Jedna od glavnih karakteristika električnog kruga je jakost struje. Mjeri se u amperima i određuje opterećenje žica pod naponom, autobusa ili tračnica. Ova vrijednost odražava količinu elektriciteta koja je tekla u vodiču po jedinici vremena. Možete ga odrediti na više načina, ovisno o podacima koji su vam poznati. Sukladno tome, studenti i elektrotehničari početnici zbog toga se često susreću s problemima pri rješavanju nastavnih zadataka ili praktičnih situacija. U ovom članku ćemo vam reći kako pronaći snagu struje kroz snagu i napon ili otpor.

Ako su poznati snaga i napon

Recimo da trebate pronaći struju u krugu, a znate samo napon i potrošnju energije. Zatim ga odredite bez otpora, upotrijebite formulu:

Nakon nekoliko jednostavnih stvari dobivamo formulu za izračun

Treba napomenuti da ovaj izraz vrijedi za istosmjerne krugove. Ali pri izračunu, na primjer, za električni motor, uzima se u obzir njegova ukupna snaga ili kosinus Phi. Tada se za trofazni motor može izračunati na sljedeći način:

Pronalazimo P uzimajući u obzir učinkovitost, obično se nalazi u rasponu od 0,75-0,88:

R1 = R2/η

Ovdje je P2 aktivna neto snaga na osovini, η – učinkovitost, oba ova parametra obično su navedena na natpisnoj pločici.

Nalazimo ukupnu snagu uzimajući u obzir cosF (također je naznačeno na natpisnoj pločici):

S = P1/cosφ

Trenutnu potrošnju određujemo pomoću formule:

Inom = S/(1,73 U)

Ovdje je 1,73 korijen od 3 (koristi se za izračun trofaznog kruga), U je napon, ovisno o uključivanju motora (trokut ili zvijezda) i broju volti u mreži (220, 380, 660, itd.). Iako je u našoj zemlji 380V najčešći.

Ako su poznati napon ili snaga i otpor

Ali postoje problemi kada znate napon na dijelu kruga i veličinu opterećenja, a zatim da biste pronašli trenutnu snagu bez snage, upotrijebite je, uz njegovu pomoć izračunavamo trenutnu snagu kroz otpor i napon.

Ali ponekad se dogodi da trebate odrediti struju bez napona, to jest kada znate samo snagu kruga i njegov otpor. U ovom slučaju:

Štoviše, prema istom Ohmovom zakonu:

P=I 2 *R

Dakle, izračun se provodi prema formuli:

I 2 =P/R

Ili uzmite izraz s desne strane izraza ispod korijena:

I=(P/R) 1/2

Ako su poznati EMF, unutarnji otpor i opterećenje

Neki škakljivi zadaci za učenike uključuju slučajeve u kojima vam je dana vrijednost EMF-a i unutarnjeg otpora izvora struje. U ovom slučaju možete odrediti struju u krugu pomoću Ohmovog zakona za cijeli krug:

I=E/(R+r)

Ovdje je E EMF, r je unutarnji otpor izvora energije, R je opterećenje.

Joule-Lenzov zakon

Drugi zadatak koji može zbuniti čak i više ili manje iskusnog učenika je određivanje jakosti struje ako su poznati vrijeme, otpor i količina topline koju stvara vodič. Da bismo to učinili, zapamtimo.

Njegova formula izgleda ovako:

Q=I 2 Rt

Zatim napravite izračun ovako:

I 2 =QRt

Ili unesite desnu stranu jednadžbe ispod korijena:

I=(Q/Rt) 1/2

Nekoliko primjera

Kao zaključak, predlažemo konsolidaciju dobivenih informacija o nekoliko primjera problema u kojima trebate pronaći trenutnu snagu.

Iz uvjeta je jasno da za svaku od opcija povezivanja trebate dati dvije mogućnosti odgovora. Zatim, da biste pronašli struju u serijskom spoju, prvo zbrojite otpore strujnog kruga da biste dobili ukupni.

