Există o altă modalitate de a reduce tensiunea pe sarcină, dar numai pentru circuite curent continuu. Vezi despre aici.

În loc de un rezistor suplimentar, se folosește un lanț de diode conectate în serie în direcția înainte.

Ideea este că atunci când curentul trece prin diodă, „ tensiune directă» egal, în funcție de tipul de diodă, puterea și curentul care circulă prin ea - de la 0,5 la 1,2 volți.

Pe dioda cu germaniu, tensiunea scade cu 0,5 - 0,7 V, pe dioda cu siliciu de la 0,6 la 1,2 Volți. În funcție de câți volți aveți nevoie pentru a reduce tensiunea la sarcină, porniți numărul corespunzător de diode.

Pentru a reduce tensiunea cu 6 V, trebuie să porniți aproximativ: 6 V: 1,0 \u003d 6 bucăți de diode de siliciu, 6 V: 0,6 \u003d 10 bucăți de diode cu germaniu. Diodele din siliciu sunt cele mai populare și disponibile.

Circuitul de mai sus cu diode este mai greoi în execuție decât cu un rezistor simplu. Dar, tensiunea de ieșire, într-un circuit cu diode, este mai stabilă și slab dependentă de sarcină. Care este diferența dintre aceste două metode de reducere a tensiunii de ieșire?

În Fig 1 - rezistență suplimentară - rezistență (rezistența firului), Fig 2 - rezistență suplimentară - diodă.

Un rezistor (rezistența firului) are o relație liniară între curentul care trece prin el și căderea de tensiune pe el. De câte ori crește curentul, căderea de tensiune pe rezistor va crește cu aceeași cantitate.

Din exemplul 1: dacă conectăm altul în paralel cu becul, atunci curentul din circuit va crește, ținând cont de rezistența totală a celor două becuri până la 0,66 A. Căderea de tensiune pe rezistența suplimentară va fi : 12 Ohm * 0,66 A = 7,92 V Becurile vor rămâne: 12 V - 7,92 V = 4,08 V. Vor arde până la podeaua luminii.

O imagine complet diferită va fi dacă în loc de un rezistor există un lanț de diode.

Relația dintre curentul care trece printr-o diodă și căderea de tensiune pe ea este neliniară. Curentul poate crește de mai multe ori, căderea de tensiune pe diodă va crește cu doar câteva zecimi de volt.

Acestea. cu cât curentul diodei este mai mare, cu atât rezistența acesteia crește mai puțin (în comparație cu rezistența). Căderea de tensiune pe diode depinde puțin de curentul din circuit.

Diodele dintr-un astfel de circuit acționează ca un stabilizator de tensiune. Diodele trebuie selectate în funcție de curentul maxim din circuit. Maxim curent admisibil diodele trebuie să fie mai mari decât curentul din circuitul calculat.

Căderile de tensiune pe unele diode la un curent de 0,5 A sunt date în tabel.

În lanțuri curent alternativ, ca rezistență suplimentară, puteți utiliza un condensator, inductanță, dinistor sau tiristor (cu adăugarea unui circuit de control).

Pentru o persoană care este familiarizată cu echipamentele electrice la nivelul unui simplu utilizator (știe unde și cum să-l pornească/oprească), mulți dintre termenii folosiți de electricieni par a fi un fel de prostie. De exemplu, cât costă „căderea de tensiune” sau „ansamblul circuitului”. Unde și ce cade? Cine a demontat circuitul? De fapt, semnificația fizică a proceselor în desfășurare, ascunsă în spatele majorității acestor cuvinte, este destul de de înțeles chiar și cu cunoștințele școlare de fizică.

Pentru a explica ce este o cădere de tensiune, este necesar să ne amintim ce fel de tensiuni sunt în general (adică clasificarea globală). Există doar două tipuri de ele. Prima este tensiunea care este conectată la circuitul în cauză. Poate fi, de asemenea, menționat ca fiind aplicat întregului lanț. Și al doilea tip este tocmai căderea de tensiune. Poate fi considerat atât în ​​raport cu întregul contur, cât și cu orice element individual.

În practică, arată așa. De exemplu, dacă îl luați pe cel obișnuit, îl înșurubați într-un cartuș și conectați firele de la acesta la o priză de acasă, atunci tensiunea aplicată circuitului (sursă de alimentare - conductori - sarcină) va fi de 220 de volți. Dar de îndată ce folosim un voltmetru pentru a-și măsura valoarea pe lampă, devine evident că este puțin mai mică de 220. Acest lucru s-a întâmplat deoarece a existat o cădere de tensiune pe care o are lampa.

Poate că nu există persoană care să nu fi auzit de legea lui Ohm. LA caz general formularea lui arată astfel:

unde R este rezistența activă a circuitului sau a elementului său, măsurată în ohmi; U - tensiunea electrică, în Volți; iar în final I este curentul în amperi. După cum se poate observa, toate cele trei cantități sunt direct legate între ele. Prin urmare, cunoscând oricare două, este destul de ușor să îl calculezi pe al treilea. Desigur, în fiecare caz specific, va trebui să țineți cont de tipul de curent (AC sau DC) și de alte caracteristici de clarificare, dar baza este formula de mai sus.

