Konsisten Sambungan resistor ini disebut ketika ujung satu konduktor dihubungkan ke awal konduktor lainnya, dan seterusnya. (Gbr. 1). Pada koneksi serial Kuat arus pada setiap bagian rangkaian listrik adalah sama. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa muatan tidak dapat terakumulasi di titik-titik rangkaian. Akumulasi mereka akan menyebabkan perubahan kekuatan medan listrik, dan akibatnya perubahan kekuatan arus. Itu sebabnya

\(~Saya = Saya_1 = Saya_2 .\)

Pengukur amper A mengukur kekuatan arus dalam rangkaian dan mempunyai nilai yang kecil resistensi internal (R SEBUAH → 0).

Termasuk voltmeter V 1 dan V 2 mengukur tegangan kamu 1 dan kamu 2 tentang resistensi R 1 dan R 2. pengukur tegangan volt V mengukur apa yang disuplai ke terminal Μ Dan N voltase kamu. Voltmeter menunjukkan bahwa bila dihubungkan secara seri, tegangannya kamu sama dengan jumlah tekanan pada wilayah yang terpisah rantai:

\(~U = U_1 + U_2 .\qquad (1)\)

Menerapkan hukum Ohm untuk setiap bagian rangkaian, kita memperoleh:

\(~U = IR; \ U_1 = IR_1; \ U_2 = IR_2 ,\)

Di mana R- resistansi total rangkaian terhubung seri. Mengganti kamu, kamu 1 , kamu 2 menjadi rumus (1), kita punya

\(~IR = IR_1 + IR_2 \Panah Kanan R = R_1 + R_2 .\)

N Resistor-resistor yang dirangkai seri sama dengan jumlah resistansi dari resistor-resistor tersebut:

\(~R = R_1 + R_2 + \ldots R_n\) , atau \(~R = \sum_(i=1)^n R_i .\)

Jika resistansi masing-masing resistor sama satu sama lain, mis. R 1 = R 2 = ... = R n, maka hambatan total resistor-resistor tersebut jika dihubungkan secara seri N kali resistansi satu resistor: R = nR 1 .

Ketika resistor dihubungkan secara seri, relasi \(~\frac(U_1)(U_2) = \frac(R_1)(R_2)\) valid, yaitu Tegangan pada resistor berbanding lurus dengan resistansi.

Paralel Sambungan resistor ini disebut ketika beberapa ujung dari semua resistor dihubungkan ke satu simpul, ujung lainnya ke simpul lain (Gbr. 2). Node adalah suatu titik dalam suatu rangkaian bercabang dimana lebih dari dua konduktor bertemu. Saat menghubungkan resistor secara paralel ke titik Μ Dan N voltmeter terhubung. Ini menunjukkan bahwa tegangan pada masing-masing bagian rangkaian dengan resistansi R 1 dan R 2 sama. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa kerja gaya-gaya medan listrik stasioner tidak bergantung pada bentuk lintasan:

\(~U = U_1 = U_2 .\)

Ammeter menunjukkan bahwa arusnya adalah SAYA pada bagian rangkaian yang tidak bercabang sama dengan jumlah arus SAYA 1 dan SAYA 2 konduktor terhubung paralel R 1 dan R 2:

\(~I = I_1 + I_2 .\qquad (2)\)

Hal ini juga mengikuti hukum konservasi muatan listrik. Mari kita terapkan hukum Ohm pada masing-masing bagian rangkaian dan seluruh rangkaian dengan hambatan yang sama R:

\(~I = \frac(U)(R) ; \ I_1 = \frac(U)(R_1) ; \ I_2 = \frac(U)(R_2) .\)

Mengganti SAYA, SAYA 1 dan SAYA 2 ke dalam rumus (2), kita peroleh:

\(~\frac(U)(R) = \frac(U)(R_1) + \frac(U)(R_2) \Panah Kanan \frac(1)(R) = \frac(1)(R_1) + \ frak(1)(R_2) .\)

Nilai kebalikan dari resistansi suatu rangkaian yang terdiri dari N resistor yang dihubungkan secara paralel sama dengan jumlah nilai kebalikan dari resistansi resistor tersebut:

\(~\frac 1R = \jumlah_(i=1)^n \frac(1)(R_i) .\)

Jika semua orang menolak N resistor yang dihubungkan secara paralel adalah identik dan sama R 1 lalu \(~\frac 1R = \frac(n)(R_1)\) . Dari manakah \(~R = \frac(R_1)(n)\) berasal?

