Արգելքային շրջան

Էլեկտրաէներգիայի և էլեկտրոնիկայի աշխարհում դիմադրության սխեմաները հիմնարար հասկացություն են, որը հիմք է հանդիսանում բազմաթիվ գործնական կիրառությունների համար: Դիմադրության սխեմաները, որոնք հայտնի են նաև որպես դիմադրության սխեմաներ, ներառում են դիմադրությունների օգտագործում՝ շղթայի ներսում էլեկտրական հոսանքը և լարումը կարգավորելու համար: Այս հոդվածում մանրամասն կքննարկվեն, թե ինչ են դիմադրության սխեմաները, դրանց տեսակները, աշխատանքային սկզբունքները, գործնական կիրառությունները և շղթաներում դիմադրությունը հաշվարկելու և չափելու մեթոդները:

Ի՞նչ է դիմադրության շղթան։

Դիմադրության սխեման էլեկտրական սխեմա է, որը պարունակում է մեկ կամ մի քանի դիմադրություններ: Դիմադրությունը էլեկտրական բաղադրիչ է, որը խոչընդոտում է էլեկտրական հոսանքի հոսքը՝ առաջացնելով լարման անկում՝ համաձայն Օմի օրենքի: Դիմադրության սխեմաները օգտագործվում են տարբեր նպատակներով, ինչպիսիք են հոսանքի կառավարումը, լարման բաժանումը և շղթայի մյուս բաղադրիչները ավելորդ հոսանքից պաշտպանելը:

Դիմադրության սխեմաների տեսակները

Կան դիմադրությունների միացման սխեմաների երկու հիմնական տեսակ՝ հաջորդական և զուգահեռ միացումներ։ Կան նաև երկուսի համակցություններ, որոնք կոչվում են համակցված կամ խառը միացումներ։

1. Հաջորդական շղթա

Հաջորդական միացման սխեմայում դիմադրությունները միացված են հաջորդաբար, որպեսզի յուրաքանչյուր դիմադրիչով նույն հոսանքը հոսի։ Հաջորդական միացման սխեմայում ընդհանուր լարումը յուրաքանչյուր դիմադրության լարումների գումարն է։ Հաջորդական միացման սխեմայում ընդհանուր դիմադրությունը (\(R_{\text{total}} \)) յուրաքանչյուր դիմադրության դիմադրությունների գումարն է։

\[ R_{\text{ընդհանուր}} = R_1 + R_2 + R_3 + \cdots + R_n \]

Որտեղ՝
– \(R_1, R_2, R_3, \ldots, R_n \)-ն յուրաքանչյուր դիմադրության դիմադրությունն է։

2. Զուգահեռ միացում

Զուգահեռ միացման սխեմայում դիմադրությունները միացված են կողք կողքի, որպեսզի յուրաքանչյուր դիմադրության վրա կիրառվի նույն լարումը։ Զուգահեռ միացման սխեմայում ընդհանուր հոսանքը յուրաքանչյուր դիմադրության միջով անցնող հոսանքների գումարն է։ Զուգահեռ միացման սխեմայում ընդհանուր դիմադրությունը (\(R_{\text{total}} \)) կարելի է հաշվարկել հետևյալ հավասարման միջոցով՝

\[ \frac{1}{R_{\text{ընդհանուր}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \cdots + \frac{1}{R_n} \]

Որտեղ՝
– \(R_1, R_2, R_3, \ldots, R_n \)-ն յուրաքանչյուր դիմադրության դիմադրությունն է։

3. Համակցված սխեմա

Համակցված սխեման հաջորդական և զուգահեռ սխեմաների համադրություն է: Այս սխեմայում որոշ դիմադրություններ միացված են հաջորդական, իսկ մյուսները՝ զուգահեռ, կամ հակառակը: Համակցված սխեմայում ընդհանուր դիմադրությունը հաշվարկելու համար մենք պետք է սխեման բաժանենք հաջորդական և զուգահեռ հատվածների, հաշվարկենք յուրաքանչյուր հատվածի դիմադրությունը, ապա միավորենք դրանք:

Դիմադրության սխեմայի աշխատանքի սկզբունքը

Ռեզիստորային սխեմայի աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է Օմի և Կիրխհոֆի օրենքների վրա։ Օմի օրենքը նշում է, որ ռեզիստորի լարումը (V) համեմատական ​​է դրանով անցնող հոսանքին (I) և ռեզիստորի դիմադրությանը (R):

V = I = R

Կիրխհոֆի օրենքները բաղկացած են երկու օրենքներից, որոնք օգտագործվում են էլեկտրական շղթաների վերլուծության համար.