Energia electrică este, de fapt, mișcarea particulelor încărcate negativ (electroni) de-a lungul unui conductor. În exemplul nostru, filamentul lămpii are o rezistență ridicată, adică încetinește mișcarea electronilor. Din acest motiv, apare o strălucire vizibilă, dar energia totală a fluxului de particule este redusă. După cum se poate vedea din formulă, pe măsură ce curentul scade, scade și tensiunea. De aceea, rezultatele măsurătorilor la priză și la lampă sunt diferite. Această diferență este căderea de tensiune. Această valoare este întotdeauna luată în considerare pentru a preveni o reducere prea mare a elementelor de la capătul circuitului.

Căderea de tensiune pe un rezistor depinde de rezistor și de curentul care circulă prin acesta. Caracteristicile temperaturii și curentului au, de asemenea, un efect indirect. Dacă în circuitul luat în considerare este inclus un ampermetru, atunci căderea poate fi determinată prin înmulțirea valorii curentului cu rezistența lămpii.

Dar este departe de a fi întotdeauna posibil să fie atât de simplu cu ajutorul celei mai simple formule și Aparat de măsură efectuați un calcul al căderii de tensiune. În cazul rezistențelor conectate în paralel, găsirea valorii devine mai complicată. În plus, trebuie să luăm în considerare componenta reactivă.

Luați în considerare un exemplu cu două rezistențe R1 și R2 conectate în paralel. Este cunoscută rezistența firului R3 și a sursei de alimentare R0. Valoarea EMF - E este de asemenea dată.

Aducem ramuri paralele la același număr. Formula pentru această situație este:

R = (R1*R2) / (R1+R2)

Determinăm rezistența întregului circuit prin suma R4 \u003d R + R3.

Calculăm curentul:

Rămâne să aflați valoarea căderii de tensiune pe elementul selectat:

Aici factorul "R5" poate fi orice R - de la 1 la 4, în funcție de ce element al circuitului trebuie calculat.

Asa de, rezistor… Element de construcție de bază circuit electric.

Sarcina unui rezistor este limitarea curentului curgând prin lanț. NU în conversia curentului în căldură și anume în limitarea curentului. Adică fără rezistor unul mare curge prin lanț actual, încorporat rezistor curentul a scăzut. Aceasta este munca lui, efectuând că acest element al circuitului electric generează căldură.

Exemplu de bec

Luați în considerare munca rezistor pe exemplul unui bec din diagrama de mai jos. Avem o sursă de curent, un bec, un ampermetru care măsoară actual trecând prin lanț. Și Rezistor. Când rezistor este absent în circuit, un mare actual, de exemplu, 0,75A. Becul arde puternic. Un rezistor a fost construit în circuit - curentul avea o barieră de netrecut prin circuit actual a scăzut la 0,2A. Becul este mai puțin luminos. Este de remarcat faptul că luminozitatea cu care arde becul depinde și de tensiunea de pe acesta. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât mai luminos.

În plus, pe rezistor merge mai departe cadere de tensiune. Bariera nu numai că întârzie actual, dar și „mănâncă” o parte din tensiunea aplicată de sursa de alimentare circuitului. Luați în considerare această toamnă în figura de mai jos. Avem o sursă de alimentare de 12 volți. Pentru orice eventualitate, un ampermetru, doi voltmetre de rezervă, un bec și rezistor. Porniți circuitul fără rezistor(stânga). Tensiunea la bec este de 12 volți. Conectăm rezistența- o parte din tensiune a căzut pe el. Voltmetrul (dreapta jos în diagramă) arată 5V. Restul de 12V-5V = 7V a rămas pe bec. Voltmetrul de pe bec a indicat 7V.

Desigur, ambele exemple sunt abstracte, inexacte din punct de vedere al numerelor și sunt concepute pentru a explica esența procesului care are loc în rezistor.

Unitate de rezistență pentru rezistență

Caracteristica principală rezistor – rezistență. unitate de măsură rezistenţă- Ohm (Ohm, Ω). Cu atât mai mult rezistenţă, mai mare actual este capabil să limiteze, cu cât degajă mai multă căldură, cu atât mai mult căderi de tensiune Pe el.

Legea lui Ohm pentru un circuit electric

Legea fundamentală a întregii energie electrică. Legături Tensiune (V), Forță actual(I) și Rezistență (R).

Puteți interpreta aceste simboluri în limbajul uman în diferite moduri. Principalul lucru este să poți aplica pentru fiecare lanț specific. Să folosim Legea lui Ohm pentru circuitul nostru rezistorși becul discutat mai sus și calculează rezistenta rezistenta, la care actual de la o sursă de alimentare de 12V va fi limitată la 0,2. În acest caz, considerăm că rezistența becului este 0.

V=I*R => R=V/I => R= 12V / 0,2A => R=60Ohm

Asa de. Dacă este încorporat într-un circuit cu o sursă de alimentare și un bec a cărui rezistență este 0, rezistor 60 ohmi nominal, atunci curent care circulă prin circuit, va fi 0,2A.