Hambatan suatu rangkaian terdiri dari N resistor terhubung paralel identik, in N kali lebih kecil dari resistensi masing-masingnya.

Saat menghubungkan resistor secara paralel, hubungan berikut berlaku: \(~\frac(I_1)(I_2) = \frac(R_2)(R_1)\), yaitu. Kuat arus pada cabang-cabang suatu rangkaian yang dihubungkan paralel berbanding terbalik dengan hambatan cabang-cabang tersebut.

Literatur

Aksenovich L. A. Fisika di sekolah menengah: Teori. Tugas. Tes: Buku Ajar. tunjangan bagi lembaga penyelenggara pendidikan umum. lingkungan hidup, pendidikan / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K.S.Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P. 257-259.

Resistensi konduktor. Sambungan konduktor paralel dan seri.

Hambatan listrik- besaran fisis yang mencirikan sifat-sifat suatu penghantar untuk mencegah lewatnya arus listrik dan sama dengan perbandingan tegangan pada ujung-ujung penghantar dengan kuat arus yang mengalir melaluinya. Resistansi untuk rangkaian arus bolak-balik dan medan elektromagnetik bolak-balik dijelaskan dengan konsep impedansi dan impedansi karakteristik. Resistansi (resistor) juga disebut komponen radio yang dirancang untuk memasukkan resistansi aktif ke dalam rangkaian listrik.

Perlawanan (sering dilambangkan dengan huruf R atau R) dianggap, dalam batas-batas tertentu, suatu nilai konstan untuk konduktor tertentu; itu dapat dihitung sebagai

R- perlawanan;

kamu- beda potensial listrik (tegangan) pada ujung konduktor;

SAYA- kekuatan arus yang mengalir antara ujung-ujung konduktor di bawah pengaruh beda potensial.

Untuk koneksi serial konduktor (Gbr. 1.9.1), kekuatan arus di semua konduktor adalah sama:

Menurut hukum Ohm, tegangan kamu 1 dan kamu 2 pada konduktor adalah sama

Pada sambungan seri, hambatan total rangkaian sama dengan jumlah hambatan masing-masing penghantar.

Hasil ini berlaku untuk sejumlah konduktor yang dihubungkan secara seri.

Dalam koneksi paralel (Gbr. 1.9.2) tegangan kamu 1 dan kamu 2 pada kedua konduktor adalah sama:

Hasil ini mengikuti fakta bahwa pada titik percabangan saat ini (node A Dan B) dalam sebuah rantai DC biaya tidak dapat terakumulasi. Misalnya saja pada node A dalam waktu Δ T muatannya bocor SAYAΔ T, dan muatan mengalir keluar dari node pada saat yang bersamaan SAYA 1Δ T + SAYA 2Δ T. Karena itu, SAYA = SAYA 1 + SAYA 2 .

Menulis berdasarkan hukum Ohm

Bila penghantar dihubungkan secara paralel, kebalikan dari hambatan total rangkaian sama dengan jumlah kebalikan dari hambatan dari penghantar yang dihubungkan secara paralel.

Hasil ini berlaku untuk sejumlah konduktor yang dihubungkan secara paralel.

Rumus untuk sambungan seri dan paralel konduktor memungkinkan dalam banyak kasus untuk menghitung resistansi rangkaian kompleks yang terdiri dari banyak resistor. Pada Gambar. 1.9.3 menunjukkan contoh rangkaian yang kompleks dan menunjukkan urutan perhitungannya.

Perlu dicatat bahwa tidak semua rangkaian kompleks yang terdiri dari konduktor dengan resistansi berbeda dapat dihitung menggunakan rumus sambungan seri dan paralel. Pada Gambar. 1.9.4 menunjukkan contoh rangkaian listrik yang tidak dapat dihitung menggunakan metode di atas.

