유용한 팁

직렬 전류 강도

옴의 법칙과 Kirchhoff의 첫 번째 및 두 번째 규칙에서 다음과 같습니다.

병렬 연결에서 총 저항의 역수는 가지의 역 저항의 합과 같습니다.

병렬 연결을 사용하면 회로의 총 저항이 분기 저항의 최소값보다 작습니다.

1 / R = G이므로, 즉 전도도
병렬로 연결되면 개별 가지의 전기 전도도가 합쳐집니다.

저항의 직렬 및 병렬 연결

모든 부하에는 전류의 자유 흐름을 방해하는 저항이 있습니다. 경로는 전류 소스에서 도체를 통해 부하로 전달됩니다. 정상적인 전류 통과를 위해 도체는 우수한 전도성을 가지고 전자를 쉽게 방출해야합니다. 이 조항은 직렬 연결이 무엇인지 고려할 때 더욱 유용합니다.

대부분의 전기 회로는 구리 도체를 사용합니다. 각 회로에는 에너지 수신기가 있으며 저항이 다른 부하가 있습니다. 연결 매개 변수는 3 개의 저항 R1, R2, R3으로 구성된 외부 전류 소스 회로에서 가장 잘 보입니다. 직렬 연결에는 폐쇄 회로에 이러한 요소가 순차적으로 포함됩니다. 즉, R1의 시작은 R2의 끝에 연결되고 R2의 시작은 R3의 끝에 연결됩니다. 이러한 체인에는 여러 개의 저항이있을 수 있습니다. 이 기호는 계산에서 직렬 및 병렬 연결을 사용합니다.

모든 섹션의 전류 강도는 동일합니다 : I = I1 = I2 = I3. 그리고 전체 회로 저항은 모든 부하의 저항의 합입니다 : R = R1 + R2 + R3. 직렬 연결로 전압이 무엇인지 결정하는 것만 남아 있습니다. 옴의 법칙에 따라 전압은 전류와 저항의 강도입니다. U = IR. 전류는 모든 곳에서 동일하기 때문에 전류 소스의 전압은 각 부하의 전압의 합과 같습니다 .U = U1 + U2 + U3.

일정한 전압 값을 사용하면 직렬 연결 중 전류는 회로의 저항에 따라 다릅니다. 따라서, 부하 중 하나 이상에서 저항이 변할 때 저항은 전체 회로에서 변한다. 또한 각 부하의 전류 및 전압이 변경됩니다. 직렬 연결의 주요 단점은 회로 중 하나라도 고장난 경우 회로의 모든 요소가 종료된다는 것입니다.

병렬 연결을 사용하여 완전히 다른 전류, 전압 및 저항 특성을 얻을 수 있습니다. 이 경우 하중의 시작과 끝은 두 개의 공통 지점에 연결됩니다. 일종의 전류 분기가 발생하여 총 저항이 감소하고 전기 회로의 총 전도도가 증가합니다.

이러한 속성을 표시하려면 옴의 법칙이 다시 필요합니다. 이 경우 병렬 연결의 현재 강도와 공식은 다음과 같습니다 .I = U / R. 따라서 n 번째의 동일한 저항을 병렬로 연결하면 회로의 총 저항은 Rtotal = R / n보다 n 배 작습니다. 이것은 이러한 부하의 저항과 관련하여 부하에서 전류의 역 비례 분포를 나타냅니다. 즉, 병렬 연결된 저항이 증가하면 전류 강도가 비례하여 감소합니다. 공식의 형태로 모든 특성은 다음과 같이 표시됩니다 : 전류 강도-I = I1 + I2 + I3, 전압-U = U1 = U2 = U3, 저항-1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.

소자 사이의 전압 값이 일정하면이 저항의 전류는 서로 의존하지 않습니다. 하나 이상의 저항기가 회로에서 분리 된 경우 켜져있는 다른 장치의 작동에는 영향을 미치지 않습니다. 이 요소는 전기 기기의 병렬 연결의 주요 이점입니다.

회로에서는 일반적으로 직렬 연결과 병렬 저항 연결 만 사용되지 않으며 혼합 연결이라고하는 조합 된 형태로 사용됩니다. 이러한 사슬의 특성을 계산하기 위해 두 버전의 공식이 사용됩니다. 모든 계산은 개별 섹션의 매개 변수가 처음 결정될 때 여러 단계로 나뉘며 그 후에는 합산되어 전체 결과가 얻어집니다.

