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:
RT = R1 + R2 + R3 +… + Rn.
• Полное сопротивление параллельно соединенной цепи определяется формулой:
1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +… + 1/Rn.
• 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.
Рис. 5–1. Последовательная цепь предоставляет один путь для протекания тока.
Рис. 5–2. Параллельная цепь предоставляет более чем один путь для протекания тока.
Рис. 5–3. Последовательно-параллельная цепь является комбинацией последовательной и параллельной цепей.
Ток электронов в электрической цепи течет от отрицательного вывода источника тока через нагрузку к положительному выводу источника тока (рис. 5–4). Пока этот путь не нарушен, цепь замкнута и ток течет (рис. 5–5). Однако если прервать путь, цепь станет разомкнутой и ток не сможет по ней идти (рис. 5–6).