Sambungan resistor seri, paralel, dan campuran. Sejumlah besar penerima termasuk dalam rangkaian listrik ( lampu listrik, alat pemanas listrik, dll), dapat dianggap sebagai beberapa elemen yang memiliki tertentu perlawanan. Keadaan ini memberi kita kesempatan ketika menyusun dan mempelajarinya diagram kelistrikan ganti penerima tertentu dengan resistor dengan resistansi tertentu. Membedakan metode berikut koneksi resistor(penerima energi listrik): serial, paralel dan campuran.

Sambungan seri resistor. Untuk koneksi serial beberapa resistor, ujung resistor pertama dihubungkan ke awal resistor kedua, ujung resistor kedua ke awal resistor ketiga, dan seterusnya. Dengan hubungan ini, semua elemen rangkaian seri lewat
arus yang sama I.
Koneksi serial penerima diilustrasikan pada Gambar. 25, sebuah.
.Mengganti lampu dengan resistor dengan resistansi R1, R2 dan R3, kita mendapatkan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. 25,b.
Jika kita berasumsi bahwa Ro = 0 pada sumbernya, maka untuk tiga resistor yang dihubungkan seri, menurut hukum kedua Kirchhoff, kita dapat menulis:

E = IR 1 + IR 2 + IR 3 = I(R 1 + R 2 + R 3) = persamaan IR (19)

Di mana Persamaan =R 1 + R 2 + R 3.
Karena itu, resistensi setara rangkaian seri sama dengan jumlah resistansi semua resistor yang dihubungkan seri Karena tegangan pada masing-masing bagian rangkaian sesuai dengan hukum Ohm: U 1 =IR 1 ; U 2 = IR 2, U 3 = IR h dan v dalam hal ini E = U, maka untuk rangkaian yang ditinjau

kamu = kamu 1 + kamu 2 + kamu 3 (20)

Akibatnya, tegangan U pada terminal sumber sama dengan jumlah tegangan pada masing-masing resistor yang dihubungkan seri.
Dari rumus ini juga dapat disimpulkan bahwa tegangan didistribusikan antara resistor-resistor yang dihubungkan seri sebanding dengan resistansinya:

U 1: U 2: U 3 = R 1: R 2: R 3 (21)

artinya, semakin besar resistansi suatu penerima dalam rangkaian seri, semakin besar tegangan yang diberikan padanya.

Jika beberapa, misalnya n, resistor dengan resistansi yang sama R1 dihubungkan secara seri, resistansi ekivalen rangkaian Rek akan n kali lebih besar dari resistansi R1, yaitu Rek = nR1. Tegangan U1 pada setiap resistor dalam hal ini n kali lebih kecil dari tegangan total U:

Ketika penerima dihubungkan secara seri, perubahan resistansi salah satu penerima segera menyebabkan perubahan tegangan pada penerima lain yang terhubung dengannya. Ketika rangkaian listrik dimatikan atau diputus, arus di salah satu penerima dan penerima lainnya terhenti. Oleh karena itu, sambungan seri penerima jarang digunakan - hanya jika tegangan sumber energi listrik lebih besar dari tegangan pengenal yang dirancang untuk konsumen. Misalnya tegangan masuk jaringan listrik, yang menggerakkan gerbong kereta bawah tanah, adalah 825 V, sedangkan tegangan nominal lampu listrik yang digunakan pada gerbong tersebut adalah 55 V. Oleh karena itu, pada gerbong kereta bawah tanah, lampu listrik dinyalakan secara seri, masing-masing rangkaian sebanyak 15 lampu.
Koneksi paralel resistor. Dalam koneksi paralel beberapa penerima, mereka dihubungkan antara dua titik rangkaian listrik, membentuk cabang paralel (Gbr. 26, a). Mengganti

lampu dengan resistor dengan resistansi R1, R2, R3, kita mendapatkan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar. 26,b.
Ketika dihubungkan secara paralel, tegangan U yang sama diterapkan ke semua resistor. Oleh karena itu, menurut hukum Ohm:

Saya 1 =kamu/R 1; Saya 2 =kamu/R 2 ; Saya 3 =U/R 3.

