Jedná se o spojení, ve kterém všechny prvky jdou jeden za druhým bez větví.
Vlastnosti sériového připojení
1. Proud ve všech rezistorech je stejný – I1 = I2 = I3;
2. Celkové napětí obvodu se rovná součtu napětí na všech rezistorech – U=U1 + U2 + U3;
3. Odpor ve vztahu ke vstupním svorkám se nazývá vstupní odpor a je roven součtu odporů sekcí – Rin= R1 + R2 + R3;
4. Čím větší je odpor sekce, tím více na ní klesá napětí.
Paralelní zapojení rezistorů
Jedná se o spojení, ve kterém jsou všechny začátky prvků připojeny k jednomu bodu a všechny konce k jinému a na tyto body je přivedeno napětí.
Vlastnosti paralelního zapojení rezistoru:
1. Celkové napětí obvodu se rovná napětí v každé sekci –
U = U1 = U2 = U3
2. Celkový proud obvodu se rovná součtu proudů ve všech úsecích – I = I1 + I2 + I3
3. Chcete-li zjistit vstupní odpor, nejprve vypočítejte převrácenou hodnotu vstupního odporu
– vodivost (G)
Celková vodivost obvodu je rovna součtu vodivosti v každé sekci.
G = G1 + G2 + G3
4. Čím větší je odpor sekce, tím menší proud jí protéká.
Při paralelním zapojení dvou rezistorů lze vzorec vstupního odporu převést
2. Pokud je znám celkový proud, můžete zjistit proud větve vynásobením celkového proudu odporem protější větve a vydělením součtem odporů ;.
1. Jsou-li rezistory zapojeny do série, jsou napětí sekcí úměrná odporům těchto sekcí?
2. Jsou-li rezistory zapojeny paralelně, jsou proudy větví úměrné odporům těchto větví?
3.Uveďte, který z uvedených matematických výrazů nelze použít pro výpočet vstupního odporu dvou paralelně zapojených rezistorů.
Smíšené zapojení rezistorů
Příklad řešení problému
U = 60 V
R1 = 7 ohmů
R2 = 12 ohmů
R3 = 4 ohmů
Hledat: I1; I2; I3 =?
RezistoryR2 a R3 jsou vzájemně rovnoběžné a jejich celkový odpor je R2-3 v sérii s R1.
Rin = R1 + R2 – 3
Rin =R1+R2∙3= 7 + 3 = 10 ohmů
I1 = Iin = 6 A
U2 – 3 = I∙R2 – 3 – najděte napětí rozvětvené sekce:
U2 – 3 = I∙R2 – 3 = 6∙3 = 18 V
U2 – 3 = U2 = U3 = 18 V– protože paralelní připojení
U= 240 V
R1 = 20 ohmů
R2 = 120 ohmů
R3 = 40 ohmů
R4 = 60 ohmů
R5 = 30 ohmů
R6 = 20 ohmů
Hledat: I1-6 -?
; R4-6 = 10 Ohm;
; R2-3 = 30 Ohm
Rin=R1+R2-3+R4-6 = 20 + 30 + 10 = 60 Ohm;
U2-3 =I∙R2-3= 4∙30 = 120 В;
U2 – 3 =U2 =U3;
E = 20 В
R1 = 9Ohm
R2 = 6 Ohm
R3 = 12 Ohm
R4 = 1 Ohm
R5 = 2 Ohm
R6 = 1 Ohm
R4-6 = R4 + R5 + R6;
R3-6 = 3 Ohm;
Rin = R1 + R3-6 +R2 = 9 + 3 + 6 = 18 Ohm;
já=já1=I2=1А;
U3-6=I∙R3-6=1∙3=3В;
CPonechme podrobnou rovnici bilance výkonu pro tento obvod. Kontroluje správnost řešení problému.
EI=I 2 1∙ R1+ I 2 2∙ R2+ I 2 3R3+I4 2 R4+I 2 5R5+I 2 6+I 2 Ri;
20∙1=1 2 ∙9+1 2 ∙6+ (0,25) 2 ∙12+ (0,75) 2 ∙1+ (0,75) 2 2 + (0,75) 2 1 1 + 2 ∙2;
20W=20W – problém vyřešen správně
DĚLIČE NAPĚTÍ
Dělič napětí je čtyřsvorková síť, jejíž koeficient přenosu je menší než jedna.
