Ранее мы изучили самые базовые основы.
Сегодня мы поговорим о таком простом и популярном электронном компоненте как резистор, немного о проводах и о законах сопротивления.
Данный материал служит продолжением описания некоторой фундаментальной базы знаний по автоэлектрике. Не обязательно приведённые формулы и правила маркировки элементов автоэлектрик должен знать наизусть. Но иметь представление об этом материале, знать, где искать эту информацию и как ей правильно пользоваться, должен каждый электрик или электронщик.
Итак, поехали:
1. Резистор постоянный.
Резистор постоянный — это электронный компонент с постоянным сопротивлением.
Его основными характеристиками являются:
— Номинальное значение сопротивление, Ом
— Допускаемое производителем отклонение от номинального значения, %
— Максимально допустимая мощность рассеяния, Вт
Его обозначение на схемах выглядит следующим образом:
2. Провод как резистор
Во многих идеализированных схемах провод имеет сопротивление, равное 0 Ом. На практике же это не совсем так. Если постоянно принимать значение провода, равным нулю, можно попасть в очень неприятные ситуации, особенно, когда речь идёт об автоэлектрике. Дело в том, что проводник обычно подбирают таким, чтобы его значение было значительно ниже сопротивление цепи, тогда можно будет принимать значение его сопротивления, равным нулю.
Сопротивление проводника считается по формуле, которую мы изучили в прошлый раз:
Когда проводник выполняет функцию провода, то с точки зрения электротехники работает правило: "Чем меньше сопротивление, тем лучше". И идеальный провод — это проводник с сопротивлением 0 Ом. Но мы живём в реальном мире, в котором такого проводника не существует.
По этой причине провод следует рассматривать как резистор с неким сопротивлением.
3. Последовательное включение резисторов
Первый из законов сопротивлений, который мы сегодня рассмотрим, связан с последовательным включением резисторов и проводов.
Последовательное включение резисторов приводит к суммированию сопротивлений.
На схеме это может выглядеть так:
Если, к примеру, мы имеем три резистора сопротивлением 10 кОм, то суммарное сопротивление всей цепи от начала до конца будет равно 30 кОм.
4. Параллельное включение резисторов
Второй закон сопротивлений связан с параллельным включением резисторов и проводов:
Общее сопротивление цепи, состоящей из параллельных резисторов, считается по формуле:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/RN.
Пусть мы имеем три резистора сопротивлением 3 кОм, включенных параллельно. Тогда общее сопротивление полученной цепи вычисляется по следующей формуле:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/R = 1/3000 + 1/3000 + 1/3000 = 3/3000 = 1/1000
Откуда:
R = 1000 Ом, или же R = 1кОм.
Когда все резисторы в параллельной цепи имеют одинаковое сопротивление (т.е. R1=R2=…=RN), суммарное сопротивление высчитывается легко:
R = R1/N, где N — количество резисторов.
При параллельном включении ВСЕГДА суммарное сопротивление всей цепи ниже, чем сопротивление любого из включенного в цепь резистора. Отсюда следует вывод, что параллельное включение — это один из способов снижения суммарного сопротивления цепи. Данное применение можно увидеть в многожильном кабеле:
Следует отметить, что обламывание отдельных жил в таком кабеле приводит к увеличению сопротивления провода.
5. Смешанное (последовательно-параллельное) включение резисторов.
Если существует два изученных типа включений, то возникает вопрос, почему не может существовать смешанное включение? Ответ на вопрос очевиден: может и, более того, существует.
Представим себе одну из таких цепей, состоящей из двенадцати резисторов:
И нам необходимо понять, какое сопротивление всей цепи, если подключимся Омметром к точкам "a" и "b".
Неподготовленному зрителю картинка может показаться ужасающей. Но не всё так сложно, когда мы знаем правила параллельных и последовательных включений.
Смотрим на схему:
Первое, что следует отметить — это последовательное включение трёх резисторов: R10, R11 и R12.
Значит их суммарное сопротивление будет равно:
R' = R10 + R11 + R13.
Эквивалентно на схеме эти три резистора можно заменить на одно с сопротивлением R':
Далее мы видим, что R9 и R' включены параллельно. Т.е. их суммарное сопротивление будет равно:
R'' = 1/(1/R9 + 1/R').
Далее опять можно заменить резисторы R9 и R' на одно эквивалентное сопротивление R":
Ну, а дальше все аналогичным образом:
R''' = R7 + R8 + R''
R'''' = 1/(1/R6 + 1/R''')
R''''' = R4 +R5 + R''''
R'''''' = 1/(1/R3 + 1/R''''')
Ну, и в конечном счете:
R = R1 + R2 + R''''''
Как видно, ничего сложного в задачах подобного рода нет.
6. Преобразование звезда-треугольник.
Представьте ситуацию: вы смотрите на смешанное включение резисторов, но понять как вести расчет, используя правила для последовательного и параллельного включения, вы не можете:
Тут не видно явных параллельных и последовательных включений.
В таких случаях на помощь приходит замечательный механизм преобразований "звезда-треугольник":
Возвращаемся к нашему рисунку и мы видим, что R5, R6 и R7 образуют звезду.
Преобразовав в треугольник, мы получим следующее:
Где:
R56 = R5 + R6 + R5*R6/R7
R67 = R6 + R7 + R6*R7/R5
R75 = R7 + R5 + R7*R5/R6
Ну, а дальше схема приобретает вид, который спокойно решается правилами последовательного и параллельного включения:
R' = 1/(1/R3 + 1/R56)
R'' = 1/(1/R4 + 1/R67)
R''' = R' + R''
R'''' = 1/(1/R75 + 1/R''')
Ну, и в результате:
R = R1 + R2 + R''''
Задача решена.
7. Маркировка резисторов
Решать задачи, конечно, хорошо. Кому очень хочется порешать задачи такого рода, может обратиться в любой книжный магазин и приобрести задачник по электротехнике или скачать таковой с просторов сети.
Но мы опять же с Вами возвращаемся в реальность — в наши квартиры, офисы, гаражи, где перед нами появилось устройство с резисторами. Как же определить номинал? Напомню, что для проверки сопротивления Омметром необходимо не только обесточить цепь, но и извлечь и цепи резистор. Почему необходимо извлекать резистор, ясно из проведённых схемных преобразований. Попытка проверить Омметром приведет к значению на неких двух точках А и В, которое нужно высчитать, зная значения всех сопротивлений цепи.
Если на выводном резисторе имеются буквы, то гадать долго не придётся:
К примеру, надписи:
12Ω, 12J, 12 — означают 12 Ом
12kΩ, 12k — означают 12 кОм
1k2Ω, 1k2 — означают 1,2 кОм
R12 — означает 0,12 Ом
И так далее.
Но если же на резисторах вместо цифр и букв нарисованы линии, то придется заморочиться , цвет линии имеет свою расшифровку. Но мы же живем в 21 веке и у нас вся информация имеется в интернете.
На сегодня это все)
Всем спасибо, все свободны)