도체의 직렬 및 병렬 연결 법칙

다양한 유형의 화합물 계산에 사용되는 주요 법칙은 옴의 법칙입니다. 주요 위치는 회로 전류 강도의 현장에 존재하며 전압에 직접 비례 하고이 영역의 저항에 반비례합니다. 공식의 형태 로이 법칙은 다음과 같습니다 : I = U / R. 직렬 또는 병렬로 연결된 전기 회로 계산의 기초로 사용됩니다. 옴의 법칙에 대한 계산 순서와 모든 매개 변수의 의존성이 그림에 명확하게 표시되어 있습니다. 직렬 연결 공식도 이것에서 파생됩니다.

다른 수량을 포함하는 더 복잡한 계산에는 Kirchhoff 규칙을 적용해야합니다. 주요 위치는 여러 직렬 연결 전류 소스가 각기 EMF의 대수 합을 구성하는 기전력 (EMF)을 갖게된다는 것입니다. 이 배터리의 총 저항은 각 배터리의 저항의 합으로 구성됩니다. EMF와 내부 저항이 같은 n 번째 소스가 병렬로 연결된 경우 EMF의 총량은 모든 소스의 EMF와 같습니다. 내부 저항의 값은 rv = r / n입니다. 이 규정은 전류원뿐만 아니라 도체의 병렬 연결 공식을 포함한 도체에도 관련됩니다.

소스의 emf가 다른 의미를 갖는 경우 회로의 다른 부분에서 전류 강도를 계산하기 위해 추가 Kirchhoff 규칙이 적용됩니다.

지휘자 유형

물질에 의한 전류의 전도성은 그 안에 자유 전하 운반체의 존재와 관련이 있습니다. 그들의 수는 전자 구성에 의해 결정됩니다. 이를 위해 물질의 화학식이 필요하며 총 수를 계산할 수 있습니다. 각 요소의 값은 Dmitry Ivanovich Mendeleev의 주기적 시스템에서 가져옵니다.

전류는 전자기장에 영향을받는 자유 전하 운반체의 순서대로 이동합니다. 전류가 물질을 통해 흐를 때, 하전 입자의 흐름은 결정 격자의 노드와 상호 작용하고, 입자의 운동 에너지의 일부는 열 에너지로 변환됩니다. 다시 말해, 입자는 원자에“부딪 히고”다시 전자기장의 영향을 받아 속도를 유지하면서 다시 움직입니다.

결정 격자의 노드와 입자의 상호 작용 과정을 재료의 전기 전도성 또는 저항이라고합니다. 측정 단위는 옴이며 저항계를 사용하여 결정하거나 계산할 수 있습니다. 전도성의 특성에 따라 물질은 3 그룹으로 나눌 수 있습니다.

  1. 도체 (모든 금속, 이온화 ​​가스 및 전해액).
  2. 반도체 (Si, Ge, GaAs, InP 및 InSb).
  3. 비 도체 (유전체 또는 절연체).

도체는 원자 구조에 자유 전자, 음이온, 양이온 및 이온을 포함하기 때문에 항상 전류를 전도합니다. 반도체는 자유 전자 및 정공의 존재 또는 부재에 영향을주는 특정 조건에서만 전기를 전도합니다. 전도도에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다. 온도, 빛 등. 유전체에는 구조에 자유 전하 운반체가 없기 때문에 전기를 전혀 전도하지 않습니다. 계산을 수행 할 때 각 아마추어 무선 통신 사업자는 물리량에 대한 저항의 의존성을 알아야합니다.

저항 의존성

전기 전도도의 값은 계산, 저항 부하 요소 (저항) 제조, 수리 및 설계시 고려해야 할 몇 가지 요소에 따라 달라집니다. 이러한 요소에는 다음이 포함됩니다.

  1. 주변 및 재료 온도.
  2. 전기 수량.
  3. 물질의 기하학적 특성.
  4. 도체로 만들어진 재료의 유형 (반도체).

전기 값에는 전위차 (전압), 기전력 (EMF) 및 전류 강도가 포함됩니다. 도체의 형상은 길이와 단면적입니다.

전기 수량

전기 매개 변수에 대한 전도성의 의존성은 옴의 법칙에 의해 결정됩니다. 두 가지 공식이 있습니다. 하나는 플롯에 대한 것이고 다른 하나는 완전한 체인에 대한 것입니다. 첫 번째 경우, 비율은 간단한 공식에 의해 전류 강도 (I) 및 전압 (U)의 값을 기반으로 결정됩니다 .I = U / R.이 비율에서 전압의 전류에 대한 직접적인 비례 관계와 저항에 반비례하는 것을 볼 수 있습니다. R을 표현할 수 있습니다 : R = U / I.

