Обозначение резисторов на схемах — Основы электроники

Из предыдущих статей мы с вами узнали, что такое резистор, какие виды и типы реристоров выпускаются современной промышленностью. Как выглядят резисторы, вы тоже увидели, теперь рассмотрим обозначение резисторов на схемах или условно-графическое обозначение резисторов (УГО).

Условно-графическое обозначение резисторов на схемах отображается согласно ГОСТа 2.728-74.

На рисунке 1. показано общее обозначение постоянного резистора и приведены размеры, согласно которых резистор наносится на принципиальные схемы.

Рисунок 1. Общее обозначение резистора на схеме.

Над УГО резистора наносится его порядковый номер, латинская буква R показывает на принадлежность к классу резисторов. Под УГО наносится номинальное сопротивление резистора.

Все резисторы имеют значение номинальной мощности рассеяния. Это значение мощности тока на резисторе, при которой он может работать длительное время и не перегреваться (обычно берут в расчет комнатную температуру ?23°)

.

Обозначение мощности резисторов на схемах показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Обозначение мощности резисторов на схеме. а)0,125 Вт; б)0,25 Вт; в)0,5 Вт; г)1 Вт; д)2 Вт; е)5 Вт.

Обозначение переменных резисторов на схемах показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Обозначение переменных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)при неленейном регулировании.

Обозначение педстроечных резисторов на схемах показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Обозначение подстроечных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)переменный с подстройкой.

Приведенные обозначения резисторов на схемах, как уже было сказано соответствуют ГОСТу, однако в настоящее время в летературе (особенно в зарубежной) можно встретить другие обозначения резисторов.

Эти обозначения приведены на рисунке 5.

Рисунок 5. Обозначение резисторов используемое в зарубежной литературе. а)постоянный резистор; б)переменный резистор.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Обозначение резисторов обозначение резисторов на схеме

Резистор представляет собой пассивный элемент, без которого практически неработоспособна любая электрическая схема. Основная задача данной детали – это осуществление линейных преобразований параметров электрического тока. Достаточно наглядно это можно уяснить из формулы закона Ома, которая для участка цепи имеет следующий вид — I=U/R. Изменяя значение R (характеризующее величину сопротивления) можно регулировать другие параметры электрического тока. Также литера «R» используется для обозначения резисторов на схеме.

Необходимо отметить, что схематическое изображение сопротивления (резистора) в разных странах имеют разный вид. Так для зарубежной документации нередко используется фигура, изображенная на рис.1. Для отечественных электриков привычным является условное обозначение резисторов пример, которого приведен на рис.2. 

Рассмотрим более подробно варианты и особенности обозначения резисторов (сопротивлений), а также отображение их характеристик, свойственных для электрических схем, которые используются в отечественной электротехнике.

Графические обозначения резисторов имеют строго определенный вид, который определен ГОСТом 2.728-74. Рассмотрим основные варианты изображений сопротивлений в зависимости от их типа. Итак, резисторы бывают:

— постоянными, т.е. их сопротивление в Омах не меняется. На схемах они соответствуют примеру, изображенному на рис.2. В случае если требуется указать величину номинального рассеяния мощности, то в УГО (условное графическое изображение) вносятся некоторые изменения (рис.3).

Рис.3

— переменные резисторы. Эти элементы имеют плавную или ступенчатую регулировку величины сопротивления. Обозначение на схемах соответствуют рис.4.

Также в данном ГОСТе оговорены варианты обозначений для резисторов:

• с симметричными и несимметричными отводами;
• с нелинейным регулированием;
• связанных и несвязанных механически;
• с замыкающим контактом и т.д.

Обозначение на схемах характеристик сопротивления резисторов

Основной характеристикой резистора является величина его сопротивления. На схемах этот параметр, как правило, располагается с буквенным обозначение «R» в виде цифр. Есть небольшая особенность – если после числового номинала следует буквенная маркировка «К» или «М», то сопротивление данного резистора соответствует произведению данного числа на тысячу или миллион. Аналогично обозначается сопротивление и на корпусе самой детали, если площадь это позволяет. Иногда можно встретить маркировку другого вида, например, 2К4. Здесь все просто. Сопротивление данного резистора будет равно 2400 Ом. Более полную информацию по буквенно-цифровой маркировке можно посмотреть в табл.2 ГОСТа 28883-90 (МЭК 62-74).

Сложнее обстоит дело, когда деталь имеет настолько маленькие размеры, что нанести на корпус резистора его параметры технически невозможно. Это также относиться к обозначению SMD резисторов, которые получили в последнее время широкое распространение благодаря миниатюрным размерам. Используются они для поверхностной пайки в электронных платах различных изделий.

Обозначение номиналов SMD резисторов

Данные типы резисторов отличаются по внешнему виду от привычных изделий и как говорилось выше имеют минимальные размеры. Обозначение номинала сопротивления SMD резисторов может осуществляться их буквенно-цифровой маркировкой в следующих вариантах:

• трехзначное число. Первые две сообщают о величине сопротивления в Омах, а последняя является множителем. Проще говоря первые два числа умножаются на 10 в степени соответствующей последней цифре;
• четырехзначное число. Первые три цифры являются номиналом, а последняя множителем, как и в предыдущем случае;
• двухзначное число, дополненное буквенным индексом. Это наиболее непростой вариант и для выяснения номинала сопротивления такого SMD резистора необходимо воспользоваться специальной таблицей.

Цветовое обозначение характеристик резисторов

Идея маркировки резисторов цветами, появилась вследствие минимизации их размеров и невозможности нанесения на корпус деталей буквенно-цифрового кода. Данное обозначение наносится в виде полос или колец, таким образом, чтобы характеристики детали можно было определить вне зависимости от ее положения на плате или в электрической цепи устройства.

Требования к цветовому обозначение характеристик проволочных резисторов изложены в ГОСТ 28883-90 (МЭК 62-74), а сами значения приведены в таблице 1 данного документа.

Таблица 1 ГОСТ 28883-90

Количество цветных колец может колебаться от трех до шести. Считывание необходимо начинать с той полосы которая расположена наиболее близко к одному из контактов. В отдельных случаях, когда нет возможности нанести маркировку с однозначной интерпретацией какой цвет является начальным, первый цвет наносят в виде утолщённой в 2 раза полосы или кольца.

В заключение можно отметить, чтобы однозначно и правильно идентифицировать маркировку и обозначения характеристик резисторов необходимо обратиться к вышеуказанным нормативным документам. Также желательно отслеживать появление новых изменений в данную литературу, что является особенно актуальным в современных условиях развития электротехники и выпуску новых видов деталей, применяемых в электрических схемах приборов и устройств.

Как на схемах электрических цепей изображают реостат

В схемах электросетей все элементы имеют условные обозначения, в том числе и резистор. Это важный компонент, который используется в разных частях сети, в зависимости от выполняемой функции. Как на схемах электрических цепей изображают реостат, расскажем дальше.

Понятие и назначение

Реостат (резистор) – управляющий элемент электроцепей. С его помощью регулируется величина силы тока и напряжения. Он выпускается в разных вариантах и используется в электронике, радиотехнике, автомобилестроении и т.д.

Назначение резисторов прямо зависит от разновидности:

1. Пусковые – применяются для включения электродвигателей.
2. Пускорегулирующие – запускают двигатели и контролируют силу тока.
3. Балластные или нагрузочные – поглощают энергию, которая используется для регулировки нагрузки в генераторах, т.е. формируют необходимое сопротивление в сети.
4. Поглощающие – выводят лишнюю энергию из электромашин.
5. Потенциометры – особая группа устройств, используемых для раздела напряжения.

Благодаря наличию прибора в цепи снижается вероятность скачков тока и перегрузки оборудования, что увеличивает период эксплуатации техники.

Устройство и принцип работы

Прежде чем понять, как на электрической схеме обозначается реостат, необходимо узнать его комплектацию и принцип работы.

Конструкция прибора состоит из:

• Керамической трубки (цилиндра) – полая внутри для снижения температуры в процессе прохождения электроэнергии.
• Медной проволоки – наматывается на трубку, а ее концы выводятся на контакты.
• Металлической штанги – размещена выше трубки, на одной из сторон компонента есть контакт.
• Движущийся ползунок или контакт – закрепляется на штанге.

 

Несмотря на выпуск многих разновидностей, принцип функционирования у всех приборов примерно одинаковый. Подключение возможно с помощью клемм, размещенных с обеих сторон трубки. Ток идет по всему периметру, в зависимости от местонахождения ползунка.

Если он расположен в центре устройства, то ток пройдет только до середины. Если ползунок размещен в конце, то ток проходит полностью, формируя высокое напряжение. В большинстве случаев задействуется только часть плоскости, т.е. бегунок не устанавливается на краю цилиндра. Изменение его месторасположения пропорционально колебанию силы тока.

Обозначение реостата на схеме электрической цепи

По стандартам РФ условные графические обозначения устройства на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним резисторы обозначаются так:

Нелинейные, непостоянные и подстроенные резисторы обозначаются следующим образом:

Зная обозначение, можно сделать рисунок или начертить схему электрической цепи, где используется реостат.

Как прибор включается в сеть

Включение устройства в цепь осуществляется двумя способами: последовательно и параллельно. При последовательном подключении сопротивление оборудования складывается. Общее сопротивление будет больше любого отдельно взятого.

Схема электрических цепей, где обозначают реостаты с параллельным подключением, выглядит так:

При таком соединении складываются величины, обратные сопротивлению, т.е. общая проводимость состоит из проводимостей каждого компонента.

Представленные чертежи предназначены для простейшего оборудования. Чем больше элементов они будут включать, тем сложнее устройство, созданное на их основе.

Читайте также:

Условное обозначение резисторов в электрических схемах

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto—сопротивляюсь) — радиокомпонент, основное назначение которого оказывать активное сопротивление электрическому току. Основные характеристики резистора — номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность. Наиболее широко используются постоянные резисторы, реже — переменные, подстроечные, а также резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием внешних факторов.

Постоянные резисторы бывают проволочными (из провода с высоким и стабильным удельным сопротивлением) и непроволочными (с резистивным элементом, например, в виде тонкой пленки из оксида металла, пиролитического углерода и т. д.). Однако на схемах их обозначают одинаково — в виде прямоугольника с линиями электрической связи, символизирующими выводы резистора (рис. 1). Это условное графическое обозначение — основа, на которой строятся обозначения всех разновидностей резисторов. Указанные на рис. 1 размеры резисторов установлены ГОСТом и их следует соблюдать при вычерчивании схем.

На схемах рядом с обозначением резистора (по возможности сверху или справа) указывают его условное буквенно-цифровое позиционное обозначение и номинальное сопротивление. Позиционное обозначение состоит из латинской буквы R (Rezisto) и порядкового номера резистора но схеме. Сопротивление от 0 до 999 Ом указывают числом без обозначения единицы измерения (51 Ом —> 51), сопротивления от 1 до 999 кОм — числом со строчной буквой к (100 кОм —> 100 к), сопротивления от 1 до 999 МОм — числом с прописной буквой М (150 МОм —> 150 М).

Если же позиционное обозначение резистора помечено звездочкой (резистор R2* на рис.1), то это означает, что сопротивление указано ориентировочно и при налаживании устройства его необходимо подобрать по определённой методике.

Номинальную рассеиваемую мощность указывают специальными значками внутри условного графического обозначения (рис. 2).

Постоянные резисторы могут иметь отводы от резистивного элемента (рис. 3, а), причем, если необходимо, то символ резистора вытягивают в длину (рис. 3, б).

Переменные резисторы используют для всевозможных регулировок. Как правило, у такого резистора минимум три вывода: два — от резистивного элемента, определяющего номинальное (а практически — максимальное) сопротивление, и один — от переметающегося по нему токосъемника — движка. Последний изображают в виде стрелки, перпендикулярной длинной стороне основного условного графического изображения (рис. 4, а). Для переменных резисторов в реостатном включении допускается использовать условное графическое изображение рис. 4, б. Переменные резисторы с дополнительными отводами обозначаются так, как показано на рис. 4, е. Отводы у переменных резисторов показывают так же, как и у постоянных (см. рис. 3).

Для регулирования громкости, тембра, уровня в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов применяют сдвоенные переменные резисторы. На схемах условных графических изображений входящие в них резисторы стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 5, а). Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на удалении один от другого, то механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 5, б). Принадлежность резисторов к сдвоенному блоку указывают в позиционном обозначении (R2.1 — первый резистор сдвоенного переменного резистора R2, R2.2 — второй).

В бытовой аппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с условным графическим изображением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны обозначения, при перемещении к которой движок воздействует на выключатель, (рис. 6, а). При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае если обозначение резистора и выключателя на схеме удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 6, б).

Подстроенные резисторы — это разновидность переменных. Узел перемещения движка таких резисторов чаще всего приспособлен для управления отверткой и не рассчитан на частые регулировки. Обозначение подстроечного резистора (рис. 7) наглядно отражает его назначение: практически это постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.

Из резисторов, изменяющих свое сопротивление под действием внешних факторов, наиболее часто используют терморезисторы (обозначение RK) и варисторы (RU). Общим для условного графического изображения резисторов этой группы является знак нелинейного саморегулирования в виде наклонной линии с изломом внизу (рис. 8).

Для указания внешних факторов воздействия используют их общепринятые буквенные обозначения: f (температура), U (напряжение) и т. д.

Знак температурного коэффициента сопротивления терморсзисторов указывают только в том случае, если он отрицательный (см. рис. 8, резистор RK2).

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto—сопротивляюсь) — радиокомпонент, основное назначение которого оказывать активное сопротивление электрическому току. Основные характеристики резистора — номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность. Наиболее широко используются постоянные резисторы, реже — переменные, подстроечные, а также резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием внешних факторов.

Постоянные резисторы бывают проволочными (из провода с высоким и стабильным удельным сопротивлением) и непроволочными (с резистивным элементом, например, в виде тонкой пленки из оксида металла, пиролитического углерода и т. д.). Однако на схемах их обозначают одинаково — в виде прямоугольника с линиями электрической связи, символизирующими выводы резистора (рис. 2.1). Это условное графическое обозначение (УГО) — основа, на которой строятся УГО всех разновидностей резисторов. Указанные на рис. 2.1 размеры УГО резисторов установлены ГОСТом [2] и их следует соблюдать при вычерчивании схем.
На схемах рядом с УГО резистора (по возможности сверху или справа) указывают его условное буквенно-цифровое позиционное обозначение и номинальное сопротивление. Позиционное обозначение состоит из латинской буквы R (Rezisto) и порядкового номера резистора по схеме. Сопротивление от 0 до 999 Ом указывают числом без обозначения единицы измерения (51 Ом —> 51), сопротивления от 1 до 999 кОм — числом со строчной буквой к (100 кОм —> 100 к), сопротивления от 1 до 999 МОм — числом с прописной буквой М (150 МОм —> 150 М).

Если же позиционное обозначение резистора помечено звездочкой (резистор R2* на рис.2.1), то это означает, что сопротивление указано ориентировочно и при налаживании устройства его необходимо подобрать по определённой методике.

Номинальную рассеиваемую мощность указывают специальными значками внутри условного графического обозначения (рис. 2.2).

Постоянные резисторы могут иметь отводы от резистивного элемента (рис. 2.3, а), причем, если необходимо, то символ резистора вытягивают в длину (рис. 2.3, б).

Переменные резисторы используют для всевозможных регулировок. Как правило, у такого резистора минимум три вывода: два — от резистивного элемента, определяющего номинальное (а практически — максимальное) сопротивление, и один — от перемещающегося по нему токосъемника — движка. Последний изображают в виде стрелки, перпендикулярной длинной стороне основного условного графического изображения (рис. 2.4, а). Для переменных резисторов в реостатном включении допускается использовать условное графическое изображение рис. 2.4, б. Переменные резисторы с дополнительными отводами обозначаются так, как показано на рис. 2.4, е. Отводы у переменных резисторов показывают так же, как и у постоянных (см. рис. 2.3).

Для регулирования громкости, тембра, уровня в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов применяют сдвоенные переменные резисторы. На схемах условных графических изображений входящие в них резисторы стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 2.5, а). Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на удалении один от другого, то механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 2.5, б). Принадлежность резисторов к сдвоенному блоку указывают в позиционном обозначении (R2.1 — первый резистор сдвоенного переменного резистора R2; R2.2 — второй).

В бытовой аппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с условным графическим изображением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны УГО, при перемещении к которой движок воздействует на выключатель, (рис. 2.6, а). При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае если УГО резистора и выключателя на схеме удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 2.6, б).

Подстроенные резисторы — это разновидность переменных. Узел перемещения движка таких резисторов чаще всего приспособлен для управления отверткой и не рассчитан на частые регулировки. УГО подстроечного резистора (рис. 2.7) наглядно отражает его назначение: практически это постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.
Из резисторов, изменяющих свое сопротивление под действием внешних факторов, наиболее часто используют терморезисторы (обозначение RK) и варисторы (RU, см. табл. 1.1). Общим для условного графического изображения резисторов этой группы является знак нелинейного саморегулирования в виде наклонной линии с изломом внизу (рис. 2.8).

Для указания внешних факторов воздействия используют их общепринятые буквенные обозначения: tº (температура), U (напряжение) и т. д.

Знак температурного коэффициента сопротивления терморезисторов указывают только в том случае, если он отрицательный (см. рис. 2.8, резистор RK2).

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

Unified system for design documentation. Graphical symbols in diagrams. Resistors, capacitors

МКС 01.080.40
31.040

Дата введения 1975-07-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26 марта 1974 г. N 692 дата введения установлена 01.07.75

ВЗАМЕН ГОСТ 2.728-68, ГОСТ 2.729-68 в части п.12 и ГОСТ 2.747-68 в части подпунктов 24, 25 таблицы

ИЗДАНИЕ (апрель 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в августе 1980 г., июле 1991 г., (ИУС N 11-80, 10-91)

1. Настоящий стандарт устанавливает условные графические обозначения (обозначения) резисторов и конденсаторов на схемах, выполняемых вручную или автоматизированным способом во всех отраслях промышленности.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 863-78 и СТ СЭВ 864-78.

Обозначения резисторов общего применения

2. Обозначения резисторов общего применения приведены в табл.1.

* Письмом Росстандарта от 08.04.2019 г. N 6091-ИК/03 разъясняется, что «В таблице N 1 ГОСТ 2.728-74 допущена опечатка в отношении единиц измерения мощности, следует читать не «В», а «Вт». – Примечание изготовителя базы данных.

1. Резистор постоянный

Примечание. Если необходимо указать величину номинальной мощности рассеяния резисторов, то для диапазона от 0,05 до 5 В допускается использовать следующие обозначения резисторов, номинальная мощность рассеяния которых равна:

Что такое резистор, классификация резисторов и их обозначения на схемах

Ремонт — реостат

Ремонт реостата осуществляют чаще всего путем чистки его поверхности мягкой щеткой ( например, зубной), смоченной бензином. Проволока берется диаметром 0 5 мм; развернутая длина проволоки 36004 — 50 мм; длина спирали после намотки вместе с выводами 210 1 мм; длина каждого из двух выводов 20 1 мм.
 

Ремонт реостатов чаще всего связан с перегоранием элементов сопротивления из-за длительного прохождения тока, тогда как реостаты рассчитаны на кратковременное прохождение тока.
 

Пусковой металлический реостат с. воздушным охлаждением.

При ремонте реостата проверяют плотность прилегания щеток к контактам и легкость перемещения подвижного контакта по поверхности неподвижных контактов. После продолжительной работы реостата давление между его подвижным и неподвижным контактами, как правило, оказывается недостаточным. Чтобы увеличить давление щеток на контакты, отвертывают стопорный болт прижимного кольца и, прижав с некоторым усилием подвижный контакт к неподвижным, вновь закрепляют кольцо.
 

При ремонте реостата проверяют плотность прилегания щеток к контактам и легкость перемещения подвижного контакта по поверхности неподвижных контактов. После продолжительной работы реостата давление между его подвижным и неподвижным контактами, как правило, оказывается недостаточным. Чтобы увеличить давление щеток на контакты, отвертывают стопорный болт прижимного кольца и, прижав с некоторым усилием подвижный контакт к неподвижному, вновь закрепляют прижимное кольцо.
 

В чем состоит ремонт реостатов.
 

В чем заключается ремонт реостатов.
 

Пусковой реостат постоянного тока.

При осмотре и ремонте реостатов РШН, РШМ и РП-2200, а также конструктивно и принципиально аналогичных им реостатов других типов удаляют пыль и грязь со всех внутренних деталей аппарата, проверяют состояние зажимных винтов, контактов и контактных соединений.
 

Резисторы реостатов.

При осмотре и ремонте реостатов РШН, РШМ и РП-2200, а также других типов, конструктивно аналогичных им, удаляют пыль и грязь со всех внутренних деталей аппарата, проверяют состояние зажимных винтов, контактов и контактных соединений.
 

Резисторы реостатов.

При осмотпе и ремонте реостатов РШН, РШМи РП-2200, а также других типов, конструктивно аналогичных им, удаляют пыль и грязь со всех внутренних деталей аппарата, проверяют состояние зажимных винтов, контактов и контактных соединений. Затем проверяют целость и исправность витков проволочных или ленточных резисторов отсутствие касаний их витков между собой или с соседними резисторами, а также межрезистор-ных соединительных проводов между собой. Поврежденные резисторы ремонтируют или заменяют. При замене сгоревшего резистора на его место устанавливают точно такой же. Зажимные хомутики на вновь установленном резисторе должны быть расположены так же, как на заменяемом. Распределение резисторов по ступеням сохраняют.
 

Резисторы реостатов.

В состав основных работ по ремонту реостатов входят разборка, ремонт или замена поврежденных резисторов, контактных частей, изолирующих деталей и механизма управления, сборка схемы соединений, сборка и регулировка отремонтированного реостата. Реостаты разбирают так, чтобы не повредить сохранившиеся резисторы, изолирующие детали и контактные устройства, пригодные для повторного использования. Мелкие детали ( гайки, шайбы, винты) необходимо при разборке собрать в отдельную коробку или связать вместе и сохранить.
 

Выбор — реостат

Выбор реостата для потенциометра производится, как уже указывалось выше, из расчета 0 5 — 1 0 ом на 1 в напряжения питания. По току реостат должен выдерживать длительно нагрузку 1 5 — 2 0 а.
 

Ползунковый реостат. а — схема включения, б — внешний вид.

Выбор реостата определяется максимальным значением тока в цепи и пределами регулирования. Например, если требуется регулировать ток от 1 до 5 а в цепи, имеющей сопротивление 20 ом ( при напряжении сети 120 в), потребуется реостат, рассчитанный на 5 а и имеющий сопротивление.
 

Ползунковый реостат.

Выбор реостата определяется максимальным значением силы тока и пределами регулирования.
 

Регулирование напряжения с помощью потенциометра.| Регулирование напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

При выборе реостата для использования его в качестве потенциометра необходимо учитывать, что ток, протекающий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: / р, протекающего в реле, и / п, протекающего по потенциометру.
 

Схема регулирования напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

При выборе реостата для использования его в качестве потенциометра необходимо руководствоваться следующими соображениями.
 

При выборе реостатов, помимо мощности двигателя и условий пуска, необходимо иметь данные ротора двигателя и допустимый ток для последнего контакта реостата.
 

Схема с потенциометром для регулирования малых напряжений.| Регулирование напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора.

При выборе реостата, используемого в качестве потенциометра, необходимо учитывать, что ток, проходящий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: / р, проходящего в реле, и /, проходящего по потенциометру.
 

При выборе реостата для использования его в качестве потенциометра необходимо учитывать, что ток, проходящий на участке ВА потенциометра, равен сумме токов: / р, проходящего в реле, и / ш проходящего по потенциометру.
 

При выборе реостата по указанному здесь способу для случая пуска с пониженным против номинального моментом требуется проверить, допускает ли последний контакту реостата длительную нагрузку номинальным током двигателя. Необходимость в такой проверке, очевидно, отпадает в том случае, когда короткое замыкание звезды ротора производится короткозамыкателем на контактных кольцах двигателя, а не в реостате.
 

Схемы параллельного и последовательного.

Пускорегулирующие реостаты

Реостаты, имеющие ступенчатое сделаны из резисторов и переключающего устройства, состоящего, в свою очередь, из неподвижных контактов, одного скользящего контакта. Здесь же имеется привод.

Пускорегулирующие реостаты имеют полюсы якоря, который присоединяется к неподвижным контактам. Подвижный контакт замыкает и размыкает ступени сопротивления, а также и другие цепи, которые управляются данным реостатом. Привод в реостате может быть двигательным или ручным. Это что такое? Реостат такого типа широко распространен. Но недостатки у такой конструкции все же имеются. Это большое количество проводов для монтажа и деталей для крепежа. Особенно много их в реостатах возбуждения с большим числом ступеней.

Реостаты, наполненные маслом, состоят из переключающего устройства и пакетов резисторов, которые встроены в бак и погружены в масло. Пакеты состоят из элементов, выполненных из Они прикрепляются к крышке бака.

Устройство переключения имеет вид барабана и является осью с прикрепленными к ней частями цилиндрической поверхности, которые соединены, согласно схеме. Неподвижные контакты, которые соединены с элементами резистора, крепятся на неподвижную рейку. Когда ось барабана поворачивается приводом либо маховиком, эти части перемыкают неподвижные контакты, являясь контактами подвижными. Этим изменяется сопротивление в цепи.

Вышесказанное полностью проясняет вопрос, что такое реостат. Как видно, это очень важный элемент, который широко применяется в различных

§ 1 Реостат: принцип работы и устройство

Важным элементом управления сопротивлением электрической цепи является реостат. В нем используется проводник из известного материала с определенной длинной, позволяющей рассчитать его сопротивление. Принцип работы заключается в изменении сопротивления, а значит, появляется возможность регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях. Рассмотрим устройство реостата.

На рисунке 1 представлен реостат, состоящий из керамической трубы (1), на которую намотан провод (2) и имеются два контакта (3а), также штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По ней движется скользящий контакт (4), который называют «ползун».

При расположении «ползуна» посередине (рис. 2а) только половина проводника принимает участие в электрической цепи. При передвижении его дальше (рис. 2б) длина проводника возрастает, и сопротивление увеличивается, но сила тока уменьшается. Передвигаем «ползун» в противоположную сторону (рис. 2в), и сопротивление уменьшится, а сила тока в цепи возрастет.

Внутри реостат полый, так как при протекании тока происходит нагревание реостата, а полость способствует быстрому охлаждению.

§ 2 Обозначения реостата на схемах и его использование

Как известно, каждый элемент цепи обозначается символом. Обозначение реостата (рис. 3):

Красный прямоугольник — сопротивление, синий — контакт, подводящий провод, зеленый — скользящий контакт. Если ползунок передвинуть влево, сопротивление реостата уменьшается, а при движении вправо — увеличивается.

Используют еще одно обозначение реостата (рис. 4):

На схеме прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включают последовательно. Рассмотрим схему включения реостата (рис. 5):

Зажимы (1) и (2) подключаются к источнику тока. Второй контакт подсоединен к ползунку. Увеличивая сопротивление реостата, накал лампочки (3) начинает уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. Если уменьшить сопротивление реостата лампочка будет гореть ярче.

Реостат — универсальный прибор. Его используют в бытовых приборах. Например, в телевизорах для регулирования громкости и при переключении каналов. Для безопасности используют реостаты с защитным кожухом (рис. 6).

Список использованной литературы:

1. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений /А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2010.
2. Физика 7-9. Учебник. И.В. Кривченко.
3. Физика. Справочник. О.Ф. Кабардин. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2010.

Электрические сети зациклены на передаче электроэнергии от источника к потребителю, которые являются основными элементами цепочки. Но кроме них в электрическую цепь вставляются и другие составляющие, к примеру, управляющие элементы, к которым относится реостат или любой другой прибор с таким же принципом действия. Устройство реостата – это проводник определенного сечения и длины, через которые можно узнать сопротивление проводника. Конечно, обговаривается и его материал. Изменяя сопротивление прибора, а, точнее, проводника, можно регулировать величину силы тока и напряжения в сети. Итак, реостат – это прибор, регулирующий напряжение и ток.

Переменные резисторы

Переменные резисторы, как правило, имеют минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и от щеточного контакта, который может перемещаться по нему. С целью уменьшения размеров и упрощения конструкции токопроводящий элемент обычно выполняют в виде незамкнутого кольца, а щеточный контакт закрепляют на валике, ось которого проходит через его центр.

Таким образом, при вращении валика контакт перемещается по поверхности токопроводящего элемента, в результате сопротивление между ним и крайними выводами изменяется.

В непроволочных переменных резисторах обладающий сопротивлением то-копроводящий слой нанесен на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или впрессован в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО).

В проволочных резисторах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе. Для надежного соединения между обмоткой и подвижным контактом провод зачищают на глубину до четверти его диаметра, а в некоторых случаях и полируют.

Существуют две схемы включения переменных резисторов в электрическую цепь. В одном случае их используют для регулирования тока в цепи, и тогда регулируемый резистор называют реостатом, в другом — для регулирования напряжения, тогда его называют потенциометром. Показанное на рис. 5 условное графическое обозначение используют, когда необходимо изобразить реостат в общем виде.

Для регулирования тока в цепи переменный резистор можно включить диумя выводами: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента (рис. 6,а). Однако такое включение не всегда допустимо.

Рис. 5. Реостаты и переменные резисторы — условное обозначение.

Если, например, в процессе регулирования случайно нарушится соединение щеточного контакта с токопроводящим элементом, электрическая цепь ока-1 жется разомкнутой, а это может явиться причиной повреждения при

бора. Чтобы исключить такую возможность, второй вывод токопроводящего элемента соединяют с выводом щеточного контакта (рис. 6,б). В этом случае даже при нарушении соединения электрическая цепь не будет разомкнута.

Общее обозначение потенциометра (рис. 6,в) отличается от символа реостата без разрыва цепи только отсутствием соединения выводов между собой.

Рис. 6. Обозначение потенциометра на принципиальных схемах.

К переменным резисторам, применяемым в радиоэлектронной аппаратуре, часто предъявляются требования по характеру изменения сопротивления при повороте их оси.

Так, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между выводом щеточного контакта и правым (если смотреть со стороны этого контакта) выводом токопроводящего элемента изменялось по показательному (обратному логарифмическому) закону.

Только в этом случае наше ухо воспринимает равномерное увеличение громкости при малых и больших уровнях сигнала. В измерительных генераторах сигналов звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов часто используют переменные резисторы, также желательно, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому или показательному закону.

Если это условие не выполнить, шкала генератора получается неравномерной, что затрудняет точную установку частоты.

Промышленность выпускает непроволочные переменные резисторы, в основном, трех групп:

• А — с линейной,
• Б — с логарифмической,
• В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления между правым и средним выводами от угла поворота оси ф (рис. 47,а).

Резисторы группы А используют в радиотехнике наиболее широко, поэтому характеристику изменения их сопротивления на схемах обычно не указывают. Если же переменный резистор нелинейный (например, логарифмический) и это необходимо указать на схеме, символ резистора перечеркивают знаком нелинейного регулирования, возле которого (внизу) помещают соответствующую математическую запись закона изменения.

Рис. 7. Переменный резистор с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления.

Резисторы групп Б и В конструктивно отличаются от резисторов группы А только токопроводящим элементом: на подковку таких резисторов наносят токопроводящий слой с удельным сопротивлением, меняющимся по ее длине. В проволочных резисторах форму каркаса выбирают такой, чтобы длина витка высокоомного провода менялась по соответствующему закону (рис. 7,6).

Каково значение реостата в электрической цепи

В схеме электроприбора реостат может выполнять функции регулировочного, подстроечного резистора или делителя напряжения (потенциометра). Наиболее простой пример – регулировка оборотов коллекторного электродвигателя. В этом случае аппарат используется как регулировочный и включается в цепь с обмоткой двигателя последовательно. Увеличивая сопротивление ток падает и обороты двигателя уменьшаются. Такой принцип часто используется в электродрели, шуруповерте и угловой шлифмашине.

Регулировка переменным сопротивлением также нередко выполняется для освещения и других электрических цепей с небольшим током. Для мощных электрических приборов регулировка реостатом затруднена, поскольку мощность переменных резисторов серийного производства довольно ограничена. К тому же такое сопротивление часто требует принудительного охлаждения. В этом случае более целесообразно применить автотрансформатор. При этом, стоит отметить, что существуют и сверхмощные реостаты. Одним из таких является многоканальный нагрузочный реостат общей мощностью 3000 кВт. Его применяют для реостатного испытания тепловозов новых серий. Вес такой установки несколько тонн, а габариты сравнимы с вагоном поезда.

Сухой многоканальный нагрузочный реостат с постоянным сопротивлением каждого канала мощностью 3000 кВт

Ступенчатое регулирование переменным резисторам часто встречается в электроизмерительных приборах. Так, например, используя ступенчатую схему для шунтирования вольтметра можно менять диапазон измеряемого напряжения. В этом случае сопротивление подключается к прибору параллельно и выполняет роль делителя напряжения. Последовательное подключение сопротивления со ступенчатой регулировкой можно встретить в бытовых вентиляторах, карманных фонариках и другой технике.

Еще одно назначение реостата в электрической цепи – это калибровка. В этом случае применяются маломощные подстроечные переменные резисторы.

Как правило, они скрыты под корпусом и с панели прибора не управляются. Их функция состоит в калибровке (тонкой настройке) работы схемы, которую производят на заводе-изготовителе или в ремонтных мастерских. В дальнейшем эти резисторы не регулируются и работают как постоянное сопротивление. Такие резисторы применяются в большинстве электронной техники.

• Импульсный стабилизатор напряжения
• Можно ли установить стабилизатор напряжения до счетчика
• Необходимость стабилизаторов напряжения

Упражнение 1. Реостат

Р
ассмотрим
электрическую цепь (рис.5), в которой
реостат работает как регулятор тока
(собственно реостат). В этом случае
реостат включается в цепь последовательно.
Если внутреннее сопротивление вольтметра
очень велико, а амперметра мало по
сравнению с сопротивлением нагрузки,
ток в цепи будет таким:

,
(1)

где R
– сопротивление всего реостата,

R_l
– сопротивление действующего участка
AD реостата длиной l,

R_H
– сопротивление
нагрузки,

r –
внутреннее сопротивление источника
тока, Е – ЭДС источника тока.

При
перемещении движка реостата D
от А к В сопротивление R_l
будет изменяться от нуля до наибольшего
R, а ток в цепи –

от наибольшего

до наименьшего

значения.

Найдем
так называемую кратность регулирования
тока K, которая, по
определению, есть отношение наибольшего
тока к наименьшему из их диапазона его
изменения:

.
(2)

Из
формулы (2) видно, что пределы регулирования
тока реостата тем больше, чем больше
отношение R/(R_H+r),
т.е. чем больше сопротивление реостата
по сравнению с сопротивлением нагрузки
(внутреннее сопротивление источника
тока r, как правило,
значительно меньше R_H).

Если
в электрическую цепь включен регулирующий
элемент (реостат), то хочется, чтобы
пределы регулирования тока были как
можно больше. Однако возможность
получения больших K
для реостата ограничена. Чем больше
сопротивление реостата, тем меньше его
допустимый (номинальный) рабочий ток.
Включив такой реостат в цепь с мощным
источником тока, можно сжечь обмотку
реостата. В самом деле, если его движок
D находится вблизи
клеммы А, сила тока в цепи определяется,
в основном, величиной сопротивления
нагрузки и если этот ток окажется больше
номинального тока реостата, то последний
будет испорчен. Кроме того, в случае
RR_H
при приближении движка D
к клемме А скачки изменение тока
становятся всё бóльшими. Итак, при выборе
реостата приходится учитывать и выполнять
два условия: 1)сопротивление реостата
должно быть больше сопротивления
нагрузки RR_H,
2) наибольший ток нагрузки не должен
превышать номинальный (допустимый для
нормальной работы) ток реостата I_нбI_ном.

Описание
установки. Все приборы, необходимые
для проведения измерений, размещены на
лабораторной панели: 1)реостат с линейкой
(сопротивление R=1200
Ом, номинальный ток 0,5 А), 2)два вольтметра
с пределами измерения 15 В, 3)два
миллиамперметра с пределами 75 мА и 1,5
мА. Два резистора, выполняющие роль
нагрузки, размещены в подвале панели.

Измерения.
Работа реостата в качестве регулятора
тока изучается при двух нагрузках:
1)R_H1=120
Ом (условие R_HR),
2) R_H2=12000
Ом (R_HR).

В первом
случае последовательно с нагрузкой
включается миллиамперметр на 75 мА, во
втором – на 1,5 мА.

1.Соберите
цепь с нагрузкой R_H1=120
Ом согласно схеме (рис.5). Тумблер Вк
во время сборки должен быть в разомкнутом
положении. Постоянное напряжение от
лабораторной сети подведено к клеммам
с обозначением 6
В.

2.Предложите
преподавателю проверить правильность
сборки цепи.

3.Внимание!
Прежде чем включить тумблер Вк,
установите на реостате наибольшее
сопротивление (движок D
перемещен к клемме В). 4.Включите
напряжение питания тумблером Вк.
Перемещая движок реостата в сторону
уменьшения сопротивления, снимите
зависимость напряжения на входе U,
напряжения на нагрузке UH
итока в цепи I (он
же ток нагрузки) от расстояния l
между движком реостата D
и клеммой А, отсчитывая его по
линейке

Такие измерения следует провести
от 42 см до нуля примерно через равные
промежутки 4…5 см. Результаты запишите
в табл.1

4.Включите
напряжение питания тумблером Вк.
Перемещая движок реостата в сторону
уменьшения сопротивления, снимите
зависимость напряжения на входе U,
напряжения на нагрузке U_H
итока в цепи I (он
же ток нагрузки) от расстояния l
между движком реостата D
и клеммой А, отсчитывая его по
линейке. Такие измерения следует провести
от 42 см до нуля примерно через равные
промежутки 4…5 см. Результаты запишите
в табл.1.

5.Проведите
такие же измерения со второй нагрузкой
R_H2=12000
Ом.

Таблица 1

Нагрузка 120 Ом	Нагрузка 12000 Ом
l	I	UH	U	l	I	UH	U

Обработка
результатов. 1.По данным табл.1 постройте
отдельно для каждой нагрузки графики
зависимости тока I и обоих напряжений Uи U_Hот длины рабочего участка реостата
l.

Физика8 класс

§ 47. Реостаты

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая её то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например никелиновая или нихромовая. Включив такую проволоку в цепь источника электрического тока через контакты А и С последовательно с амперметром (рис. 75) и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней.