I=U/R=12/3=4 Ampera

Kada se spoje dva elementa paralelno, R, ukupni se može izračunati na sljedeći način:

Rtot=(R1*R2)/(R1+R2)=1*2/3=2/3=0,67

Zatim se daljnji izračuni mogu izvesti ovako:

Prije svega, morate pronaći zajednički R za R2 i R3 spojene paralelno, koristeći istu formulu koju smo koristili gore.

Razlog za pisanje ovog članka nije bila složenost ovih formula, već činjenica da je tijekom projektiranja i razvoja bilo kojeg sklopa često potrebno proći kroz niz vrijednosti kako bi se postigli traženi parametri ili uravnotežio krug . Ovaj članak i kalkulator u njemu pojednostavit će ovaj odabir i ubrzati proces provedbe vašeg plana. Također, na kraju članka dat ću nekoliko metoda za pamćenje osnovne formule Ohmovog zakona. Ove informacije će biti korisne za početnike. Iako je formula jednostavna, ponekad postoji zabuna oko toga gdje i koji bi parametar trebao biti, osobito u početku.

U radioelektronici i elektrotehnici Ohmov zakon i formula za izračun snage koriste se češće od bilo koje druge formule. Oni određuju strogi odnos između četiriju najčešćih električnih veličina: struje, napona, otpora i snage.

Ohmov zakon. Ovaj odnos je otkrio i dokazao Georg Simon Ohm 1826. godine. Za dio kruga to zvuči ovako: struja je izravno proporcionalna naponu, a obrnuto proporcionalna otporu

Ovako se piše osnovna formula:

Transformacijom osnovne formule možete pronaći dvije druge veličine:

Vlast. Njegova definicija je sljedeća: snaga je proizvod trenutnih vrijednosti napona i struje u bilo kojem dijelu električnog kruga.

Formula za trenutnu električnu snagu:

Ispod je online kalkulator za izračunavanje Ohmovog zakona i snage. Ovaj kalkulator omogućuje određivanje odnosa između četiri električne veličine: struje, napona, otpora i snage. Da biste to učinili, samo unesite bilo koje dvije vrijednosti. Pomoću strelica gore i dolje možete promijeniti unesenu vrijednost u koracima od jedan. Dimenzija količina također se može odabrati. Također, radi lakšeg odabira parametara, kalkulator omogućuje snimanje do deset prethodno izvedenih izračuna s dimenzijama s kojima su sami proračuni izvedeni.

Kad smo studirali na radiotehničkom fakultetu, morali smo puno toga naučiti napamet. A radi lakšeg pamćenja, postoje tri varalice za Ohmov zakon. Evo metoda koje smo koristili.

Prvo je mnemoničko pravilo. Ako izrazimo otpor iz formule Ohmovog zakona, tada je R = staklo.

Druga je metoda trokuta. Također se naziva i magični trokut Ohmovog zakona.

Ako otkinemo vrijednost koju treba pronaći, tada ćemo u preostalom dijelu dobiti formulu za njezino pronalaženje.

Treći. To je više varalica koja kombinira sve osnovne formule za četiri električne veličine.

Jednostavan je za korištenje kao trokut. Odaberemo parametar koji želimo izračunati, nalazi se u malom kružiću u centru i dobivamo tri formule za njegov izračun. Zatim odaberite onaj koji vam je potreban.

Ovaj krug, baš kao i trokut, možemo nazvati čarobnim.

Među ostalim pokazateljima koji karakteriziraju električni krug ili vodič, vrijedi istaknuti električni otpor. Određuje sposobnost atoma materijala da spriječe usmjereni prolaz elektrona. Pomoć u određivanju ove vrijednosti može pružiti i specijalizirani uređaj - ohmmetar i matematički izračuni temeljeni na poznavanju odnosa između veličina i fizikalnih svojstava materijala. Indikator se mjeri u Ohmima (Ohm), označen simbolom R.

Ohmov zakon – matematički pristup određivanju otpora

Odnos koji je uspostavio Georg Ohm definira odnos između napona, struje, otpora, na temelju matematičkog odnosa pojmova. Valjanost linearnog odnosa - R = U/I (omjer napona i struje) - nije uočena u svim slučajevima.
Jedinica [R] = B/A = Ohm. 1 Ohm je otpor materijala kroz koji teče struja od 1 ampera pri naponu od 1 volta.

Empirijska formula za izračunavanje otpora

Objektivni podaci o vodljivosti materijala proizlaze iz njegovih fizikalnih karakteristika, koje određuju kako njegova vlastita svojstva tako i njegov odgovor na vanjske utjecaje. Na temelju toga vodljivost ovisi o:

• Veličina.
• Geometrija.
• Temperature.

Atomi vodljivog materijala sudaraju se s usmjerenim elektronima, sprječavajući ih da se kreću naprijed. Pri visokoj koncentraciji potonjih, atomi im se ne mogu oduprijeti i vodljivost se pokazuje visokom. Velike vrijednosti otpora tipične su za dielektrike, koji imaju praktički nultu vodljivost.

Jedna od značajki koje definiraju svaki vodič je njegov otpor - ρ. Određuje ovisnost otpora o materijalu vodiča i vanjskim utjecajima. Ovo je fiksna (unutar jednog materijala) vrijednost koja predstavlja podatke vodiča sljedećih dimenzija - duljina 1 m (ℓ), površina poprečnog presjeka 1 sq.m. Stoga se odnos između ovih veličina izražava relacijom: R = ρ* ℓ/S:

• Vodljivost materijala opada kako se njegova duljina povećava.
• Povećanje površine poprečnog presjeka vodiča povlači za sobom smanjenje njegovog otpora. Ovaj obrazac je zbog smanjenja gustoće elektrona, a posljedično, kontakt čestica materijala s njima postaje rjeđi.
• Povećanje temperature materijala potiče povećanje otpora, dok pad temperature povlači za sobom njegovo smanjenje.

Preporučljivo je izračunati površinu poprečnog presjeka prema formuli S = πd 2 / 4. Mjerna traka pomoći će u određivanju duljine.

Odnos s moći (P)

Na temelju formule Ohmovog zakona, U = I*R i P = I*U. Prema tome, P = I 2 *R i P = U 2 /R.
Poznavajući veličinu struje i snage, otpor se može odrediti kao: R = P/I 2.
Poznavajući napon i snagu, otpor se lako može izračunati pomoću formule: R = U 2 /P.

Otpornost materijala i vrijednosti drugih povezanih karakteristika mogu se dobiti pomoću posebnih mjernih instrumenata ili na temelju utvrđenih matematičkih zakona.

Jedno od fizikalnih svojstava tvari je sposobnost provođenja električne struje. Električna vodljivost (otpor vodiča) ovisi o nekoliko čimbenika: duljini električnog kruga, strukturnim značajkama, prisutnosti slobodnih elektrona, temperaturi, struji, naponu, materijalu i površini poprečnog presjeka.

Protjecanje električne struje kroz vodič dovodi do usmjerenog kretanja slobodnih elektrona. Prisutnost slobodnih elektrona ovisi o samoj tvari i uzima se iz tablice D.I. Mendeljejeva, odnosno iz elektroničke konfiguracije elementa. Elektroni počinju udarati kristalna rešetka element i prenosi energiju na potonji. U ovom slučaju dolazi do toplinskog učinka kada struja djeluje na vodič.

Tijekom tog međudjelovanja usporavaju se, ali se zatim pod utjecajem električnog polja koje ih ubrzava počinju kretati istom brzinom. Elektroni se sudaraju ogroman broj puta. Taj se proces naziva otporom vodiča.

Prema tome, električni otpor vodiča smatra se fizičkom veličinom koja karakterizira omjer napona i struje.

Što je električni otpor: vrijednost koja označava svojstvo fizičkog tijela da pretvara električnu energiju u toplinsku energiju zbog interakcije energije elektrona s kristalnom rešetkom tvari. Priroda vodljivosti se razlikuje:

1. Vodiči (sposobni provoditi električnu struju jer su prisutni slobodni elektroni).
2. Poluvodiči (mogu provoditi električnu struju, ali pod određenim uvjetima).
3. Dielektrici ili izolatori (imaju ogroman otpor i nemaju slobodne elektrone, zbog čega ne mogu provoditi struju).

Ova karakteristika je označena slovom R i mjereno u Ohmima (Ohm). Primjena ovih skupina tvari vrlo je značajna za razvoj električnih shema uređaja.

Da biste u potpunosti razumjeli ovisnost R o nečemu, morate obratiti posebnu pozornost na izračun ove vrijednosti.

Proračun električne vodljivosti

Za izračunavanje R vodiča koristi se Ohmov zakon koji kaže: struja (I) je izravno proporcionalna naponu (U) i obrnuto proporcionalna otporu.

Formula za pronalaženje karakteristike vodljivosti materijala R (posljedica Ohmovog zakona za dio kruga): R = U / I.

Za cijeli dio strujnog kruga ova formula ima sljedeći oblik: R = (U / I) - Rin, gdje je Rin unutarnji R izvora napajanja.

Sposobnost vodiča da provodi električnu struju ovisi o mnogim čimbenicima: naponu, struji, duljini, površini poprečnog presjeka i materijalu vodiča, kao io temperaturi okoline.

U elektrotehnici, za izvođenje proračuna i proizvodnju otpornika, također se uzima u obzir geometrijska komponenta vodiča.

O čemu ovisi otpor: duljini vodiča - l, otporu - p i površini poprečnog presjeka (s radijusom r) - S = Pi * r * r.

Formula R vodiča: R = p * l / S.

Iz formule možete vidjeti o čemu ovisi otpor vodiča: R, l, S. Nema potrebe računati na ovaj način, jer postoji mnogo bolji način. Otpornost se može pronaći u odgovarajućim priručnicima za svaku vrstu vodiča (p je fizikalna veličina jednaka R materijala duljine 1 metar i površine poprečnog presjeka jednake 1 m².

Međutim, ova formula nije dovoljna za točan izračun otpornika, pa se koristi temperaturna ovisnost.

Utjecaj temperature okoline

Dokazano je da svaka tvar ima otpornost koja ovisi o temperaturi.

Kako bi se to pokazalo, može se izvesti sljedeći eksperiment. Uzmite spiralu od nikroma ili bilo kojeg vodiča (na dijagramu je označen kao otpornik), izvor napajanja i obični ampermetar (može se zamijeniti žaruljom sa žarnom niti). Sastavite krug prema dijagramu 1.

Shema 1 - Električni krug za eksperiment

Potrebno je napajati potrošača i pažljivo pratiti očitanja ampermetra. Zatim biste trebali zagrijati R bez gašenja, a očitanja ampermetra počet će padati kako temperatura raste. Ovisnost se može pratiti prema Ohmovom zakonu za dio kruga: I = U / R. U ovom slučaju, unutarnji otpor izvora energije može se zanemariti: to neće utjecati na demonstraciju ovisnosti R o temperaturi . Slijedi da postoji ovisnost R o temperaturi.

Fizikalni smisao porasta vrijednosti R posljedica je utjecaja temperature na amplitudu vibracija (porast) iona u kristalnoj rešetki. Kao rezultat toga, elektroni se češće sudaraju i to uzrokuje povećanje R.

Prema formuli: R = p * l / S, nalazimo indikator koji ovisi o temperaturi(S i l su neovisni o temperaturi). Ono što ostaje je p vodič. Na temelju toga dobiva se formula za ovisnost o temperaturi: (R - Ro) / R = a * t, gdje je Ro pri temperaturi od 0 stupnjeva Celzijusa, t je temperatura okoline, a a je koeficijent proporcionalnosti (temperaturni koeficijent) .

Za metale "a" je uvijek veće od nule, a za otopine elektrolita temperaturni koeficijent je manji od 0.

Formula za određivanje p koja se koristi u izračunima je: p = (1 + a * t) * po, gdje je po vrijednost specifičnog otpora preuzeta iz priručnika za određeni vodič. U tom se slučaju temperaturni koeficijent može smatrati konstantnim. Ovisnost snage (P) o R slijedi iz formule snage: P = U * I = U * U / R = I * I * R. Specifična vrijednost otpora također ovisi o deformaciji materijala, koja remeti kristal Rešetka.

Kada se metal obrađuje u hladnom okruženju pod određenim pritiskom, dolazi do plastične deformacije. U tom slučaju, kristalna rešetka je iskrivljena i R protoka elektrona se povećava. U tom se slučaju povećava i otpornost. Ovaj proces je reverzibilan i naziva se rekristalnim žarenjem, čime se smanjuju neki od nedostataka.

