Какво се случва, когато съпротивителните ленти са свързани последователно?

Здравейте! Като доставчик на съпротивителни ленти, напоследък получавам много въпроси за това какво се случва, когато съпротивителните ленти са свързани последователно. Така че реших да седна и да напиша публикация в блога, за да споделя някои прозрения по тази тема.

Първо, нека бързо да разгледаме какво представляват съпротивителните ленти. Съпротивителните ленти са основно дълги, тънки ленти от проводящ материал, които имат специфична стойност на съпротивление. Те обикновено се използват в различни електрически приложения, като нагревателни елементи, делители на напрежение и ограничители на ток.

Сега, когато свързвате съпротивителни ленти последователно, вие по същество ги подреждате една след друга, така че токът трябва да тече през всяка лента на свой ред. Това има няколко ключови ефекта върху общите електрически характеристики на веригата.

1. Общото съпротивление се увеличава

Най-очевидното нещо, което се случва, когато свържете съпротивителни ленти последователно, е, че общото съпротивление на веригата нараства. Това е така, защото общото съпротивление (R_total) на последователна верига е просто сумата от отделните съпротивления на всеки компонент. Така че, ако имате три съпротивителни ленти със съпротивления R1, R2 и R3, общото съпротивление ще бъде:

R_общо = R1 + R2 + R3

Например, да приемем, че имате три съпротивителни ленти със съпротивления от 10 ома, 20 ома и 30 ома. Когато ги свържете последователно, общото съпротивление ще бъде:

R_общо = 10 + 20 + 30 = 60 ома

Това увеличение на съпротивлението може да бъде полезно в приложения, където трябва да ограничите тока, протичащ през верига. Чрез увеличаване на общото съпротивление можете да намалите количеството ток, което може да премине, което може да помогне за защита на чувствителните компоненти от повреда.

2. Токът остава същият

Друго важно нещо, което трябва да се отбележи за серийните вериги е, че токът, протичащ през всеки компонент, е един и същ. Това е така, защото има само един път за протичане на тока, така че той трябва да премине през всяка съпротивителна лента на свой ред.

Според закона на Ом (V = IR, където V е напрежение, I е ток и R е съпротивление), ако общото съпротивление на веригата се увеличи и напрежението остане постоянно, токът ще намалее. Но в самата серийна верига токът е еднакъв във всяка точка.

Така че, ако имате верига с 12-волтово захранване и общо съпротивление от 60 ома (както в нашия пример по-горе), токът, протичащ през веригата, ще бъде:

I = V / R_total = 12 / 60 = 0,2 ампера

И тези 0,2 ампера ток ще протичат през всяка от трите съпротивителни ленти в последователната верига.

3. Падане на напрежението през всяка лента

Тъй като токът е еднакъв през всяка съпротивителна лента в последователна верига, спадът на напрежението във всяка лента ще зависи от нейното индивидуално съпротивление. Съгласно закона на Ом спадът на напрежението (V_drop) през даден компонент е равен на тока, протичащ през него, умножен по неговото съпротивление (V_drop = I * R).

И така, в нашия пример с трите съпротивителни ленти (10 ома, 20 ома и 30 ома) и ток от 0,2 ампера, спадовете на напрежението във всяка лента ще бъдат:

• За лентата с 10 ома: V_drop1 = 0,2 * 10 = 2 волта
• За лентата с 20 ома: V_drop2 = 0,2 * 20 = 4 волта
• За лентата с 30 ома: V_drop3 = 0,2 * 30 = 6 волта

Обърнете внимание, че сумата от спадовете на напрежението през всяка лента е равна на общото напрежение на захранването (2 + 4 + 6 = 12 волта). Това е известно като Закон за напрежението на Кирхоф, който гласи, че сумата от спадовете на напрежението в затворена верига на верига трябва да е равна на общото напрежение, приложено към веригата.

Приложения на последователно свързани съпротивителни ленти

След като вече знаем какво се случва, когато съпротивителните ленти са свързани последователно, нека да разгледаме някои от практическите приложения на тази конфигурация.

