Zanjirda qarshilikni hisoblash
Pendahuluan
Elektronika turli xil elektr va elektron komponentlarning qanday ishlashi va o'zaro ta'sirini o'rganadigan fan sohasidir. Bu sohadagi eng muhim tushunchalardan biri qarshilikdir. Qarshilik - bu elektr toki o'tkazgich yoki komponent orqali o'tayotganda duch keladigan qarshilikning o'lchovidir. Qarshilikni aniq hisoblash qobiliyati elektron zanjirlarni loyihalash, muammolarni bartaraf etish yoki texnik xizmat ko'rsatish bilan shug'ullanadigan har bir kishi uchun zarur bo'lgan asosiy ko'nikmadir. Ushbu maqolada elektr zanjirlarida qarshilikni hisoblashning turli usullari, ketma-ket, parallel yoki ikkalasining kombinatsiyasi muhokama qilinadi.
Qarshilikning asosiy tushunchasi
Qarshilik nemis fizigi Georg Simon Om sharafiga nomlangan omlarda (Ω) o'lchanadi. Ushbu nazariyaning asosi bo'lgan Om qonuni quyidagicha ifodalanadi:
\[ V = IR \]
Qayerda:
– \( V \) elektr kuchlanishi voltlarda (V),
– \( I \) amperlarda (A) elektr tokidir,
– \( R \) - qarshilik ohmlarda (Ω).
Qarshilikka ta'sir qiluvchi omillar
Materialning qarshiligi bir qancha omillarga bog'liq, jumladan:
1. Material turi: Supero'tkazuvchilar materiallari past qarshilikka ega, izolyator materiallari esa yuqori qarshilikka ega.
2. Material uzunligi: Qarshilik o'tkazgich uzunligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir; o'tkazgich qancha uzun bo'lsa, qarshilik shuncha katta bo'ladi.
3. Kesma maydoni: Supero'tkazuvchilarning kesma maydoni qanchalik katta bo'lsa, qarshilik shuncha kichik bo'ladi.
4. Harorat: Ko'pgina materiallarda qarshilik harorat oshishi bilan ortadi.
Zanjirda qarshilikni hisoblash
1. Ketma-ket sxema
Ketma-ket ulangan zanjirda komponentlar bir-biriga bitta yo'l bo'ylab ulangan. Har bir komponent orqali o'tadigan tok bir xil, lekin umumiy kuchlanish har bir alohida komponentdagi kuchlanishlarning yig'indisidir. Ketma-ket ulangan zanjirda umumiy qarshilikni (\(R_{\text{total}} \)) hisoblash uchun shunchaki individual qarshiliklarni qo'shing:
\[ R_{\text{jami}} = R_1 + R_2 + R_3 + \ldots + R_n \]
Aytaylik, ketma-ket ulangan zanjirda uchta rezistor mavjud, ularda \(R_1 = 10\\Omega\), \(R_2 = 20\\Omega\) va \(R_3 = 30\\Omega\) bo'ladi. U holda:
\[ R_{\text{jami}} = 10\ \Omega + 20\ \Omega + 30\ \Omega = 60\ \Omega \]
2. Parallel zanjir
Parallel zanjirda komponentlar shunday ulanganki, ularning uchlari ikkita umumiy nuqtaga ega bo'ladi. Har bir komponentdagi kuchlanish bir xil, lekin umumiy tok har bir tarmoqdagi toklarning yig'indisidir. Parallel zanjirdagi umumiy qarshilikni hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalaning:
\[ \frac{1}{R_{\text{total}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ldots + \frac{1}{R_n} \]
Masalan, agar parallel zanjirda �(R_1 = 10\Omega\), �(R_2 = 20\Omega\) va �(R_3 = 30\Omega\) bo'lgan uchta rezistor mavjud bo'lsa, u holda:
\[ \frac{1}{R_{\text{jami}}} = \frac{1}{10\ \Omega} + \frac{1}{20\ \Omega} + \frac{1}{30\ \Omega} \]
Hisoblash:
\[ \frac{1}{R_{\text{jami}}} = 0.1 + 0.05 + 0.0333 = 0.1833 \]
Shuning uchun; ... uchun; ... natijasida:
\[ R_{\text{jami}} \taxminan 5.45\ \Omega \]
3. Ketma-ket va parallel kombinatsiyalangan sxemalar
Amalda, ko'plab elektron sxemalar ketma-ket va parallel sxemalarning kombinatsiyasidan iborat. Bunday kombinatsiyaning umumiy qarshiligini hisoblash uchun sxemani kichikroq qismlarga ajratish, har bir qismning umumiy qarshiligini hisoblash va keyin natijalarni qayta birlashtirish kerak.
