Общее сопротивление электрической цепи, чему оно равно и как найти по формуле.

 

 

 

Тема: как узнать какое сопротивление у электрической схемы, цепи по формуле.

 

Как известно во всем нужна своя мера, которая позволяет делать точные системы, устройства, механизмы, схемы. Мера множественная, имеет свои конкретные величины. В сфере электротехники основными величинами являются напряжение, ток, сопротивление, мощность, частота (для переменного и импульсного тока). Величины между собой связаны определенными формулами. Самой важной формулой, наиболее используемой электриками, электронщиками является закон Ома ( I = U/R, то есть — сила тока равна напряжению деленному на сопротивление). Зная любые две величины из этой формулы всегда можно найти третью.

 

От сопротивления электрической цепи зависит силы тока при наличии определенного напряжения. Если меняется сопротивление в цепях схемы, то и меняться режимы ее работы в отдельных ее участках или во всей цепи. Знание величины сопротивления могут помочь выявить неисправность, узнать (вычислить из формулы) другие электрические величины в схеме, зависящие от этого сопротивления.

 

Теперь давайте посмотрим от чего зависит общее сопротивление электрической цепи. Общее — это сумма частных. Любая электрическая цепь и схема содержит в себе электрические компоненты, которые обладают внутренним сопротивлением. Даже обычный конденсатор (две пластины проводника, разделенные диэлектриком, что позволяет накапливать электрический заряд между этими пластинами, не пропуская постоянный ток), который, казалось бы, по сути своей его не должен иметь (точнее оно бесконечно большое) обладает реактивным сопротивлением.

 

Самая простая электрическая цепь состоит из источника питания и нагрузки. К примеру это будет обычная батарейка и маленькая лампочка накаливания. И батарейка и лампочка имеют свои сопротивления, которые суммируются, что определяет силу тока, текущему по этой простейшей цепи (при определенной величине напряжения). Допустим к нашей цепи мы добавим еще один элемент нагрузки (вторую такую же лампочку). Ее можно подключить к этой простейшей цепи двумя способами либо параллельно первой лампочки, либо же последовательно ей.

 

 

 

 

При последовательном подключении сопротивление будет суммироваться:

 

 

 

При параллельном подключении общее сопротивление можно найти по таким формулам:

 

 

То есть, большинство схем будут иметь в себе либо параллельное подключение сопротивлений, либо последовательное или же смешанное. В случае сложной электрической цепи определение общего электрического сопротивления происходит по частям (группам), состоящим, опять же, из параллельных и последовательных подключений элементов, обладающими сопротивлением. Правильнее начинать с той части цепи, схемы, которая имеет наибольшую удаленность от двух конечных выводов, рассматриваемых как контакты общего сопротивления. На рисунке ниже приведен пример последовательности вычисления общего сопротивления сложной цепи, схемы.

 

 

Но ведь существуют электрические цепи, в которых общее сопротивление может постоянно меняться, к примеру схема стабилизированного регулятора частоты вращения постоянного электродвигателя, подключенная к самому двигателю. При изменении нагрузки на валу двигателя будет меняться его внутреннее сопротивление, следовательно меняться будет и режимы работы схемы (поддерживающая нужную частоту вращения вала). В таких цепях электрическое сопротивление является динамическим, изменяющемся. Можно лишь рассчитать усредненное сопротивление, которое не будет абсолютно точным.

 

 

Помимо этого, как было подмечено ранее, существует еще реактивное сопротивление, которое бывает у индуктивных и емкостных элементов цепи. Оно явно себя проявляет в схемах, что работают с переменным, импульсным током. Если в цепях постоянного тока конденсатор (стоящий последовательно) не будет проводить через себя ток, то в цепи переменного тока будет все иначе. Причем его реактивное сопротивление будет зависеть от частоты (при одной и той же емкости). Вот формулы для нахождения реактивного емкостного и индуктивного сопротивления:

 

 

P.S. общее сопротивление можно находить и через использование закона Ома, который гласит, что сопротивление равно напряжение деленное на силу тока. Следовательно, берем мультиметр, измеряем ток и напряжение в том месте цепи, где хотим узнать сопротивление. Воспользовавшись формулой Ома находим (определяем) электрическое сопротивление нужного участка цепи. Напомню, что при использовании закона ома нужно применять основные единицы измерения — ток в амперах, напряжение в вольтах, а сопротивление в омах.

 

как посчитать и определить формулой

Сопротивление – это физическая электротехническая величина, отражающая противодействие движению электрического тока в проводнике или в цепи. Впервые она была обоснована и закреплена в фундаментальной связи с напряжением и силой тока в законе Ома – немецкого физика, который изучал эту взаимосвязь. В честь него и названа единица измерения сопротивления – Ом. Часто при выполнении монтажа какой-либо электросети необходимо найти общее сопротивление цепи при различных способах подключения. О том, как это правильно сделать и расскажет этот материал.

Что такое общее сопротивление цепи

Если говорить простыми словами, общее сопротивление электрической цепи – это такое R, которое она оказывает на напряжение в ее проводниках и приборах. Существует два типа напряжения (исходя из силы тока) – постоянное и переменное. Так же и сопротивление делится на активное и реактивное, которое, в свою очередь, подразделяется на индуктивное и емкостное. Активный тип не зависит от частот сети. Также для него абсолютно не важно, какой ток протекает по проводникам. Реактивный же, наоборот, зависит от частоты, причем емкостная характеристика в конденсаторах и индуктивная в трансформаторах ведут себя по-разному.

Закон Ома

Помимо сопротивления подключенных в сеть электроприборов, на общее состояние оказывают влияние даже промежуточные провода, также имеющие сопротивляемость напряжению.

Резистор – основной элемент сопротивляемости цепи

Как правильно найти и посчитать формулой сопротивление цепи

Сперва следует разобрать понятия и формулы. Индуктивный тип считается так: XL= ωL, где L – индуктивность цепи, а ω – круговая частота переменного тока, равная 2πf (f – частота переменного тока). Чем больше частота сети, тем большим R для нее становится какая-либо катушка индуктивности.

Емкостный тип можно рассчитать по формуле: Xc = 1/ ωC, где С – емкость радиоэлемента. Здесь все наоборот. Если происходит увеличение частоты, то сопротивляемость конденсатора напряжению уменьшается. Из этого исходит то, что для сети постоянного тока конденсатор – бесконечно большое R.

Высчитать характеристику можно и с помощи других величин

Но не только вид сопротивления и радиоэлементы, обеспечивающие его, влияют на общее значение цепи. Особую роль играет также и способ соединения элементов в электроцепь. Существует два варианта:

• Последовательный;
• Параллельный.

В последовательном подключении

Это самый простой тип для практического и теоретического рассмотрения. В нем элементы резисторного типа соединяются, очевидно, последовательно, образуя подобие «змейки» после чего электрическая цепь замыкается. Посчитать общее значение в таком случае довольно просто: требуется последовательно сложить все значения, выдаваемые каждым из резисторов. Например, если подключено 5 резисторов по 5 Ом каждый, то общий параметр будет равен 5 на 5 – 25 Ом.

Формула последовательной сети

В параллельном подключении

Немного сложнее все устроено в параллельных сетях. Если при последовательном способе току нужно пройти все резисторы, то тут он вправе выбрать любой. На самом деле он просто будет разделен между ними. Суть в том, что есть характеристика, схожая для всех радиоэлементов, например, величина в 5 Ом означает, что для нахождения общего R необходимо разделить его на количество всех подключенных резисторов: 5/5 = 1 Ом.

Важно! Из-за того, что напряжение на параллельных участках одинаково, а токи складываются, то есть сумма токов в участках равна неразветвленному току, то Rобщ будет высчитываться формуле: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn.

Формула параллельной сети

Как определить формулой общее сопротивление цепи

Из закона Ома исходит то, что общее сопротивление равно общему напряжению, деленному на общую силу тока в цепи. При параллельном подключении напряжение, как уже было сказано, равно везде, поэтому необходимо узнать его значение на любом участке цепи. С током все сложнее, так как на каждой ветке его значение свое и зависит от конкретного R.

Также необходимо помнить, что могут быть параллельные подключения с нулевым значением R. Если в какой-либо ветке нет резистора или другого подобного элемента, но весь ток будет течь через нее и все общее значение для цепи станет нулевым. На практике это случается при выходе резистора из строя или при замыкании. Такая ситуация может навредить другим элементам из-за большой силы тока.

Таблица удельной величины для различных проводников

Онлайн-калькулятор расчета сопротивление цепи

Для того чтобы сэкономить свое время и не заниматься скучными пересчетами, рекомендуется пользоваться калькуляторами по расчету сопротивления и многих других величин в режиме онлайн. Большинство из них бесплатные:

• Сalc.ru (https://www.calc.ru/raschet-elektricheskikh-tsepey.html). Возможен расчет закона Ома для участка цепи, реактивного и активного сопротивления при последовательном и параллельном соединении резисторов;
• Asutpp.ru (https://www.asutpp.ru/kalkulyator-rascheta-parallelnogo-soedineniya-rezistorov.html). Калькулятор для параллельного соединения. Достаточно указать количество элементов и Ом-характеристику каждого из них;
• Cxem.net (https://cxem.net/calc/calc.php). Обладает таким же количеством калькуляторов, как и первый вариант, что позволяет радиолюбителю выполнить вычисление любых интересующих параметров сети.

Интерфейс одного из калькуляторов

В статье подробно рассказано, как вычислить общее сопротивление цепи. При разных типах подключения элементов она считается по-разному, но благодаря давно выведенным формулам в любом случае нет ничего сложного.

Общее сопротивление электрической цепи.

