Widerstände sind eines der Hauptelemente in elektrischen Schaltungen. Sie werden verwendet, um den Widerstand zu ändern und den Strom in einem elektrischen Stromkreis zu steuern. In verschiedenen Situationen kann es erforderlich sein, mehrere Widerstände zu verbinden, um die erforderlichen Widerstandswerte zu erreichen. Es gibt drei grundlegende Möglichkeiten, Widerstände zu verbinden: seriell, parallel und gemischt.
Im Falle einer seriellen Verbindung (oder seriellen Verbindung) werden die Widerstände nacheinander verbunden, so dass der Strom in Reihe durch sie fließt. Infolgedessen entspricht der Gesamtwiderstand der Schaltung der Summe der Widerstände jedes Widerstands. Diese Verbindung ermöglicht es, den Widerstand der Schaltung zu erhöhen und den Strom zu reduzieren.
Eine parallele Verbindung von Widerständen beinhaltet die Verbindung von Widerständen, so dass jeder Widerstand parallel zu einem anderen ist. In diesem Fall ist der Gesamtwiderstand der Schaltung kleiner als der kleinste Widerstand unter allen Widerständen in der Schaltung. Eine solche Verbindung wird normalerweise verwendet, um den Strom zu erhöhen und den Schaltungswiderstand zu reduzieren.
Eine gemischte Verbindung kombiniert die serielle und parallele Verbindung von Widerständen. Mit dieser Verbindung können bestimmte Widerstands- und Stromeigenschaften in einem elektrischen Stromkreis erreicht werden. In einer gemischten Verbindung können die Widerstände in Reihe oder parallel geschaltet werden, abhängig von der gewünschten Schaltungskonfiguration.
Die Auswahl der Widerstandsverbindung hängt von der spezifischen Aufgabe und den erforderlichen Eigenschaften des elektrischen Stromkreises ab. Eine serielle Verbindung wird normalerweise verwendet, um den Widerstand zu erhöhen und den Strom zu reduzieren, eine parallele Verbindung, um den Strom zu erhöhen und den Widerstand zu reduzieren, und eine gemischte Verbindung, um eine spezifische Widerstand-Strom-Konfiguration zu erreichen.
Serielle Verbindung von Widerständen
Im elektrischen Schaltplan für die serielle Verbindung von Widerständen sind alle Widerstände nacheinander verbunden, so dass der Strom durch jeden Widerstand in Reihe fließt.
Der Wert des Gesamtwiderstands der Widerstände in der seriellen Verbindung ist gleich der Summe der Widerstände jedes Widerstands:
Der Strom im Stromkreis für die serielle Verbindung der Widerstände ist über alle Widerstände gleich. Dies liegt daran, dass in jedem Widerstand der gleiche Strom fließt.
Die Spannung an jedem Widerstand in der seriellen Verbindung hängt von seinem Widerstand ab. Verschiedene Widerstände beeinflussen unterschiedliche Spannungspegel.
Wenn ein einzelner Widerstand ausfällt oder in einer seriellen Verbindung vom Stromkreis getrennt wird, wird der gesamte Stromkreis abgeschaltet, da der Strom abwechselnd durch jeden Widerstand fließen muss.
Die serielle Verbindung von Widerständen wird häufig verwendet, um verschiedene Widerstandsniveaus in elektrischen Schaltungen festzulegen und die Indikatoren anzupassen. Dies ist auch die Grundlage für die Kombination von Widerständen mit anderen Schaltungselementen wie Kondensatoren und Induktivitäten.
Vorteile, Nachteile, Eigenschaften
Die Verbindung von Widerständen in einer elektrischen Schaltung kann nach verschiedenen Prinzipien erfolgen: seriell, parallel oder gemischt. Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.
Reihenschaltung:
- Einfache Verbindung: die Widerstände sind in Reihe nach miteinander verbunden, wodurch der Prozess der Installation und Verbindung der Schaltung bequem und schnell ist;
- Stromstabilität: In einer seriellen Verbindung ist die Stromstärke durch jeden Widerstand gleich, was Stabilität bei der Übertragung eines elektrischen Signals schafft.
- Der Gesamtwiderstand erhöht sich: Durch die serielle Verbindung der Widerstände addieren sich ihre Werte, was zu einem signifikanten Anstieg des Gesamtwiderstands der Schaltung führen kann;
- Hohe Widerstandswerte: wenn eine große Anzahl von Widerständen in einer seriellen Verbindung verwendet wird, können die Werte der Widerstände als Ergebnis der Summierung sehr groß werden.
Parallelschaltung:
- Der Gesamtwiderstand nimmt ab: in der Parallelschaltung ist der Gesamtwiderstand kleiner als der Wert des kleinsten Widerstands;
- Unterschiedliche Widerstandswerte können verwendet werden: Es können Widerstände mit unterschiedlichen Werten in einer Parallelschaltung verwendet werden, um den Gesamtwiderstand der Schaltung zu steuern.