전체 섹션의 전기 전도도를 계산하려면 EMF (e), 전류 강도 (i) 및 전원 공급 장치 (Rin)의 내부 저항 : i = e / (R + Rin) 사이의 비율을 사용해야합니다. 이 경우 R 값은 다음 공식으로 계산됩니다. R = (e / i)-Rin. 그러나 계산을 수행 할 때 기하학적 매개 변수와 도체 유형을 고려해야합니다. 이는 계산에 크게 영향을 줄 수 있기 때문입니다.

유형 및 기하학적 매개 변수

전기 전도도에 대한 물질의 특성은 결정 격자의 구조와 자유 캐리어의 수에 의해 결정됩니다. 이를 바탕으로 물질의 유형은 전기 전도도의 양을 결정하는 핵심 요소입니다. 과학에서 물질의 유형을 결정하는 계수는 문자 "p"로 표시되며 저항률이라고합니다. 다양한 재료 (섭씨 +20도)의 가치는 특수 표에서 찾을 수 있습니다.

때로는 계산의 편의를 위해 역전 값이 사용되며이를 특정 전도도 (σ)라고합니다. p = 1 / σ의 관계로 저항과 관련이 있습니다. 단면적 (S)은 전기 저항에 영향을줍니다. 물리적 관점에서, 의존성은 다음과 같이 이해 될 수있다 : 작은 단면으로, 결정 격자의 노드와 전류 입자의 더 빈번한 상호 작용이 발생한다. 단면은 특수 알고리즘으로 계산할 수 있습니다.

  1. 캘리퍼로 도체의 기하학적 매개 변수 (직경 또는 측면 길이)를 측정하십시오.
  2. 재료의 모양을 시각적으로 결정하십시오.
  3. 참고 서적 또는 인터넷에있는 공식에 따라 단면적을 계산하십시오.

도체가 복잡한 구조를 갖는 경우, 하나의 요소의 S 값을 계산 한 다음 그 결과에 구성에 포함 된 요소의 수를 곱해야합니다. 예를 들어, 와이어가 꼬인 경우 한 코어에 대해 S를 계산해야합니다. 그런 다음, 얻은 S 값에 코어 수를 곱해야합니다. 위의 값에 대한 R의 의존성은 비율의 형태로 쓰여질 수 있습니다 : R = p * L / S. 문자 "L"은 도체의 길이입니다. 그러나 정확한 계산을 위해서는 환경 및 도체의 온도 표시기를 고려해야합니다.

온도 표시기

물리적 실험에 근거한 물질의 저항에 대한 온도 의존성의 증거가 있습니다. 실험을 수행하려면 전원, 니크롬 나선, 전류계와 전압계의 연결 와이어로 구성된 전기 회로를 조립해야합니다. 전류와 전압을 각각 측정하려면 장치가 필요합니다. 전기가 흐르면 니크롬 스프링이 가열됩니다. 예열되면 전류계 판독 값이 감소합니다. 이 경우 전압계에서 알 수 있듯이 회로 섹션에서 상당한 전압 강하가 발생합니다.

무선 공학에서 전압 크기의 감소를 드로우 다운 또는 딥이라고합니다. p가 온도에 의존하는 공식은 p = p0 * [1 + a * (t-20)] 형식입니다. p0 값은 표에서 가져온 재료의 저항률이고 문자 "t"는 도체의 온도입니다.

온도 계수 "a"는 금속-a> 0 및 전해액-저항성 무선 구성 요소의 조합에 대해 다음 값을 갖습니다.

필요한 저항 값을 얻기 위해 병렬 및 직렬의 두 가지 유형의 저항 연결이 사용됩니다. 그것들이 병렬로 연결된 경우 한 저항의 두 핀을 다른 저항의 두 핀에 연결해야합니다. 연결이 직렬이면 저항의 한 단자가 다른 저항의 한 단자에 연결됩니다. 연결은 필요한 저항 값을 얻거나 회로를 통해 흐르는 전류의 전력 소비를 높이기 위해 사용됩니다.

각각의 화합물은 특정 특성을 갖는다. 또한 여러 저항을 직렬 또는 병렬로 결합 할 수 있습니다. 또한 화합물이 혼합 될 수 있는데, 즉 두 가지 유형의 무선 성분 조합이 사용된다.

병렬 연결

병렬 연결을 사용하면 모든 저항의 전압 값이 동일하며 전류 강도는 총 저항에 반비례합니다. 인터넷에서 웹 개발자는 저항의 병렬 연결의 총 저항을 계산하기 위해 온라인 계산기를 만들었습니다.