Arus pada bagian rangkaian yang tidak bercabang menurut hukum pertama Kirchhoff I = I 1 +I 2 +I 3, atau

I = U / R 1 + U / R 2 + U / R 3 = U (1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3) = U / R persamaan (23)

Oleh karena itu, resistansi ekivalen dari rangkaian yang dipertimbangkan ketika tiga resistor dihubungkan secara paralel ditentukan oleh rumus

1/persamaan R = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 (24)

Dengan memasukkan ke dalam rumus (24) alih-alih nilai 1/R eq, 1/R 1, 1/R 2 dan 1/R 3 konduktivitas yang sesuai G eq, G 1, G 2 dan G 3, kita memperoleh: konduktivitas setara rangkaian paralel sama dengan jumlah konduktansi resistor yang terhubung paralel:

G persamaan = G 1 + G 2 + G 3 (25)

Jadi, dengan bertambahnya jumlah resistor yang dihubungkan secara paralel, konduktivitas yang dihasilkan dari rangkaian listrik meningkat, dan resistansi yang dihasilkan menurun.
Dari rumus di atas dapat disimpulkan bahwa arus yang didistribusikan antara cabang-cabang paralel berbanding terbalik dengan hambatan listriknya atau berbanding lurus dengan konduktivitasnya. Misalnya dengan tiga cabang

Saya 1: Saya 2: Saya 3 = 1/R 1: 1/R 2: 1/R 3 = G 1 + G 2 + G 3 (26)

Dalam hal ini, terdapat analogi lengkap antara distribusi arus sepanjang cabang individu dan distribusi aliran air melalui pipa.
Rumus yang diberikan memungkinkan untuk menentukan resistansi rangkaian ekivalen untuk berbagai kasus tertentu. Misalnya, dengan dua resistor dihubungkan secara paralel, resistansi rangkaian yang dihasilkan adalah

R persamaan =R 1 R 2 /(R 1 +R 2)

dengan tiga resistor dihubungkan secara paralel

R persamaan =R 1 R 2 R 3 /(R 1 R 2 +R 2 R 3 +R 1 R 3)

Ketika beberapa, misalnya n, resistor dengan resistansi yang sama R1 dihubungkan secara paralel, resistansi rangkaian Rec yang dihasilkan akan n kali lebih kecil dari resistansi R1, yaitu.

R persamaan = R1/n(27)

Arus I1 yang melewati setiap cabang, dalam hal ini, akan menjadi n kali lebih kecil dari arus total:

I1 = Saya/n (28)

Ketika penerima dihubungkan secara paralel, semuanya berada di bawah tegangan yang sama, dan mode pengoperasian masing-masing penerima tidak bergantung satu sama lain. Ini berarti bahwa arus yang melewati salah satu penerima tidak akan mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap penerima lainnya. Setiap kali ada receiver yang dimatikan atau rusak, receiver lainnya tetap menyala.

berharga. Oleh karena itu, koneksi paralel memiliki keunggulan yang signifikan dibandingkan koneksi serial, sehingga koneksi ini paling banyak digunakan. Khususnya, lampu listrik dan motor yang dirancang untuk beroperasi pada tegangan (nilai) tertentu selalu dihubungkan secara paralel.
Pada lokomotif listrik DC dan beberapa lokomotif diesel, motor traksi harus dihidupkan selama pengendalian kecepatan. tegangan yang berbeda, jadi mereka beralih dari koneksi serial ke paralel selama overclocking.

Koneksi campuran resistor. Senyawa campuran Ini adalah koneksi di mana beberapa resistor dihubungkan secara seri, dan beberapa secara paralel. Misalnya, pada diagram Gambar. 27, dan ada dua buah resistor yang dihubungkan seri dengan hambatan R1 dan R2, sebuah resistor dengan hambatan R3 dihubungkan secara paralel, dan sebuah resistor dengan hambatan R4 dihubungkan secara seri dengan sekelompok resistor dengan hambatan R1, R2 dan R3 .
Resistansi ekivalen suatu rangkaian dalam sambungan campuran biasanya ditentukan dengan metode konversi, di mana rangkaian kompleks diubah menjadi rangkaian sederhana dalam langkah-langkah yang berurutan. Misalnya, untuk diagram pada Gambar. 27, dan tentukan terlebih dahulu resistansi ekivalen R12 dari resistor seri dengan resistansi R1 dan R2: R12 = R1 + R2. Dalam hal ini, diagram pada Gambar. 27, dan diganti rangkaian ekivalen beras. 27,b. Kemudian resistansi ekivalen R123 dari resistansi yang dirangkai paralel dan R3 ditentukan dengan menggunakan rumus

R 123 = R 12 R 3 / (R 12 + R 3) = (R 1 + R 2) R 3 / (R 1 + R 2 + R 3).

