Teknologi, Elektronik
Bagaimana untuk menentukan kuasa perintang. Resistor kuasa untuk sambungan selari
Semua peranti elektronik mengandungi perintang, yang merupakan unsur utama mereka. Dengan bantuannya, ubah nilai arus dalam litar elektrik. Artikel menggambarkan sifat-sifat perintang dan kaedah untuk mengira kuasa mereka.
Tugas perintang
Untuk menyesuaikan semasa dalam litar elektrik yang digunakan perintang. Harta ini ditakrifkan oleh undang-undang Ohm:
I = U / R (1)
Ia jelas dilihat dari rumus (1) bahawa semakin rendah rintangan, semakin kuat kenaikan arus, dan sebaliknya, semakin kecil nilai R, semakin besar semasa. Ia adalah harta rintangan elektrik yang digunakan dalam kejuruteraan elektrik. Berdasarkan formula ini, litar pembahagi semasa digunakan secara meluas dalam peranti elektrik.
Dalam litar ini, arus dari sumber dibahagikan kepada dua, berbanding sebanding dengan rintangan perintang.
Di samping peraturan semasa, perintang digunakan dalam pembahagi voltan. Dalam kes ini, undang-undang Ohm digunakan lagi, tetapi dalam bentuk yang sedikit berbeza:
U = I ∙ R (2)
Dari rumus (2) ia mengikuti bahawa apabila rintangan meningkat, voltan meningkat. Harta ini digunakan untuk membina litar pembahagi voltan.
Dari litar dan rumus (2) adalah jelas bahawa voltan merentasi perintang dibahagikan mengikut nisbah rintangan.
Gambar perintang pada litar
Menurut piawai, perintang diwakili oleh segi empat tepat dengan dimensi 10 x 4 mm dan dilambangkan oleh huruf R. Kekuatan perintang pada litar sering ditunjukkan. Imej penunjuk ini dilaksanakan dengan garis serong atau lurus. Jika kuasa lebih daripada 2 watt, penamaan dibuat dalam angka Roman. Ini biasanya dilakukan untuk perintang dawai. Di beberapa negeri, misalnya di Amerika Syarikat, konvensyen lain digunakan. Untuk memudahkan pembaikan dan analisis litar, kuasa perintang sering diberikan , penunjukan yang dilakukan mengikut GOST 2.728-74.
Ciri-ciri teknikal peranti
Ciri utama perintang adalah rintangan nominal R n , yang ditunjukkan pada gambar rajah berdekatan perintang dan perumahannya. Unit rintangan ialah ohm, kilo dan mega. Resistor dengan rintangan daripada pecahan ohm dan sehingga beratus-ratus megaohms dihasilkan. Terdapat banyak teknologi untuk pembuatan perintang, semuanya mempunyai kelebihan dan kekurangan. Pada dasarnya, tidak ada teknologi yang akan memungkinkan untuk mengeluarkan perintang dengan nilai rintangan yang dinyatakan dengan tepat.
Ciri penting kedua ialah sisihan rintangan. Ia diukur dalam% daripada nominal R. Terdapat rintangan piawai rintangan: ± 20, ± 10, ± 5, ± 2, ± 1% dan turun ke ± 0.001%.
Ciri penting seterusnya ialah kuasa perintang. Semasa operasi, ia dipanaskan oleh arus yang mengalir melalui mereka. Jika pelesapan kuasa melebihi nilai yang dibenarkan, peranti akan gagal.
Resistors apabila pemanasan menukar rintangannya, jadi untuk peranti yang beroperasi pada jarak suhu yang luas, ciri lain diperkenalkan - pekali suhu rintangan. Ia diukur dalam ppm / ° C, iaitu 10 -6 R n / ° C (bahagian sejuta R n pada 1 ° C).
Sambungan rangkaian perintang
Resistor boleh disambungkan dalam tiga cara yang berbeza: berurutan, selari dan bercampur. Dengan sambungan siri, semasa bergilir-gilir melewati semua rintangan.