Kombinatsiyalangan holat misoli
Aytaylik, quyidagi kabi sxema kombinatsiyasi mavjud: ketma-ket ulangan ikkita rezistor \(R_1 \) va \(R_2 \), ular keyin rezistor \(R_3 \) bilan parallel ravishda ulanadi. Birinchi qadam ketma-ket kesimning qarshiligini hisoblashdir:
\[ R_{\matn{ketma-ket}} = R_1 + R_2 \]
Keyin, ketma-ket birikmaning umumiy qarshiligi (\( R_{\text{series}} \)) \( R_3 \) ga parallel ravishda ulanadi, shuning uchun:
\[ \frac{1}{R_{\text{jami}}} = \frac{1}{R_{\text{series}}} + \frac{1}{R_3} \]
Faraz qilaylik, \(R_1 = 10\\Omega\), \(R_2 = 20\\Omega\) va \(R_3 = 30\\Omega\). Avval ketma-ket ulangan zanjirning qarshiligini hisoblang:
\[ R_{\text{series}} = 10\ \Omega + 20\ \Omega = 30\ \Omega \]
Keyin umumiy qarshilikni hisoblang:
\[ \frac{1}{R_{\text{jami}}} = \frac{1}{30\ \Omega} + \frac{1}{30\ \Omega} = \frac{1}{15\ \Omega} \]
Shunday qilib:
\[ R_{\matn{jami}} = 15\ \Omega \]
Eksperimental usul
Nazariy hisob-kitoblarga qo'shimcha ravishda, zanjirdagi qarshilikni multimetr yordamida eksperimental ravishda o'lchash mumkin. Bosqichlar quyidagicha:
1. Asboblar va sxemani tayyorlang: Qarshilikni o'lchashni boshlashdan oldin multimetrni tayyorlang va sxema o'chirilganligiga ishonch hosil qiling.
2. Multimetrni sxemaga ulash: Multimetr zondlarini o'lchanadigan rezistorning uchlariga joylashtiring.
3. O'lchovlarni o'qish: Multimetrni qarshilik rejimiga o'rnating va ko'rsatilgan qiymatni o'qing.
O'lchov bo'yicha maslahatlar
– Zond ulanishlari mahkamlanganligiga va bo'shashgan ulagichlar yo'qligiga ishonch hosil qiling.
– Agar kerak bo'lsa, qo'llanmadagi ko'rsatmalarga muvofiq multimetrni sozlang.
– O'lchashdan oldin zanjirni o'chirib, qoldiq kuchlanishni olib tashlang.
Xulosa
Elektronika va elektrotexnika sohasidagi muhim fundamental ko'nikma elektronika va elektrotexnika sohasidagi muhim ko'nikma hisoblanadi. Nazariy hisob-kitoblar yoki eksperimental usullardan foydalanishdan qat'i nazar, qarshilik qanday ishlashini va unga turli omillar qanday ta'sir qilishini tushunish sizga yanada samarali va ishonchli elektr zanjirlarini loyihalash va tahlil qilishga yordam beradi. Qarshilik asoslarini tushunish, shuningdek, qarshilik, sig'im, induktivlik va boshqalar kabi boshqa elektr hodisalarini chuqurroq tushunish uchun muhim qadamdir. Qarshilikni chuqur tushunish bilan biz turli xil ilovalarda elektron tizimlarning ishlashini yanada samarali ravishda bartaraf etishimiz va optimallashtirishimiz mumkin.
