Der Widerstand ist einer der Hauptparameter einer elektrischen Schaltung. In einigen Fällen ist es erforderlich, einen zusammengesetzten Widerstand zu sammeln, der eine Kombination mehrerer Widerstände ist. Diese Aufgabe tritt auf, wenn ein bestimmter Widerstandswert erreicht oder ein bestimmtes elektrisches Verhalten der Schaltung erzeugt werden muss.
Je nach Bedarf und Bedingungen gibt es verschiedene Möglichkeiten, den zusammengesetzten Widerstand zusammenzubauen. Eine der wichtigsten Methoden ist die serielle Verbindung von Widerständen. Dabei wird der Widerstand jedes Widerstands addiert, der Gesamtwert wird erhalten, indem alle Widerstände in der Schaltung addiert werden. Diese Methode wird verwendet, wenn der Gesamtwiderstand erhöht werden soll.
Ein anderer gebräuchlicher Weg ist die parallele Verbindung von Widerständen. In diesem Fall nimmt der Schaltungswiderstand ab, da der Gesamtstrom zwischen den Widerständen geteilt wird. Um den endgültigen Widerstandswert in einer parallelen Schaltung zu berechnen, wird eine Formel verwendet, die jeden Widerstand und seine Anzahl berücksichtigt.
Es ist wichtig zu beachten, dass bei der Montage des zusammengesetzten Widerstands die elektrischen Parameter der Widerstände, wie ihre Nennwiderstände und die Leistungsgrenze, berücksichtigt werden müssen. Es ist auch notwendig, die Widerstände richtig an den Stromkreis anzuschließen und sicherzustellen, dass die Berechnungen korrekt sind.
Die Montage eines zusammengesetzten Widerstands aus Widerständen erfordert Sorgfalt und Kenntnis der Grundprinzipien von elektrischen Schaltungen. Es ermöglicht Ihnen, eine Kette mit den gewünschten Eigenschaften zu erstellen und die erforderlichen Arbeitsbedingungen zu erreichen. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass jeder Widerstand zu der Gesamtsumme und dem Verhalten der Kette beiträgt.
Was ist ein zusammengesetzter Widerstand
Der Widerstand wird in Ohm (Ω) gemessen und ist ein Maß dafür, dem elektrischen Strom in einer Schaltung entgegenzuwirken. Wenn mehrere Widerstände in einer Schaltung vorhanden sind, beeinflusst der Widerstand jedes Widerstands den gesamten zusammengesetzten Widerstand.
Es gibt zwei grundlegende Möglichkeiten, Widerstände in einer Schaltung zu konstruieren: eine serielle und eine parallele Verbindung. Bei einer seriellen Verbindung werden die Widerstände addiert, dh der Gesamtwiderstand entspricht der Summe aller Widerstände.
Bei einer parallelen Verbindung wird der Widerstand wieder addiert, dh der umgekehrte Gesamtwiderstand ist gleich der Summe der Rückwiderstände.
Wenn Sie die Widerstandswerte der Widerstände und ihre Konfiguration in der Schaltung kennen, können Sie den zusammengesetzten Widerstand mit den entsprechenden Formeln und elektrischen Gesetzen berechnen.
Der zusammengesetzte Widerstand ist bei der Konstruktion und Analyse von elektrischen Schaltungen unerlässlich. Es ermöglicht Ihnen zu bestimmen, wie sich der Widerstand auf den Stromfluss und den Spannungsabfall im Stromkreis auswirkt. Der zusammengesetzte Widerstand ist auch ein Schlüsselindikator für die Effizienz und den Stromverbrauch von elektrischen Geräten und Systemen.
Schritt 1: Die Grundlagen verstehen
Sie können einzelne Widerstände verschiedener Werte verwenden, um einen zusammengesetzten Widerstand zu erzeugen. Wenn Widerstände in Reihe geschaltet werden, summieren sich ihre Widerstände. Wenn die Widerstände parallel miteinander verbunden sind, werden ihre Widerstände nach der umgekehrten Formel der Summe der umgekehrten Widerstandswerte jedes Widerstands betrachtet.
Aus Gründen der Klarheit und Bequemlichkeit der Berechnungen können Sie eine Tabelle erstellen, in der Sie die Widerstandswerte jedes Widerstands und die Art ihrer Verbindung angeben – seriell oder parallel.
| № Widerstandes | Widerstandswert (Ω) | Verbindung |
|---|---|---|
| 1 | 100 | Paralleles |
| 2 | 150 | Serielles |
| 3 | 200 | Paralleles |
Nun, da die grundlegenden Konzepte klar sind, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren – betrachten Sie die Methoden zum Zusammenbau des zusammengesetzten Widerstands aus Widerständen.
Wie ein Widerstand funktioniert
Der Widerstandswert des Widerstands wird in Ohm (Ω) gemessen. Normalerweise zeigt das Widerstandsgehäuse seinen Nennwiderstand in Ohm und den zulässigen Fehler an. Widerstände können unterschiedliche Widerstandswerte haben, die fest oder veränderbar sein können. Feste Widerstände haben einen konstanten Widerstandswert und können nicht geändert werden, während variable Widerstände es ermöglichen, den Widerstand über einen weiten Bereich zu variieren.
Der Widerstand eines Widerstands hängt von seinen physikalischen Eigenschaften wie Länge, Querschnitt und Material ab. Je länger der Widerstand ist und sein Querschnitt kleiner ist, desto höher ist der Widerstand. Das Material, aus dem der Widerstand besteht, beeinflusst auch seinen Widerstand. Widerstände aus Metall haben normalerweise einen niedrigeren Widerstand, während Widerstände aus Kohlenstoff oder einem anderen Verbundwerkstoff einen höheren Widerstand aufweisen.
Widerstände werden häufig in der Elektronik verwendet, um Strom und Spannung in einer Vielzahl von Geräten zu überwachen und anzupassen. Zum Beispiel werden sie verwendet, um zu verhindern, dass andere Komponenten in einem Stromkreis durch Überstrom beschädigt werden oder um einen Spannungsteiler zu erzeugen. Darüber hinaus werden Widerstände in Filtern, Verstärkern, Stromversorgungen und vielen anderen Anwendungen verwendet.
| Vorteile von Widerständen | Nachteile von Widerständen |
|---|---|
| Einfach zu bedienen und zu installieren | Wandeln elektrische Energie in thermische Energie um, was bei manchen Anwendungen unerwünscht sein kann |
| Erhältlich in einer Vielzahl von Widerstandswerten | Kann aufgrund des zulässigen Fehlers eine geringe Genauigkeit aufweisen |
| Niedrige Kosten |
Widerstandskommunikation bei serieller Verbindung
Wenn die Widerstände seriell verbunden sind, addieren sich ihre Widerstände.
Verwenden Sie die Formel, um den äquivalenten Widerstand $R_$ mehrerer in Reihe geschlossener Widerstände zu berechnen:
Wobei $R_1$, $R_2$, $R_3$, ist . $R_n$ ist der Widerstand von in Reihe geschalteten Widerständen.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, ist der Strom, der durch jeden Widerstand fließt, gleich, da keine Verzweigungen im Stromkreis vorhanden sind. Deshalb können wir das ohmsche Gesetz für jeden Widerstand notieren:
-
Für den ersten Widerstand:
$$U = I \cdot R_1$$
$$U = I \cdot R_2$$
$$U = I \cdot R_3$$
Wobei $U$ die Spannung am Widerstand ist, $I$ der Strom, der durch den Stromkreis fließt, $R_1$, $R_2$, $R_3$, . - widerstände von Widerständen.
Wie aus diesen Gleichungen ersichtlich ist, ist die Spannung an allen Widerständen die gleiche, da die Widerstände in Reihe geschaltet sind und der Strom durch jeden von ihnen fließt. Daher beeinflusst der Widerstand jedes Widerstands den Gesamtstrom in der Schaltung und die Spannung darauf.
Widerstandsbeziehung bei Parallelschaltung
Bei einer parallelen Verbindung sind die Widerstände parallel zueinander angeordnet, dh eine in der Nähe des anderen. Zwei oder mehr Drähte werden zwischen den Kontakten aller zu kombinierenden Widerstände verbunden, so dass ein paralleler Abschnitt des elektrischen Stromkreises gebildet wird.
Die parallele Verbindung von Widerständen hat folgende Merkmale:
| Besonderheit | Die Beschreibung |
| Gesamtspannung | Die Spannung an jedem parallel geschalteten Widerstand ist gleich und entspricht der Spannung an den Anschlusspunkten der Widerstände. |
| Gesamtstrom | Der Gesamtstrom, der durch alle parallel geschalteten Widerstände fließt, entspricht der Summe der Ströme, die durch jeden der Widerstände fließen. |
| Widerstände | Der Widerstand einer parallelen Verbindung von Widerständen wird nach der Formel berechnet: 1 / Pparallel = 1 / P1 + 1 / P2 + 1 / P3 + . + 1 / Rp, wobei der parallele Widerstand der parallel geschalteten Widerstände, P1, P2, P3 usw., der Widerstand jedes Widerstands ist. |
Wenn Sie die Widerstandswerte von Widerständen kennen, können Sie den zusammengesetzten Widerstand bei einer parallelen Verbindung leicht berechnen und ihn bei der Berechnung von elektrischen Stromkreisen verwenden.
Schritt 2: Berechnen des zusammengesetzten Widerstands
Zuerst müssen Sie, wenn alle Widerstände in Reihe geschaltet sind, ihre Werte summieren.
Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, ist die Berechnung des zusammengesetzten Widerstands etwas komplizierter:
- Für zwei Widerstände, zusammengesetzter Widerstand (Rdieser) kann durch die Formel gefunden werden:
- 1/Rdieser = 1/R1 + 1/R2
- Für drei oder mehr Widerstände würde die Berechnung des zusammengesetzten Widerstands wie folgt aussehen:
- 1/Rdieser = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .
Der resultierende Wert für den zusammengesetzten Widerstand wird in denselben Einheiten ausgedrückt wie die Werte der einzelnen Widerstände, die zur Berechnung des zusammengesetzten Widerstands verwendet wurden.
Denken Sie daran, dass wir in diesem Schritt Beispiele für einfache Widerstandskombinationen betrachten. Komplexe Schaltungen erfordern möglicherweise die Verwendung komplexer mathematischer Methoden wie Kirchhoff-Regeln oder komplexe Zahlen, um den zusammengesetzten Widerstand zu berechnen.
Formeln zur Berechnung des zusammengesetzten Widerstands bei einer seriellen Verbindung
Wenn die Widerstände seriell verbunden sind, addieren sich ihre Widerstände:
| Anzahl der Widerstände | Formel zur Berechnung des zusammengesetzten Widerstands |
|---|---|
| 2 widerstände | Rsost = R1 + R2 |
| 3 widerstände | Rsost = R1 + R2 + R3 |
| 4 widerstände | Rsost = R1 + R2 + R3 + R4 |
| n Widerstände | Rsost = R1 + R2 + . + Rn |
- Rsost - verbundwiderstand bei serieller Verbindung;
- R1, R2, . Rn - die Widerstände jedes Widerstands.
Diese Formel macht es einfach, den zusammengesetzten Widerstand zu berechnen, wenn eine beliebige Anzahl von Widerständen seriell verbunden ist.
Formeln zur Berechnung des zusammengesetzten Widerstands bei einer parallelen Verbindung
Wenn mehrere Widerstände parallel verbunden sind, kann der Gesamtwiderstand mit der folgenden Formel berechnet werden:
wobei Rallgemein - gesamtwiderstand, R1, R2, . Rn - die Widerstände jedes Widerstands.
Wenn die Widerstände der Widerstände gleich sind, können Sie die folgende Formel zur Berechnung verwenden:
wobei R der Widerstand jedes Widerstands ist, ist n die Anzahl der Widerstände.
Schritt 3: Anwendungsbeispiele
Die zusammengesetzten Widerstände aus Widerständen können in verschiedenen Situationen verwendet werden. Im Folgenden sind einige Anwendungsbeispiele aufgeführt:
1. Bestimmung des Widerstands eines unbekannten Elements: Durch den Anschluss eines unbekannten Elements mit Widerständen an eine Gleichstromquelle kann ein Verbundwiderstand gesammelt und der Gesamtwiderstand mit einem Voltmeter und einem Amperemeter gemessen werden. Anhand der bekannten Widerstandswerte können Sie dann den Widerstand eines unbekannten Elements berechnen.
2. Einstellen der Stromstärke: Durch den Anschluss von Widerständen mit unterschiedlichen Werten an eine Gleichstromquelle kann ein Widerstand erzeugt werden, der die Stromstärke im Stromkreis reguliert. Dies kann beispielsweise beim Einrichten von Lichtschaltkreisen oder beim Steuern der Motordrehzahl nützlich sein.
3. Signalfilterung: Indem Sie Widerstände in Schaltungen mit elektronischen Geräten platzieren, können Sie einen Filter erstellen, der nur bestimmte Signalfrequenzen durchlässt. Dies kann beispielsweise bei der Verarbeitung von Audiosignalen oder beim Filtern von Störungen im Stromnetz nützlich sein.
Dies sind nur einige Beispiele für die Anwendung von zusammengesetzten Widerständen. Widerstände können in vielen anderen Bereichen verwendet werden, einschließlich Elektronik, Elektrotechnik, LED-Technik, Instrumentierung und mehr.
