Analiza obwodów elektrycznych na początku drogi wiąże się zazwyczaj z prawem Kirchoffa, prawem Ohma oraz wyznaczaniem rezystancji zastępczej . Ten wpis przybliży podstawowe zasady wiążące się z tym zagadnieniem.
Podstawową strukturą jest połączenie szeregowe zaprezentowane na poniższym rysunku.
Po czym stwierdzamy, że połączenie jest szeregowe? Prąd płynąc z jednego zacisku do drugiego (z jednego kółeczka do drugiego) ma tylko jedną możliwą drogę - musi przepłynąć kolejno przez rezystor R1, R2 oraz R3. Fakt ten świadczy o połączeniu szeregowym .
Wyznaczenie rezystancji zastępczej oznacza, że zamiast trzech rezystorów w tej gałęzi, możemy narysować jeden, którego wartość, będzie równoważna do obecnego układu.
Prawda, że proste? Przejdźmy zatem do układu, w którym rezystory są połączone równolegle .
Możemy od razu dostrzec różnicę w stosunku do poprzedniego układu - prąd chcąc przepłynąć z jednego zacisku do drugiego (czyli z góry na dół) może wybrać kilka dróg. Taki sposób połączenia rezystorów nazywa się właśnie połączeniem równoległym .
Powyższy wzór jest uniwersalny niezależnie od ilości rezystorów. Oznacza to, że jeśli by było ich 10, to dodawalibyśmy kolejne odwrotności rezystorów R4, R5 i tak do R10.
Częściej jednak występują połączenia równoległe tylko dwóch rezystorów , a wtedy możemy wykorzystać jeszcze jedną zależność, która upraszcza obliczenia.
Skoro omówiliśmy wszystkie podstawowe zależności, to przećwiczmy je na jednym zadaniu.
Chcąc wyznaczyć rezystancję wypadkową układu, należy dokonać przekształceń krok po kroku. W pierwszej kolejności szukamy połączeń szeregowych - występują dwa: połączenie rezystorów R4 i R5 oraz R2 i R3. Powyższy układ przyjmie zatem postać jak poniżej.
Oznaczenie R45 nawiązuje do rezystancji wypadkowej połączenia rezystora R4 i R5 - analogicznie dla rezystora R23.
Należy jeszcze wyznaczyć ich wartości - skoro były to połączenia szeregowe, to zgodnie ze wzorem otrzymamy:
Mając wyznaczone wartości obu rezystorów dokonujemy dalszych przekształceń. Nie mamy już połączenia szeregowego, możemy jednak dostrzec, że prąd płynąc z górnego zacisku do dolnego ma wybór - popłynąć przez rezystor R45 lub R23. Oznacza to, że są one połączone równolegle. Dokonamy zatem kolejnego przekształcenia.
Połączenie równoległe rezystorów R23 i R45 powoduje zastąpienie tych dwóch elementów jednym - jego rezystancję musimy policzyć, korzystając ze wzorów - wykorzystajmy ten, dla połączenia właśnie dwóch rezystorów.
Ostatnim krokiem jest obliczenie rezystancji zastępczej całego układu. Na rysunku 9 możemy zauważyć, że pozostało nam wykonanie szeregowego połączenia rezystora R1 oraz R2345. Obliczmy zatem rezystancję wypadkową układu.
W ten oto sposób zakończyliśmy zadanie. Mam nadzieję, że przybliżyłem Wam zagadnienie związane z wyznaczaniem rezystancji zastępczej układu, a jeśli jesteście zainteresowani większą ilością wiedzy, zapraszam do obejrzenia mojego kursu Wyznaczanie rezystancji zastępczej (wypadkowej) .
5.0
