Φυσική για παιδιά

Αντιστάσεις σε σειρά και παράλληλα

Αντιστάσεις σειράς

Όταν οι αντιστάσεις συνδέονται από άκρη σε άκρη σε ένα κύκλωμα (όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα) λέγεται ότι βρίσκονται σε "σειρά".Για να βρείτε τη συνολική αντίσταση των αντιστάσεων σε σειρά, απλά προσθέτετε την τιμή κάθε αντίστασης. Στο παρακάτω παράδειγμα η συνολική αντίσταση θα ήταν R1 + R2.

Ακολουθεί ένα άλλο παράδειγμα ενός αριθμού αντιστάσεων σε σειρά. Η συνολική τιμή της αντίστασης στην τάση V είναι R1 + R2 + R3 + R4 + R5.

Δείγμα προβλήματος:

Χρησιμοποιώντας το παρακάτω κυκλωματικό διάγραμμα, βρείτε την τιμή της αντίστασης R που λείπει.

Απαντήστε:

Πρώτα θα υπολογίσουμε την ισοδύναμη αντίσταση ολόκληρου του κυκλώματος. Από το νόμο του Ohm γνωρίζουμε ότι αντίσταση = τάση/ρεύμα, επομένως

Αντίσταση = 50volts/2amps

Αντίσταση = 25

Μπορούμε επίσης να υπολογίσουμε την αντίσταση προσθέτοντας τις αντιστάσεις σε σειρά:

Αντίσταση = 5 + 3 + 4 + 7 + R

Αντίσταση = 19 + R

Τώρα βάζουμε το 25 για την αντίσταση και έχουμε

25 = 19 + R

R = 6 Ω

Παράλληλες αντιστάσεις

Οι παράλληλοι αντιστάτες είναι αντιστάτες που συνδέονται ο ένας απέναντι από τον άλλο σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Δείτε την παρακάτω εικόνα. Στην εικόνα αυτή οι R1, R2 και R3 είναι όλοι συνδεδεμένοι παράλληλα μεταξύ τους.

Όταν υπολογίσαμε την αντίσταση σειράς, αθροίσαμε την αντίσταση κάθε αντιστάτη για να πάρουμε την τιμή. Αυτό είναι λογικό, επειδή το ρεύμα μιας τάσης στους αντιστάτες θα ταξιδέψει ομοιόμορφα σε κάθε αντιστάτη. Όταν οι αντιστάτες είναι παράλληλοι, αυτό δεν συμβαίνει. Ένα μέρος του ρεύματος θα ταξιδέψει μέσω του R1, ένα άλλο μέσω του R2 και ένα άλλο μέσω του R3. Κάθε αντίσταση παρέχει μια επιπλέον διαδρομή για τηντο ρεύμα να ταξιδέψει.

Για τον υπολογισμό της συνολικής αντίστασης "R" στην τάση V χρησιμοποιούμε τον ακόλουθο τύπο:

Μπορείτε να δείτε ότι το αντίστροφο της συνολικής αντίστασης είναι το άθροισμα του αντίστροφου κάθε αντίστασης παράλληλα.

Παράδειγμα προβλήματος:

Ποια είναι η συνολική αντίσταση "R" στην τάση V στο παρακάτω κύκλωμα;

Απαντήστε:

Δεδομένου ότι οι αντιστάσεις αυτές είναι παράλληλες, γνωρίζουμε από την παραπάνω εξίσωση ότι

1/R = ¼ + 1/5 + 1/20

1/R = 5/20 + 4/20 + 1/20

1/R = 10/20 = ½

R = 2 Ω

Σημειώστε ότι η συνολική αντίσταση είναι μικρότερη από οποιαδήποτε από τις παράλληλες αντιστάσεις. Αυτό θα συμβαίνει πάντα. Η ισοδύναμη αντίσταση θα είναι πάντα μικρότερη από τη μικρότερη παράλληλη αντίσταση.

Σειρά και παράλληλη

Τι κάνετε όταν έχετε ένα κύκλωμα με παράλληλες και σειριακές αντιστάσεις;

Η ιδέα για την επίλυση αυτών των τύπων κυκλωμάτων είναι να αναλύσετε τα μικρότερα τμήματα του κυκλώματος σε τμήματα σειράς και παράλληλα. Πρώτα κάντε τα τμήματα που έχουν μόνο αντιστάσεις σειράς. Στη συνέχεια αντικαταστήστε αυτά με την ισοδύναμη αντίσταση. Στη συνέχεια λύστε τα παράλληλα τμήματα. Τώρα αντικαταστήστε αυτά με ισοδύναμες αντιστάσεις. Συνεχίστε με αυτά τα βήματα μέχρι να φτάσετε στη λύση.

Παράδειγμα προβλήματος:

Λύστε για την ισοδύναμη αντίσταση στην τάση V στο παρακάτω ηλεκτρικό κύκλωμα:

Πρώτα θα αθροίσουμε τις δύο αντιστάσεις σειράς στα δεξιά (1 + 5 = 6) και στα αριστερά (3 + 7 = 10). Τώρα έχουμε μειώσει το κύκλωμα.

Βλέπουμε στα δεξιά ότι η συνολική αντίσταση 6 και η αντίσταση 12 είναι τώρα παράλληλα. Μπορούμε να λύσουμε για αυτές τις παράλληλες αντιστάσεις για να πάρουμε την ισοδύναμη αντίσταση 4.

1/R = 1/6 + 1/12

1/R = 2/12 + 1/12

1/R = 3/12 = ¼

R = 4

Το νέο κυκλωματικό διάγραμμα φαίνεται παρακάτω.

Από αυτό το κύκλωμα λύνουμε για τις αντιστάσεις σειράς 4 και 11 για να πάρουμε 4 + 11 = 15. Τώρα έχουμε δύο παράλληλες αντιστάσεις, 15 και 10.

1/R = 1/15 + 1/10

1/R = 2/30 + 3/30

1/R = 5/30 = 1/6

R = 6

Η ισοδύναμη αντίσταση στο V είναι 6 Ω.

Δραστηριότητες

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Περισσότερα θέματα ηλεκτρικής ενέργειας

Εισαγωγή στον ηλεκτρισμό

Ηλεκτρικά κυκλώματα

Ηλεκτρικό ρεύμα

Νόμος του Ohm

Αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς

Αντιστάσεις σε σειρά και παράλληλα

Αγωγοί και μονωτήρες

Ψηφιακά ηλεκτρονικά

Άλλη ηλεκτρική ενέργεια

Βασικά στοιχεία ηλεκτρικής ενέργειας

Ηλεκτρονικές επικοινωνίες

Χρήσεις της ηλεκτρικής ενέργειας

Ο ηλεκτρισμός στη φύση

Στατικός ηλεκτρισμός

Μαγνητισμός

Ηλεκτρικοί κινητήρες

Γλωσσάριο όρων ηλεκτρικής ενέργειας

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά