Rezistorların gücünü necə təyin etmək olar. Paralel qoşulmada rezistorların gücü

2024 Müəllif: Trinity Chesterton | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 00:29

Bütün elektron cihazlarda əsas element kimi rezistorlar var. Elektrik dövrəsində cərəyanın miqdarını dəyişdirmək üçün istifadə olunur. Məqalədə rezistorların xüsusiyyətləri və onların gücünün hesablanması üsulları təqdim olunur.

Rezistor Təyinatı

Rezistorlar elektrik dövrələrində cərəyanı tənzimləmək üçün istifadə olunur. Bu xüsusiyyət Ohm Qanunu ilə müəyyən edilir:

I=U/R (1)

Düsturdan (1) aydın görünür ki, müqavimət nə qədər az olarsa, cərəyan da bir o qədər güclü olur və əksinə, R dəyəri nə qədər kiçik olarsa, cərəyan da bir o qədər çox olur. Elektrik mühəndisliyində istifadə olunan elektrik müqavimətinin bu xüsusiyyətidir. Bu düstur əsasında elektrik cihazlarında geniş istifadə olunan cərəyan bölücü sxemlər yaradılır.

Bu dövrədə mənbədən gələn cərəyan rezistorların müqavimətləri ilə tərs mütənasib olaraq ikiyə bölünür.

Cərəyan tənzimlənməsi ilə yanaşı, rezistorlar gərginlik bölücülərində istifadə olunur. Bu halda Ohm qanunu yenidən istifadə olunur, lakin bir qədər fərqli formada:

U=I∙R (2)

Düsturdan (2) belə çıxır ki, müqavimət artdıqca gərginlik də artır. Bu əmlakgərginlik bölücü sxemlərin qurulması üçün istifadə olunur.

Sxemdən və düsturdan (2) aydın olur ki, rezistorlardakı gərginliklər müqavimətlərə mütənasib olaraq paylanır.

Rezistorların diaqramlarda təsviri

Standarta uyğun olaraq, rezistorlar ölçüləri 10 x 4 mm olan düzbucaqlı kimi təsvir edilir və R hərfi ilə işarələnir. Rezistorların gücü çox vaxt diaqramda göstərilir. Bu göstəricinin təsviri əyri və ya düz xətlərlə həyata keçirilir. Güc 2 vattdan çox olarsa, təyinat Roma rəqəmləri ilə edilir. Bu adətən tel sarılmış rezistorlar üçün edilir. Bəzi ştatlar, məsələn, ABŞ, başqa konvensiyalardan istifadə edir. Dövrənin təmirini və təhlilini asanlaşdırmaq üçün tez-tez təyinatı GOST 2.728-74-ə uyğun olaraq həyata keçirilən rezistorların gücü verilir.

Cihaz Xüsusiyyətləri

Rezistorun əsas xarakteristikası nominal müqavimət R_{n-dir ki, bu da rezistorun yanındakı diaqramda və onun korpusunda göstərilmişdir. Müqavimət vahidi ohm, kiloohm və meqaohmdur. Rezistorlar ohm fraksiyalarından yüzlərlə meqaohma qədər müqavimətlə hazırlanır. Rezistorların istehsalı üçün bir çox texnologiya var, hamısının həm üstünlükləri, həm də mənfi cəhətləri var. Prinsipcə, verilmiş müqavimət dəyəri ilə rezistorun tamamilə dəqiq istehsalına imkan verəcək texnologiya yoxdur.}

İkinci mühüm xüsusiyyət müqavimət sapmasıdır. O, nominal R-nin % ilə ölçülür. Müqavimət sapmasının standart diapazonu var: ±20, ±10, ±5, ±2, ±1% və daha çoxdəyərlər ±0,001%.

Növbəti vacib xüsusiyyət rezistorların gücüdür. Əməliyyat zamanı onlardan keçən cərəyandan qızdırılırlar. Enerji sərfiyyatı icazə verilən dəyəri keçərsə, cihaz uğursuz olacaq.

Rezistorlar qızdırıldıqda müqavimətlərini dəyişirlər, buna görə də geniş temperatur diapazonunda işləyən cihazlar üçün daha bir xüsusiyyət tətbiq olunur - müqavimətin temperatur əmsalı. O, ppm/°C ilə ölçülür, yəni 10^-6 R_n/°C (R_{nmilyonda biri)- 1°C).}

Rezistorların seriya qoşulması

Rezistorlar üç müxtəlif şəkildə birləşdirilə bilər: sıra, paralel və qarışıq. Ardıcıl qoşulduqda cərəyan növbə ilə bütün müqavimətlərdən keçir.

Belə bir əlaqə ilə dövrənin istənilən nöqtəsində cərəyan eynidir, Ohm qanunu ilə müəyyən edilə bilər. Bu vəziyyətdə dövrənin ümumi müqaviməti müqavimətlərin cəminə bərabərdir:

R=200+100+51+39=390 Ohm;

I=U/R=100/390=0, 256 A.

İndi siz rezistorlar sıra ilə qoşulduqda gücü təyin edə bilərsiniz, bu düsturla hesablanır:

P=I²∙R=0, 256^{2∙390=25, 55 Vt.}

Qalan rezistorların gücü eyni şəkildə müəyyən edilir:

P₁=I²∙R₁=0, 256 2^{∙200=13, 11 çərşənbə axşamı;}

P₂=I²∙R₂=0, 256 2^{∙100=6.55W;}

P₃=I²∙R₃=0, 256 2^{∙51=3, 34W;}

P₄=I²∙R₄=0, 256 2^{∙39=2, 55 çərşənbə axşamı.}

Rezistorların gücünü əlavə etsəniz, tam P alacaqsınız:

P=13, 11+6, 55+3, 34+2, 55=25, 55 çərşənbə axşamı.

Rezistorların paralel qoşulması

Paralel əlaqədə rezistorların bütün başlanğıcları dövrənin bir qovşağına, ucları isə digərinə birləşdirilir. Bu əlaqə ilə, cari dallanır və hər bir cihazdan axır. Ohm qanununa görə cərəyanın böyüklüyü müqavimətlərlə tərs mütənasibdir və bütün rezistorlardakı gərginlik eynidir.

Cərəyanı tapmazdan əvvəl məşhur düsturdan istifadə edərək bütün rezistorların ümumi keçiriciliyini hesablamalısınız:

1/R=1/R₁+1/R₂+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.}

Müqavimət keçiriciliyin əksidir:

R=1/0, 06024=16,6 ohm.

Ohm qanunundan istifadə edərək mənbədən keçən cərəyanı tapın:

I=U/R=100∙0, 06024=6, 024 A.

Mənbədən keçən cərəyanı bilməklə paralel bağlanmış rezistorların gücünü düsturla tapın:

P=I²∙R=6, 024^{2∙16, 6=602, 3 çərşənbə axşamı.}

Ohm qanununa əsasən, rezistorlardan keçən cərəyan hesablanır:

I₁=U/R_{1=100/200=0.5A;}

I₂=U/R_{2=100/100=1 A;}

I₃=U/R_{1=100/51=1, 96A;}

I₁=U/R_{1=100/39=2, 56 A.}

Paralel qoşulmada rezistorların gücünü hesablamaq üçün bir qədər fərqli düsturdan istifadə etmək olar:

P₁=U²/R₁=100 ^2/200=50W;

P₂=U²/R₂=100 ^2/100=100W;

P₃=U²/R₃=100 ^2/51=195.9W;

P₄=U²/R₄=100 ^{2/39=256, 4 çərşənbə axşamı.}

Hamısını toplasanız, bütün rezistorların gücünü alırsınız:

P=P₁+ P₂+ P₃+ P 4_{=50+100+195, 9+256, 4=602, 3 çərşənbə axşamı.}

Qarışıq əlaqə

Rezistorların qarışıq qoşulması olan sxemlər eyni vaxtda ardıcıl və paralel qoşulmanı ehtiva edir. Rezistorların paralel əlaqəsini seriyalı olanlarla əvəz etməklə bu dövrəni çevirmək asandır. Bunu etmək üçün əvvəlcə R₂ və R₆ müqavimətlərini ümumi R_{2, 6 ilə əvəz edin., aşağıdakı düsturdan istifadə edərək:}

R_{2, 6}=R₂∙R₆/R 2_+R6.

Eyni şəkildə, iki paralel rezistor R₄, R₅ bir R_{4, 5:}

R_{4, 5}=R₄∙R₅/R 4_+R5_.

Nəticə yeni, daha sadə dövrədir. Hər iki sxem aşağıda göstərilmişdir.

Qarışıq birləşmə dövrəsində rezistorların gücü düsturla müəyyən edilir:

P=U∙I.

Bu düsturu hesablamaq üçün əvvəlcə hər müqavimətdə olan gərginliyi və ondan keçən cərəyanın miqdarını tapın. Rezistorların gücünü təyin etmək üçün başqa bir üsuldan istifadə edə bilərsiniz. Bunun üçündüstur istifadə olunur:

P=U∙I=(I∙R)∙I=I2∙R.