1. Կիրխհոֆի հոսանքի օրենքը (ԿՀՕ): Նշում է, որ շղթայի որևէ կետ (հանգույց) մտնող հոսանքի քանակը նույնն է, ինչ այդ կետից դուրս եկող հոսանքի քանակը։

\[ I_{\text{մուտք}} = I_{\text{ելք}} \]

2. Կիրխհոֆի լարման օրենքը (ԿԼՕ): Նշում է, որ փակ շղթայում լարումների հանրահաշվական գումարը զրո է:

\[ \sum V = 0 \]

Ռեզիստորային սխեմաների գործնական կիրառությունները

Ռեզիստորային սխեմաները բազմաթիվ գործնական կիրառություններ ունեն առօրյա կյանքում և արդյունաբերության մեջ: Ահա մի քանի օրինակներ՝

1. Լարման բաժանիչ. Լարման բաժանիչ ստեղծելու համար օգտագործվում է դիմադրությունների շարք, որը թույլ է տալիս լարումը բաժանել մի քանի մասերի: Սա օգտակար է սենսորային սխեմաներում և ազդանշանի կարգավորման մեջ:

2. Հոսանքի կարգավորում. Էլեկտրոնային սխեմաներում դիմադրությունները օգտագործվում են բաղադրիչներով, ինչպիսիք են դիոդները և տրանզիստորները, հոսող հոսանքը կարգավորելու համար՝ պաշտպանելով բաղադրիչները չափազանց մեծ հոսանքից:

3. Էլեկտրական ջեռուցիչներ. Էլեկտրական ջեռուցիչներում օգտագործվում են բարձր դիմադրության դիմադրություն ունեցող դիմադրություններ՝ ջերմություն առաջացնելու համար, երբ դրանց միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք:

4. Շղթայական ֆիլտրեր. Ձայնային և կապի կիրառություններում շղթայական դիմադրությունները օգտագործվում են կոնդենսատորների և ինդուկտորների հետ համատեղ՝ ազդանշանից որոշակի հաճախականություններ հեռացնող ֆիլտրեր ստեղծելու համար:

Դիմադրության հաշվարկման մեթոդ

Հաջորդական միացման սխեմայում լրիվ դիմադրության հաշվարկը ենթադրում է Օմի օրենքի և Կիրխհոֆի օրենքների կիրառումը: Ահա հաջորդական և զուգահեռ միացումներում դիմադրության հաշվարկման օրինակներ.

Օրինակ 1. Հաջորդական սխեմա

Ենթադրենք, որ մենք ունենք հաջորդականորեն միացված երեք դիմադրություն՝ հետևյալ դիմադրություններով՝ R1 = 10₂Omega, R2 = 20₂Omega և R3 = 30₂Omega: Ընդհանուր դիմադրությունը հավասար է՝

\[ R_{\text{ընդհանուր}} = R_1 + R_2 + R_3 \]
R_{\text{ընդհանուր}} = 10 \Օմեգա + 20 \Օմեգա + 30 \Օմեգա \]
R_{\text{ընդհանուր}} = 60 \Օմեգա \]