Dengan sambungan sedemikian, arus pada mana-mana titik dalam rantai adalah sama, ia boleh ditentukan oleh undang-undang Ohm. Jumlah rintangan litar dalam kes ini adalah sama dengan jumlah rintangan:
R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ohm;
I = U / R = 100/390 = 0.256 A.
Sekarang adalah mungkin untuk menentukan kuasa dengan sambungan siri resistor, ia dikira dengan formula:
P = I 2 ∙ R = 0.256 2 ∙ 390 = 25.55 W.
Begitu juga, kuasa resistor yang tersisa ditentukan:
P 1 = I 2 ∙ R 1 = 0.256 2 ∙ 200 = 13.11 W;
P 2 = I 2 ∙ R 2 = 0.256 2 ∙ 100 = 6.55 W;
P 3 = I 2 ∙ R 3 = 0.256 2 ∙ 51 = 3.34 W;
P 4 = I 2 ∙ R 4 = 0.256 2 ∙ 39 = 2.55 W.
Sekiranya anda menggabungkan kuasa perintang, anda akan mendapat P:
P = 13.11 + 6.55 + 3.34 + 2.55 = 25.55 W.
Sambungan pergerakan selari
Dengan sambungan yang selari, semua permulaan perintang disambungkan kepada satu nod litar, dan hujungnya kepada yang lain. Dengan sambungan ini, cawangan semasa dan mengalir melalui setiap peranti. Besarnya arus, menurut undang-undang Ohm, berkadar songsang dengan rintangan, dan voltan merentas semua perintang adalah sama.
Sebelum mencari arus, adalah perlu untuk mengira jumlah kekonduksian semua perintang mengikut formula yang terkenal:
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 / Ohm.
Rintangan adalah kebalikan dari kekonduksian:
R = 1 / 0.06024 = 16.6 Ohm.
Menggunakan undang-undang Ohm, seseorang mendapati arus melalui sumber:
I = U / R = 100 ∙ 0.06024 = 6,024 A.
Mengetahui semasa melalui sumber, cari kuasa perintang yang disambung selari mengikut formula:
P = I 2 ∙ R = 6,024 2 ∙ 16.6 = 602.3 W.
Menurut undang-undang Ohm, arus dikira melalui perintang:
I 1 = U / R 1 = 100/200 = 0.5 A;
I 2 = U / R 2 = 100/100 = 1 A;
I 3 = U / R 1 = 100/51 = 1.96 A;
I 1 = U / R 1 = 100/39 = 2.56 A.
Sedikit demi satu formula lain, anda boleh mengira kuasa perintang dalam sambungan selari:
P 1 = U2 / R 1 = 100 2/200 = 50 W;
P 2 = U2 / R 2 = 100 2/100 = 100 W;
P 3 = U2 / R 3 = 100 2/51 = 195.9 W;
P 4 = U 2 / R 4 = 100 2/39 = 256.4 W.
Jika anda meletakkannya bersama-sama, anda mendapat kuasa semua perintang:
P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 = 50 + 100 + 195.9 + 256.4 = 602.3 W.
Sebatian campuran
Litar dengan sambungan campuran resistor mengandungi sambungan bersiri dan serentak serentak. Litar ini adalah mudah untuk menukar, menggantikan sambungan selari dari resistor dalam siri. Untuk melakukan ini, mula-mula menggantikan rintangan R 2 dan R 6 dengan jumlah R 2.6 mereka , menggunakan formula yang diberikan di bawah:
R 2.6 = R 2 ∙ R 6 / R 2 + R 6.
Begitu juga, dua perintang selari R 4 , R 5 digantikan dengan satu R 4.5:
R 4.5 = R 4 ∙ R 5 / R 4 + R 5 .
Hasilnya adalah skema yang baru dan mudah. Kedua-dua skim ini diberikan di bawah.
Kuasa resistor pada litar dengan sambungan bercampur ditentukan oleh formula:
P = U ∙ I.
Untuk mengira formula ini, kita mula-mula mencari voltan pada setiap rintangan dan magnitud arus melaluinya. Anda boleh menggunakan kaedah lain untuk menentukan kuasa perintang. Untuk melakukan ini, gunakan formula:
P = U ∙ I = (I ∙ R) ∙ I = I 2 ∙ R.
