Rezistory jsou prvky elektrického obvodu určené k omezení proudu, který protéká obvodem. Není neobvyklé, že je nutné připojit tři stejné rezistory k získání určitého odporu nebo k vytvoření vyváženého elektrického obvodu. Vzájemné spojení rezistorů lze provádět různými způsoby, v závislosti na požadovaných podmínkách a cílech.
Nejběžnějšími způsoby, jak spojit tři stejné rezistory, jsou sériové připojení a paralelní připojení. V sériovém připojení jsou všechny odpory připojeny jeden za druhým, takže proud protékající obvodem prochází sériově každým odporem. V důsledku toho se celkový odpor obvodu zvyšuje.
V paralelním spojení jsou všechny odpory připojeny paralelně k sobě, což znamená, že proud je mezi nimi rozdělen. V důsledku toho se celkový odpor obvodu snižuje. Tento způsob připojení tří stejných odporů lze použít například k vytvoření děliče napětí nebo k vytvoření nižšího celkového odporu.
Připojení rezistorů: elektrický obvod
Při sériovém připojení odporů se jejich odpor sčítá, to znamená, že celkový odpor obvodu se rovná součtu odporu všech odporů. V elektrickém obvodu jsou odpory vzájemně propojeny do obvodu, kde proud postupně prochází každým z nich.
Pro připojení rezistorů do série je nutné spojit jednu stranu prvního rezistoru s jednou stranou druhého rezistoru a druhou stranu druhého rezistoru s jednou stranou třetího rezistoru. Tímto způsobem se získá obvod, do kterého je přiváděno vstupní napětí, a z výstupu lze měřit celkový proud.
Odpor každého odporu přitom ovlivňuje celkový obvod a zde je důležité vzít v úvahu, že efektivní odpor pro tři stejné rezistory bude menší. To znamená, že při paralelním připojení odporu ve schématu se celkový odpor výrazně sníží.
Připojení rezistorů je důsledně široce používáno v různých elektronických zařízeních a obvodech, kde je nutné měnit odpor, aby bylo dosaženo určitých elektrických cílů. Například v regulátorech jasu světla nebo hlasitosti zvuku.
Způsob připojení rezistorů k paralele
Při připojení k paralele je odpor nahrazen zpětným odporem, který se rovná součtu zpětných odporů všech odporů v paralelním spojení. To znamená, že pokud existují tři rezistory s odpory R1, R2 a R3, pak by celkový odpor paralelního připojení byl R = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3).
Výhodou paralelního spojení odporů je, že celkový odpor paralelního připojení bude vždy menší než nejmenší odpor mezi rezistory v dané sloučenině. Paralelní připojení také umožňuje zvýšit výkon, protože každý odpor funguje samostatně a tvoří pouze část celkového proudu.
Metoda spojování rezistorů do sekvence
Když jsou rezistory spojeny do sekvence, celkový odpor tohoto obvodu se rovná součtu odporu každého rezistoru. Vzorec pro určení celkového odporu obvodu v sekvenci má druh:
RTotal = R1 + R2 + R3
Kde RTotal-celkový odpor obvodu, R1, R2 a R3 - odpor každého odporu.
Pokud tedy existují tři stejné rezistory s odporem, jako je 10 ohmů, pak by celkový odpor obvodu byl 30 ohmů (10 ohmů + 10 ohmů + 10 ohmů).
Sériové spojení odporů se používá, když je nutné zvýšit celkový odpor obvodu nebo rovnoměrně rozdělit proud mezi rezistory. Toto spojení se také používá při vytváření děličů napětí a proudových děličů.
Výpočet odporu ve spojích
Když jsou rezistory spojeny mezi sebou, je nutné vypočítat celkový odpor takové sloučeniny. Výpočet odporu ve spojích se provádí s ohledem na typ připojení a vlastnosti každého rezistoru.
Existuje několik typů sloučenin rezistorů: paralelní, sériová a smíšená sloučenina. Každý z nich má svá specifika a vyžaduje specifický přístup k výpočtům.
V paralelním spojení odporu jsou rezistory složeny podle vzorce:
Kde Rcelkový - celkový odpor připojení, R1, R2, R3 - odpor každého odporu.
V sériovém spojení se odpor sčítá jednoduše podle vzorce:
Kde Rcelkový - celkový odpor připojení, R1, R2, R3 - odpor každého odporu.
Ve smíšené sloučenině, která obsahuje paralelní i po sobě jdoucí prvky, jsou odpory vypočítány postupnou aplikací obou vzorců.
Při výpočtu odporu ve spojích, kde jsou přítomny rezistory s různými charakteristikami (např. různé odpory nebo výkon), je třeba vzít v úvahu jejich hodnoty při výběru příslušných vzorců a provádění výpočtů.
Znalost vzorců výpočtu celkového odporu v různých typech sloučenin rezistorů tedy umožňuje efektivní výpočty a optimalizaci provozu elektrických obvodů.
Vzorce pro výpočet úplného odporu
Úplný odpor obvodu složeného ze tří stejných odporů lze vypočítat pomocí vzorců pro příslušné kombinované spoje.
