Введение в электронику - [16]

_{Найдите полное сопротивление цепи, изображенной на рис. 4-28.}

_{Рис. 4-28}

_{Эквивалентное сопротивление последовательного участка в параллельной цепи должно определяться первым. Оно обозначено Rs.}

_Дано:

_{R2 = 180 Ом; R3 = 200 Ом; R4 = 620 Ом}

_{Rs =?}

_{Решение:}

_{Rs = R2 + R3 + R4}

_{Rs = 180 + 200 + 620}

_{Rs = 1000 Ом.}

_{Перечертим цепь, заменяя последовательно соединенные резисторы R2, R3 и R4 эквивалентным сопротивлением Rs. См. рис. 4-29.}

_{Рис. 4-29}

_{Определим эквивалентное сопротивление RA параллельно соединенных резисторов Rs и R5}

_Дано:

_{Rs = 1000 Ом; R5 = 1000 Ом.}

_{RA =?}

_{Решение:} 

_{1/RA = 1/Rs + 1/R5}

_{1/RA = 1/1000 + 1/1000 = 2/1000}

_{RA = 500 Ом}

_{Перерисуем цепь опять, заменив параллельно соединенные резисторы Rs и R5 эквивалентным сопротивлением RA, и определим полное сопротивление полученной последовательной цепи. См. рис. 4-30.}

_Дано: 

_{R1 = 2700 Ом; RA = 500 Ом; R6 = 5600 Ом.}

_{RT =?} 

_{Решение:}

_{RT = R1 + RA + R6}

_{RT = 2700 + 500 + 5600}

_{RT = 8800 Ом.}

_{Рис. 4-30}

_{Цепь, показанная на рис. 4-28, может быть заменена одним резистором сопротивлением 8800 Ом (рис. 4-31).}

_{Рис. 4-31}

4–6. Вопрос

1. Чему равно полное сопротивление цепи, в которой резисторы 1500 Ом и 3300 Ом соединены параллельно, а затем последовательно с резистором 4700 Ом? (Сначала нарисуйте цепь).

РЕЗЮМЕ

• Резисторы бывают постоянные и переменные.

• Разница между номинальным и действительным сопротивлениями, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению, называется допуском.

• Резисторы бывают углеродистые, композиционные, проволочные и пленочные.

• Углеродистые резисторы являются наиболее широко используемыми резисторами.

• Проволочные резисторы используются в цепях с большими значениями токов, в которых выделяется большое количество тепла.

• Пленочные резисторы имеют малые размеры и высокую точность.

• Переменные резисторы, которые используются для управления напряжением, называются потенциометрами.

• Переменные резисторы, которые используются для управления током, называются реостатами.

• Номинал резистора может быть определен по его маркировке.

• Номиналы резисторов указываются в цифробуквенной системе.

• Полное сопротивление последовательно соединенной цепи определяется формулой:

R_T = R₁ + R₂ + R₃ +… + R_n.

• Полное сопротивление параллельно соединенной цепи определяется формулой:

1/R_T = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ +… + 1/R_n.

• Полное сопротивление последовательно-параллельной цепи определяется как формулой для последовательного соединения, так и формулой для параллельного соединения.

Глава 4. САМОПРОВЕРКА

1. Опишите, как определяется сопротивление материала?

2. В каких пределах может находиться сопротивление резистора номиналом 2200 Ом с допуском 10 %?

3. Запишите маркировку для следующих резисторов:

а. 5600 Ом ± 5%

б. 1,5 МОм ± 10%

в. 2,7 Ом ± 5%

г. 100 Ом ± 20%

д. 470 кОм ± 10%

4. Определите полное сопротивление показанной цепи.

5. Опишите, как проходит ток через последовательно-параллельную цепь.

Глава 5. Закон Ома

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Описать три основных части цепи.

• Описать три типа конфигурации цепей.

• Описать, как можно изменять ток в цепи.

• Дать определение закона Ома, связывающего ток, напряжение и сопротивление.

• С помощью закона Ома находить ток, напряжение и сопротивление в последовательных, параллельных и последовательно-параллельных цепях.

• Описать отличия протекания полного тока в последовательных и параллельных цепях.

• Описать различия полного падения напряжения в последовательных и параллельных цепях.

• Описать различия полного сопротивления в последовательных и параллельных цепях.

Закон Ома определяет связь трех фундаментальных величин: силы тока, напряжения и сопротивления. Он утверждает, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

В этой главе исследуется закон Ома и его применение к электрическим цепям. Некоторые понятия были введены в предыдущих главах.

5–1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

Как установлено ранее, ток течет из точки с избытком электронов в точку с дефицитом электронов. Путь, по которому следует ток, называется электрической цепью. Все электрические цепи состоят из источника тока, нагрузки и проводников. Источник тока обеспечивает разность потенциалов, которая позволяет течь току. Источником тока может быть батарея, генератор или другое устройство, описанное в главе 3. Нагрузка оказывает сопротивление протеканию тока. Это сопротивление может быть высоким или низким, в зависимости от назначения цепи. Ток в цепи течет через проводники от источника к нагрузке. Проводник должен легко отдавать электроны. В большинстве проводников используется медь.

Путь электрического тока к нагрузке может проходить через три типа цепей: последовательную цепь, параллельную или последовательно-параллельную цепи. Последовательная цепь (рис. 5–1) предоставляет току только один путь от источника к нагрузке. Параллельная цепь (рис. 5–2) предоставляет более одного пути для протекания тока. Она позволяет источнику прикладывать напряжение к более чем одной нагрузке. Она также позволяет подключить несколько источников тока к одной нагрузке. Последовательно-параллельная цепь (рис. 5–3) является комбинацией последовательной и параллельной цепей.