- Verbindungskomplexität: Für eine parallele Verbindung sind zusätzliche Manipulationen am Anschluss von Widerständen erforderlich;
- Strominstabilität: In einer parallelen Verbindung wird die Stromstärke durch jeden Widerstand unterschiedlich sein, was zu einer ungleichmäßigen Übertragung des elektrischen Signals führen kann.
Gemischte Verbindung:
- Flexible Widerstandseinstellung: Die gemischte Verbindung ermöglicht die Kombination von seriellen und parallelen Widerständen, wodurch mehr Möglichkeiten zur Anpassung des Gesamtwiderstands der Schaltung geschaffen werden;
- Kontrolle von Stromlecks: bei einer gemischten Verbindung ist es möglich, den Stromfluss in verschiedenen Teilen der Schaltung zu steuern.
- Größere Komplexität: Die gemischte Verbindung erfordert komplexere Berechnungen und den Anschluss von Widerständen;
- Erhöhter Widerstand: wenn die Widerstandswerte in der Gemischverbindung falsch angeschlossen und berechnet werden, kann ein erhöhter Gesamtwiderstand der Schaltung auftreten.
Parallelschaltung von Widerständen
Eine parallele Verbindung von Widerständen bedeutet, dass die Enden jedes Widerstands mit denselben Schaltungsknoten verbunden sind. Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind, werden ihre Widerstände durch die umgekehrte Summenformel addiert:
| Wert | Formel |
|---|---|
| Gesamtwiderstand | RDampf = 1/(1/R1 + 1/R2 + . + 1/Rn) |
Die parallele Verbindung von Widerständen hat mehrere Merkmale:
- Der Gesamtwiderstand einer parallelen Verbindung ist immer kleiner als der kleinste Widerstand unter allen zu verbindenden Widerständen.
- Je kleiner der Widerstand jedes Widerstands ist, desto geringer ist der Gesamtwiderstand der Parallelverbindung.
- Wenn ein weiterer Widerstand zur Parallelschaltung der Widerstände hinzugefügt wird, verringert sich der Gesamtwiderstand.
Die parallele Verbindung von Widerständen ist die grundlegende Technik zur Änderung des Schaltungswiderstands in der Elektronik. Es ermöglicht Ihnen, Schaltkreise mit unterschiedlichen Gesamtwiderstandswerten zu erstellen und Strom, Spannung und Leistung in einer Schaltung zu steuern.
Vorteile, Nachteile, Eigenschaften
Wenn Widerstände in einem elektrischen Stromkreis miteinander verbunden werden, ergeben sich verschiedene Verbindungsvarianten, z. B. seriell, parallel und gemischt. Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Vor-, Nachteile und Merkmale, die bei der Konstruktion und Analyse von elektrischen Schaltungen wichtig sind.
Die serielle Verbindung der Widerstände ist dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstände der Widerstände nacheinander in einen Stromkreis verbunden sind. Der Hauptvorteil dieser Art von Verbindung besteht darin, dass sich die Widerstände der Widerstände addieren, was einen größeren Gesamtwiderstand ermöglicht. Darüber hinaus trennen die Widerstände bei serieller Verbindung den Spannungsabfall, was in einigen Fällen nützlich sein kann. Der Nachteil dieser Verbindung besteht jedoch darin, dass der gesamte Stromkreis möglicherweise nicht mehr funktioniert, wenn einer der Widerstände ausfällt.
Die parallele Verbindung von Widerständen impliziert, dass die Widerstände der Widerstände parallel zueinander verbunden sind. Der Hauptvorteil dieser Verbindungsmethode ist, dass der Gesamtwiderstand der Schaltung im Vergleich zu jedem einzelnen Widerstand abnimmt. Darüber hinaus teilen die Widerstände bei einer Parallelschaltung einen allgemeinen Spannungsabfall, der für den Anschluss verschiedener Geräte nützlich sein kann. Der Nachteil einer parallelen Verbindung besteht jedoch darin, dass der elektrische Strom zwischen Widerständen aufgeteilt wird, was zu einer Überhitzung und zum Ausfall einzelner Schaltungselemente führen kann.
Eine gemischte Verbindung von Widerständen ist eine Kombination aus seriellen und parallelen Verbindungen. In diesem Fall können die Widerstände in Reihe und / oder parallel zueinander geschaltet werden. Der Hauptvorteil dieser Art von Verbindung besteht darin, durch verschiedene Widerstandskombinationen unterschiedliche Werte des Gesamtwiderstands der Schaltung zu erhalten. Der Nachteil einer gemischten Verbindung ist das kompliziertere Schaltungsdesign und die Möglichkeit, bei Berechnungen Fehler zu machen.