병렬 연결의 총 저항은 다음 공식으로 계산됩니다 : 1 / Rtotal = (1 / R1) + (1 / R2) + ... + (1 / Rn). 수학적 변환을 수행하고 공통 분모를 생성하면 Rtotal을 계산하기위한 편리한 병렬 연결 수식이 제공됩니다. Rtotal = (R1 * R2 * ... * Rn) / (R1 + R2 + ... + Rn) 형식입니다. 두 개의 무선 구성 요소에 대해서만 Rtotal 값을 계산해야하는 경우 병렬 저항 공식의 형식은 Rtotal = (R1 * R2) / (R1 + R2)입니다.

소자 회로를 수리 또는 설계 할 때, 특정 저항 값을 얻기 위해 여러 저항 소자를 결합하는 문제가 발생한다. 예를 들어, 특정 요소 체인에 대한 Rtotal의 값은 8 Ohms이며 계산에서 얻습니다. 무선 아마추어는 원하는 값을 얻기 위해 공칭 값을 선택해야하는 작업에 직면 해 있습니다 (표준 저항 열에는 공칭 값이 8 옴인 무선 부품이없고 7.5 및 8.2 만 있음). 이 경우 저항 요소의 병렬 연결에서 저항을 찾아야합니다. 두 요소의 Rtotal 값은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

  1. 16 옴 저항이 작동합니다.
  2. 공식에서 R = (16 * 16) / (16 + 16) = 256/32 = 8 (Ohms)로 대체하십시오.

경우에 따라 필요한 값을 선택하는 데 더 많은 시간을 소비해야합니다. 두 가지뿐만 아니라 세 가지 요소를 적용 할 수 있습니다. 현재 강도는 첫 번째 키르히 호프 법칙을 사용하여 계산됩니다. 이 법칙은 다음과 같습니다. 회로를 따라 들어가고 흐르는 전류의 총 값은 출력 값과 같습니다. 두 개의 저항으로 구성된 회로의 전류 크기 (병렬 연결) 다음 알고리즘에 의해 계산됩니다.

  1. R1 및 R2를 통해 흐르는 전류 : 각각 I1 = U / R1 및 I2 = U / R2.
  2. 총 전류는 저항에 전류를 추가하는 것입니다. Itotal = I1 + I2.

예를 들어 회로가 16 및 7.5 옴 정격과 병렬로 연결된 2 개의 저항으로 구성된 경우. 12V 전원으로 전원이 공급되며 첫 번째 저항의 전류 값은 다음과 같이 계산됩니다 : I1 = 12/16 = 0.75 (A). 두 번째 저항에서 전류는 I2 = 12 / 7.5 = 1.6 (A)와 같습니다. 전체 전류는 Kirchhoff의 법칙에 따라 결정됩니다 : I = I1 + I2 = 1.6 + 0.75 = 2.35 (A).

직렬 연결

저항의 직렬 연결은 무선 엔지니어링에도 사용됩니다. 총 저항, 전압 및 전류를 찾는 방법은 병렬 연결과 다릅니다. 기본 연결 규칙은 다음과 같습니다.

  1. 회로의 전류는 변하지 않습니다.
  2. 총 전압은 각 저항의 전압 강하의 합과 같습니다.
  3. 총계 = R1 + R2 + ... + Rn.

이 작업의 예는 다음과 같습니다. 2 개의 저항 (16 및 7.5Ω)으로 구성된 체인은 12V 소스와 0.5A의 전류로 전원이 공급됩니다. 각 요소의 전기 매개 변수를 계산해야합니다. 계산 절차는 다음과 같습니다.

  1. I = I1 = I2 = 0.5 (A).
  2. 총계 = R1 + R2 = 16 + 7.5 = 23.5 (옴).
  3. 전압 강하 : U1 = I * R1 = 0.5 * 16 = 8 (V) 및 U2 = I * R2 = 0.5 * 7.5 = 3.75 (V).

연결 와이어의 저항은이 계산에서 고려되지 않기 때문에 전압 평등이 항상 충족되는 것은 아닙니다 (12V는 8 + 3.75 = 11.75V와 같지 않습니다). 회로가 복잡하고 두 가지 유형의 연결이있는 경우 플롯에서 계산을 수행해야합니다. 우선 병렬 연결을 계산 한 다음 직렬을 계산하십시오.

따라서 저항을 병렬 및 직렬로 연결하면 장치를 설계하거나 수리 할 때 필요한 무선 부품 등급이없는 경우뿐만 아니라보다 정확한 저항 값을 얻을 수 있습니다.