Рис. 75. Изменение длины проводника, включённого в цепь

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением. Один из реостатов (ползунковый реостат) изображён на рисунке 76, а, а его условное обозначение в схемах — на рисунке 76, б. В этом реостате стальная проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины под его контактами стирается, и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце клемму 1. С помощью этой клеммы и клеммы 2, соединённой с одним из концов обмотки и расположенной на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

Рис. 76. Внешний вид и обозначение реостата на схеме

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включённого в цепь.

Каждый реостат рассчитан на определённое сопротивление и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате.

Рис. 77. Реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи

Чтобы лучше понять устройство и действие реостата, покажите на рисунке 76 путь тока по нему, если клеммы 1 и 2 включены в цепь.

Вопросы

1. Для чего предназначен реостат?
2. Объясните по рисунку 76, а, как устроен ползунковый реостат. Как можно включать его в цепь?
3. Почему в реостатах используют проволоку с большим удельным сопротивлением?
4. Для каких величин указывают на реостате их допустимые значения? В Как на схемах электрических цепей изображают реостат?

Упражнение 31

1. На рисунке 77 изображён реостат, с помощью которого можно менять сопротивление в цепи не плавно, а ступенями — скачками. Рассмотрите рисунок и по нему опишите, как действует такой реостат.
2. Если каждая спираль реостата (см. рис. 77) имеет сопротивление 3 Ом, то какое сопротивление будет введено в цепь при положении переключателя, изображённом на рисунке? Куда надо поставить переключатель, чтобы с помощью этого реостата увеличить сопротивление цепи ещё на 18 Ом?
3. В цепь включены: источник тока, ключ, электрическая лампа и ползунковый реостат. Нарисуйте в тетради схему этой цепи. Куда надо передвинуть ползунок реостата, чтобы лампа светилась ярче?
4. Требуется изготовить реостат на 20 Ом из никелиновой проволоки площадью сечения 3 мм2. Какой длины проволока потребуется для этого?

Жидкостный реостат

Жидкостные реостаты применяются для пуска мощных асинхронных электродвигателей с фазовым ротором, а также как нагрузочные и балластные.
 

Жидкостные реостаты имеют применение в тех случаях, когда их преимущества ( обеспечение плавного регулирования и возможность простого отвода тепловой энергии скольжения прогонкой электролита через охлаждающую жидкость или с помощью змеевика) оказываются решающими. Вследствие ряда недостатков ( нестабильность сопротивления, высокая инерционность, интенсивная коррозия электроприводов, значительные расходы по эксплуатации) жидкостные реостаты имеют, однако, ограниченное применение.
 

Жидкостные реостаты, получившие некоторое распространение в последнее время, необходимо регулярно пополнять чистой водой с 10 — 12-процентным раствором соды, по мере испарения в них воды.
 

Жидкостные реостаты, применяемые в качестве пусковых и нагрузочных, представляют собой металлический бак, наполненный обычно раствором соли или щелочи, в который погружены металлические электроды. Перемещением последних достигается плавное изменение величины сопротивления реостата. Жидкостные реостаты не рекомендуется применять при постоянном токе вследствие электролиза раствора и разъедания электродов.
 

Жидкостный реостат.

Жидкостные реостаты применяют для пуска мощных асинхронных двигателей и как нагрузочные. При включении каждый электрод соединяют с фазой ротора двигателя или генератора.
 

Жидкостные реостаты при относительно небольших габаритах способны поглощать значительную энергию и обеспечивать плавное и дистанционное регулирование нагрузки. Реостаты имеют простую и дешевую конструкцию. К недостаткам жидкостных реостатов относится значительное изменение проводимости электролита с изменением температуры нагрева н процентной концентрации раствора.
 

Изменение удельного сопротивления раствора соды в воде от температуры нагрева и процентной концентрации по весу.

Жидкостные реостаты устойчивее работают на переменном токе.
 

Расположение электродов в баке реостата. / — основная пластина. 2 — дополнительные ( боковые пластины. 3 городка. 4 — изоляционная планка.

Однако жидкостные реостаты имеют и существенные недостатки.
 

Устройство жидкостных реостатов основано на изменении формы и размеров объема электролита между электродами. Питание жидкостные реостаты могут получать только от переменного тока частотой 100 — 1000 гц, так как на более низких частотах происходит электролиз; превышать эти частоты также нельзя, так как на более высоких частотах сказывается межэлектродная емкость.
 

Электростенд ГОСНИТИ с асинхронной машиной типа АК.

Недостатком жидкостных реостатов является значительное изменение сопротивления при нагревании жидкости.
 

Бак жидкостного реостата необходимо внутри очищать от накипи, отключив реостаты от сети.
 

РЕЗИСТОРЫ

   Продолжаем наш цикл справочных материалов для начинающих радиолюбителей, и в этой статье мы поговорим о резисторах, они присутствуют в любой электронной схеме, даже самой простой. Делятся они на два вида: переменные и постоянные. Распространенные постоянные резисторы, используемые в электронных схемах, имеют мощность от 0.125 до 2 Ватт. Если быть более точным, то это ряд 0.125 Вт, 0.25 Вт, 0.5 Вт, 1 Вт, 2 Вт. Конечно, есть и более мощные резисторы, например проволочные, но они редко используются в электронных схемах. На рисунке ниже изображены внешний вид и габариты резисторов, а также их обозначения на принципиальных схемах. 

Схематическое обозначение постоянных резисторов

   Из них чаще всего в электронике используются резисторы мощностью от 0.125 до 0.5 Ватт. Резисторы бывают как обычные, с допуском 5-10%, так и прецизионные с допуском 0.1-1%. Существуют и более точные резисторы, но в большинстве радиолюбительских конструкций такая точность не требуется. Если резистор может менять сопротивление — его называют переменным (или подстроечным). Фото переменных резисторов:

Резисторы переменные

   Переменные резисторы также бывают проволочные и непроволочные, проволочные обычно бывают рассчитаны на большую мощность. Устройство непроволочного переменного резистора можно видеть на рисунке:

Конструкция переменного резистора

   Устроен резистор следующим образом, на основании из гетинакса в виде дуги нанесен слой из сажи смешанной с лаком. У этого резистора между первым и вторым контактом (на рисунке), другими словами между крайними выводами сопротивление неизменно, а между средним и крайними выводами изменяется при вращении ручки резистора. К этому слою обладающему сопротивлением прилегает подвижный контакт, соединенный с центральным выводом. Очень часто при интенсивном использовании регулятором, этот слой сажи истирается, и сопротивление резистора при вращении ручки резистора изменяется скачкообразно, становясь иногда даже больше максимального положенного по номиналу. Из-за этого износа и происходит шуршание и треск из динамиков, а иногда при сильном износе звучание пропадает совсем. Переменные резисторы бывают как одинарные, так и сдвоенные, сдвоенные обычно используются в устройствах со стерео звучанием. Также к переменным резисторам относятся подстроечные резисторы:

Подстроечный резистор

   Они отличаются от стандартных переменных отсутствием ручки и регулируются вращением вала отвёрткой. Также переменные резисторы бывают однооборотные и многооборотные. Схематическое изображение переменного и подстроечного резистора на рисунке ниже:

Схематическое изображение переменного резистора

   На советских резисторах МЛТ был написан номинал резистора, на импортных резисторах маркировка осуществляется нанесением разноцветных колец, в первых двух кольцах закодирован номинал, третье кольцо множитель, четвёртое кольцо это допуск резистора (для обычных не прецизионных резисторов). 

Цветовая маркировка резисторов

   Встречается маркировка большим, чем четыре, количеством колец, расшифровать маркировку поможет следующий рисунок:

Прецизионные резисторы цветовая маркировка

   Иногда возникает надобность узнать номинал резистора, а по цветовой маркировке это сделать, по каким-либо причинам затруднительно. В таком случае нужно обратиться к принципиальной схеме устройства. На таких схемах номинал резистора обозначается следующим образом, например: 150 означает 150 Ом (единицы измерения не указываются), 100 К означает 100 КилоОм, 2 М означает 2 МегаОма. Иногда при сборке какой-либо схемы нужного номинала нет под рукой, но есть много резисторов других номиналов, в таком случае может помочь последовательное или параллельное соединение резисторов. Формулы подсчета всем известны из учебников физики, но если кто подзабыл, приведу здесь их:

При последовательном соединении

При параллельном соединении

   В последнее время многие переходят на SMD детали, из них наиболее распространены резисторы размеров 0805 и 1206. Определить номинал SMD резистора очень просто, первые две цифры показывают сопротивление резистора, третья цифра количество нулей. Пример: нанесена маркировка 332, это значит 33 плюс два нуля, получается 3300, то есть 3.3 КилоОма. Менее распространены в электронике, но тем не менее находят применение терморезисторы и фоторезисторы. На рисунке ниже изображено схематическое изображение терморезисторов:

Терморезисторы схематическое изображение

   У терморезисторов сопротивление зависит от температуры. Если с повышением температуры сопротивление терморезистора увеличивается, то температурный коэффициент сопротивления ТКС положительный, если же с повышением температуры сопротивление уменьшается, то ТКС отрицательный. Терморезистор изображен на фотографии ниже:

Терморезистор фото

   На следующем рисунке изображён фоторезистор, как его рисуют на схемах:

Фоторезистор схематическое изображение

   Он представляет собой полупроводниковый прибор, сопротивление которого меняется под действием света.

Фоторезистор — внешний вид

   Фоторезисторы особенно широко используются в устройствах автоматики. Привожу типовую схему включения полупроводникового фотодетектора:

Типовая схема полупроводникового фотодетектора

   В общем резистор можно смело считать кирпичиком любой радиосхемы, так как это самый распространённый элемент в радиоэлектронике. С вами был AKV.

   Форум по деталям

Классификация резисторов и их обозначения на схемах. (8 класс) презентация, доклад

Текст слайда:

Для регулирования громкости, тембра, уровня записи в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов и т. д. применяют сдвоенные переменные резисторы, сопротивления которых изменяются одновременно при повороте общей оси (или перемещении движка). На схемах символы входящих в них резисторов стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 10,а). Рис. 10. Внешний вид и обозначение блоков с переменными резисторами.
Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на большом удалении один от другого, механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 10,6). Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку показывают в этом случае и в позиционном обозначении (R1.1—первый — по схеме — резистор сдвоенного переменного резистора R1, R1.2 — второй).
Встречаются и такие сдвоенные переменные резисторы, в которых каждым резистором можно управлять отдельно (ось одного проходит внутри трубчатой оси другого). Механической связи, обеспечивающей одновременное изменение сопротивлений обоих резисторов, в этом случае нет, поэтому и на схемах ее не показывают (принадлежность к сдвоенному резистору указывают только в позиционном обозначении).
В бытовой радиоаппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с обозначением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны прямоугольника, при перемещении к которой узел щеточного контакта (движок) воздействует на выключатель (рис. 11,а).
Рис. 11. Обозначение переменного резистора совмещенного с переключателем.
При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае, если символы резистора и выключателя удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 11,6).

правил Кирхгофа | Физика

Найдите токи, протекающие в цепи, показанной на Рисунке 5.

Рис. 5. Эта схема аналогична схеме на рис. 1, но указаны сопротивления и ЭДС. (Каждая ЭДС обозначена буквой E.) Токи в каждой ветви отмечены и предполагается, что они движутся в показанных направлениях. В этом примере для нахождения токов используются правила Кирхгофа.

Стратегия

Эта схема достаточно сложна, поэтому токи не могут быть найдены с помощью закона Ома и последовательно-параллельных методов — необходимо использовать правила Кирхгофа.Токи обозначены на рисунке I ₁ , I ₂ и I ₃ , и были сделаны предположения об их направлениях. Места на схеме обозначены буквами от a до h. В решении мы будем применять правила соединения и петли, ища три независимых уравнения, которые позволят нам решить три неизвестных тока.

Решение

Начнем с применения правила Кирхгофа первого или перекрестка в точке а.Это дает

I ₁ = I ₂ + I ₃ ,

с I ₁ течет в стык, а I ₂ и I ₃ вытекает. Применение правила соединения в e дает точно такое же уравнение, так что новая информация не получается. Это одно уравнение с тремя неизвестными — необходимы три независимых уравнения, поэтому необходимо применять правило цикла.Теперь рассмотрим цикл abcdea. Двигаясь от a к b, мы проходим R ₂ в том же (предполагаемом) направлении тока I ₂ , поэтому изменение потенциала составляет — I ₂ R ₂ . Затем, переходя от b к c, мы переходим от — к +, так что изменение потенциала составляет + ЭДС ₁ . Прохождение внутреннего сопротивления r ₁ от c до d дает — I ₂ r ₁ .Завершение цикла путем перехода от d к a снова проходит через резистор в том же направлении, что и его ток, давая изменение потенциала — I ₁ R ₁ . Правило цикла гласит, что изменения в потенциале равны нулю. Таким образом,

— I ₂ R ₂ + ЭДС ₁ — I ₂ r ₁ — I ₁ R ₁ = — I ₂ ( R ₂ + r ₁ ) + ЭДС ₁ — I ₁ R ₁ = 0.

