Čo sa stane, keď sú odporové pásy zapojené do série?

Ahoj! Ako dodávateľ odporových pásikov dostávam v poslednej dobe veľa otázok o tom, čo sa stane, keď sú odporové pásy zapojené do série. Tak som si povedal, že si sadnem a napíšem blogový príspevok, aby som sa podelil o nejaké postrehy na túto tému.

Najprv si rýchlo prejdime, čo sú odporové prúžky. Odporové pásiky sú v podstate dlhé tenké pásiky vodivého materiálu, ktoré majú špecifickú hodnotu odporu. Bežne sa používajú v rôznych elektrických aplikáciách, ako sú vykurovacie články, rozdeľovače napätia a obmedzovače prúdu.

Teraz, keď pripojíte odporové pásy do série, v podstate ich zoradíte jeden po druhom, takže prúd musí postupne prechádzať každým pásikom. To má niekoľko kľúčových vplyvov na celkové elektrické charakteristiky obvodu.

1. Celkový odpor sa zvyšuje

Najzrejmejšia vec, ktorá sa stane, keď zapojíte odporové prúžky do série, je, že celkový odpor obvodu sa zvýši. Je to preto, že celkový odpor (R_total) sériového obvodu je jednoducho súčtom jednotlivých odporov každého komponentu. Takže, ak máte tri odporové pásy s odpormi R1, R2 a R3, celkový odpor by bol:

R_total = R1 + R2 + R3

Povedzme napríklad, že máte tri odporové prúžky s odporom 10 ohmov, 20 ohmov a 30 ohmov. Keď ich zapojíte do série, celkový odpor by bol:

R_total = 10 + 20 + 30 = 60 ohmov

Toto zvýšenie odporu môže byť užitočné v aplikáciách, kde potrebujete obmedziť prúd pretekajúci obvodom. Zvýšením celkového odporu môžete znížiť množstvo prúdu, ktorý môže prechádzať, čo môže pomôcť chrániť citlivé komponenty pred poškodením.

2. Prúd zostáva rovnaký

Ďalšou dôležitou vecou, ​​​​ktorú treba poznamenať o sériových obvodoch, je to, že prúd pretekajúci každým komponentom je rovnaký. Je to preto, že prúd prúdi len jednou cestou, takže musí postupne prejsť cez každý odporový pásik.

Podľa Ohmovho zákona (V = IR, kde V je napätie, I je prúd a R je odpor), ak sa celkový odpor obvodu zvýši a napätie zostane konštantné, prúd sa zníži. Ale v samotnom sériovom obvode je prúd v každom bode rovnaký.

Takže, ak máte obvod s 12-voltovým napájaním a celkovým odporom 60 ohmov (ako v našom príklade vyššie), prúd pretekajúci obvodom by bol:

I = V/R_total = 12/60 = 0,2 ampérov

A týchto 0,2 ampérov prúdu by tieklo cez každý z troch odporových pásikov v sériovom obvode.

3. Pokles napätia naprieč každým pásikom

Pretože prúd je rovnaký cez každý odporový pásik v sériovom obvode, pokles napätia na každom pásiku bude závisieť od jeho individuálneho odporu. Podľa Ohmovho zákona sa pokles napätia (V_drop) na komponente rovná prúdu, ktorý ním preteká, vynásobenému jeho odporom (V_drop = I * R).

Takže v našom príklade s tromi odporovými prúžkami (10 ohmov, 20 ohmov a 30 ohmov) a prúdom 0,2 ampéra by poklesy napätia na každom prúžku boli:

• Pre 10-ohmový pásik: V_drop1 = 0,2 * 10 = 2 volty
• Pre 20-ohmový pásik: V_drop2 = 0,2 * 20 = 4 volty
• Pre 30-ohmový pásik: V_drop3 = 0,2 * 30 = 6 voltov

Všimnite si, že súčet poklesov napätia na každom pásiku sa rovná celkovému napätiu napájacieho zdroja (2 + 4 + 6 = 12 voltov). Toto je známe ako Kirchhoffov zákon o napätí, ktorý uvádza, že súčet poklesov napätia v uzavretej slučke obvodu sa musí rovnať celkovému napätiu aplikovanému na slučku.

Aplikácie sériovo zapojených odporových prúžkov

Teraz, keď vieme, čo sa stane, keď sú odporové pásy zapojené do série, pozrime sa na niektoré praktické aplikácie tejto konfigurácie.