Օրինակ 2. Զուգահեռ միացում

Ենթադրենք, որ մենք ունենք զուգահեռ միացված երեք դիմադրություն՝ R1 = 10₂Omega, R2 = 20₂Omega և R3 = 30₂Omega դիմադրություններով։ Ընդհանուր դիմադրությունը հավասար է՝

\[ \frac{1}{R_{\text{ընդհանուր}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} \]
\[ \frac{1}{R_{\text{ընդհանուր}}} = \frac{1}{10 \Omega} + \frac{1}{20 \Omega} + \frac{1}{30 \Omega} \]
\[ \frac{1}{R_{\text{ընդհանուր}}} = 0.1 + 0.05 + 0.0333 \]
\[ \frac{1}{R_{\text{ընդհանուր}}} = 0.1833 \]
R_{\text{ընդհանուր}} = \frac{1}{0.1833}\]
\[ R_{\text{ընդհանուր}} \մոտավորապես 5.46 \Օմեգա \]

Դիմադրության չափում

Դիմադրության չափումները կարող են իրականացվել օհմմետրի կամ մուլտիմետրի նման գործիքների միջոցով: Ահա դիմադրությունը չափելու հիմնական քայլերը.

1. Անջատեք շղթայի սնուցումը. դիմադրությունը չափելուց առաջ համոզվեք, որ շղթայում էլեկտրական հոսանք չկա։

2. Միացրեք չափիչ սարքը. Միացրեք օմմետր կամ մուլտիմետր այն բաղադրիչի կամ շղթայի երկու ծայրերին, որի դիմադրությունը ցանկանում եք չափել:

3. Կարդացեք չափման արդյունքները. Դիմադրության չափման արդյունքները կցուցադրվեն չափիչ սարքի թվային էկրանին:

Դիմադրության չափումները կարող են կատարվել նաև Ուիթսթոունի կամրջի մեթոդով, որն ավելի ճշգրիտ արդյունքներ է տալիս շատ փոքր դիմադրությունների համար։

Սխալներ և անորոշություններ դիմադրության չափման մեջ

Դիմադրության չափումների վրա կարող են ազդել մի շարք գործոններ, որոնք առաջացնում են սխալներ և անորոշություն, ներառյալ՝

1. Չափիչ գործիքների կարգաբերում. Չպատշաճ կարգաբերված չափիչ գործիքները կարող են տալ անճշգրիտ չափման արդյունքներ:

2. Սխալ միացում. Թույլ կամ սխալ միացումները կարող են ազդել դիմադրության չափման արդյունքների վրա:

3. Ջերմաստիճանի ազդեցությունը. Չափման ընթացքում ջերմաստիճանի փոփոխությունները կարող են ազդել նյութի դիմադրության և, հետևաբար, չափված դիմադրության վրա։

4. Միջավայրի պայմաններ. Միջավայրի պայմանները, ինչպիսիք են խոնավությունը և օդի ճնշումը, նույնպես կարող են ազդել չափման արդյունքների վրա:

Սխալները նվազագույնի հասցնելու համար կարևոր է օգտագործել պատշաճ կերպով կարգավորված չափիչ գործիքներ, ապահովել ճիշտ միացումներ և չափումներ կատարել վերահսկվող միջավայրում։

Եզրակացություն

Դիմադրության սխեմաները էլեկտրատեխնիկայի և էլեկտրատեխնիկայի հիմնարար հասկացություններից մեկն են: Դիմադրության սխեմաների տարբեր տեսակները, ինչպիսիք են հաջորդական, զուգահեռ և համակցված սխեմաները, ունեն յուրահատուկ բնութագրեր և կիրառություններ: Դիմադրության սխեմաների աշխատանքային սկզբունքը հիմնված է Օհմի օրենքի և Կիրխհոֆի օրենքների վրա, որոնք օգտագործվում են շղթայում հոսանքի և լարման վերլուծության համար: Դիմադրության սխեմաների գործնական կիրառությունները ներառում են լարման բաժանիչներ, հոսանքի կարգավորիչներ, էլեկտրական ջեռուցիչներ և շղթայի ֆիլտրեր: Դիմադրության չափումները կատարվում են օհմմետրերի կամ մուլտիմետրերի նման գործիքների միջոցով՝ հաշվի առնելով չափման ճշգրտության վրա ազդող գործոնները: Դիմադրության սխեմաների հասկացությունը հասկանալը կարևոր է տարբեր գործնական կիրառություններում էլեկտրական համակարգերը նախագծելու և օպտիմալացնելու համար: