Jak se sčítají odpory v paralelním obvodu?
Elektronická zařízení se sestavují z různých součástí a různě složitým způsobem. Většinu zapojení lze však rozdělit na sériové a paralelní. Podívejme se na rozdíl mezi sériovým a paralelním zapojením rezistorů.
Sériové zapojení rezistorů.
Pokud jsou rezistory zapojeny sériově, celkový odpor (Rtotal) řetězce bude roven součtu jednotlivých odporů:
Rcelkem=R1+R2+R3+.
Například R1=470 Ohmů a R2=100 Ohmů, pak:
Rоб=R1+R2=470+100=570 Ом.
Proud, pokud jsou zapojeny sériově, bude protékat prvky stejně, bez ohledu na jejich jmenovité hodnoty. Úbytek napětí (Udrop) však bude jiný, úměrný hodnotě sériově zapojených odporů. Čím větší je hodnota, tím větší je na ní Udrop.
Vypočítejme proud (I) a Udrop, když jsou dva rezistory R1=2 kOhm a R2=8 kOhm zapojeny sériově, na které je přivedeno napětí U=20 V:
Nejprve v řetězci najdeme I:
I=U/Rоб=20/2000+8000=20/10 000=0,002A=2мА
a nyní určíme úbytky napětí:
U1=I·R1=0,002·2000=4B
U2=I·R2=0,002·8000=16B.
Když jsou identické rezistory zapojeny sériově, jejich výkony a hodnoty se sčítají.
Sériové zapojení může být užitečné, pokud není k dispozici rezistor s vysokým výkonem. Lze jej sestavit z rezistorů s nižším výkonem.
Pokud se hodnoty rezistorů liší, vypočítáme výkon na každém rezistoru pomocí vzorce:
P = U I=I² R=U²/R
Protože když jsou rezistory zapojeny sériově, je I pro všechny rezistory stejné, pak se na prvcích s vyšší hodnotou odporu uvolní více energie.
Paralelní zapojení rezistorů.
Pro výpočet celkového odporu (Rtotal) pro paralelní zapojení použijte vzorec:
1/Rобщ=1/R1+1/R2+1/R3+. или
Rобщ=R1·R2·R3. /R1+R2+R3..
Když jsou dva rezistory zapojeny paralelně:
Rob=R1·R2/(R1+R2)
Řekněme, že máme dva rezistory R1=20 Ohm a R2=30 Ohm. Při paralelním zapojení je jejich Rtotal:
Rобщ=20·30/20+30=12 Ом
Z toho je zřejmé, že Rcelk bude menší než nejmenší hodnota odporu všech prvků v paralelním obvodu.
Pro rychlé určení Robu dvou paralelních rezistorů můžete použít tabulku.
Pokud jsou dva identické rezistory zapojeny paralelně, Rtotal bude roven polovině hodnoty jednoho z nich.
Celkový proud (Iob) při paralelním zapojení se podle Kirchhoffova zákona dělí na obvody s odpory:
Iоб=I1+I2+I3+. = U/R1+U/R2+U/R3.
ale protože úbytek napětí (U) na rezistorech je stejný, ukazuje se, že proud protékající jednotlivými rezistory je nepřímo úměrný jejich hodnotám.
Pokud jsou rezistory stejné hodnoty a výkonu zapojeny paralelně, jejich výkony se sčítají, a pokud nejsou stejné, rezistor s nejvyšší hodnotou uvolňuje největší výkon.
Dělič napětí
V radioelektronice se dělič napětí používá velmi často. Díky němu můžete získat libovolnou hodnotu napětí z hlavního zdroje napájení pro napájení prvků rádiových zařízení.
Dělič je dva sériově zapojené odpory, při jejichž výběru se z místa jejich spojení odebírá výstupní napětí (Uout) jako součást vstupu:
Uout/Uin=R2/(R1+R2);
Uout=UinR2/(R1+R2).
Je třeba poznamenat, že Uout nezávisí na hodnotě sériově zapojených R1 a R2, ale pouze na jejich poměru.
Pokud je na obrázku místo 8 a 2 kOhm 16 a 4 kOhm (nebo 24 a 6 kOhm), pak se Uout nezmění. Proud procházející rezistory s vyššími jmenovitými hodnotami se však sníží, a proto se zmenší i proud na výstupu děliče. Proto je při použití děliče k napájení prvků zařízení nutné volit odpory tak, aby výstupní proud nebyl menší než spotřeba proudu prvku.