán. Hãy để một người vô tuyến nghiệp dư giao tiếp với bạn mình ở tần số 50 MHz (50 triệu chu kỳ mỗi giây). Thay các số này vào công thức trên, ta được:

6000 milimét = 300000/ 50 MHz

Tuy nhiên, họ thường sử dụng đơn vị hệ thống có chiều dài - mét, vì vậy để hoàn thành phép tính, chúng ta chỉ cần chuyển bước sóng thành giá trị dễ hiểu hơn. Vì có 1000 mm trong 1 mét nên kết quả là 6 m. Hóa ra người phát thanh nghiệp dư đã điều chỉnh đài phát thanh của mình ở bước sóng 6 mét. Mát mẻ!

Trong kỹ thuật điện, người ta thường chấp nhận rằng mạch điện đơn giản là mạch điện rút gọn thành mạch có một nguồn và một điện trở tương đương. Bạn có thể thu gọn một mạch bằng cách sử dụng các phép biến đổi tương đương của tuần tự, song song và hợp chất hỗn hợp. Ngoại lệ là các mạch chứa các kết nối sao và tam giác phức tạp hơn. Tính toán mạch DCđược tạo ra bằng định luật Ohm và Kirchhoff.

ví dụ 1

Hai điện trở nối vào nguồn điện áp DC 50 V, có điện trở trong r = 0,5 Ôm. Giá trị điện trở R 1 = 20 và R2= 32 Ôm. Xác định cường độ dòng điện trong mạch và điện áp trên các điện trở.

Vì các điện trở mắc nối tiếp nên điện trở tương đương sẽ bằng tổng của chúng. Biết được điều đó, chúng ta sẽ sử dụng định luật Ohm để chuỗi hoàn chỉnhđể tìm cường độ dòng điện trong mạch.

Bây giờ đã biết dòng điện trong mạch, bạn có thể xác định điện áp rơi trên mỗi điện trở.

Có một số cách để kiểm tra tính đúng đắn của giải pháp. Ví dụ, sử dụng định luật Kirchhoff, trong đó phát biểu rằng tổng sức điện động trong mạch bằng tổng điện áp trong mạch.

Nhưng sử dụng định luật Kirchhoff sẽ thuận tiện để kiểm tra chuỗi đơn giản có một đường viền. Hơn một cách thuận tiện kiểm tra là cân bằng điện năng.

Mạch phải duy trì sự cân bằng công suất, nghĩa là năng lượng do nguồn cung cấp phải bằng năng lượng mà máy thu nhận được.

Công suất nguồn được định nghĩa là tích của suất điện động và dòng điện, còn công suất mà máy thu nhận được là tích của điện áp rơi và dòng điện.


Ưu điểm của việc kiểm tra cân bằng công suất là bạn không cần phải tạo các phương trình phức tạp phức tạp dựa trên định luật Kirchhoff, chỉ cần biết EMF, điện áp và dòng điện trong mạch là đủ.

Ví dụ 2

Tổng dòng điện của mạch gồm hai điện trở mắc song song R 1 = 70 Ôm và R 2 =90 Ohm, bằng 500 mA. Xác định cường độ dòng điện trong mỗi điện trở.

Hai điện trở mắc nối tiếp không gì khác hơn là một bộ chia dòng điện. Ta có thể xác định cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở bằng công thức chia, ta không cần biết điện áp trong mạch mà chỉ cần biết Tổng dòng điện và điện trở của điện trở.

Dòng điện trong điện trở

Trong trường hợp này, thật thuận tiện để kiểm tra vấn đề bằng cách sử dụng định luật Kirchhoff thứ nhất, theo đó tổng dòng điện hội tụ tại một nút bằng 0.

Nếu bạn không nhớ công thức chia hiện tại thì bạn có thể giải bài toán theo cách khác. Để làm điều này, bạn cần tìm điện áp trong mạch, điện áp này sẽ chung cho cả hai điện trở, vì kết nối song song. Để tìm được nó, trước tiên bạn phải tính điện trở mạch

Và sau đó là sự căng thẳng

Biết hiệu điện thế ta sẽ tìm được dòng điện chạy qua các điện trở

Như bạn có thể thấy, các dòng điện hóa ra giống nhau.

Ví dụ 3

Trong mạch điện như hình vẽ R 1 = 50 Ôm, R 2 = 180 Ôm, R 3 = 220 Ôm. Tìm công suất do điện trở toả ra R 1, dòng điện qua điện trở R 2, điện áp trên điện trở R 3 nếu biết điện áp ở các đầu mạch là 100 V.


Để tính công suất DC tiêu tán bởi điện trở R 1, cần xác định dòng điện I 1, dòng điện chung của toàn mạch. Biết điện áp ở các cực và điện trở tương đương của mạch, bạn có thể tìm thấy nó.

Điện trở tương đương và dòng điện trong mạch


Do đó công suất được phân bổ cho R 1