Vezja z uporniki – problemi in rešitve

Uporniška vezja – težave in rešitve

1. Kateri od uporovnih vezjih, kot je prikazano na spodnji sliki, ima večji upor.

Uporniška vezja – problemi in rešitve 1

Odgovor A

R₁ = 2 Ω, R₂= 2 Ω, R₃ = 6 Ω, R₄ = 6 Ω

R₃ in R₄ so vezani vzporedno. Ekvivalentni upor:

1 / R₃₄ = 1/R₃ +1/R₄= 1/6 + 1/6 = 2/6

R₃₄= 6/2 = 3 Ω

R_1,R₂ in R₃₄so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R = R₁ + R₂ + R₃₄= 2 Ω + 2 Ω + 3 Ω

R = 7Ω

Odgovor B

R₁ = 2 Ω, R₂= 4 Ω, R₃ = 4 Ω, R₄ = 8 Ω

R₂ in R₃so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R₂₃ = R₂ + R₃ = 4 Ω + 4 Ω = 8 Ω

R₂₃ in R₄ so vezani vzporedno. Ekvivalentni upor:

1 / R₂₃₄ = 1/R₂₃+1/R₄ = 1/8 + 1/8 = 2/8

R₂₃₄ = 8/2 = 4 Ω

R₁ in R₂₃₄ so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R = R₁ + R₂₃₄ = 2 Ω + 4 Ω

R = 6 Ω

Odgovor C

R₁ = 9 Ω, R₂ = 9 Ω, R₃ = 9 Ω, R₄ = 2 Ω

R_1,R₂ in R₃ so vezani vzporedno. Ekvivalentni upor:

1 / R₁₂₃= 1/R₁+1/R₂ +1/R₃= 1/9 + 1/9 + 1/9 = 3/9

R₁₂₃= 9/3 = 3 Ω

R₁₂₃in R₄ so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R = R₁₂₃+ R₄= 3 Ω + 2 Ω

R = 5 Ω

Odgovor D

R₁ = 5 Ω, R₂= 10 Ω, R₃ = 2 Ω, R₄ = 2 Ω

R₁ in R₂ so vezani vzporedno. Ekvivalentni upor:

1 / R₁₂ = 1/R₁ +1/R₂= 1/5 + 1/10 = 2/10 + 1/10

1 / R₁₂ = 3 / 10

R₁₂= 10/3 Ω

R₃ in R₄ so vezani vzporedno. Ekvivalentni upor:

1 / R₃₄= 1/R₃ +1/R₄ = 1/2 + 1/2 = 2/2

R₃₄= 1 Ω

R₁₂in R₃₄so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R = R₁₂+ R₃₄= 10/3 + 3/3 = 13/3

Glej tudi Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini - problemi in rešitve

R = 4.3 Ω

2. Kakšen je ekvivalentni upor v vezju, kot je prikazano na spodnji sliki?

Rešitev: Uporniška vezja – problemi in rešitve 2

Upori 6 Ω, 3 Ω in 2 Ω so vezani vzporedno. Ekvivalentni upor:

1 / R_P = 1/6 + 1/3 + 1/2 = 1/6 + 2/6 + 3/6 = 6/6

R_P = 6/6 = 1 Ω

Upori 7 Ω, 8 Ω in 1 Ω so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R = 7 + 8 + 1 = 16 Ω

3. Kakšen je ekvivalentni upor v vezju, kot je prikazano na spodnji sliki?

Znano:

Upor 1 (R₁) = 2 ohme Uporniška vezja – problemi in rešitve 3

Upor 2 (R₂) = 2 ohme

Upor 3 (R₃) = 2 ohme

Upor 4 (R₄) = 2 ohme

Išče se: Ekvivalentni upor

Rešitev:

Upor R₂ in upor R₃ so povezani vzporedno. Ekvivalentni upor

1 / R₂₃ = 1/R₂+1/R₃

1 / R₂₃ = 1/2 + 1/2 = 2/2

R₂₃ = 1 ohme

Upor R₁, upor R₂₃ in upor R₃ so vezani zaporedno. Ekvivalentni upor:

R = R₁ + R₂+ R₃ = 2 + 1 + 2

R = 5 ohmov

Kakšna je glavna funkcija upora v elektronskem vezju?
- OdgovorPrimarna funkcija upora je omejevanje ali nadzor pretoka električnega toka v vezju. Ustvarja upor pretoku elektronov, kar je lahko koristno za nadzor delovanja vezja ali zaščito komponent.

Kakšna je razlika med serijsko in vzporedno konfiguracijo uporov glede na skupni upor?
- OdgovorV serijski konfiguraciji je skupni upor $R_{t o t a l}$ je vsota posameznih uporov: $R_{t o t a l} = R_{1} + R_{2} + ...$ V vzporedni konfiguraciji je inverz celotnega upora enak vsoti inverzov posameznih uporov: 1/ $R ^{t o t a l} =1/ R ^{1} + 1 / R ^{2} + ...$ .

Zakaj bi se kdo odločil za vzporedno in ne zaporedno vezavo uporov?
- OdgovorVzporedna vezava uporov lahko zmanjša skupni upor vezja in s tem potencialno poveča skupni tok. Prav tako lahko zagotovi redundanco – če en upor odpove, lahko vezje še vedno deluje z drugimi vzporednimi upori.
Kakšna je povezava med nazivno močjo upora in njegovo uporabo v vezju?
- OdgovorNazivna moč označuje največjo količino moči, ki jo lahko upor odda kot toploto, ne da bi se poškodoval. Če upor v vezju odda moč, ki presega nazivno moč, se lahko pregreje in odpove.

Zakaj nekatera vezja uporabljajo spremenljive upore?
- OdgovorSpremenljivi upori, kot so potenciometri ali reostati, omogočajo nastavljiv upor v vezju. To je lahko uporabno za uglaševanje ali prilagajanje parametrov vezja, kot sta glasnost v avdio napravah ali svetlost luči.
Kaj se zgodi, če upor v zaporednem tokokrogu odpove (se odpre)?
- OdgovorČe upor v zaporednem tokokrogu odpove zaradi prekinitve tokokroga, bo celoten tokokrog prekinjen in skozenj ne bo stekel tok. To je podobno pretrganju vodovodne cevi.

Kaj se zgodi, če upor v vzporednem vezju odpove (se odpre)?
- OdgovorČe upor v vzporednem tokokrogu odpove zaradi odprtega tokokroga, bodo preostale vzporedne veje še vedno prenašale tok. Skupni upor tokokroga se bo povečal, ker je bila ena od vzporednih poti odstranjena.
Zakaj nekatera vezja uporabljajo upore z zelo visokimi vrednostmi upornosti, včasih v megaohmih?
- OdgovorVisoke vrednosti upornosti se lahko uporabljajo za različne namene, kot so ustvarjanje delilnikov napetosti, nastavitev tranzistorjev ali delo z aplikacijami z zelo nizkim tokom. Zagotavljajo lahko minimalen pretok toka v določenih delih vezij, zlasti tam, kjer je potrebna občutljivost ali natančnost.

Kako temperatura vpliva na upornost večine uporov?
- OdgovorPri mnogih materialih se upornost povečuje s temperaturo. Količina, za katero se upornost spreminja s temperaturo, je določena s temperaturnim koeficientom upora materiala. Nekateri upori so posebej zasnovani tako, da se njihova upornost s temperaturo minimalno spreminja (ti se imenujejo temperaturno stabilni ali nizkotemperaturni upori).
Zakaj se v digitalnih vezjih uporabljajo upori pull-up in pull-down?

Odgovor: Za določitev privzetega (mirujočega) stanja digitalnega vhodnega pina se uporabljajo upori za povečanje in zmanjšanje napetosti. Upor za povečanje napetosti poveže vhodni pin s pozitivno napetostjo, ko ni aktivnega signala, kar zagotavlja privzeto visoko stanje. Nasprotno pa upor za zmanjšanje napetosti poveže vhodni pin z ozemljitvijo, kar zagotavlja privzeto nizko stanje.