Dalam hal ini, diagram pada Gambar. 27, b digantikan oleh rangkaian ekivalen pada Gambar. 27, v. Setelah itu, resistansi ekivalen seluruh rangkaian ditemukan dengan menjumlahkan resistansi R123 dan resistansi R4 yang dihubungkan secara seri dengannya:

R persamaan = R 123 + R 4 = (R 1 + R 2) R 3 / (R 1 + R 2 + R 3) + R 4

Koneksi seri, paralel dan campuran banyak digunakan untuk mengubah resistensi memulai rheostat saat memulai e. hal. DC.

Selamat siang semuanya. Pada artikel terakhir, saya membahas rangkaian listrik yang mengandung sumber energi. Melainkan dasar analisis dan desain sirkuit elektronik Selain hukum Ohm, terdapat juga hukum keseimbangan, yang disebut hukum pertama Kirchhoff, dan keseimbangan tegangan pada bagian-bagian rangkaian, yang disebut hukum kedua Kirchhoff, yang akan kita bahas dalam artikel ini. Namun pertama-tama, mari kita cari tahu bagaimana penerima energi terhubung satu sama lain dan apa hubungan antara arus, tegangan, dan lain-lain.

Penerima energi listrik dapat dihubungkan satu sama lain secara bertiga dalam berbagai cara: seri, paralel atau campuran (seri – paralel). Pertama, mari kita pertimbangkan metode koneksi sekuensial, di mana ujung satu receiver dihubungkan ke awal receiver kedua, dan ujung receiver kedua dihubungkan ke awal receiver ketiga, dan seterusnya. Gambar di bawah menunjukkan rangkaian sambungan penerima energi beserta sambungannya ke sumber energi

Contoh koneksi serial penerima energi.

Dalam hal ini rangkaian terdiri dari tiga buah penerima energi serial dengan hambatan R1, R2, R3 yang dihubungkan ke sumber energi dengan U. Mengalir melalui rangkaian arus listrik gaya I, yaitu tegangan pada setiap hambatan akan sama dengan hasil kali arus dan hambatan

Jadi, penurunan tegangan pada resistansi yang dihubungkan seri sebanding dengan nilai resistansi tersebut.

Dari penjelasan di atas, mengikuti aturan resistansi seri ekuivalen, yang menyatakan bahwa resistansi seri dapat direpresentasikan sebagai resistansi ekuivalen resistansi seri nilai yang sama dengan jumlah resistansi yang dihubungkan seri. Ketergantungan ini diwakili oleh hubungan berikut

dimana R adalah resistansi seri ekivalen.

Penerapan koneksi serial

Tujuan utama sambungan seri penerima energi adalah untuk memberikan tegangan yang dibutuhkan lebih kecil dari tegangan sumber energi. Salah satu aplikasinya adalah pembagi tegangan dan potensiometer

Pembagi tegangan (kiri) dan potensiometer (kanan).

Resistor yang dihubungkan seri digunakan sebagai pembagi tegangan, dalam hal ini R1 dan R2, yang membagi tegangan sumber energi menjadi dua bagian U1 dan U2. Tegangan U1 dan U2 dapat digunakan untuk mengoperasikan penerima energi yang berbeda.

Seringkali pembagi tegangan yang dapat disesuaikan digunakan, yang digunakan sebagai resistor variabel R. Resistansi total, yang dibagi menjadi dua bagian dengan menggunakan kontak bergerak, sehingga tegangan U2 pada penerima energi dapat diubah dengan lancar.

Cara lain untuk menyambungkan penerima energi listrik adalah dengan sambungan paralel, yang ditandai dengan adanya beberapa penerus energi yang dihubungkan pada simpul-simpul yang sama dalam rangkaian listrik. Contoh koneksi tersebut ditunjukkan pada gambar di bawah

Contoh koneksi paralel penerima energi.

