Общее сопротивление электрической цепи

Основы электротехники
1 Комментарий
1461 просмотров

Общее сопротивление электрической цепиЭто очень серьезная тема. Давайте рассмотрим ее внимательно. По сути, все просто. Общее сопротивление электрической цепи – это сопротивление, которое цепь оказывает напряжению. Но на этом простота заканчивается. Есть два типа напряжения: переменное и постоянное. Есть два типа сопротивления: активное и реактивное (которое в свою очередь делится на ёмкостное и индуктивное). Активное сопротивление не зависит от изменения частоты сети, ему все равно, какой ток будет протекать: постоянный или переменный. А вот реактивное сопротивление зависит от частоты, причем ёмкостное (конденсатор) или индуктивное (трансформаторы, дроссели, электродвигатели и т.д.) очень сильно зависят и ведут себя по-разному. Так же, в общее сопротивление входит сопротивление проводов. Сопротивления могут включаться как параллельно, так и последовательно, что тоже имеет свои последствия.

Так чему же равно общее сопротивление электрической цепи?

Для начала окунемся в основы электротехники с головой.

Индуктивное сопротивление. XL= ω·L, где L –индуктивность, ω=2π·f, где f – частота сети. Как видим, с увеличением частоты растет и сопротивление, таким образом, для напряжения высокой частоты катушка становится очень большим сопротивлением.

Емкостное сопротивление Xc= 1/ω·C, где C – емкость . А из этой формулы видно, что сопротивление конденсатора уменьшается, если частота сети повышается. Таким образом, для постоянного тока конденсатор становится бесконечно большим сопротивлением.

Как я и обещал в начале статьи, индуктивное и емкостное сопротивление при переменном токе ведут себя по-разному.

Дальше – больше. Если с емкостным сопротивлением все более или менее понятно, то с индуктивным не совсем. На нем и остановимся подробнее.

Общее сопротивление индуктивности состоит из двух сопротивлений активного (это сопротивление обмотки постоянному напряжению) и индуктивного, которое мы уже рассмотрели выше. Таким образом, общее (или эквивалентное) сопротивление катушки индуктивности будет выглядеть так. Rобщ или правильнее будет Z^2=(Ха)^2+(ХL)^2, где Z – общее сопротивление цепи, XA – сопротивление катушки постоянному току (проще выражаясь, сопротивление обмотки, которое мы измеряем тестером), XL – индуктивное сопротивление.

Теперь, когда мы разобрались с такими сложными сопротивлениями, как емкостное и индуктивное и можем их привести ко вполне определенному виду можно приступать к другой, не менее интересной части.

Последовательное и параллельное соединение.

В последовательном соединении все довольно просто.

последовательное соединение

Берем один резистор, к нему второй, третий и т.д. и значения всех резисторов просто складываем друг с другом. Получаем общее сопротивление. То есть, если мы включим 10 резисторов по 10 Ом последовательно, то получим сопротивление 100 Ом. Rобщ=R1+R2+…+Rn

В параллельном все чуть сложнее. Чтобы было понятно, представьте себе длинный широкий коридор, который поделен на десять отсеков. Чтобы пройти из одной части коридора в другую, надо пройти через дверь. Чтобы дойти до конца, надо пройти через все двери – это последовательное соединение. А в параллельном у вас есть точка А и точка Б, и вы можете пройти через 10 дверей из одной точки в другую. Если одна дверь шире, а другая уже, то через широкую дверь пройдет больше людей, чем через узкую. Такой же принцип и у параллельного соединения сопротивлений. Если сопротивления одинаковые по значению, нужно сопротивление одного резистора разделить на их количество. Если мы соединим параллельно 10 резисторов по 10 Ом, то получим сопротивление 1 Ом. Rобщ=( R1+R2+…+Rn)/n, где n – количество резисторов. Если же резисторы не имеют одинакового значения, то формула будет выглядеть так:

6cf4e42642a09d415f9162e79a3d783e_i-2

 

Если использовать только два сопротивления, то есть упрощенная формула:

параллельное соединение

Таким образом, чем больше сопротивлений включено параллельно, тем меньше будет общее сопротивление цепи.

Подведем итог. Для подсчета общего сопротивления цепи надо привести ёмкостные и индуктивные сопротивления к эквивалентному сопротивлению, нарисовать схему. И начнем считать.

Сопротивление проводов

Сопротивление цепей (учитывая параллельное и последовательное соединение проводников, индуктивную и емкостную составляющие сопротивлений).

В заключение хочу сказать, что для соединений «звезда» или «треугольник», существуют эквивалентные схемы замещения.

треугольник1

 

звезда

Так же по-разному себя ведут конденсаторы и катушки индуктивности при параллельном и последовательном соединениях. Но это уже тема отдельной статьи.

1 Комментарий Добавить свой

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх