Электр жана электроника дүйнөсүндө каршылык схемалары көптөгөн практикалык колдонмолордун негизинде турган фундаменталдык түшүнүк болуп саналат. Каршылык схемалары, ошондой эле каршылык схемалары деп да аталат, чынжырдагы электр тогун жана чыңалууну жөнгө салуу үчүн резисторлорду колдонууну камтыйт. Бул макалада каршылык схемалары эмне экени, алардын түрлөрү, иштөө принциптери, практикалык колдонулушу жана чынжырлардагы каршылыкты эсептөө жана өлчөө ыкмалары кеңири талкууланат.
Резистордук чынжыр деген эмне?
Каршылык схемасы – бул бир же бир нече резисторлорду камтыган электр схемасы. Резистор – бул электр тогунун агымына тоскоол болуу үчүн иштеген жана Ом мыйзамына ылайык чыңалуу төмөндөшүн пайда кылган электрдик компонент. Каршылык схемалары ар кандай максаттарда, мисалы, токту башкаруу, чыңалууну бөлүү жана схемадагы башка компоненттерди ашыкча токтон коргоо үчүн колдонулат.
Каршылык чынжырларынын түрлөрү
Резистордук чынжырлардын эки негизги түрү бар: удаалаш жана параллель чынжырлар. Ошондой эле экөөнүн айкалыштары бар, алар айкалышкан чынжыр же аралаш чынжыр деп аталат.
1. Сериялык схема
Удаалаш туташтыруу схемасында резисторлор удаалаш туташтырылат, ошондуктан ар бир резистор аркылуу бирдей ток агат. Удаалаш туташтыруу схемасындагы жалпы чыңалуу ар бир резистордогу чыңалуулардын суммасына барабар. Удаалаш туташтыруу схемасындагы жалпы каршылык (\(R_{\text{total}} \)) ар бир резистордун каршылыктарынын суммасына барабар.
\[ R_{\text{жалпы}} = R_1 + R_2 + R_3 + \cdots + R_n \]
Кайда:
– \( R_1, R_2, R_3, \ldots, R_n \) - ар бир резистордун каршылыгы.
2. Параллель чынжыр
Параллель чынжырда резисторлор жанаша туташтырылган, ошондуктан ар бир резисторго бирдей чыңалуу берилет. Параллель чынжырдагы жалпы ток ар бир резистор аркылуу өткөн токтун суммасына барабар. Параллель чынжырдагы жалпы каршылыкты (\(R_{\text{total}} \)) төмөнкү теңдемени колдонуп эсептесе болот:
\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \cdots + \frac{1}{R_n} \]
Кайда:
– \( R_1, R_2, R_3, \ldots, R_n \) - ар бир резистордун каршылыгы.
3. Айкалыштырылган схема
Айкалыштырылган схема – бул удаалаш жана параллель чынжырлардын айкалышы. Бул схемада кээ бир резисторлор удаалаш туташтырылган, ал эми башкалары параллель же тескерисинче туташтырылган. Айкалыштырылган схемадагы жалпы каршылыкты эсептөө үчүн, биз схеманы удаалаш жана параллель бөлүктөргө бөлүп, ар бир бөлүмдүн каршылыгын эсептеп, андан кийин аларды бириктиришибиз керек.
Каршылык көрсөтүүчү чынжырдын иштөө принциби
Резистор чынжырынын иштөө принциби Ом жана Кирхгоф закондоруна негизделген. Ом закону резистордогу чыңалуу (V) ал аркылуу өткөн ток күчүнө (I) жана резистордун каршылыгына (R) пропорционалдуу экенин айтат:
\[ V = I \cdot R \]
Кирхгофтун мыйзамдары электр чынжырларын талдоо үчүн колдонулган эки мыйзамдан турат:
1. Кирхгофтун ток мыйзамы (КТЗ): чынжырдагы чекитке (түйүнгө) кирген токтун көлөмү ошол чекиттен чыккан токтун көлөмүнө барабар экенин айтат.
\[ \sum I_{\text{in}} = \sum I_{\text{out}} \]
2. Кирхгофтун чыңалуу мыйзамы (КЧЗ): Туюк контурдагы чыңалуулардын алгебралык суммасы нөлгө барабар экенин айтат.
\[ \сумма V = 0 \]
Резистордук чынжырлардын практикалык колдонулушу
Резистордук схемалардын күнүмдүк турмушта жана өнөр жайда көптөгөн практикалык колдонулуштары бар. Бул жерде бир нече мисалдар келтирилген:
1. Чыңалуу бөлгүч: Чыңалуу бөлгүчтү түзүү үчүн бир катар резисторлор колдонулат, бул чыңалууну бир нече бөлүккө бөлүүгө мүмкүндүк берет. Бул сенсордук чынжырларда жана сигналды жөнгө салууда пайдалуу.
2. Токту жөнгө салуу: Электрондук схемаларда резисторлор диоддор жана транзисторлор сыяктуу компоненттер аркылуу агып өтүүчү токту жөнгө салуу үчүн колдонулат, бул компоненттерди ашыкча токтун таасиринен коргойт.
3. Электр жылыткычтары: Электр жылыткычтарында электр тогу өткөндө жылуулук пайда кылуу үчүн жогорку каршылыктагы резисторлор колдонулат.
4. Чынжыр чыпкалары: Аудио жана байланыш колдонмолорунда, чынжыр резисторлору конденсаторлор жана индукторлор менен бирге сигналдан белгилүү бир жыштыктарды алып салуучу чыпкаларды түзүү үчүн колдонулат.
Каршылык көрсөтүүнү эсептөө ыкмасы
Удаалаш туташтыруудагы жалпы каршылыкты эсептөө Ом мыйзамын жана Кирхгоф мыйзамдарын колдонууну камтыйт. Удаалаш жана параллелдүү чынжырлардагы каршылыкты эсептөөнүн мисалдары:
1-мисал: Удаалаш схема
Мисалы, бизде каршылыктары √(R_1 = 10 \Omega \), √(R_2 = 20 \Omega \) жана √(R_3 = 30 \Omega \) болгон үч удаалаш туташтырылган резистор бар дейли. Жалпы каршылык төмөнкүдөй:
\[ R_{\text{жалпы}} = R_1 + R_2 + R_3 \]
\[ R_{\text{total}} = 10 \Омега + 20 \Омега + 30 \Омега \]
\[ R_{\text{жалпы}} = 60 \Омега \]
2-мисал: Параллель чынжыр
Мисалы, бизде каршылыктары √(R_1 = 10 \Omega \), √(R_2 = 20 \Omega \) жана √(R_3 = 30 \Omega \) болгон үч параллель резистор бар дейли. Жалпы каршылык төмөнкүдөй:
\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} \]
\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{10 \Omega} + \frac{1}{20 \Omega} + \frac{1}{30 \Omega} \]
\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = 0.1 + 0.05 + 0.0333 \]
\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = 0.1833 \]
\[ R_{\text{жалпы}} = \frac{1}{0.1833} \]
\[ R_{\text{total}} \болжол менен 5.46 \Омега \]
Каршылык көрсөтүүнү өлчөө
Каршылык өлчөөлөрүн омметр же мультиметр сыяктуу шаймандарды колдонуу менен жүргүзүүгө болот. Каршылык өлчөөнүн негизги кадамдары төмөнкүлөр:
1. Чынжырдын кубатын өчүрүңүз: Каршылыкты өлчөөдөн мурун чынжырда электр тогу жок экенин текшериңиз.
2. Өлчөөчү аспапты туташтырыңыз: Каршылыгын өлчөө керек болгон тетиктин же чынжырдын эки учуна омметрди же мультиметрди туташтырыңыз.
3. Өлчөө жыйынтыктарын окуңуз: Каршылык өлчөө жыйынтыктары өлчөөчү аспаптын санарип экранында көрсөтүлөт.
Каршылык өлчөөлөрүн өтө кичинекей каршылыктар үчүн так натыйжаларды берген Уитстоун көпүрө ыкмасын колдонуу менен да жүргүзүүгө болот.
Каршылык көрсөтүүнү өлчөөдөгү каталар жана белгисиздиктер
Каршылык өлчөөлөрүнө каталарды жана белгисиздикти пайда кылган бир нече факторлор таасир этиши мүмкүн, анын ичинде:
1. Өлчөө каражаттарын калибрлөө: Туура эмес калибрленген өлчөө каражаттары өлчөөнүн так эмес жыйынтыктарын бериши мүмкүн.
2. Туура эмес туташуу: Бош же туура эмес туташуулар каршылыкты өлчөөнүн жыйынтыктарына таасир этиши мүмкүн.
3. Температуранын таасири: Өлчөө учурунда температуранын өзгөрүшү материалдын каршылыгына жана натыйжада өлчөнгөн каршылыкка таасир этиши мүмкүн.
4. Айлана-чөйрөнүн шарттары: Нымдуулук жана аба басымы сыяктуу айлана-чөйрөнүн шарттары да өлчөөнүн жыйынтыктарына таасир этиши мүмкүн.
Каталарды азайтуу үчүн, туура калибрленген өлчөө каражаттарын колдонуу, туура туташууларды камсыз кылуу жана өлчөөлөрдү көзөмөлдөнгөн чөйрөдө жүргүзүү маанилүү.
Корутунду
Каршылык схемалары электротехника илиминдеги жана электротехникадагы фундаменталдык түшүнүктөрдүн бири болуп саналат. Ар кандай типтеги каршылык схемалары, мисалы, удаалаш, параллелдүү жана айкалышкан схемалар, ар биринин өзгөчө мүнөздөмөлөрү жана колдонулушу бар. Каршылык схемаларынын иштөө принциби Ом законуна жана Кирхгоф мыйзамдарына негизделген, алар схемадагы токту жана чыңалууну талдоо үчүн колдонулат. Каршылык схемаларынын практикалык колдонулушуна чыңалуу бөлгүчтөрү, токту жөнгө салгычтар, электр жылыткычтары жана схема чыпкалары кирет. Каршылык өлчөөлөрү өлчөөнүн тактыгына таасир эте турган факторлорду эске алуу менен омметрлер же мультиметрлер сыяктуу куралдарды колдонуу менен жүргүзүлөт. Каршылык схемаларынын түшүнүгүн түшүнүү ар кандай практикалык колдонмолордо электр системаларын долбоорлоо жана оптималдаштыруу үчүн абдан маанилүү.