Zvažte dělič napětí ve tvaru L:
Pro výpočet koeficientu přenosu potřebujete:
1) nastavit libovolné vstupní napětí;
2) vypočítat výstupní napětí jakýmkoli způsobem;
3) vezměte si jejich vztah:
U děliče napětí ve tvaru L je koeficient přenosu roven poměru výstupního odporu ke vstupu.
b) Dělič napětí s plynulým nastavením (potenciometr)
Ve spodní poloze motoru К = 0. V horní poloze motoru К = 1
Jelikož ve spodní poloze motoru Uout odstraněn z drátu a v horní poloze
Uout = Uin
1) Pokud není připojena zátěž, dělič pracuje v klidovém režimu a závislost koeficientu přenosu na poloze jezdce potenciometru bude lineární.
2) Pokud připojíte zátěž, charakteristika se bude lišit: získá se paralelní připojení Rн и r a při stejné poloze motoru napětí sekce klesá. V krajních bodech zůstává koeficient přenosu stejný, takže charakteristika se stává nelineární.
Závěr: aby se charakteristika při připojování zátěže přiblížila lineární zátěži, musíte vzít zátěž s vysokým odporem.
1. Mění se koeficient přenosu děliče napětí v rozsahu 0 ÷ ∞?
2.Uveďte mezi uvedenými matematickými výrazy vzorce pro koeficient přenosu napětí děliče napětí ve tvaru L.
3.Je výkon plynulého děliče napětí lineární, když je připojen k děliči zátěže?
Značný počet přijímačů zahrnutých v elektrickém obvodu (elektrické lampy, elektrická topná zařízení atd.) lze považovat za některé prvky s určitým odporem. Tato okolnost nám dává možnost při sestavování a studiu elektrických obvodů nahradit konkrétní přijímače rezistory s určitými odpory. Existují následující způsoby připojení odporů (přijímačů elektrické energie): sériové, paralelní a smíšené.
Sériové připojení. Při zapojení několika rezistorů do série je konec prvního odporu spojen se začátkem druhého, konec druhého s
začátek třetího atd. Při takovém zapojení prochází všemi prvky sériového obvodu stejný proud I.
Sériové zapojení přijímačů je znázorněno na Obr. 19, a. Výměna žárovek za rezistory s odporyR1, R2 и R3 dostaneme schéma na obr. 19, b. Přijmeme-li, že ve zdroji R = 0, pak pro tři sériově zapojené odpory můžeme podle druhého Kirchhoffa napsat:
E = IR1 +IR2 +IR3 = já (R1+ R2+ R3 ) = IRcelkový ;
kde: Rcelkový = R1+ R2+ R3
Proto je ekvivalentní odpor sériového obvodu roven součtu odporů všech sériově zapojených odporů.
Stres U na svorkách zdroje se rovná součtu napětí na každém ze sériově zapojených rezistorů.
Do série je vhodné zapojit pouze přijímače se stejným odporem. V opačném případě je přiváděné napětí zdroje elektrické energie mezi nimi rozloženo nerovnoměrně a jednotlivé přijímače mohou být pro ně pod nepřijatelně vysokým napětím.
Když jsou přijímače zapojeny do série, změna odporu jednoho z nich má za následek změnu napětí na ostatních k němu připojených přijímačích. Pokud dojde k přerušení elektrického obvodu v jednom z přijímačů, proud se zastaví v ostatních.
V paralelním zapojení přijímače jsou zapojeny mezi dva body elektrického obvodu a tvoří paralelní větve (obr. 20,a). Výměna žárovek za rezistory s odpory R1, R2 и R3, dostaneme schéma znázorněné na obr. 20, b.
Při paralelním zapojení je na všechny rezistory přivedeno stejné napětíU. Proto podle Ohmova zákona:
I1 = U/R1, I2 =U/R2 , I3 = U/R3
Proud v nerozvětvené části obvodu podle prvního Kirchhoffova zákona I=I1+I2 +I3 nebo
I=U/R1 +U/R2 +U/R3 = U (1/R1 +1/R2+1/R3) = U/Rekv
Proto je ekvivalentní odpor uvažovaného obvodu, když jsou tři rezistory zapojeny paralelně, určen vzorcem
1/ Rekv= 1/ R1 + 1 / R2+ 1 / R3
S rostoucím počtem paralelně zapojených rezistorů se výsledný odpor snižuje.
Při paralelním zapojení přijímačů jsou všechny pod stejným napětím a provozní režim každého z nich nezávisí na ostatních. To znamená, že proud procházející kterýmkoli z přijímačů nebude mít významný vliv na ostatní přijímače. Kdykoli se některý přijímač vypne nebo selže, zbývající přijímače zůstanou zapnuté.
smíšené připojení Jedná se o zapojení, ve kterém jsou některé rezistory zapojeny sériově a některé paralelně. Ekvivalentní odpor obvodu pro smíšené zapojení je obvykle určen metodou
transformace, při které se složitý řetězec v postupných fázích přeměňuje na jednoduchý.