Kada na metal djeluju vlačne i tlačne sile, potonji prolazi kroz deformacije koje se nazivaju elastične. Specifični otpor se smanjuje tijekom kompresije, jer se smanjuje amplituda toplinskih vibracija. Usmjerene nabijene čestice postaje lakše kretati se. Kada se rasteže, otpor se povećava zbog povećanja amplitude toplinskih vibracija.

Drugi faktor koji utječe na vodljivost je vrsta struje koja prolazi kroz vodič.

Otpor u mrežama s izmjeničnom strujom ponaša se nešto drugačije, jer je Ohmov zakon primjenjiv samo na krugove s konstantnim naponom. Stoga bi izračune trebalo napraviti drugačije.

Impedancija se označava slovom Z i sastoji se od algebarskog zbroja aktivne, kapacitivne i induktivne reaktancije.

Kada se aktivni R spoji na krug izmjenične struje, pod utjecajem potencijalne razlike počinje teći sinusna struja. U ovom slučaju formula izgleda ovako: Im = Um / R, gdje su Im i Um vrijednosti amplitude struje i napona. Formula otpora ima sljedeći oblik: Im = Um / ((1 + a * t) * po * l / 2 * Pi * r * r).

Kapacitet (Xc) je zbog prisutnosti kondenzatora u krugovima. Treba napomenuti da izmjenična struja prolazi kroz kondenzatore i stoga djeluje kao vodič s kapacitetom.

Xc se izračunava na sljedeći način: Xc = 1 / (w * C), gdje je w kutna frekvencija, a C je kapacitet kondenzatora ili grupe kondenzatora. Kutna frekvencija definirana je na sljedeći način:

1. Mjeri se frekvencija izmjenične struje (obično 50 Hz).
2. Množi sa 6,283.

Induktivna reaktancija (Xl) - podrazumijeva prisutnost induktiviteta u krugu (induktor, relej, krug, transformator i tako dalje). Izračunava se na sljedeći način: Xl = wL, gdje je L induktivitet, a w kutna frekvencija. Za izračunavanje induktiviteta morate koristiti specijalizirane online kalkulatore ili priručnik iz fizike. Dakle, sve količine su izračunate pomoću formula i ostaje samo da zapišemo Z: Z * Z = R * R + (Xc - Xl) * (Xc - Xl).

Za određivanje konačne vrijednosti potrebno je izvući kvadratni korijen izraza: R * R + (Xc - Xl) * (Xc - Xl). Iz formula proizlazi da frekvencija izmjenične struje igra veliku ulogu, na primjer, u krugu istog dizajna, kako se frekvencija povećava, njezin Z također se povećava. Mora se dodati da u krugovima s izmjeničnim naponom Z ovisi o sljedeći pokazatelji:

1. Duljine vodiča.
2. Područje presjeka - S.
3. Temperature.
4. Vrsta materijala.
5. Kontejneri.
6. Induktivitet.
7. Frekvencije.

Posljedično, Ohmov zakon za dio lanca ima potpuno drugačiji oblik: I=U/Z. Mijenja se i zakon za kompletan lanac.

Proračuni otpora zahtijevaju određeno vrijeme, pa se za mjerenje njihovih vrijednosti koriste posebni električni mjerni instrumenti koji se nazivaju ohmmetri. Mjerni uređaj sastoji se od brojčanog indikatora na koji je serijski spojen izvor napajanja.

Mjera R svi kombinirani instrumenti, kao što su testeri i multimetri. Odvojeni instrumenti za mjerenje samo ove karakteristike koriste se izuzetno rijetko (megahmetar za provjeru izolacije napojnog kabela).

Uređaj se koristi za ispitivanje električnih krugova na oštećenje i ispravnost radio komponenti, kao i za ispitivanje izolacije kabela.

Prilikom mjerenja R potrebno je potpuno isključiti dio strujnog kruga kako bi se izbjegao kvar uređaja. Da biste to učinili, morate poduzeti sljedeće mjere opreza:

Skupi multimetri imaju funkciju kontinuiteta kruga, dupliciranu audio signalom, tako da nema potrebe gledati na zaslon uređaja.