Rangkaian listrik pada gambar terdiri dari tiga cabang paralel dengan hambatan beban R1, R2 dan R3. Rangkaian dihubungkan dengan sumber energi bertegangan U, arus listrik mengalir melalui rangkaian dengan gaya I. Jadi, arus mengalir melalui setiap cabang sama dengan rasio tegangan terhadap resistansi masing-masing cabang

Karena semua cabang rangkaian berada di bawah tegangan yang sama U, arus penerima energi berbanding terbalik dengan resistansi penerima ini, dan oleh karena itu penerima energi yang dihubungkan secara paralel dapat dilihat sebagai satu penerima energi dengan resistansi setara yang sesuai, menurut ekspresi berikut

Jadi, dengan sambungan paralel, resistansi ekivalen selalu lebih kecil dari resistansi terkecil yang disambung paralel.

Koneksi campuran penerima energi

Yang paling luas adalah sambungan campuran penerima energi listrik. Sambungan ini merupakan gabungan elemen-elemen yang dihubungkan seri dan paralel. Rumus umum untuk menghitung jenis koneksi ini tidak ada, oleh karena itu, dalam setiap kasus perlu untuk memilih bagian sirkuit di mana hanya ada satu jenis koneksi penerima - serial atau paralel. Kemudian, dengan menggunakan rumus resistansi ekivalen, sederhanakan nasib ini secara bertahap dan akhirnya bawa ke bentuk paling sederhana dengan satu resistansi, sambil menghitung arus dan tegangan sesuai dengan hukum Ohm. Gambar di bawah menunjukkan contoh koneksi campuran penerima energi

Contoh koneksi campuran penerima energi.

Sebagai contoh, mari kita hitung arus dan tegangan di semua bagian rangkaian. Pertama, mari kita tentukan resistansi ekivalen rangkaian. Mari kita pilih dua bagian dengan koneksi paralel penerima energi. Ini adalah R1||R2 dan R3||R4||R5. Maka resistensi setara mereka akan berbentuk

Hasilnya, kami memperoleh rangkaian dua penerima energi serial dengan resistansi setara R 12 R 345 dan arus yang mengalir melaluinya adalah

Maka penurunan tegangan pada bagian tersebut akan menjadi

Maka arus yang mengalir melalui masing-masing penerima energi akan menjadi

Seperti yang telah saya sebutkan, hukum Kirchhoff, bersama dengan hukum Ohm, merupakan hal mendasar dalam analisis dan perhitungan rangkaian listrik. Hukum Ohm telah dibahas secara detail pada dua artikel sebelumnya, kini giliran hukum Kirchhoff. Hanya ada dua, yang pertama menggambarkan perbandingan arus masuk rangkaian listrik, dan yang kedua adalah rasio EMF dan tegangan pada rangkaian. Mari kita mulai dengan yang pertama.

Hukum pertama Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah aljabar arus dalam suatu simpul sama dengan nol. Hal ini digambarkan melalui ungkapan berikut

dimana ∑ menunjukkan jumlah aljabar.

Kata “aljabar” berarti arus harus diperhatikan tandanya, yaitu arah aliran masuknya. Jadi, semua arus yang mengalir ke node diberi tanda positif, dan arus yang keluar dari node diberi tanda negatif. Gambar di bawah mengilustrasikan hukum pertama Kirchhoff

Gambar hukum pertama Kirchhoff.

Gambar tersebut menunjukkan sebuah titik dimana arus mengalir dari sisi hambatan R1, dan arus mengalir keluar dari sisi hambatan R2, R3, R4, maka persamaan arus untuk bagian rangkaian tersebut akan berbentuk

Hukum pertama Kirchhoff berlaku tidak hanya pada node, tetapi juga pada sirkuit atau bagian mana pun dari sirkuit listrik. Misalnya ketika saya berbicara tentang hubungan paralel penerima energi, dimana jumlah arus yang melalui R1, R2 dan R3 sama dengan arus masuk I.