Нагревателни елементи

Едно често срещано приложение на последователно свързани съпротивителни ленти е в нагревателните елементи. Чрез свързване на множество съпротивителни ленти последователно, можете да увеличите общото съпротивление на нагревателния елемент, което от своя страна увеличава количеството генерирана топлина. Това е така, защото мощността, разсейвана от резистор (P = I^2 * R), е пропорционална на квадрата на тока и съпротивлението. Така че, като увеличите съпротивлението, можете да увеличите мощността и следователно топлинната мощност.

Например в индустриална отоплителна система може да използвате няколкоCr20Al5съпротивителни ленти, свързани последователно за постигане на желания ефект на нагряване.

Делители на напрежение

Друго приложение е в делителите на напрежението. Делителят на напрежението е верига, която разделя входното напрежение на по-малки, пропорционални изходни напрежения. Като свържете съпротивителни ленти последователно, можете да създадете верига на делител на напрежение, където изходното напрежение на всяка лента е част от входното напрежение, в зависимост от нейното съпротивление.

Това е полезно в приложения, където трябва да осигурите различни нива на напрежение на различни компоненти във веригата. Например в електронно устройство може да използвате делител на напрежение, съставен от0Cr25Al5 Плоска съпротивителна лентаза осигуряване на по-ниско напрежение на определен компонент.

Ограничители на тока

Както бе споменато по-рано, последователно свързаните съпротивителни ленти могат да се използват и като ограничители на тока. Чрез увеличаване на общото съпротивление на веригата можете да ограничите количеството ток, протичащ през нея, което може да помогне за защита на чувствителните компоненти от повреда поради свръхток.

Например в захранваща верига може да използвате серия от0Cr21Al6Nbсъпротивителни ленти за ограничаване на тока до безопасно ниво.

Избор на правилните съпротивителни ленти за серийно свързване

Когато избирате съпротивителни ленти за серийно свързване, трябва да имате предвид няколко неща.

Стойност на съпротивлението

На първо място, трябва да вземете предвид стойността на съпротивлението на всяка лента. Както видяхме, общото съпротивление на серийната верига е сумата от отделните съпротивления, така че трябва да изберете ленти с подходящите стойности на съпротивление, за да постигнете желаното общо съпротивление.

Номинална мощност

Трябва също да имате предвид номиналната мощност на всяка лента. Номиналната мощност показва максималното количество мощност, което лентата може безопасно да разсее без прегряване. В последователна верига мощността, разсейвана от всяка лента, ще зависи от нейното съпротивление и тока, протичащ през нея. Така че трябва да се уверите, че всяка лента има номинална мощност, която може да се справи с мощността, която ще разсейва във веригата.

Температурен коефициент

Температурният коефициент на съпротивление е друг важен фактор, който трябва да се има предвид. Този коефициент показва как съпротивлението на лентата се променя с температурата. В някои приложения може да се нуждаете от съпротивителни ленти с нисък температурен коефициент, за да сте сигурни, че съпротивлението остава стабилно в широк диапазон от температури.

Заключение

В заключение, свързването на съпротивителни ленти последователно има няколко важни ефекта върху електрическите характеристики на веригата, включително увеличаване на общото съпротивление, постоянен ток в цялата верига и спадове на напрежението във всяка лента. Тази конфигурация има различни практически приложения, като например в нагревателни елементи, делители на напрежение и ограничители на ток.

Като доставчик на съпротивителни ленти разполагам с широка гама от висококачествени продукти, които да отговорят на вашите нужди. Независимо дали търситеCr20Al5,0Cr25Al5 Плоска съпротивителна лента, или0Cr21Al6Nb, мога да ви осигуря правилните съпротивителни ленти за вашето приложение.

Ако се интересувате да научите повече за нашите съпротивителни ленти или имате въпроси относно серийното свързване, не се колебайте да се свържете с мен. Ще се радвам да обсъдим вашите изисквания и да ви помогна да намерите най-доброто решение за вашия проект. Нека започнем разговор и да видим как можем да работим заедно, за да отговорим на вашите електрически нужди!

Референции

• Serway, RA, & Jewett, JW (2018). Физика за учени и инженери със съвременна физика. Cengage Learning.
• Хоровиц, П. и Хил, У. (2015). Изкуството на електрониката. Cambridge University Press.