Dakle, električni otpor igra važnu ulogu u elektrotehnici. U stalnim krugovima ovisi o temperaturi, struji, duljini, vrsta materijala i površina poprečni presjek vodiča. U krugovima izmjenične struje ova se ovisnost nadopunjuje takvim veličinama kao što su frekvencija, kapacitet i induktivitet. Zahvaljujući ovoj ovisnosti, moguće je promijeniti karakteristike električne energije: napon i struju. Za mjerenje vrijednosti otpora koriste se ohmmetri, koji se također koriste za identifikaciju problema ožičenja i testove kontinuiteta raznih krugova i radio komponenti.

Dobar dan, dragi radio amateri!
Dobrodošli na web stranicu ““

Formule čine kostur znanosti elektronike. Umjesto da bace hrpu radijskih elemenata na stol i zatim ih ponovno povežu zajedno, pokušavajući shvatiti što će se roditi kao rezultat, iskusni stručnjaci odmah grade nove sklopove na temelju poznatih matematičkih i fizikalnih zakona. Formule pomažu u određivanju specifičnih vrijednosti ocjena elektroničkih komponenti i radnih parametara krugova.

Jednako je učinkovito koristiti formule za modernizaciju gotovih sklopova. Na primjer, da biste odabrali ispravan otpornik u strujnom krugu sa žaruljom, možete primijeniti osnovni Ohmov zakon za istosmjernu struju (o tome možete pročitati u odjeljku "Odnosi Ohmovog zakona" odmah nakon našeg lirskog uvoda). Žarulja se tako može učiniti da svijetli jače ili, obrnuto, prigušiti.

Ovo poglavlje će predstaviti mnoge osnovne fizičke formule s kojima ćete se prije ili kasnije susresti dok radite u elektronici. Neki od njih poznati su stoljećima, ali ih i dalje uspješno koristimo, kao i naši unuci.

Relacije Ohmovog zakona

Ohmov zakon je odnos između napona, struje, otpora i snage. Sve izvedene formule za izračun svake od ovih vrijednosti prikazane su u tablici:

Ova tablica koristi sljedeće općeprihvaćene oznake za fizičke veličine:

U- napon (V),

ja- struja (A),

R- snaga, W),

R- otpor (Ohm),

Vježbajmo na sljedećem primjeru: recimo da trebamo pronaći snagu kruga. Poznato je da je napon na njegovim stezaljkama 100 V, a struja 10 A. Tada će snaga prema Ohmovom zakonu biti jednaka 100 x 10 = 1000 W. Dobivena vrijednost može poslužiti za izračunavanje, recimo, jačine osigurača koju je potrebno unijeti u uređaj ili, na primjer, za procjenu računa za struju koji će vam električar iz stambenog ureda osobno donijeti na kraju mjesec.

Evo još jednog primjera: recimo da trebamo saznati vrijednost otpornika u krugu sa žaruljom, ako znamo koju struju želimo propustiti kroz ovaj krug. Prema Ohmovom zakonu struja je jednaka:

I=U/R

Na slici je prikazan strujni krug koji se sastoji od žarulje, otpornika i izvora napajanja (baterije). Pomoću gornje formule čak i školarac može izračunati potrebni otpor.

Što je što u ovoj formuli? Pogledajmo pobliže varijable.

> U jamu(ponekad se piše i kao V ili E): napon napajanja. Zbog činjenice da kada struja prolazi kroz žarulju, dio napona pada na njoj, veličina tog pada (obično radni napon žarulje, u našem slučaju 3,5 V) mora se oduzeti od napona izvora struje. . Na primjer, ako je Upit = 12 V, onda je U = 8,5 V, pod uvjetom da na žarulji padne 3,5 V.

> ja: Struja (mjerena u amperima) koja bi trebala teći kroz žarulju. U našem slučaju - 50 mA. Budući da je struja u formuli navedena u amperima, 50 miliampera je samo mali dio: 0,050 A.

> R: željeni otpor otpornika koji ograničava struju, u ohmima.

U nastavku možete u formulu za izračun otpora umjesto U, I i R staviti realne brojeve:

R = U/I = 8,5 V / 0,050 A = 170 Ohma

Proračuni otpora

Izračunavanje otpora jednog otpornika u jednostavnom krugu prilično je jednostavno. Međutim, kako mu se dodaju drugi otpornici, bilo paralelno ili u seriji, ukupni otpor kruga također se mijenja. Ukupni otpor nekoliko serijski spojenih otpornika jednak je zbroju pojedinačnih otpora svakog od njih. Za paralelnu vezu, sve je malo kompliciranije.

Zašto morate obratiti pozornost na način na koji su komponente međusobno povezane? Nekoliko je razloga za to.

> Otpori otpornika su samo određeni fiksni raspon vrijednosti. U nekim krugovima vrijednost otpora mora se točno izračunati, ali budući da otpornik točno te vrijednosti možda uopće ne postoji, nekoliko elemenata mora biti spojeno u seriju ili paralelno.

> Otpornici nisu jedine komponente koje imaju otpor. Na primjer, zavoji namota elektromotora također imaju određeni otpor prema struji. U mnogim praktičnim problemima potrebno je izračunati ukupni otpor cijelog kruga.

Proračun otpora serijskih otpornika

Formula za izračunavanje ukupnog otpora otpornika spojenih u seriju je nepristojno jednostavna. Samo trebate zbrojiti sve otpore:

Rtotal = Rl + R2 + R3 + … (onoliko puta koliko ima elemenata)

U ovom slučaju, vrijednosti Rl, R2, R3 i tako dalje su otpori pojedinačnih otpornika ili drugih komponenti kruga, a Rtotal je rezultirajuća vrijednost.

Tako, na primjer, ako postoji krug od dva otpornika spojena u seriju s vrijednostima od 1,2 i 2,2 kOhm, tada će ukupni otpor ovog dijela kruga biti jednak 3,4 kOhm.

Proračun otpora paralelnih otpornika

Stvari postaju malo kompliciranije ako trebate izračunati otpor kruga koji se sastoji od paralelnih otpornika. Formula ima oblik:

R ukupno = R1 * R2 / (R1 + R2)

gdje su R1 i R2 otpori pojedinačnih otpornika ili drugih elemenata strujnog kruga, a Rtotal je rezultirajuća vrijednost. Dakle, ako uzmemo iste otpornike s vrijednostima od 1,2 i 2,2 kOhm, ali spojene paralelno, dobivamo

776,47 = 2640000 / 3400

Za izračun rezultirajućeg otpora električnog kruga od tri ili više otpornika upotrijebite sljedeću formulu:

Proračuni kapaciteta

Gore navedene formule vrijede i za izračun kapaciteta, samo suprotno. Baš kao i otpornici, mogu se proširiti da pokriju bilo koji broj komponenti u krugu.

Proračun kapaciteta paralelnih kondenzatora

Ako trebate izračunati kapacitet kruga koji se sastoji od paralelnih kondenzatora, jednostavno trebate zbrojiti njihove vrijednosti:

Zajedničko = CI + C2 + SZ + ...

U ovoj formuli, CI, C2 i SZ su kapaciteti pojedinačnih kondenzatora, a Ctot je zbrojna vrijednost.

Proračun kapaciteta serijskih kondenzatora

Za izračun ukupnog kapaciteta para kondenzatora spojenih u seriju koristi se sljedeća formula:

Zajedničko = C1 * C2 / (C1 + C2)

gdje su C1 i C2 vrijednosti kapacitivnosti svakog kondenzatora, a Ctot je ukupni kapacitet kruga

Proračun kapaciteta tri ili više serijski spojenih kondenzatora

Ima li kondenzatora u krugu? Puno? U redu je: čak i ako su svi spojeni u seriju, uvijek možete pronaći rezultirajući kapacitet ovog kruga:

Pa zašto spajati nekoliko kondenzatora u seriju odjednom kada bi jedan mogao biti dovoljan? Jedno od logičnih objašnjenja ove činjenice je potreba da se dobije određena vrijednost za kapacitivnost kruga, koja nema analoga u standardnoj seriji ocjena. Ponekad morate ići trnovitijim putem, posebno u osjetljivim krugovima kao što su radio prijemnici.