Seperti disebutkan di atas, hukum kedua Kirchhoff menentukan hubungan antara EMF dan tegangan dalam rangkaian tertutup dan adalah sebagai berikut: jumlah aljabar EMF di setiap rangkaian rangkaian sama dengan jumlah aljabar penurunan tegangan pada elemen rangkaian ini. Hukum kedua Kirchhoff didefinisikan oleh ekspresi berikut

Sebagai contoh, perhatikan diagram berikut di bawah ini, yang berisi beberapa rangkaian

Diagram yang menggambarkan hukum kedua Kirchhoff.

Pertama, Anda perlu memutuskan arah melintasi kontur. Pada prinsipnya, Anda dapat memilih searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Saya akan memilih opsi pertama, yaitu menghitung unsur-unsur dengan urutan berikut E1R1R2R3E2, sehingga persamaan menurut hukum kedua Kirchhoff akan terlihat seperti ini

Hukum kedua Kirchhoff tidak hanya berlaku untuk rangkaian DC, tetapi juga untuk rangkaian AC dan ke sirkuit nonlinier.
Pada artikel selanjutnya saya akan melihat metode perhitungan utama sirkuit yang kompleks menggunakan hukum Ohm dan hukum Kirchhoff.

Teorinya bagus, tapi tanpanya aplikasi praktis ini hanya kata-kata.

Semua spesies yang diketahui konduktor memiliki sifat-sifat tertentu, antara lain hambatan listrik. Kualitas ini telah diterapkan pada resistor, yang merupakan elemen rangkaian dengan resistansi yang diatur secara tepat. Mereka memungkinkan Anda untuk menyesuaikan arus dan tegangan dengan akurasi tinggi dalam diagram. Semua penolakan tersebut memiliki kualitas masing-masing. Misalnya, daya untuk sambungan paralel dan seri resistor akan berbeda. Oleh karena itu, dalam praktiknya, berbagai metode perhitungan sering digunakan sehingga dapat memperoleh hasil yang akurat.

Sifat dan karakteristik teknis resistor

Seperti yang telah disebutkan, resistor pada rangkaian dan rangkaian listrik menjalankan fungsi pengaturan. Untuk tujuan ini digunakan hukum Ohm yang dinyatakan dengan rumus: I = U/R. Jadi, dengan penurunan resistansi, terjadi peningkatan arus yang nyata. Dan sebaliknya, semakin tinggi resistansinya, semakin rendah arusnya. Berkat properti ini, resistor telah ditemukan aplikasi yang luas di bidang teknik elektro. Atas dasar ini, dibuatlah pembagi arus yang digunakan dalam desain perangkat listrik.

Selain fungsi pengaturan arus, resistor digunakan pada rangkaian pembagi tegangan. Dalam hal ini, hukum Ohm akan terlihat sedikit berbeda: U = I x R. Artinya, dengan meningkatnya resistansi, tegangan juga meningkat. Seluruh pengoperasian perangkat yang dirancang untuk membagi tegangan didasarkan pada prinsip ini. Untuk pembagi arus, sambungan paralel resistor digunakan, dan untuk sambungan serial.

Pada diagram, resistor ditampilkan dalam bentuk persegi panjang berukuran 10x4 mm. Simbol R digunakan untuk penunjukan, yang dapat dilengkapi dengan nilai pangkat dari elemen ini. Untuk daya di atas 2 W, penunjukannya dibuat dengan menggunakan angka romawi. Prasasti yang sesuai ditempatkan pada diagram di dekat ikon resistor. Tenaga juga termasuk dalam komposisi yang diterapkan pada badan elemen. Satuan hambatan adalah ohm (1 ohm), kilohm (1000 ohm) dan megaohm (1.000.000 ohm). Kisaran resistor berkisar dari pecahan ohm hingga beberapa ratus megaohm. Teknologi modern memungkinkan untuk menghasilkan elemen-elemen ini dengan nilai resistansi yang cukup akurat.

Parameter penting dari sebuah resistor adalah simpangan resistansi. Ini diukur sebagai persentase dari nilai nominal. Deret standar deviasi merepresentasikan nilai dalam bentuk: + 20, + 10, + 5, + 2, + 1% dan seterusnya hingga nilainya + 0,001%.