Jika hanya voltan merentasi perintang diketahui, maka formula lain digunakan:
P = U ∙ I = U ∙ (U / R) = U2 / R
Ketiga formula ini sering digunakan dalam praktik.
Pengiraan parameter litar
Pengiraan parameter litar terdiri daripada mencari arus yang tidak diketahui dan tegasan semua cawangan di bahagian litar elektrik. Mempunyai data ini, adalah mungkin untuk mengira kuasa setiap perintang termasuk dalam litar. Kaedah pengiraan mudah telah ditunjukkan di atas, dalam amalan keadaan lebih rumit.
Dalam litar sebenar, sering terdapat gabungan resistor dengan bintang dan segitiga, yang menimbulkan kesukaran yang ketara dalam pengiraan. Untuk mempermudahkan skim tersebut, kaedah telah dibangunkan untuk menukar bintang ke segitiga, dan sebaliknya. Kaedah ini digambarkan dalam rajah di bawah:
Skema pertama mempunyai bintang dalam komposisinya, disambungkan ke nod 0-1-3. Resistor R1 disambungkan ke nod 1, ke nod 3 - R3, dan nod 0 - R5. Dalam skema kedua, perintang segi tiga disambungkan ke nod 1-3-0. Untuk nod 1, perintang R1-0 dan R1-3 disambungkan, kepada nod 3 - R1-3 dan R3-0, dan kepada nod 0 - R3-0 dan R1-0. Dua skim ini sama sekali bersamaan.
Untuk menukar dari skema pertama ke tahap kedua, rintangan resistor segi tiga dikira:
R1-0 = R1 + R5 + R1 ∙ R5 / R3;
R1-3 = R1 + R3 + R1 ∙ R3 / R5;
R3-0 = R3 + R5 + R3 ∙ R5 / R1.
Transformasi selanjutnya dikurangkan kepada pengiraan rintangan selari dan bersambung siri. Apabila impedans litar ditemui, undang-undang Ohm mendapati aliran semasa melalui sumber. Menggunakan undang-undang ini, mudah untuk mencari arus dalam semua cabang.
Bagaimana untuk menentukan kuasa perintang selepas mencari semua arus? Untuk melakukan ini, gunakan formula yang terkenal: P = I 2 ∙ R, memohon untuk setiap rintangan, kita dapati kuasa mereka.
Penentuan eksperimen ciri-ciri elemen litar
Untuk penentuan eksperimen ciri-ciri yang diperlukan unsur-unsur, diperlukan untuk memasang litar yang diberikan dari komponen sebenar. Selepas ini, semua ukuran yang perlu dilakukan dengan bantuan alat ukur elektrik. Kaedah ini memakan masa dan mahal. Pemaju peranti elektrik dan elektronik untuk tujuan ini menggunakan program pemodelan. Dengan bantuan mereka, semua pengiraan yang diperlukan dibuat, dan tingkah laku elemen litar dimodelkan dalam keadaan yang berbeza. Hanya selepas ini, prototaip peranti teknikal dipasang. Salah satu program yang meluas ini adalah sistem simulasi Multisim 14.0 yang kuat dari Instrumen Kebangsaan.
Bagaimana untuk menentukan kuasa perintang dengan program ini? Ini boleh dilakukan dengan dua cara. Kaedah pertama adalah untuk mengukur semasa dan voltan menggunakan ammeter dan voltmeter. Melipatgandakan hasil pengukuran, kita memperoleh kuasa yang diperlukan.
Dari skema ini, kita menentukan kekuatan rintangan R3:
P 3 = U ∙ I = 1,032 ∙ 0,02 = 0,02064 W = 20,6 mW.
Kaedah kedua adalah pengukuran langsung kuasa dengan wattmeter.
Daripada rajah ini, dilihat bahawa daya rintangan R3 adalah sama dengan P3 = 20.8 mW. Kesalahan yang disebabkan oleh kesilapan dalam kaedah pertama adalah lebih besar. Begitu juga, kuasa-kuasa unsur yang selebihnya ditentukan.
Similar articles
Trending Now