Izračun energetskih jednadžbi

Jedinica za mjerenje energije koja se najviše koristi u praksi je kilovat-sat ili, u slučaju elektronike, vat-sat. Možete izračunati energiju potrošenu krugom ako znate duljinu vremena tijekom kojeg je uređaj uključen. Formula za izračun je:

vat sati = P x T

U ovoj formuli slovo P označava potrošnju energije, izraženu u vatima, a T je vrijeme rada u satima. U fizici je uobičajeno izražavati količinu potrošene energije u watt-sekundama ili Joulesima. Za izračunavanje energije u ovim jedinicama, vat-sati se dijele s 3600.

Proračun konstantnog kapaciteta RC kruga

Elektronički sklopovi često koriste RC sklopove za osiguravanje vremenskih odgoda ili produljenje impulsnih signala. Najjednostavniji sklopovi sastoje se samo od otpornika i kondenzatora (odatle potječe izraz RC krug).

Načelo rada RC kruga je da se napunjeni kondenzator prazni kroz otpornik ne trenutno, već kroz određeno vremensko razdoblje. Što je veći otpor otpornika i/ili kondenzatora, to će kapacitetu trebati više vremena za pražnjenje. Dizajneri sklopova vrlo često koriste RC sklopove za izradu jednostavnih mjerača vremena i oscilatora ili za promjenu valnih oblika.

Kako možete izračunati vremensku konstantu RC kruga? Budući da se ovaj krug sastoji od otpornika i kondenzatora, u jednadžbi se koriste vrijednosti otpora i kapaciteta. Tipični kondenzatori imaju kapacitet reda veličine mikrofarada ili čak i manje, a jedinice sustava su faradi, tako da formula radi u razlomcima.

T=RC

U ovoj jednadžbi T označava vrijeme u sekundama, R označava otpor u ohmima, a C označava kapacitet u faradima.

Neka, na primjer, imamo otpornik od 2000 ohma spojen na kondenzator od 0,1 µF. Vremenska konstanta ovog lanca bit će jednaka 0,002 s, odnosno 2 ms.

Kako bismo vam u početku olakšali pretvaranje ultra-malih jedinica kapacitivnosti u farade, sastavili smo tablicu:

Izračuni frekvencija i valnih duljina

Frekvencija signala je veličina obrnuto proporcionalna njegovoj valnoj duljini, kao što će se vidjeti iz niže navedenih formula. Ove formule su posebno korisne pri radu s radioelektronikom, na primjer, za procjenu duljine komada žice koji se planira koristiti kao antena. U svim sljedećim formulama valna duljina izražena je u metrima, a frekvencija u kilohercima.

Izračun frekvencije signala

Pretpostavimo da želite studirati elektroniku kako biste izgradili vlastiti primopredajnik i razgovarali sa sličnim entuzijastima iz drugog dijela svijeta na radioamaterskoj mreži. Frekvencije radio valova i njihova duljina stoje jedna uz drugu u formulama. U radioamaterskim mrežama često se mogu čuti izjave da operater radi na toj i toj valnoj duljini. Evo kako izračunati frekvenciju radio signala s obzirom na valnu duljinu:

Frekvencija = 300000 / valnoj duljini

Valna duljina u ovoj formuli izražena je u milimetrima, a ne u stopama, aršinima ili papigama. Frekvencija je dana u megahercima.

Izračun valne duljine signala

Ista se formula može koristiti za izračunavanje valne duljine radio signala ako je poznata njegova frekvencija:

Valna duljina = 300000 / Frekvencija

Rezultat će biti izražen u milimetrima, a frekvencija signala naznačena je u megahercima.

Navedimo primjer izračuna. Neka radioamater komunicira sa svojim prijateljem na frekvenciji od 50 MHz (50 milijuna ciklusa u sekundi). Zamjenom ovih brojeva u gornju formulu dobivamo:

6000 milimetara = 300000/ 50 MHz

Međutim, češće koriste sustavne jedinice duljine - metre, tako da za dovršetak izračuna trebamo samo pretvoriti valnu duljinu u razumljiviju vrijednost. Budući da u 1 metru ima 1000 milimetara, rezultat je 6 m. Ispada da je radioamater ugodio svoju radio stanicu na valnu duljinu od 6 metara. Cool!