Kekuatan resistor sangat penting. Selama pengoperasian, arus listrik melewati masing-masingnya, menyebabkan pemanasan. Jika nilai disipasi daya yang diizinkan melebihi norma, hal ini akan menyebabkan kegagalan resistor. Perlu diingat bahwa selama proses pemanasan, resistansi elemen berubah. Oleh karena itu, jika perangkat beroperasi pada rentang suhu yang luas, nilai khusus yang disebut koefisien resistansi suhu akan digunakan.

Untuk menghubungkan resistor dalam rangkaian, tiga metode koneksi berbeda digunakan - paralel, seri, dan campuran. Setiap metode memiliki kualitas tersendiri, yang memungkinkan elemen-elemen ini digunakan untuk berbagai tujuan.

Sambungan listrik secara seri

Ketika resistor dihubungkan secara seri, arus listrik melewati setiap hambatan secara bergantian. Nilai arus pada titik mana pun dalam rangkaian akan sama. Fakta ini ditentukan dengan menggunakan hukum Ohm. Jika Anda menjumlahkan semua hambatan yang ditunjukkan pada diagram, Anda mendapatkan hasil sebagai berikut: R = 200+100+51+39 = 390 Ohm.

Mengingat tegangan pada rangkaian adalah 100 V, maka arusnya adalah I = U/R = 100/390 = 0,256 A. Berdasarkan data yang diperoleh, Anda dapat menghitung daya resistor untuk sambungan seri dengan menggunakan rumus berikut: P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 W.

• P 1 = Saya 2 x R 1 = 0,256 2 x 200 = 13,11 W;
• P 2 = Saya 2 x R 2 = 0,256 2 x 100 = 6,55 W;
• P 3 = Saya 2 x R 3 = 0,256 2 x 51 = 3,34 W;
• P 4 = Saya 2 x R 4 = 0,256 2 x 39 = 2,55 W.

Jika daya yang diterima dijumlahkan, maka P totalnya adalah: P = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 W.

Daya dengan koneksi paralel

Dengan sambungan paralel, semua bagian awal resistor dihubungkan ke satu simpul rangkaian, dan ujung-ujungnya ke simpul lainnya. Dalam hal ini, arus bercabang, dan mulai mengalir melalui setiap elemen. Menurut hukum Ohm, arus akan berbanding terbalik dengan semua resistansi yang terhubung, dan nilai tegangan pada semua resistor akan sama.

Sebelum menghitung arus, perlu menghitung masuknya semua resistor menggunakan rumus berikut:

• 1/R = 1/R 1 +1/R 2 +1/R 3 +1/R 4 = 1/200+1/100+1/51+1/39 = 0,005+0,01+0,0196+ 0,0256 = 0,06024 1 /Ohm.
• Karena hambatan adalah besaran yang berbanding terbalik dengan konduktivitas, maka nilainya adalah: R = 1/0,06024 = 16,6 Ohm.
• Dengan menggunakan nilai tegangan 100 V, hukum Ohm menghitung arus: I = U/R = 100 x 0,06024 = 6,024 A.
• Mengetahui kuat arus, maka daya resistor yang dirangkai paralel ditentukan sebagai berikut: P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 W.
• Kuat arus tiap resistor dihitung dengan rumus: I 1 = U/R 1 = 100/200 = 0,5A; Saya 2 = U/R 2 = 100/100 = 1A; Saya 3 = U/R 3 = 100/51 = 1,96A; Saya 4 = U/R 4 = 100/39 = 2,56A. Dengan menggunakan contoh resistansi ini, kita dapat melihat pola bahwa ketika resistansi menurun, arus meningkat.

Ada rumus lain yang memungkinkan Anda menghitung daya saat menghubungkan resistor secara paralel: P 1 = U 2 / R 1 = 100 2 / 200 = 50 W; P 2 = kamu 2 /R 2 = 100 2 /100 = 100 W; P 3 = kamu 2 /R 3 = 100 2 /51 = 195,9 W; P 4 = U 2 / R 4 = 100 2 / 39 = 256,4 W. Dengan menjumlahkan daya masing-masing resistor, Anda mendapatkan daya totalnya: P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 = 50 + 100 + 195,9 + 256,4 = 602,3 W.

Dengan demikian, daya untuk sambungan seri dan paralel resistor ditentukan dengan cara yang berbeda, yang dengannya Anda bisa mendapatkan hasil paling akurat.