Motstander i serie og parallell
Motstander i serie og parallell
Når motstander brukes i elektroniske kretser, kan de brukes i forskjellige konfigurasjoner. Du kan beregne motstanden for kretsen, eller en del av kretsen, ved å bestemme hvilke motstander som er i serie og hvilke som er parallelle. Vi beskriver hvordan du gjør dette nedenfor. Merk at den totale motstanden til en krets ofte kalles ekvivalent motstand.
Seriemotstander Når motstandene er koblet fra ende til ende i en krets (som vist på bildet nedenfor), sies det at de er i 'serie'. For å finne den totale motstanden til motstandene i serie, legger du bare opp verdien til hver motstand. I eksemplet nedenfor vil total motstand være R1 + R2.
Her er et annet eksempel på en rekke motstander i serie. Den totale verdien av motstanden over spenningen V er R1 + R2 + R3 + R4 + R5.
Eksempel på problem: Bruk kretsskjemaet nedenfor til å løse verdien av den manglende motstanden R.
Svar:
Først skal vi finne ut den tilsvarende motstanden til hele kretsen. Fra Ohms lov vet vi at motstand = spenning / strøm, derfor
Motstand = 50 volt / 2 lamper
Motstand = 25
Vi kan også finne ut motstanden ved å legge sammen motstandene i serie:
Motstand = 5 + 3 + 4 + 7 + R
Motstand = 19 + R
Nå kobler vi inn 25 for motstand, og vi får
25 = 19 + R
R = 6 ohm
Parallelle motstander Parallelle motstander er motstander som er koblet over fra hverandre i en elektrisk krets. Se bildet nedenfor. På dette bildet er R1, R2 og R3 koblet parallelt til hverandre.
Da vi beregnet seriemotstanden, summerte vi motstanden til hver motstand for å få verdien. Dette er fornuftig fordi strømmen til en spenning over motstandene vil bevege seg jevnt over hver motstand. Når motstandene er parallelle, er dette ikke tilfelle. Noe av strømmen vil reise gjennom R1, noen gjennom R2, og noen gjennom R3. Hver motstand gir en ekstra bane for strømmen å reise.
For å beregne den totale motstanden 'R' over spenningen V bruker vi følgende formel:
Du kan se at den gjensidige av den totale motstanden er summen av den gjensidige av hver motstand parallelt.
Eksempel på problem: Hva er den totale motstanden 'R' over spenningen V i kretsen nedenfor?
Svar:
Siden disse motstandene er parallelle, vet vi fra ligningen over det
1 / R = ¼ + 1/5 + 1/20
1 / R = 5/20 + 4/20 + 1/20
1 / R = 10/20 = ½
R = 2 ohm
Merk at total motstand er mindre enn noen av motstandene parallelt. Dette vil alltid være tilfelle. Den tilsvarende motstanden vil alltid være mindre enn den minste motstanden parallelt.
Serie og parallell Hva gjør du når du har en krets med både parallelle og seriemotstander?
Ideen for å løse denne typen kretser er å bryte ned mindre deler av kretsen i serie- og parallelle seksjoner. Gjør først noen seksjoner som bare har seriemotstander. Bytt deretter ut de med tilsvarende motstand. Løs deretter de parallelle seksjonene. Bytt nå ut de med tilsvarende motstander. Fortsett gjennom disse trinnene til du kommer til løsningen.
Eksempel på problem: Løs for ekvivalent motstand over spenningen V i den elektriske kretsen nedenfor:
Først summerer vi de to seriemotstandene til høyre (1 + 5 = 6) og til venstre (3 + 7 = 10). Nå har vi redusert kretsen.
Vi ser til høyre at den totale motstanden 6 og motstanden 12 nå er parallelle. Vi kan løse for disse parallelle motstandene for å få ekvivalent motstand av 4.
1 / R = 1/6 + 1/12
1 / R = 2/12 + 1/12
1 / R = 3/12 = ¼
R = 4
Det nye kretsskjemaet er vist nedenfor.
Fra denne kretsen løser vi seriemotstandene 4 og 11 for å få 4 + 11 = 15. Nå har vi to parallelle motstander, 15 og 10.
1 / R = 1/15 + 1/10
1 / R = 2/30 + 3/30
1 / R = 5/30 = 1/6
R = 6
Den ekvivalente motstanden over V er 6 ohm.