Yalnız rezistorlardakı gərginlik məlumdursa, başqa düsturdan istifadə olunur:

P=U∙I=U∙(U/R)=U2/R.

Hər üç düstur praktikada tez-tez istifadə olunur.

Dövrə parametrlərinin hesablanması

Dövrə parametrlərinin hesablanması elektrik dövrəsinin bölmələrində bütün qolların naməlum cərəyanlarını və gərginliklərini tapmaqdır. Bu məlumatlarla dövrəyə daxil olan hər bir rezistorun gücünü hesablaya bilərsiniz. Sadə hesablama üsulları yuxarıda göstərilmişdir, lakin praktikada vəziyyət daha mürəkkəbdir.

Real sxemlərdə rezistorların ulduz və üçbucaq ilə əlaqəsinə tez-tez rast gəlinir ki, bu da hesablamalarda əhəmiyyətli çətinliklər yaradır. Bu cür sxemləri sadələşdirmək üçün ulduzu üçbucağa və əksinə çevirmək üsulları hazırlanmışdır. Bu üsul aşağıdakı diaqramda təsvir edilmişdir:

Birinci dövrədə 0-1-3 qovşaqlarına qoşulmuş ulduz var. Rezistor R1 qovşağı 1-ə, R3-ü 3-ə, R5-i isə 0-a birləşdirilir. İkinci diaqramda üçbucaqlı rezistorlar 1-3-0 qovşaqlarına qoşulur. R1-0 və R1-3 rezistorları 1-ci düyünlə, R1-3 və R3-0 3-cü qovşaqla, R3-0 və R1-0 isə 0-cı qovşaqla birləşdirilir. Bu iki sxem tamamilə ekvivalentdir.

Birinci dövrədən ikinci dövrəyə keçmək üçün üçbucaqlı rezistorların müqavimətləri hesablanır:

R1-0=R1+R5+R1∙R5/R3;

R1-3=R1+R3+R1∙R3/R5;

R3-0=R3+R5+R3∙R5/R1.

Əlavə çevrilmələr paralel və ardıcıl bağlı müqavimətlərin hesablanmasına endirilir. Dövrənin empedansı tapıldıqda, mənbədən keçən cərəyan Ohm qanununa uyğun olaraq tapılır. Bu qanundan istifadə edərək bütün budaqlardakı cərəyanları tapmaq çətin deyil.

Bütün cərəyanları tapdıqdan sonra rezistorların gücünü necə təyin etmək olar? Bunu etmək üçün məşhur düsturdan istifadə edin: P=I2∙R, onu hər müqavimət üçün tətbiq edərək, onların gücünü tapacağıq.

Dövrə elementlərinin xüsusiyyətlərinin eksperimental təyini

Elementlərin arzu olunan xüsusiyyətlərini eksperimental olaraq müəyyən etmək üçün real komponentlərdən verilmiş sxemi yığmaq tələb olunur. Bundan sonra elektrik ölçmə vasitələrinin köməyi ilə bütün lazımi ölçmələr aparılır. Bu üsul zəhmət tələb edir və bahalıdır. Elektrik və elektron cihazların dizaynerləri bu məqsədlə simulyasiya proqramlarından istifadə edirlər. Onların köməyi ilə bütün lazımi hesablamalar aparılır, dövrə elementlərinin müxtəlif vəziyyətlərdə davranışı modelləşdirilir. Yalnız bundan sonra texniki cihazın prototipi yığılır. Belə ümumi proqramlardan biri National Instruments-ın güclü Multisim 14.0 simulyasiya sistemidir.

Bu proqramdan istifadə edərək rezistorların gücünü necə təyin etmək olar? Bu iki yolla edilə bilər. Birinci üsul ampermetr və voltmetr ilə cərəyan və gərginliyin ölçülməsidir. Ölçmə nəticələrini çarpmaqla tələb olunan güc əldə edilir.

Bu dövrədən R3 müqavimət gücünü təyin edirik:

P_{3=U∙I=1, 032∙0, 02=0, 02064 W=20.6mW.}

İkinci üsul da gücün birbaşa ölçülməsidirvattmetrdən istifadə etməklə.

Bu diaqramdan R3 müqavimətinin gücünün P_{3=20,8 mW olduğunu görmək olar. Birinci üsuldakı səhvə görə uyğunsuzluq daha böyükdür. Digər elementlərin səlahiyyətləri eyni şəkildə müəyyən edilir.}