Это очень серьезная тема. Давайте рассмотрим ее внимательно. По сути, все просто. Общее сопротивление электрической цепи – это сопротивление, которое цепь оказывает напряжению. Но на этом простота заканчивается. Есть два типа напряжения: переменное и постоянное. Есть два типа сопротивления: активное и реактивное (которое в свою очередь делится на ёмкостное и индуктивное). Активное сопротивление не зависит от изменения частоты сети, ему все равно, какой ток будет протекать: постоянный или переменный. А вот реактивное сопротивление зависит от частоты, причем ёмкостное (конденсатор) или индуктивное (трансформаторы, дроссели, электродвигатели и т.д.) очень сильно зависят и ведут себя по-разному. Так же, в общее сопротивление входит сопротивление проводов. Сопротивления могут включаться как параллельно, так и последовательно, что тоже имеет свои последствия.

Так чему же равно общее сопротивление электрической цепи?

Для начала окунемся в основы электротехники с головой.

Индуктивное сопротивление. XL= ω·L, где L –индуктивность, ω=2π·f, где f – частота сети. Как видим, с увеличением частоты растет и сопротивление, таким образом, для напряжения высокой частоты катушка становится очень большим сопротивлением.

Емкостное сопротивление Xc= 1/ω·C, где C – емкость . А из этой формулы видно, что сопротивление конденсатора уменьшается, если частота сети повышается. Таким образом, для постоянного тока конденсатор становится бесконечно большим сопротивлением.

Как я и обещал в начале статьи, индуктивное и емкостное сопротивление при переменном токе ведут себя по-разному.

Дальше – больше. Если с емкостным сопротивлением все более или менее понятно, то с индуктивным не совсем. На нем и остановимся подробнее.

Общее сопротивление индуктивности состоит из двух сопротивлений активного (это сопротивление обмотки постоянному напряжению) и индуктивного, которое мы уже рассмотрели выше. Таким образом, общее (или эквивалентное) сопротивление катушки индуктивности будет выглядеть так. Rобщ или правильнее будет Z^2=(Ха)^2+(ХL)^2, где Z – общее сопротивление цепи, XA – сопротивление катушки постоянному току (проще выражаясь, сопротивление обмотки, которое мы измеряем тестером), XL – индуктивное сопротивление.

Теперь, когда мы разобрались с такими сложными сопротивлениями, как емкостное и индуктивное и можем их привести ко вполне определенному виду можно приступать к другой, не менее интересной части.

Последовательное и параллельное соединение.

В последовательном соединении все довольно просто.

Берем один резистор, к нему второй, третий и т.д. и значения всех резисторов просто складываем друг с другом. Получаем общее сопротивление. То есть, если мы включим 10 резисторов по 10 Ом последовательно, то получим сопротивление 100 Ом. Rобщ=R1+R2+…+Rn

В параллельном все чуть сложнее. Чтобы было понятно, представьте себе длинный широкий коридор, который поделен на десять отсеков. Чтобы пройти из одной части коридора в другую, надо пройти через дверь. Чтобы дойти до конца, надо пройти через все двери – это последовательное соединение. А в параллельном у вас есть точка А и точка Б, и вы можете пройти через 10 дверей из одной точки в другую. Если одна дверь шире, а другая уже, то через широкую дверь пройдет больше людей, чем через узкую. Такой же принцип и у параллельного соединения сопротивлений. Если сопротивления одинаковые по значению, нужно сопротивление одного резистора разделить на их количество. Если мы соединим параллельно 10 резисторов по 10 Ом, то получим сопротивление 1 Ом. Rобщ=( R1+R2+…+Rn)/n, где n – количество резисторов. Если же резисторы не имеют одинакового значения, то формула будет выглядеть так:

 

Если использовать только два сопротивления, то есть упрощенная формула:

Таким образом, чем больше сопротивлений включено параллельно, тем меньше будет общее сопротивление цепи.

Подведем итог. Для подсчета общего сопротивления цепи надо привести ёмкостные и индуктивные сопротивления к эквивалентному сопротивлению, нарисовать схему. И начнем считать.

Сопротивление проводов

Сопротивление цепей (учитывая параллельное и последовательное соединение проводников, индуктивную и емкостную составляющие сопротивлений).

В заключение хочу сказать, что для соединений «звезда» или «треугольник», существуют эквивалентные схемы замещения.

 

Так же по-разному себя ведут конденсаторы и катушки индуктивности при параллельном и последовательном соединениях. Но это уже тема отдельной статьи.

Как определить обще сопротивление цепи???

Общее сопротивление цепи при прямом соединении равно сумме сопротивлений, то есть R1+R2+R3+..+Rn. сложить все сопротивления. / последовательные по формуле R=R1+R2 параллельные по формуле R=R1R2/(R1+R2) ..удачи.. =)

Электрические цепи постоянного тока и методы их расчета <a rel=»nofollow» href=»http://zao-tehnolog.ru/page918222″ target=»_blank»>http://zao-tehnolog.ru/page918222</a> — если элементы соединены последовательно, то общее сопротивление цепи вычисляется сложением всех сопротивлений R=R1+R2 параллельно- R=R1R2/(R1+R2)

все легко -Вот формула для параллельного соединения R=R1*R2\(R1+R2)

Вот <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/87131609_5122f101b63f2607771ffb69bac8ead0_800.jpg» data-lsrc=»//otvet.imgsmail.ru/download/87131609_5122f101b63f2607771ffb69bac8ead0_120x120.jpg»>