Caracteristica puterii rezistenței

Microproger, cunoașteți și amintiți-vă! Parametru puterea rezistenței este unul dintre cele mai importante atunci când se construiesc circuite pentru dispozitive reale.

Putere curent electric în orice secțiune a circuitului este egal cu produsul curentului care circulă prin această secțiune de Voltajîn această parte a lanțului. P=I*U. Unitate de masura 1W.

Când trece curentul rezistor se lucrează pentru limitarea energiei electrice actual. Când munca este terminată, căldura este eliberată. Rezistor disipă această căldură mediu inconjurator. Dar dacă rezistor va face prea multă muncă, va elibera prea multă căldură - nu va mai avea timp să disipeze căldura generată în interiorul său, se va încălzi foarte mult și se va arde. Ce se întâmplă ca urmare a acestui incident depinde de factorul noroc personal.

Puterea nominală a unui rezistor este curentul maxim pe care îl poate suporta fără supraîncălzire.

Calculul puterii rezistenței

calculati puterea rezistenței pentru circuitul nostru de becuri. Asa de. Avem actual trecând prin lanț (și, prin urmare, prin rezistor), egal cu 0,2A. Căderea de tensiune pe rezistor egal cu 5V (nu 12V, nu 7V, și anume 5 - același 5 pe care îl arată voltmetrul rezistor). Înseamnă că putere actual prin rezistor egal cu P=I*V=0,2A*5V=1W. Încheiem: rezistor pentru că circuitul nostru trebuie să aibă un maxim putere nu mai puțin de (și de preferință mai mult de) 1 W. În caz contrar, se va supraîncălzi și eșua.

Conectarea rezistențelor

Rezistoareîn circuitele electrice au conexiune serială și paralelă.

La conexiune serială general rezistenta rezistenta este suma rezistenţă toata lumea rezistorîn legătură:

La conexiune paralelă general rezistenta rezistenta calculat prin formula:

Aveti vreo intrebare? Scrie un comentariu. Vă vom răspunde și vă vom ajuta să vă dați seama =)

În inginerie electrică, este în general acceptat că un circuit simplu este un circuit care este redus la un circuit cu o sursă și o rezistență echivalentă. Puteți restrânge circuitul folosind transformările echivalente ale seriei, paralele și conexiuni mixte. Excepție fac circuitele care conțin conexiuni mai complexe în stea și triunghi. Calculul circuitelor DC produs folosind legea lui Ohm și Kirchhoff.

Exemplul 1

Două rezistențe conectate la sursă tensiune constantă 50 V, cu rezistență internă r = 0,5 ohmi. Rezistoare R1= 20 și R2= 32 ohmi. Determinați curentul în circuit și tensiunea pe rezistențe.

Deoarece rezistențele sunt conectate în serie, rezistența echivalentă va fi egală cu suma lor. Cunoscând acest lucru, folosim legea lui Ohm pentru un circuit complet pentru a găsi curentul din circuit.

Acum cunoscând curentul din circuit, puteți determina căderile de tensiune pe fiecare dintre rezistențe.

Există mai multe moduri de a verifica corectitudinea soluției. De exemplu, folosind legea lui Kirchhoff, care afirmă că suma EMF din circuit este egală cu suma tensiunilor din acesta.

Dar, cu ajutorul legii lui Kirchhoff, este convenabil să verificați circuitele simple care au un singur circuit. O modalitate mai convenabilă de a verifica este echilibrul puterii.

Balanța puterii trebuie respectată în circuit, adică energia degajată de surse trebuie să fie egală cu energia primită de receptori.

Puterea sursei este definită ca produsul dintre EMF și curent, iar puterea primită de receptor este produsul căderii de tensiune și curentului.

Avantajul verificării echilibrului puterii este că nu trebuie să faci ecuații complexe și greoaie bazate pe legile lui Kirchhoff, este suficient să cunoști EMF, tensiunile și curenții din circuit.

Exemplul 2

Curentul total dintr-un circuit care conține două rezistențe conectate în paralel R 1 =70 ohmi și R 2 \u003d 90 Ohm, egal cu 500 mA. Determinați curenții în fiecare dintre rezistențe.

Două rezistențe conectate în serie nu sunt altceva decât un divizor de curent. Puteți determina curenții care curg prin fiecare rezistor folosind formula divizorului, în timp ce nu trebuie să cunoaștem tensiunea din circuit, avem nevoie doar de curent totalși rezistențe de rezistență.

curenții în rezistențe

În acest caz, este convenabil să verificați problema folosind prima lege Kirchhoff, conform căreia suma curenților care converg în nod este egală cu zero.

Dacă nu vă amintiți formula divizorului curent, atunci puteți rezolva problema într-un alt mod. Pentru a face acest lucru, trebuie să găsiți tensiunea din circuit, care va fi comună ambelor rezistențe, deoarece conexiunea este paralelă. Pentru a-l găsi, trebuie mai întâi