Подстановка значений из принципиальной схемы для сопротивлений и ЭДС и удаление единицы ампер дает

−3 I ₂ + 18 — 6 I ₁ = 0.

Теперь, применяя правило цикла к aefgha (мы могли бы также выбрать abcdefgha), аналогично дает

+ I ₁ R ₁ + I ₃ R ₃ + I ₃ r ₂ — ЭДС ₂ = + I ₁ R ₁ + I ₃ ( R ₃ + r ₂ ) — ЭДС ₂ = 0.

Обратите внимание, что знаки меняются местами по сравнению с другим циклом, потому что элементы перемещаются в противоположном направлении. С введенными значениями это становится

+6 I ₁ + 2 I ₃ — 45 = 0.

Этих трех уравнений достаточно для решения трех неизвестных токов. Сначала решите второе уравнение относительно I ₂ :

I ₂ = 6 — 2 I ₁ .

Теперь решите третье уравнение относительно I ₃ :

I ₃ = 22,5 — 3 I ₁ .

Подстановка этих двух новых уравнений в первое позволяет нам найти значение для I ₁ :

I ₁ = I ₂ + I ₃ = (6−2 I ₁ ) + (22,5− 3 I ₁ ) = 28,5 — 5 Я ₁ .

Объединение терминов дает

6 I ₁ = 28,5 и

I ₁ = 4,75 А.

Подставляя это значение вместо I ₁ обратно в четвертое уравнение, получаем

I ₂ = 6 — 2 I ₁ = 6 — 9,50

I ₂ = −3,50 A.

Знак минус означает, что I ₂ течет в направлении, противоположном предполагаемому на рисунке 5.Наконец, подстановка значения I ₁ в пятое уравнение дает

I ₃ = 22,5 — 3 I ₁ = 22,5 — 14. 25

I ₃ = 8,25 А.

Обсуждение

В качестве проверки отметим, что действительно I ₁ = I ₂ + I ₃ . Результаты также можно было проверить, введя все значения в уравнение для цикла abcdefgha.

Формула правила петли Кирхгофа

В любой «петле» замкнутой цепи может быть любое количество элементов схемы, таких как батареи и резисторы. Сумма разностей напряжений на всех этих элементах схемы должна быть равна нулю. Это известно как правило петли Кирхгофа. Разница напряжений измеряется в вольтах (В). Когда ток I в контуре указан в Амперах (A), а сопротивление элементов схемы указано в Ом (Ом), разность напряжений на резисторе может быть найдена по формуле.

В = разность напряжений (Вольт, В)

Формула правила петли Кирхгофа Вопросы:

1) Цепь на рисунке ниже состоит из трех резисторов и источника напряжения (батареи). Ток в контуре I = +4,00 А по часовой стрелке. Батарея подает напряжение v _b = 100,0 В. Значения сопротивления для двух из трех резисторов приведены на рисунке. Какой номинал резистора R ₃ ?

Ответ: Правило петли Кирхгофа гласит, что сумма разностей напряжений вокруг петли должна быть равна нулю.Чтобы найти сумму, нужно выбрать направление движения. Направление положительного тока задается по часовой стрелке, поэтому проще всего использовать его как направление движения, чтобы найти сумму. Источник напряжения или батарея слева на рисунке имеет положительное значение напряжения по часовой стрелке. Три резистора вызывают падение напряжения в этом направлении. Величина падений напряжения равна сопротивлению, умноженному на ток в контуре. Сумма разностей напряжений составляет:

Значение третьего резистора можно найти, переставив формулу выше:

Номинальное сопротивление резистора R ₃ составляет (Ом).

2) Цепь на рисунке ниже состоит из трех резисторов и источника напряжения (батареи). Ток в контуре I = +10,0 мА (миллиампер) против часовой стрелки. Значения для трех резисторов приведены на рисунке в единицах килоом (номинал резистора R ₃ равен). Какое напряжение ( _В, В) должно подаваться на аккумулятор?

Ответ: Правило петли Кирхгофа гласит, что сумма разностей напряжений вокруг петли должна быть равна нулю.Чтобы найти сумму, нужно выбрать направление движения. Направление положительного тока задается против часовой стрелки, поэтому его проще всего использовать в качестве направления движения, чтобы найти сумму. Источник напряжения или батарея слева на рисунке имеет положительное значение напряжения в направлении против часовой стрелки. Три резистора вызывают падение напряжения в этом направлении. Величина падений напряжения равна сопротивлению, умноженному на ток в контуре, поэтому их сумма должна быть той же величины, что и напряжение от батареи.Сумма разностей напряжений в выбранном направлении движения составляет:

Чтобы умножить значения в приведенной выше формуле, необходимо преобразовать значения тока и сопротивления в базовые единицы. Для тока 1000 миллиампер равняется 1 амперу (1000 мА = 1 А), а для сопротивления 1 килоом равен 1000 Ом (). Формула принимает следующий вид:

Напряжение от аккумулятора можно найти, переставив формулу выше:

Напряжение, подаваемое батареей V _b , составляет 240 В (Вольт).

6.3 Правила Кирхгофа — Введение в электричество, магнетизм и электрические цепи

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

---

К концу раздела вы сможете:

• Государственное правило Кирхгофа
• Государственное правило петли Кирхгофа
• Анализируйте сложные схемы по правилам Кирхгофа

Мы только что видели, что некоторые схемы можно проанализировать, сведя схему к одному источнику напряжения и эквивалентному сопротивлению. Многие сложные схемы не могут быть проанализированы с помощью последовательно-параллельных методов, разработанных в предыдущих разделах.В этом разделе мы подробно рассмотрим использование правил Кирхгофа для анализа более сложных схем. Например, схема на рисунке 6.3.1 известна как многоконтурная схема , которая состоит из переходов. Соединение, также известное как узел, представляет собой соединение трех или более проводов. В этой схеме нельзя использовать предыдущие методы, потому что не все резисторы имеют четкую последовательную или параллельную конфигурацию, которую можно уменьшить. Попробуйте. Резисторы и включены последовательно и могут быть уменьшены до эквивалентного сопротивления.То же самое и с резисторами и. Но что же тогда делать?

Несмотря на то, что эта схема не может быть проанализирована с помощью уже изученных методов, два правила анализа схемы могут использоваться для анализа любой схемы, простой или сложной. Правила известны как Правила Кирхгофа , в честь их изобретателя Густава Кирхгофа (1824–1887).

(рисунок 6.3.1)

Рисунок 6.3.1 Эта схема не может быть сведена к комбинации последовательного и параллельного соединения.Однако мы можем использовать правила Кирхгофа для его анализа.

ПРАВИЛА КИРХГОФА

---

• Первое правило Кирхгофа — правило соединения . Сумма всех токов, входящих в соединение, должна равняться сумме всех токов, выходящих из соединения:
  

  (6.3.1)

• Второе правило Кирхгофа — правило петли. Алгебраическая сумма изменений потенциала вокруг любого пути (контура) замкнутой цепи должна быть равна нулю:
  

  (6.3.2)

Теперь мы даем объяснения этих двух правил, сопровождаемые советами по решению проблем по их применению и работающим примером, в котором они используются.

Первое правило Кирхгофа

Первое правило Кирхгофа (правило соединения) применяется к заряду, входящему в соединение и выходящему из него (рисунок 6.3.2). Как было сказано ранее, соединение или узел — это соединение трех или более проводов. Ток — это поток заряда, и заряд сохраняется; таким образом, любой заряд, попадающий в переход, должен вытекать.

(рисунок 6.3.2)

Рисунок 6.3.2 Заряд должен сохраняться, поэтому сумма токов в переходе должна быть равна сумме токов на выходе.

Хотя это чрезмерное упрощение, можно провести аналогию с водопроводными трубами, соединенными в водопроводной разводке. Если провода на рисунке 6.3.2 были заменены водопроводными трубами и вода считалась несжимаемой, объем воды, поступающей в разветвление, должен быть равен объему воды, вытекающей из разветвления.

Второе правило Кирхгофа

Второе правило Кирхгофа (правило петли ) применяется к разности потенциалов. Правило петли сформулировано в терминах потенциальной, а не потенциальной энергии, но они связаны между собой.В замкнутом контуре, какая бы энергия ни поступала от источника напряжения, энергия должна быть передана в другие формы устройствами в контуре, поскольку нет других способов передачи энергии в цепь или из нее. Правило петли Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма разностей потенциалов, включая напряжение, подаваемое источниками напряжения и резистивными элементами, в любой петле должна быть равна нулю. Например, рассмотрим простую петлю без стыков, как на рисунке 6.3.3.

(рисунок 6.3.3)

Рисунок 6.3.3 Простая петля без стыков. Правило петли Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма разностей напряжений равна нулю.

Схема состоит из источника напряжения и трех внешних нагрузочных резисторов. Ярлыки,, и служат в качестве ссылок и не имеют другого значения. Скоро станет очевидна полезность этих этикеток. Цепь обозначается как Цикл, и метки помогают отслеживать разницу напряжений при перемещении по цепи.Начните с точки и двигайтесь к ней. Напряжение источника напряжения добавляется к уравнению, а падение потенциала на резисторе вычитается. От точки до потенциальный перепад вычитается. От до вычитается потенциальный перепад. От пунктов до ничего не делается, потому что нет компонентов.

На рис. 6.3.4 показан график напряжения при перемещении по контуру. Напряжение увеличивается при прохождении через батарею, тогда как напряжение уменьшается при прохождении через резистор.Падение потенциала , или изменение электрического потенциала, равно току через резистор, умноженному на сопротивление резистора. Поскольку провода имеют незначительное сопротивление, напряжение остается постоянным, когда мы пересекаем провода, соединяющие компоненты.

(рисунок 6.3.4)

Рисунок 6.3.4 График напряжения при движении по цепи. Напряжение увеличивается, когда мы пересекаем батарею, и уменьшается, когда мы пересекаем каждый резистор. Поскольку сопротивление провода довольно мало, мы предполагаем, что напряжение остается постоянным, когда мы пересекаем провода, соединяющие компоненты.

Тогда правило петли Кирхгофа утверждает

Уравнение контура можно использовать для определения тока в контуре:

Этот цикл можно было бы проанализировать с помощью предыдущих методов, но мы продемонстрируем мощь метода Кирхгофа в следующем разделе.

Применение правил Кирхгофа

Применяя правила Кирхгофа, мы генерируем набор линейных уравнений, которые позволяют нам находить неизвестные значения в схемах. Это могут быть токи, напряжения или сопротивления.Каждый раз, когда применяется правило, оно создает уравнение. Если независимых уравнений столько же, сколько неизвестных, то проблема может быть решена.

Использование метода анализа Кирхгофа требует нескольких шагов, перечисленных в следующей процедуре.

---

Стратегия решения проблем: правила Кирхгофа

1. Обозначьте точки на принципиальной схеме строчными буквами. Эти метки просто помогают сориентироваться.
2. Найдите соединения в цепи. Соединения — это точки, в которых соединяются три или более проводов.Обозначьте каждое соединение токами и направлениями в него и из него. Убедитесь, что по крайней мере один ток направлен на соединение, а по крайней мере один ток выходит из соединения.
3. Выберите петли в схеме. Каждый компонент должен содержаться по крайней мере в одном цикле, но компонент может содержаться более чем в одном цикле.
4. Примените правило соединения. Опять же, некоторые стыки не следует включать в анализ. Вам нужно использовать достаточно узлов только для включения каждого тока.
5. Примените правило петли.Используйте карту на рисунке 6.3.5.

(рисунок 6.3.5)

Рисунок 6.3.5 Каждый из этих резисторов и источников напряжения проходит от до. (a) При перемещении через резистор в том же направлении, что и ток, вычтите падение потенциала. (b) При перемещении через резистор в направлении, противоположном току, добавьте падение потенциала. (c) При перемещении источника напряжения от отрицательного вывода к положительному, добавьте падение потенциала.(d) При перемещении через источник напряжения от положительной клеммы к отрицательной вычтите падение потенциала.

Давайте подробнее рассмотрим некоторые этапы этой процедуры. При размещении переходов в цепи не обращайте внимания на направление токов. Если направление потока тока неочевидно, выбора любого направления достаточно, если хотя бы один ток направлен в соединение и хотя бы один ток выходит из соединения. Если стрелка находится в направлении, противоположном обычному току, результат для рассматриваемого тока будет отрицательным, но ответ все равно будет правильным.

Количество узлов зависит от схемы. Каждый ток должен быть включен в узел и, таким образом, включен по крайней мере в одно уравнение соединения. Не включайте узлы, которые не являются линейно независимыми, то есть узлы, содержащие одинаковую информацию.

Рассмотрим рисунок 6.3.6. В этой цепи есть два соединения: соединение и соединение. Точки,, и не являются соединениями, потому что соединение должно иметь три или более соединений. Уравнение для соединения есть, а уравнение для соединения есть.Это эквивалентные уравнения, поэтому необходимо оставить только одно из них.

(рисунок 6.3.6)

Рисунок 6.3.6 На первый взгляд, эта схема содержит два соединения, соединение и соединение, но следует рассматривать только один, поскольку их уравнения соединения эквивалентны.

При выборе петель в схеме вам необходимо достаточное количество петель, чтобы каждый компонент был покрыт один раз, без повторения петель. На рис. 6.3.7 показаны четыре варианта петель для решения типовой схемы; варианты (a), (b) и (c) имеют достаточное количество циклов для полного решения схемы.Вариант (d) отражает больше петель, чем необходимо для решения схемы.

(рисунок 6.3.7)

Рисунок 6.3.7 Панели (a) — (c) достаточно для анализа схемы. В каждом случае два показанных контура содержат все элементы схемы, необходимые для полного решения схемы. На панели (d) показаны три использованных контура, что больше, чем необходимо. Любые две петли в системе будут содержать всю информацию, необходимую для решения схемы. Добавление третьего цикла дает избыточную информацию.

Рассмотрим схему на Рисунке 6.3.8 (a). Давайте проанализируем эту схему, чтобы найти ток через каждый резистор. Сначала промаркируйте схему, как показано в части (b).

(рисунок 6.3.8)

Рисунок 6.3.8 (a) Многоконтурная схема. (b) Пометьте схему, чтобы облегчить ориентацию.

Далее определяем перекрестки. В этой схеме точки и каждая имеют по три соединенных провода, что делает их соединениями. Начните применять правило соединения Кирхгофа, нарисовав стрелки, представляющие токи, и пометив каждую стрелку, как показано на рисунке 6.3.9 (б). Junction показывает это, а Junction это показывает. Поскольку Junction предоставляет ту же информацию, что и Junction, ее можно не принимать во внимание. Эта схема имеет три неизвестных, поэтому для ее анализа нам понадобятся три линейно независимых уравнения.

(рисунок 6.3.9)

Рисунок 6.3.9 (a) Эта схема имеет два соединения, обозначенных b и e, но в анализе используется только узел b. (b) Обозначенные стрелки представляют токи в переходах и на выходе из них.

Далее нам нужно выбрать петли.На рисунке 6.3.10 контур включает источник напряжения, резисторы и. Цикл начинается с точки, затем проходит через точки, и, а затем возвращается к точке. Вторая петля, петля, начинается в точке и включает резисторы и источник напряжения.

(рисунок 6.3.10)

Рисунок 6.3.10 Выберите петли в схеме.

Теперь мы можем применить правило цикла Кирхгофа, используя карту на рис. 6.3.5. Начиная с точки и двигаясь к точке, резистор пересекается в том же направлении, что и ток, поэтому падение потенциала вычитается.При перемещении от точки к точке резистор пересекается в том же направлении, что и ток, поэтому падение потенциала вычитается. При перемещении от точки к точке источник напряжения пересекается от отрицательной клеммы к положительной, поэтому добавляется. Между точками и нет компонентов. Сумма разностей напряжений должна равняться нулю:

Наконец, проверяем цикл. Мы начинаем с точки и переходим к точке, пересекаясь в направлении, противоположном текущему потоку.Потенциальное падение добавлено. Затем мы пересекаем и в том же направлении, что и ток, и вычитаем падения потенциала и. Обратите внимание, что через резисторы и ток одинаковый, потому что они соединены последовательно. Наконец, источник напряжения пересекается с положительной клеммы на отрицательную, а источник напряжения вычитается. Сумма этих разностей напряжений равна нулю и дает уравнение контура

Теперь у нас есть три уравнения, которые мы можем решить относительно трех неизвестных.

Чтобы решить три уравнения для трех неизвестных токов, начните с исключения тока. Сначала добавьте уравнение. (1) раз к формуле. (2). Результат обозначен как уравнение. (4):

Затем вычтите уравнение. (3) из уравнения. (2). Результат обозначен как уравнение. (5):

Мы можем решить уравнения. (4) и (5) для тока. Сложив семь раз уравнение. (4) и троекратное уравнение. (5) приводит к, или. Используя уравнение.(4) приводит к. Наконец, уравнение. (1) дает. Один из способов проверить соответствие решений — проверить мощность, подаваемую источниками напряжения, и мощность, рассеиваемую резисторами:

Обратите внимание, что решение для тока отрицательное. Это правильный ответ, но он предполагает, что стрелка, первоначально нарисованная при анализе соединений, имеет направление, противоположное направлению обычного тока. Питание от второго источника напряжения есть и нет.

ПРИМЕР 6.3.1

---

Расчет тока по правилам Кирхгофа

Найдите токи, протекающие в цепи, показанной на рисунке 6.3.11.

(рисунок 6.3.11)

Рисунок 6.3.11 Эта схема представляет собой комбинацию последовательной и параллельной конфигураций резисторов и источников напряжения. Эта схема не может быть проанализирована с использованием методов, обсуждаемых в «Электродвижущей силе», но может быть проанализирована с использованием правил Кирхгофа.

Стратегия

Эта схема достаточно сложна, поэтому токи не могут быть найдены с помощью закона Ома и последовательно-параллельных методов — необходимо использовать правила Кирхгофа.На рисунке обозначены токи, и сделаны предположения об их направлениях. Места на схеме обозначены сквозными буквами. В решении мы применяем правила соединения и петли, ища три независимых уравнения, которые позволят нам решить три неизвестных тока.

Решение

Применение правил соединения и петли дает следующие три уравнения. У нас есть три неизвестных, поэтому требуется три уравнения.

Упростите уравнения, поместив неизвестные в одну сторону уравнений.

Упростите уравнения. Уравнение первого цикла можно упростить, разделив обе части на. Уравнение второго цикла можно упростить, разделив обе части на.

Результатов:

Значение

Метод проверки расчетов заключается в вычислении мощности, рассеиваемой резисторами, и мощности, подаваемой источниками напряжения:

Подаваемая мощность равна мощности, рассеиваемой резисторами.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.6

---

При рассмотрении следующей схемы и мощности, подаваемой и потребляемой схемой, будет ли источник напряжения всегда обеспечивать питание схемы или может ли источник напряжения потреблять энергию?

ПРИМЕР 6.3.2

---

Расчет тока с использованием правил Кирхгофа

Найдите ток, протекающий в цепи, показанной на рисунке 6.3.12.

(рисунок 6.3.12)

Рисунок 6.3.12 Эта схема состоит из трех последовательно соединенных резисторов и двух батарей. Обратите внимание, что батареи подключены с противоположной полярностью.

Стратегия

Эту схему можно проанализировать с помощью правил Кирхгофа. Есть только один цикл и нет узлов. Выберите направление тока. В этом примере мы будем использовать направление по часовой стрелке от точки к точке. Рассмотрим цикл и воспользуйтесь рисунком 6.3.5, чтобы написать уравнение цикла. Обратите внимание, что согласно рисунку 6.3.5, батарея будет добавлена, а батарея вычтена.

Решение

Применение правила соединения дает следующие три уравнения. У нас есть одно неизвестное, поэтому требуется одно уравнение:

Упростите уравнения, поместив неизвестные в одну сторону уравнений. Используйте значения, указанные на рисунке.

Значение

Мощность, рассеиваемая или потребляемая схемой, равна мощности, подаваемой в схему, но обратите внимание, что ток в батарее течет через батарею от положительной клеммы к отрицательной клемме и потребляет мощность.

Подаваемая мощность равна мощности, рассеиваемой резисторами и потребляемой батареей.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.7

---

При использовании законов Кирхгофа вам необходимо решить, какие петли использовать, и направление тока, протекающего через каждую петлю. При анализе схемы в Примере 6.3.2 направление тока было выбрано по часовой стрелке от точки a до точки b .Как бы изменились результаты, если бы направление тока было выбрано против часовой стрелки, от точки к точке?

Несколько источников напряжения

Для многих устройств требуется более одной батареи. Несколько источников напряжения, таких как батареи, могут быть подключены в последовательной конфигурации, параллельной конфигурации или их комбинации.

Последовательно положительная клемма одной батареи соединена с отрицательной клеммой другой батареи. Любое количество источников напряжения, в том числе аккумуляторы, можно подключать последовательно.Две последовательно соединенные батареи показаны на рисунке 6.3.13. Использование правила петли Кирхгофа для схемы в части (b) дает результат

(рисунок 6.3.13)

Рисунок 6.3.13 (a) Две батареи, подключенные последовательно с нагрузочным резистором. (b) Принципиальная схема двух батарей и нагрузочного резистора, каждая из которых моделируется как идеализированный источник ЭДС и внутреннее сопротивление.

Когда источники напряжения включены последовательно, их внутренние сопротивления можно складывать, а их ЭДС можно складывать вместе, чтобы получить общие значения.Последовательное соединение источников напряжения является обычным явлением, например, в фонариках, игрушках и других приборах. Обычно ячейки включены последовательно, чтобы обеспечить большую суммарную ЭДС. На рисунке 6.3.13 напряжение на клеммах равно

.

Обратите внимание, что в каждой батарее присутствует одинаковый ток, поскольку они соединены последовательно. Недостаток последовательного соединения ячеек в том, что их внутренние сопротивления складываются.

Батареи соединены последовательно для увеличения напряжения, подаваемого в цепь.Например, светодиодный фонарик может иметь две батарейки типа AAA, каждая с напряжением на клеммах, подаваемым на фонарик.

Любое количество батарей можно подключить последовательно. Для аккумуляторов, подключенных последовательно, напряжение на зажимах равно

.

(6.3.3)

, где эквивалентное сопротивление.

Когда нагрузка подключается к источникам напряжения последовательно, как показано на рисунке 6.3.14, мы можем найти ток:

Как и ожидалось, внутренние сопротивления увеличивают эквивалентное сопротивление.

(рисунок 6.3.14)

Рисунок 6.3.14 Две батареи подключаются последовательно к светодиодной лампе, как в фонарике.

Источники напряжения, такие как батареи, также можно подключать параллельно. На рисунке 6.3.15 показаны две батареи с одинаковыми ЭДС, включенные параллельно и подключенные к сопротивлению нагрузки. Когда батареи подключаются параллельно, положительные клеммы соединяются вместе, а отрицательные клеммы соединяются вместе, а сопротивление нагрузки подключается к положительной и отрицательной клеммам.Обычно источники напряжения, включенные параллельно, имеют идентичные ЭДС. В этом простом случае, поскольку источники напряжения подключены параллельно, общая ЭДС равна индивидуальной ЭДС каждой батареи.

(рисунок 6.3.15)

Рисунок 6.3.15 (a) Две батареи подключаются параллельно к нагрузочному резистору. (b) На принципиальной схеме показана батарея как источник ЭДС и внутренний резистор. Два источника ЭДС имеют идентичные ЭДС (каждый помечен значком), соединенные параллельно, которые создают одинаковую ЭДС.

Рассмотрим анализ Кирхгофа схемы на рис. 6.3.15 (b). В точке и есть две петли и узел.

Расчет тока через нагрузочный резистор дает, где. Напряжение на клеммах равно падению потенциала на нагрузочном резисторе. Параллельное соединение снижает внутреннее сопротивление и, таким образом, может производить больший ток.

Параллельно можно подключить любое количество батарей. Для аккумуляторов, включенных параллельно, напряжение на зажимах равно

.

(6.3.4)

, где эквивалентное сопротивление.

Например, в некоторых грузовиках с дизельным двигателем параллельно используются две батареи; они производят полную ЭДС, но могут обеспечить больший ток, необходимый для запуска дизельного двигателя.

Таким образом, напряжение на клеммах последовательно соединенных батарей равно сумме индивидуальных ЭДС минус сумма внутренних сопротивлений, умноженная на ток. Когда батареи соединены параллельно, они обычно имеют равные ЭДС, а напряжение на клеммах равно ЭДС минус эквивалентное внутреннее сопротивление, умноженное на ток, где эквивалентное внутреннее сопротивление меньше, чем отдельные внутренние сопротивления.Аккумуляторы подключаются последовательно для увеличения напряжения на клеммах нагрузки. Аккумуляторы подключаются параллельно для увеличения тока нагрузки.

Массив солнечных батарей

Другой пример, имеющий дело с несколькими источниками напряжения, — комбинация солнечных элементов , соединенных как последовательно, так и параллельно, чтобы обеспечить желаемое напряжение и ток. Фотогальваническая генерация, которая представляет собой преобразование солнечного света непосредственно в электричество, основана на фотоэлектрическом эффекте.Фотоэлектрический эффект выходит за рамки этого учебника, но, как правило, фотоны, ударяясь о поверхность солнечного элемента, создают в нем электрический ток.

Большинство солнечных элементов изготовлено из чистого кремния. Большинство отдельных ячеек имеют выходное напряжение около, в то время как выходной ток зависит от количества солнечного света, падающего на элемент (падающее солнечное излучение, известное как инсоляция). При ярком полуденном солнечном свете типичные монокристаллические элементы производят ток на единицу площади примерно равной площади поверхности ячейки.

Отдельные солнечные элементы электрически соединены в модулях для удовлетворения потребностей в электроэнергии. Их можно соединить последовательно или параллельно — как батареи, о которых говорилось ранее. Массив или модуль солнечных элементов обычно состоит из промежуточных элементов и ячеек с выходной мощностью до.

Солнечные элементы, как и батареи, вырабатывают напряжение постоянного тока (dc). Ток от источника постоянного напряжения однонаправлен. Большинству бытовых приборов требуется переменное напряжение.

Кандела Цитаты

Лицензионный контент CC, особая атрибуция

• Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/[email protected]. Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution

Обзор электрических схем

— Ответы № 3

Обзор электрических цепей

Перейти к:

Главная страница сеанса обзора — Список тем

Electric Circuits — Главная страница || Версия для печати || Вопросы со ссылками

Ответы на вопросы: Все || # 1-7 || # 8-51 || # 52-59 || # 60-72

Часть C: Диаграммы и анализ

52.Рассмотрите диаграмму справа, чтобы ответить на следующие вопросы.

а. Если 4 кулоны заряда проходят мимо точки A за 2 секунды, то ___ кулонов заряда проходят мимо точки B за 2 секунды.

а. менее 4	г. 4	г. более 4
г. Невозможно сделать такой прогноз без знания сопротивлений.

г. Если 4 кулоны заряда проходят мимо точки A за 2 секунды, то ___ кулонов заряда проходят мимо точки B за 1 секунду.

а. менее 4	г. 4	г. более 4
г. Невозможно сделать такой прогноз без знания сопротивлений.

г. Если 4 кулоны заряда проходят мимо точки A за 2 секунды, то ___ кулонов заряда проходят мимо точки B за 4 секунды.

а. менее 4	г. 4	г. более 4
г. Невозможно сделать такой прогноз без знания сопротивлений.

г. Если 4 кулоны заряда проходят мимо точки A за 2 секунды, то ___ кулонов заряда проходят мимо точки B за 4 секунды.

e. Если 4 кулоны заряда проходят мимо точки A за 2 секунды, то ___ кулонов заряда проходят мимо точки C за 4 секунды.

ф. Предположим, что сопротивление лампочки, расположенной между точками A и B, увеличивается. Это приведет к тому, что ток через другую лампочку станет ____ (увеличение, уменьшение, останется прежним).

Ответ: См. Ответы ниже. Этот вопрос проверяет ваше понимание тока как скорости, с которой заряд (выраженный здесь в кулонах) проходит через точку в цепи. Ток определяется как отношение заряда / времени. В такой последовательной цепи, как эта, ток везде одинаковый. а. B ; ток 2,0 ампера в точке А. То же самое 2.0 ампер в точке B, 4 кулоны должны пройти точку за 2 секунды. г. А ; ток составляет 2,0 ампера в точке A. Чтобы получить такие же 2,0 ампера в точке B, 2 кулоны должны пройти через точку за 1 секунду. За меньшее количество времени меньше заряда будет проходить мимо точки. г. C ; ток составляет 2,0 ампера в точке A. Чтобы быть такими же 2,0 ампера в точке B, 8 кулонов должны пройти через точку за 4 секунды. Чем больше времени, тем больше заряда будет проходить мимо точки. г. 8 ; ток составляет 2,0 ампера в точке A. Чтобы быть такими же 2,0 ампера в точке B, 8 Кулоны должны пройти точку B за 4 секунды. e. 8 ; ток составляет 2,0 ампера в точке A. Чтобы быть такими же 2,0 ампера в точке B, 8 Кулоны должны пройти точку C за 4 секунды. ф. уменьшение ; увеличение сопротивления лампочки для ряда последовательных лампочек увеличит общее сопротивление цепи и вызовет уменьшение тока во всей цепи.

53. На схеме справа показаны три идентичные лампочки, соединенные последовательно. Несколько точек на контуре обозначены буквами. Сравните электрический потенциал и электрическую потенциальную энергию различных точек. Для каждого сравнения используйте символ больше (>), меньше (<) или приблизительно равно (=).

Электрический потенциал Сравнение	Потенциальная энергия Сравнение
В А = В В	PE A = PE B
В В > В В	PE B > PE C
В С = В D	PE C = PE D
V D > V E	PE D > PE E
V E = V F	PE E = PE F
V F > V G	PE F > PE G
В G = В H	PE G = PE H
В В < В А	PE H < PE A

Ответ: См. Таблицу выше. Точка А соответствует положительной клемме аккумулятора. В точке А заряд обладает наибольшим количеством электрической потенциальной энергии. В этом месте высокое напряжение. В процессе прохождения по цепи к клемме — электрическая потенциальная энергия заряда преобразуется в световую энергию (и тепловую энергию) в лампочках. Он будет терять части своей электроэнергии в каждой лампочке. Лампочка просто служит устройством преобразования энергии, которое преобразует электрическую потенциальную энергию в неэлектрическую форму.Таким образом, потенциальная энергия (и, следовательно, напряжение) будет падать в значении каждый раз, когда проходит мимо лампочки и достигает точки, находящейся дальше от клеммы + с высокой энергией. Наконец, в точке H вся электрическая энергия и напряжение были потеряны, и для заряда требуется подвести некоторую энергию от батареи.

54. Используйте соответствующие условные обозначения, чтобы построить схему цепи, питаемой от 6-вольтовой батареи, которая состоит из двух последовательно соединенных резисторов на 3 Ом.Поместите амперметры последовательно в таком месте, чтобы можно было измерить ток через каждый резистор, и в таком месте, чтобы можно было измерить общий ток в цепи. На принципиальной схеме используйте непрерывную стрелку, чтобы указать направление обычного тока. Наконец, укажите на диаграмме показания амперметра.

Ответ: См. Схему ниже. Поскольку два резистора включены последовательно, полное или эквивалентное сопротивление является просто суммой отдельных сопротивлений.Общее сопротивление 6 Ом. Полный ток в цепи можно найти по отношению напряжения батареи к общему сопротивлению: I TOT = V TOT / R TOT = (6 В) / (6 Ом) = 1 ампер Поскольку это последовательная цепь, ток через батарею такой же, как ток через каждый из резисторов.

[# 52 | # 53 | # 54 | # 55 | # 56 | # 57 | # 58 | # 59]

55.Используйте соответствующие условные обозначения, чтобы построить схему цепи, питаемой от 6-вольтовой батареи, которая состоит из двух резисторов на 3 Ом, соединенных параллельно. Поместите амперметр последовательно с каждым из отдельных резисторов таким образом, чтобы можно было измерить ток через каждый резистор. Разместите третий амперметр в таком месте, чтобы можно было измерить общий ток в цепи. На принципиальной схеме используйте непрерывную стрелку, чтобы указать направление обычного тока. Наконец, укажите на диаграмме показания амперметра.

Ответ: См. Схему ниже. Напряжение на каждой ветви эквивалентно напряжению батареи. Ток через ветвь — это просто отношение V / R, где V = 6 Вольт и R = 3 Ом. Этот расчет приводит к выводу, что сила тока в каждой ветви составляет 2 Ампер. Ток вне ветвей — это просто сумма тока в ветвях. Таким образом, вне ответвлений будет ток 4 Ампер. В качестве альтернативы этому решению можно сначала определить эквивалентное сопротивление, используя уравнение 1 / R Tot для параллельных цепей. Эквивалентное сопротивление 1,5 Ом. После определения общий ток цепи можно рассчитать, используя I Tot = V Tot / R Tot . Общий ток цепи составит 4 ампера. Затем разделите 4 А на два равных тока ответвления, чтобы определить ток на каждом из отдельных резисторов.

[# 52 | # 53 | # 54 | # 55 | # 56 | # 57 | # 58 | # 59]

56. Рассмотрим схему справа от последовательной цепи. Каждая лампочка в цепи имеет одинаковое сопротивление. Используйте отмеченные точки на схеме, чтобы ответить на следующие вопросы. На каждый вопрос может быть один, менее одного или более одного ответа.

а. Электрический потенциал в точке A такой же, как электрический потенциал в точке (ах) B .Включите все, что применимо, если применимо.

г. Электрический потенциал в точке C такой же, как электрический потенциал в точках D и E . Включите все, что применимо, если применимо.

г. Электрический потенциал в точке F такой же, как электрический потенциал в точке (ах) G . Включите все, что применимо, если применимо.

г. Электрический потенциал в точке I такой же, как электрический потенциал в точке (ах) H . Включите все, что применимо, если применимо.

e. Разность электрических потенциалов между точками A и B такая же, как разность электрических потенциалов между точками C, и D (и C и E; и D и E; и F и G; и H и I) . Включите все, что применимо, если применимо.

ф. Разность электрических потенциалов между точками A и C такая же, как разность электрических потенциалов между точками E и F (и C и F; и D и F; и E и G; и C и G; и D и G; и G и H; и F и H; и G и I; и F и I) .Включите все, что применимо, если применимо.

г. Разность электрических потенциалов между точками A и F такая же, как и разность электрических потенциалов между точками E, и H (и между любыми другими двумя наборами точек, которые находятся на противоположной стороне двух соседних ламп … например, точки C и H или точки D и H или точки E и I и т. Д.) . Включите все, что применимо, если применимо.

ч. Разность электрических потенциалов между точками D и H такая же, как и разность электрических потенциалов между точками A и F (и между любыми другими двумя наборами точек, которые находятся на противоположной стороне двух соседних лампочек… например, точки C и H или точки D и I, точки E и I и т. д.) . Включите все, что применимо, если применимо.

и. Ток в точке A такой же, как ток в точке (ах) C (и в любой другой точке цепи) . Включите все, что применимо, если применимо.

Дж. Ток в точке E такой же, как ток в точке (ах) F (и в любой другой точке цепи) . Включите все, что применимо, если применимо.

к. Ток в точке G такой же, как ток в точке (точках) G (и в любой другой точке цепи) .Включите все, что применимо, если применимо.

Ответ: См. Ответы выше. В электрической цепи электрический потенциал движущегося заряда накапливается в батарее и теряется в лампочке (или каком-либо резисторе во внешней цепи). Таким образом, электрический потенциал заряда одинаков для любых двух точек, которые не разделены батареей или лампочкой. (от a до d) В этой цепи лампочки имеют одинаковое сопротивление; таким образом, каждая лампочка вызывает одинаковое падение потенциала (разность электрических потенциалов).Таким образом, разность электрических потенциалов будет одинаковой между любыми двумя точками, которые находятся на расстоянии одной или двух лампочек. (с e по h) Наконец, в последовательной цепи ток одинаков во всех точках цепи. Поскольку заряд сохраняется и поскольку в цепи нет места, где происходит накопление заряда, во всех местах должна быть одинаковая скорость потока заряда. (от i до k)

[# 52 | # 53 | # 54 | # 55 | # 56 | # 57 | # 58 | # 59]

57.Рассмотрим схему справа от параллельной цепи. Каждая лампочка в цепи имеет одинаковое сопротивление. Используйте отмеченные точки на схеме, чтобы ответить на следующие вопросы. На каждый вопрос может быть один, менее одного или более одного ответа.

а. Электрический потенциал в точке A такой же, как электрический потенциал в точке (точках) B (и в любой другой точке перед лампочками … например, в точках C, D, E и F) . Включите все, что применимо, если применимо.

г.Электрический потенциал в точке D такой же, как электрический потенциал в точке (точках) B (и в любой другой точке перед лампочками … например, в точках A, C, E и F) . Включите все, что применимо, если применимо.

г. Электрический потенциал в точке J такой же, как электрический потенциал в точке (точках) K (и в любой другой точке после лампочек … например, в точках G, H, I и L . Включите все, что применимо, если применимо.

г. Разность электрических потенциалов между точками A и J такая же, как и разность электрических потенциалов между точками B, и K (и любой другой комбинацией двух точек, расположенных на противоположных сторонах лампочек… например, точки A и K, или точки A и L, или точки F и G, или точки D и G, и т. д. и т. д.) . Включите все, что применимо, если применимо.

e. Разность электрических потенциалов между точками D и G такая же, как и разность электрических потенциалов между точками A и J (и любой другой комбинацией двух точек, расположенных на противоположных сторонах лампочек … например, точек A и K, или точки A и L, или точки F и G, или точки E и H, и т. д. и т. д.) . Включите все, что применимо, если применимо.

ф. Ток в точке A такой же, как ток в точке (ах) Дж . Включите все, что применимо, если применимо.

г. Ток в точке B такой же, как ток в точке (ах) K . Включите все, что применимо, если применимо.

ч. Ток в точке C такой же, как ток в точке (ах) L (и точках F, I, E, H, D и G) . Включите все, что применимо, если применимо.

и.Ток в точке D такой же, как ток в точке (ах) G (и в точках F, I, C, E и H) . Включите все, что применимо, если применимо.

Дж. Если бы лампочку, расположенную между точками D и G, заменить на лампочку с большим сопротивлением, то ток в точках A, D, G и J уменьшился бы. Включите все, что применимо, если применимо.

к. Если бы лампочку, расположенную между точками D и G, заменить лампочкой с большим сопротивлением, то разность электрических потенциалов между точками – и – увеличилась бы.Включите все, что применимо, если применимо. (не применимо)

л. Если бы лампочка, расположенная между точками D и G, до погасла на , то ток уменьшился бы в точках A, D, G и J . Включите все, что применимо, если применимо.

Ответ: См. Ответы выше. В электрической цепи электрический потенциал движущегося заряда накапливается в батарее и теряется в лампочке (или каком-либо резисторе во внешней цепи).Таким образом, электрический потенциал заряда одинаков для любых двух точек, которые не разделены батареей или лампочкой. Даже если цепь представляет собой параллельную цепь, любая точка между положительной клеммой аккумулятора и лампочкой будет иметь одинаковый электрический потенциал; и любая точка, расположенная между минусовой клеммой батареи и местом после прохождения через резистор ответвления, имеет одинаковый электрический потенциал. (от a до e) В этой цепи лампочки имеют одинаковое сопротивление.Таким образом, когда заряд достигает места разветвления, равное количество заряда выберет среднюю ветвь, как левую ветвь и правую ветвь. Таким образом, при одинаковом сопротивлении ток в каждой ветви одинаков. И ток до места разветвления и после соединения ветвей одинаков. Наконец, точки B и K находятся в местах, где будет проходить ток для двух из трех ветвей; эти точки будут иметь одинаковый ток. (с e по i) In j удаление лампочки в первой ветви не повлияет на ток в других ветвях.Такая модификация только снизит общий ток цепи. Меньшее количество ответвлений приведет к большему общему сопротивлению и меньшему общему току. Тем не менее, ток через вторую ветвь по-прежнему представляет собой падение напряжения на второй ветви (которое является напряжением батареи), деленное на сопротивление второй ветви. Поскольку удаление лампочки в первой ветви не меняет ни одной из величин, ток в средней ветви не изменяется. В k, электрический потенциал на ветви просто равен напряжению батареи.Удаление лампочки не изменит напряжение батареи. Таким образом, эффекта нет. В l, если лампочка в первом ответвлении перегорит, произойдет тот же эффект, что и в части j.

58. Рассмотрим приведенную ниже схему последовательной цепи. Для каждого резистора используйте стрелки, чтобы указать два места, где нужно было бы отводить провода вольтметра, чтобы измерить падение напряжения на отдельном резисторе.Наконец, укажите показания амперметра и значения напряжения.

Ответ: См. Диаграмму выше. Общее сопротивление (или эквивалентное сопротивление) можно сначала определить с помощью уравнения для последовательных цепей. R Tot = R 1 + R 2 + R 3 = 5 Ом + 10 Ом + 15 Ом = 30 Ом Как только известно, значение R Tot можно использовать с напряжением батареи (ΔV Tot ) для определения общего тока в цепи. I Tot = (ΔV Tot ) / (R Tot ) = (120 В) / (30 Ом) = 4 А Для последовательной цепи ток через каждый резистор равен полному току цепи. Таким образом, I 1 = I 2 = I 3 = 4 Ампер. Падение напряжения на резисторе можно определить с помощью вольтметра, постукивая проводами по металлическим проводам на противоположных сторонах резистора. Таким образом, вольтметр определяет разность напряжений (т.е.(например, падение напряжения или разность электрических потенциалов) между двумя точками, в которых проводились ответвления. В этой схеме ожидаемые падения напряжения (ΔV 1 , ΔV 2 и ΔV 3 ) можно вычислить, определив произведение IR для каждого резистора. Это показано ниже. ΔV 1 = I 1 • R 1 = (4 А) • (5 Ом) = 20 Вольт ΔV 2 = I 2 • R 2 = (4 А) • (10 Ом) = 40 Вольт ΔV 3 = I 3 • R 3 = (4 А) • (15 Ом) = 60 Вольт

59.Рассмотрим приведенную ниже схему параллельной цепи. Для каждого резистора используйте стрелки, чтобы указать два места, где нужно было бы отводить провода вольтметра, чтобы измерить падение напряжения на отдельном резисторе. Наконец, укажите показания амперметра и значения напряжения.

Ответ: См. Диаграмму выше. Общее сопротивление (или эквивалентное сопротивление) можно сначала определить с помощью уравнения для последовательных цепей. 1 / R Tot = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 = 1 / (5 Ом + 1 / (10 Ом) + 1 / (15 Ом) R Всего = 2,727 Ом Как только известно, значение R Tot можно использовать с напряжением батареи (ΔV Tot ) для определения общего тока в цепи. I Tot = (ΔV Tot ) / (R Tot ) = (120 В) / (2,727 Ом) = 44.0 ампер Падение напряжения на резисторе можно определить с помощью вольтметра, постукивая проводами по металлическим проводам на противоположных сторонах резистора. Таким образом, вольтметр определяет разницу в напряжении (то есть падение напряжения или разность электрических потенциалов) между двумя точками, в которых были отведены провода. Для последовательной цепи ожидаемое падение напряжения на каждом резисторе (ΔV 1 , ΔV 2 и ΔV 3 ) такое же, как полное падение напряжения.Таким образом, ΔV 1 = ΔV 2 = ΔV 3 = 120 Вольт. В этой схеме токи ответвления можно вычислить, используя уравнение ΔV = I • R для каждого резистора. Это показано ниже. R 1 = ΔV 1 / R 1 = (120 В) / (5 Ом) = 24 А I 2 = ΔV 2 / R 2 = (120 В) / (10 Ом) = 12 А I 3 = ΔV 3 / R 3 = (120 В) / (15 Ом) = 8 А

Перейти к:

Главная страница сеанса обзора — Список тем

Electric Circuits — Главная страница || Версия для печати || Вопросы со ссылками

Ответы на вопросы: Все || # 1-7 || # 8-51 || # 52-59 || # 60-72

Вам тоже может понравиться…

Пользователи The Review Session часто ищут учебные ресурсы, которые предоставляют им возможности для практики и обзора, которые включают встроенную обратную связь и инструкции. Если это то, что вы ищете, то вам также может понравиться следующее:

1. Блокнот калькулятора

   Блокнот калькулятора включает в себя текстовые задачи по физике, сгруппированные по темам. Каждая проблема сопровождается всплывающим ответом и аудиофайлом, в котором подробно объясняется, как подойти к проблеме и решить ее.Это идеальный ресурс для тех, кто хочет улучшить свои навыки решения проблем.

   Посещение: Панель калькулятора На главную | Блокнот для калькулятора — электрические схемы

2. Minds On Physics App Series

   Minds On Physics the App («MOP the App») представляет собой серию интерактивных модулей вопросов для учащихся, которые серьезно настроены улучшить свое концептуальное понимание физики. Каждый модуль этой серии посвящен отдельной теме и разбит на подтемы.«Опыт MOP» предоставит учащемуся сложные вопросы, отзывы и помощь по конкретным вопросам в контексте игровой среды. Он доступен для телефонов, планшетов, Chromebook и компьютеров Macintosh. Это идеальный ресурс для тех, кто желает усовершенствовать свои способности к концептуальному мышлению. Четвертая часть серии включает темы «Электрические схемы».

   Посетите: MOP the App Home || MOP приложение — часть 4
   

На схеме ниже два резистора, и, идентичны, а конденсатор изначально…

Концепции и причина

Концепции, необходимые для решения проблемы, — это закон Кирхгофа и ток через конденсаторы.

Используйте закон Кирхгофа в переходе, чтобы сравнить ток сразу после включения переключателя. Используйте поток заряда через конденсатор, чтобы рассчитать ток через конденсатор, когда переключатель замкнут в течение длительного времени. Используйте разряд конденсатора, чтобы сравнить ток через резисторы, когда переключатель разомкнут после долгого замыкания.

Основы

Согласно действующему закону Кирхгофа, ток, входящий в соединение цепи, равен току, выходящему из соединения.

Конденсатор — это устройство, используемое для накопления заряда. Когда конденсатор подключен к источнику напряжения, конденсатор заряжается до максимума, и ток прекращается. Когда заряженный конденсатор отключается от источника напряжения, конденсатор начинает разряжаться, и ток течет по цепи.

Сразу после включения переключателя резисторы и конденсатор подключаются к источнику напряжения, и через цепь начинает течь ток для зарядки конденсатора.

Согласно закону тока Кирхгофа или правилу соединений Кирхгофа, ток, входящий в соединение цепи, равен току, выходящему из соединения цепи.

Рассмотрим соединение схемы, соединяющей два резистора и конденсатор. Текущее уравнение Кирхгофа для соединения:

IR1 = IR2 + IC {I _ {{R_1}}} = {I _ {{R_2}}} + {I_C} IR1 = IR2 + IC

Здесь , IR1 {I _ {{R_1}}} IR1 — это ток через первое сопротивление, которое входит в переход, IR2 {I _ {{R_2}}} IR2 — это ток через второй резистор, который выходит из перехода и IC {I_C} IC — это ток через конденсатор, выходящий из перехода.Таким образом,

IR1> IR2 {I _ {{R_1}}}> {I _ {{R_2}}} IR1> IR2

Ток через первый резистор больше, чем ток через второй резистор сразу после закрытие переключателя.

Согласно правилу Кирхгофа, ток в переходе, когда резисторы и конденсаторы подключены к источнику напряжения, составляет

IR1 = IR2 + IC {I _ {{R_1}}}} = {I _ {{R_2}}} + {I_C} IR1 = IR2 + IC

Пока переключатель замкнут в течение длительного времени, конденсатор заряжается до максимума.После того, как конденсатор заряжен до максимума, в конденсаторе не будет протекания тока. Ток через конденсатор равен

IC = 0 {I_C} = 0IC = 0

Таким образом, ток через резисторы равен

IR1 = IR2 {I _ {{R_1}}}} = {I _ {{R_2}} } IR1 = IR2

Когда переключатель замкнут в течение длительного времени, ток через резисторы одинаков.

Когда переключатель разомкнут, конденсатор начинает разряжаться. Ток протекает через петлю, в которую входит второй резистор.Тогда ток через второй резистор будет больше, чем ток через первый резистор.

IR2> IR1 {I _ {{R_2}}}> {I _ {R_1}}} IR2> IR1

Когда переключатель разомкнут, ток через второй резистор будет больше, чем ток через первое сопротивление.

Ответ:

Ток через первый резистор больше, чем ток через второй резистор сразу после включения переключателя.

Когда переключатель замкнут в течение длительного времени, ток через резисторы одинаков.

Когда переключатель разомкнут, ток через второй резистор будет больше, чем ток через первое сопротивление.

В электрической сети, показанной на рисунке, используйте физику Кирхгофа класса 12 CBSE

Подсказка: Закон Ома дает соотношение тока и напряжения в простых электрических цепях. Но при сложной схеме будет сложно найти распределение тока по закону Ома. Кирхгоф сформулировал два закона, которые позволяют нам находить распределение тока в сложных электрических цепях.

Полный пошаговый ответ:
Первый закон Кирхгофа также называется законом перехода или текущим законом. он утверждает, что в любом соединении сумма токов, входящих в соединение, равна сумме токов, выходящих из соединения.
Математически это представлено как $ \ sum {I = 0} $
Второй закон Кирхгофа также называется законом петли или законом напряжения. Он говорит, что алгебраическая сумма изменений потенциала вокруг любого замкнутого контура, включающего резисторы и ячейки в контуре, равна нулю.
Математически представлено как $ \ sum {V = 0} $ или $ \ sum {\ left ({IR} \ right)} + \ sum {E = 0} $
Теперь в этой задаче мы будем использовать второй закон Кирхгофа. для решения данной схемы.
Для цикла ABCDA примените закон напряжения Кирхгофа,
$ \ Rightarrow — 12 + 2 {I_1} + 4 \ left ({{I_1} + {I_2}} \ right) = 0 $
Мы можем упростить данные уравнения, получив ,
$ \ Rightarrow 3 {I_1} + 2 {I_2} = 6 $ ……………………… (!)
Для области цикла, примените правило Кирхгофа, мы получаем
$ \ Rightarrow — 4 \ left ( {{I_1} + {I_2}} \ right) + 6 = 0 $
Мы можем упростить данные уравнения, которые получим:
$ \ Rightarrow 2 {I_1} + 2 {I_2} = 3 $ ………………… … (2)
Вычтем уравнения (1) и (2), получим
$
3 {I_1} + 2 {I_2} = 6 \\
\ left (- \ right) \\
2 {I_1} + 2 { I_2} = 3 \\
$
Теперь у нас есть, $ \ Rightarrow {I_1} = 3A $
Далее, чтобы найти $ {I_2} $, подставляем значение $ {I_1} $ в уравнение (1), получаем
$ \ Стрелка вправо 3 {I_1} + 2 {I_2} = 6 $
Мы можем подставить значение $ {I_1} $ в данное уравнение, получаем.2} \ times 4 $
$ \ следовательно P = 9Вт $
$ \ следовательно $ Мощность, потребляемая сопротивлением $ R = 4 \ Omega $, составляет 9Вт.

Примечание: Условные обозначения для второго закона Кирхгофа:
-Изменение потенциала при прохождении сопротивления в направлении тока составляет $ — IR $, в то время как в противоположном направлении $ + IR $.
— Изменение напряжения при прохождении источника ЭДС с отрицательной на положительную составляет \ [+ e \], в то время как в противоположном направлении \ [- e \], независимо от направления тока в цепи.
-Второй закон Кирхгофа следует принципу сохранения энергии.

Общие сведения о принципиальных схемах — AP Physics 1

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или несколько ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

.