Pro sériové připojení, kde jsou rezistory spojeny jeden po druhém, plný odpor (Rvelvyslanec) vypočítá se podle vzorce:
Rvelvyslanec = R + R + R = 3R
Pro paralelní připojení, kde jsou rezistory připojeny paralelně, plný odpor (Rpára) vypočítá se podle vzorce:
1 / Rpára = 1 / R + 1 / R + 1 / R = 3 / R
Celkový odpor obvodu tří stejných odporů tedy bude záviset na způsobu jejich připojení a je 3R pro sériové připojení a R/3 pro paralelní připojení.
| Způsob připojení | Vzorec pro výpočet Rplné |
|---|---|
| Sekvenční | Rvelvyslanec = 3R |
| Paralelní | Rpára = R/3 |
Příklady výpočtu odporu v různých sloučeninách
Odpor v elektrickém obvodu závisí na způsobu připojení odporů. Níže jsou uvedeny příklady výpočtu odporu v různých typech sloučenin tří stejných odporů:
Připojení rezistorů v sérii
V případě sériového spojení tří stejných odporů se celkový odpor obvodu rovná součtu odporu každého rezistoru. Pokud tedy každý odpor má odpor R, pak se celkový odpor vypočítá podle vzorce:
Celkový odpor (Rp) = R + R + R = 3R
Připojení rezistorů paralelně
V případě paralelního spojení tří stejných rezistorů se zpětná hodnota celkového odporu obvodu rovná součtu zpětných hodnot odporu každého rezistoru. Pokud tedy každý odpor má odpor R, pak se celkový odpor vypočítá podle vzorce:
Celkový odpor (RR) = 1 /(1 / R + 1 / R + 1 / R) = 1 / (3 / R) = R / 3
Smíšené spojení odporů
Smíšená sloučenina je kombinací sériového a paralelního spojení. Pokud jsou například dva rezistory zapojeny do série a třetí odpor je připojen paralelně s tímto párem, pak se celkový odpor vypočítá pomocí sériového a paralelního připojení. Výpočet celkového odporu může být v tomto případě složitější a vyžaduje složitější vzorce.
| Typ připojení | Celkový odpor (R) |
|---|---|
| Sekvenční | 3R |
| Paralelní | R/3 |
| Smíšený | Složitý výpočet |
Při znalosti typu připojení a hodnoty odporů lze snadno vypočítat celkový odpor v elektrickém obvodu.
Fyzický význam sloučenin rezistorů
Existují různé způsoby, jak spojit rezistory, z nichž každý má svůj fyzický význam a používá se v různých situacích. Zvažte některé z nich:
Sériové zapojení:
Při sériovém připojení jsou odpory uspořádány jeden po druhém, takže proud prochází postupně každým odporem. Tato sloučenina umožňuje efektivní zvýšení celkového odporu obvodu. Fyzický význam této sloučeniny je, že odpor každého rezistoru ovlivňuje celkový proud obvodu a zvyšuje jej. Při sériovém připojení se tedy celkový odpor obvodu rovná součtu odporu každého rezistoru.
Paralelní zapojení:
Při paralelním spojení se odpory spojují tak, že mají společné konce a proud je mezi nimi rozdělen. Tato sloučenina umožňuje účinně snížit celkový odpor obvodu. Fyzický význam tohoto spojení spočívá v tom, že každý rezistor si vytváří svou vlastní cestu k průchodu proudu zvýšením celkového proudu obvodu. Při paralelním připojení se tedy celkový odpor obvodu vypočítá podle vzorce, což je zpětný součet zpětných odporů každého rezistoru.
Smíšené spojení:
Smíšená sloučenina je kombinací sériového a paralelního spojení rezistorů. V tomto případě se některé rezistory spojují v sérii a jiné se spojují paralelně. Fyzický význam smíšené sloučeniny je, že umožňuje konfigurovat odpor obvodu v širokém rozsahu hodnot.
Je důležité znát fyzický význam každého typu připojení rezistorů, abyste je mohli správně aplikovat v praktických úkolech, jako je výpočet a nastavení elektrických obvodů.
Praktické příklady použití
Připojení odporů pro zvýšení odporu
Pokud chcete získat odpor s velkým odporem, můžete použít tři stejné rezistory a připojit je do série. Při sériovém připojení se odpor sčítá, takže celkový odpor rezistorů se rovná součtu jejich jednotlivých odporů. Pokud tedy jeden odpor má odpor R, pak tři rezistory Spojené v sérii budou mít odpor 3R.
Připojení odporů ke snížení odporu
Pokud chcete získat odpor s menším odporem, můžete použít tři stejné rezistory a spojit je paralelně. Při paralelním připojení se odpor rezistorů sníží a celkový odpor bude menší než nejmenší odpor. Pokud tedy jeden odpor má odpor R, pak tři paralelně připojené rezistory budou mít odpor R/3.
Použití odporů v děliči napětí
Rezistory lze použít v děliči napětí k získání sníženého napětí. V tomto případě jsou dva rezistory zapojeny do série a mezi nimi je odstraněn výběr napětí. Různé poměry hodnot odporů umožňují různé hodnoty výstupního napětí. Pokud má například jeden rezistor odpor R1 a druhý R2, pak lze výstupní napětí vypočítat podle vzorce Uvah = UVH * (R2 / (R1 + R2)).
Všimněte si, že ve všech příkladech se předpokládá, že rezistory jsou dokonalé (to znamená, že nemají vnitřní odpor a další nepříjemné účinky). V reálných podmínkách je třeba tyto parametry zohlednit a při výpočtu použít příslušné úpravy.