Bei der Arbeit mit elektronischen Schaltungen besteht oft die Notwendigkeit, den Gesamtwiderstand eines in Reihe geschalteten Widerstandsnetzes zu kennen. Eine solche Verbindung ist eine aufeinanderfolgende Verbindung mehrerer Widerstände zueinander, bei der Strom in Reihe durch jeden von ihnen fließt. In diesem Fall müssen Sie wissen, wie Sie den äquivalenten Widerstand eines gegebenen Netzwerks finden können.
Um einen äquivalenten Widerstand von in Reihe geschalteten Widerständen zu finden, muss das ohmsche Gesetz angewendet werden. Nach diesem Gesetz ist die Spannung am Widerstand proportional zum durch ihn strömenden Strom und dem Widerstand des Widerstands. Daher kann jeder Widerstand in einem in Reihe geschalteten Widerstandsnetz als ein separates Element betrachtet werden, durch das der Gesamtstrom fließt.
Um den Gesamtwiderstand eines in Reihe geschalteten Widerstandsnetzes zu finden, müssen alle Widerstandswerte addiert werden. Die Summe der Widerstände entspricht dem Widerstand eines gegebenen Netzwerks. Dies kann durch die folgende Formel dargestellt werden: R_eq = R1 + R2 + R3 + . + Rn, wobei R_eq der äquivalente Widerstand ist, R1, R2, R3, . . Die Rn - Widerstände jedes Widerstands.
Wenn Sie den äquivalenten Widerstand von Widerständen in einer seriellen Verbindung finden, können Sie die Berechnungen in elektrischen Schaltungen und Schaltungen vereinfachen und das Verhalten des Stroms im Netzwerk genauer beurteilen.
Nachdem Sie nun das Funktionsprinzip kennen und den äquivalenten Widerstand von in Reihe geschalteten Widerständen finden, können Sie diese Informationen für eine bequemere Arbeit mit elektronischen Schaltungen und genauere Berechnungen der elektrischen Eigenschaften verwenden.
Was ist der äquivalente Widerstand?
Ein äquivalenter Widerstand kann verwendet werden, um komplexe Schaltungen zu vereinfachen und ihre elektrischen Eigenschaften zu analysieren. Bei der seriellen Verbindung von Widerständen kann ihr äquivalenter Widerstand unter Anwendung des ohmschen Gesetzes und des Gesetzes der konjugierten Leitfähigkeiten gefunden werden.
Um den äquivalenten Widerstand der in Reihe geschalteten Widerstände zu finden, werden die Widerstandswerte jedes Widerstands addiert. Anwenden einer Formel:
Req = R1 + R2 + R3 + . + Rn
wobei Req der äquivalente Widerstand ist,
R1, R2, R3, . Rn - die Widerstandswerte jedes Widerstands.
Daher entspricht der äquivalente Widerstand der Widerstände in der seriellen Verbindung der Summe ihrer individuellen Widerstände.
Wenn Sie den äquivalenten Widerstand kennen, können Sie den Strom im Stromkreis bei einer gegebenen Spannung berechnen und umgekehrt.
Wie berechnet man den äquivalenten Widerstand
Der äquivalente Widerstand bei der seriellen Verbindung von Widerständen kann mit einer Formel berechnet werden:
Reqb = R1 + R2 + R3 + . + Rn
wobei Rekv der äquivalente Widerstand ist, R1, R2, R3, . . Rn - Widerstände von in Reihe geschalteten Widerständen.
Um den äquivalenten Widerstand zu berechnen, müssen Sie die Widerstandswerte jedes Widerstands kennen und dann einfach ihre Werte addieren.
Wenn zum Beispiel drei Widerstände mit Werten von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm vorhanden sind, wird der äquivalente Widerstand sein:
Rekv = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm
Daher beträgt der Wert des äquivalenten Widerstands in diesem Fall 60 Ohm.
Die Berechnung des äquivalenten Widerstands kann für die Planung und Gestaltung elektrischer Schaltungen sowie für die Bestimmung des Gesamtwiderstands einer Schaltung wichtig sein.
Denken Sie daran, dass die Formel für die Berechnung des äquivalenten Widerstands bei paralleler Verbindung von Widerständen unterschiedlich ist.
Vor- und Nachteile der seriellen Verbindung von Widerständen
Die Hauptvorteile der seriellen Verbindung von Widerständen sind:
| 1. | Einfache Berechnung: wenn Sie den Widerstand der Widerstände in Reihe verbinden, kann ihr äquivalenter Widerstand als Summe aller Widerstandswerte berechnet werden. Dies macht den Berechnungsprozess sehr einfach und unkompliziert. |
| 2. | Einfache Verbindung: Widerstände können auf einfache Weise in Reihe geschaltet werden - nacheinander, ohne dass komplizierte Drähte oder zusätzliche Elemente hinzugefügt werden müssen. |
| 3. | Strom sparen: in einer seriellen Schaltung ist der Strom für jeden Widerstand gleich, was den Prozess der Berechnung und Steuerung des Stromflusses erleichtert. |
Die serielle Verbindung von Widerständen hat jedoch auch ihre Nachteile:
| 1. | Erhöhung des Gesamtwiderstands: wenn die Widerstände aufeinanderfolgend verbunden sind, ist ihr äquivalenter Widerstand die Summe aller Werte. Dies kann dazu führen, dass der Gesamtwiderstand des Stromkreises ansteigt, was die Effizienz des elektrischen Stromkreises beeinträchtigen kann. |
| 2. | Erhöhung des Stromverbrauchs: wenn der Gesamtwiderstand des Stromkreises erhöht wird, kann auch der Stromverbrauch zunehmen. Dies kann zu einer Erwärmung der Widerstände und zu einem Energieverlust in Form von überschüssiger Wärme führen. |
Bei der Konstruktion und Auswahl einer seriellen Verbindung von Widerständen müssen alle diese Faktoren berücksichtigt werden und ein Gleichgewicht zwischen der Einfachheit der Berechnung und der Effizienz der Schaltung gefunden werden.
Beispiele für die Berechnung des äquivalenten Widerstands
Um den Prozess des Findens eines äquivalenten Widerstands bei der seriellen Verbindung von Widerständen zu erklären, betrachten wir einige einfache Beispiele:
- Lassen Sie zwei Widerstände mit einem Widerstand von 10 Ohm und 20 Ohm vorhanden sein. Um den äquivalenten Widerstand zu bestimmen, müssen Sie die Widerstandswerte addieren:
- Widerstand des ersten Widerstands = 10 Ohm
- Widerstand des zweiten Widerstands = 20 Ohm
Äquivalenter Widerstand = 10 Ohm + 20 Ohm = 30 Ohm
- Widerstand des ersten Widerstands = 5 Ohm
- Widerstand des zweiten Widerstands = 10 Ohm
- Dritter Widerstand = 15 Ohm
Äquivalenter Widerstand = 5 Ohm + 10 Ohm + 15 Ohm = 30 Ohm
In diesen Beispielen wird der äquivalente Widerstand durch Addieren der Widerstandswerte der Widerstände bestimmt. Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, entspricht der äquivalente Widerstand immer der Summe der Widerstände in der Schaltung.