Vykurovacie telesá

Jedna bežná aplikácia sériovo zapojených odporových pásikov je vo vykurovacích prvkoch. Zapojením viacerých odporových líšt do série môžete zvýšiť celkový odpor vykurovacieho telesa, čo následne zvyšuje množstvo generovaného tepla. Je to preto, že výkon rozptýlený rezistorom (P = I^2 * R) je úmerný štvorcu prúdu a odporu. Takže zvýšením odporu môžete zvýšiť výkon a tým aj tepelný výkon.

Napríklad v priemyselnom vykurovacom systéme môžete použiť niekoľkoCr20Al5odporové pásy zapojené do série, aby sa dosiahol požadovaný vykurovací efekt.

Rozdeľovače napätia

Ďalšia aplikácia je v napäťových deličoch. Delič napätia je obvod, ktorý rozdeľuje vstupné napätie na menšie, proporcionálne výstupné napätia. Zapojením odporových pásikov do série môžete vytvoriť obvod deliča napätia, kde výstupné napätie na každom pásiku je zlomkom vstupného napätia v závislosti od jeho odporu.

To je užitočné v aplikáciách, kde potrebujete poskytnúť rôzne úrovne napätia rôznym komponentom v obvode. Napríklad v elektronickom zariadení môžete použiť delič napätia zložený z0Cr25Al5 plochý odporový pásna poskytnutie nižšieho napätia konkrétnemu komponentu.

Obmedzovače prúdu

Ako už bolo spomenuté, sériovo zapojené odporové pásy môžu byť tiež použité ako obmedzovače prúdu. Zvýšením celkového odporu obvodu môžete obmedziť množstvo prúdu, ktorý ním prechádza, čo môže pomôcť chrániť citlivé komponenty pred poškodením v dôsledku nadprúdu.

Napríklad v napájacom obvode môžete použiť sériu0Cr21Al6Nbodporové pásy na obmedzenie prúdu na bezpečnú úroveň.

Výber správnych odporových pásikov pre sériové pripojenie

Pri výbere odporových pásikov pre sériové pripojenie je potrebné mať na pamäti niekoľko vecí.

Hodnota odporu

V prvom rade musíte zvážiť hodnotu odporu každého prúžku. Ako sme videli, celkový odpor sériového obvodu je súčtom jednotlivých odporov, takže je potrebné zvoliť pásiky s príslušnými hodnotami odporu, aby ste dosiahli požadovaný celkový odpor.

Výkonové hodnotenie

Musíte tiež zvážiť menovitý výkon každého pásu. Menovitý výkon udáva maximálne množstvo energie, ktoré môže pásik bezpečne rozptýliť bez prehriatia. V sériovom obvode bude výkon rozptýlený každým pásikom závisieť od jeho odporu a prúdu, ktorý ním preteká. Takže sa musíte uistiť, že každý pásik má menovitý výkon, ktorý dokáže zvládnuť výkon, ktorý sa rozptýli v obvode.

Teplotný koeficient

Teplotný koeficient odporu je ďalším dôležitým faktorom, ktorý treba zvážiť. Tento koeficient udáva, ako sa mení odpor pásu s teplotou. V niektorých aplikáciách možno budete potrebovať odporové pásy s nízkym teplotným koeficientom, aby ste zabezpečili, že odpor zostane stabilný v širokom rozsahu teplôt.

Záver

Záverom, zapojenie odporových prúžkov do série má niekoľko dôležitých účinkov na elektrické charakteristiky obvodu, vrátane zvýšenia celkového odporu, konštantného prúdu v obvode a poklesu napätia na každom prúžku. Táto konfigurácia má rôzne praktické aplikácie, napríklad vo vykurovacích prvkoch, rozdeľovačoch napätia a obmedzovačoch prúdu.

Ako dodávateľ odporových líšt mám široký sortiment vysokokvalitných produktov, ktoré vyhovujú vašim potrebám. Či už hľadáteCr20Al5,0Cr25Al5 plochý odporový pás, alebo0Cr21Al6Nb, Môžem vám poskytnúť tie správne odporové pásy pre vašu aplikáciu.

Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich odporových prúžkoch alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa sériového pripojenia, neváhajte ma kontaktovať. Rád prediskutujem vaše požiadavky a pomôžem vám nájsť najlepšie riešenie pre váš projekt. Začnime rozhovor a uvidíme, ako môžeme spolupracovať, aby sme splnili vaše elektrické potreby!

Referencie

• Serway, RA a Jewett, JW (2018). Fyzika pre vedcov a inžinierov s modernou fyzikou. Cengage Learning.
• Horowitz, P. a Hill, W. (2015). Umenie elektroniky. Cambridge University Press.