Resistance - eine der wichtigsten Eigenschaften eines elektrischen Stromkreises. Wenn die Leiter in Reihe verbunden sind, werden die Widerstände von jedem von ihnen addiert. Eine solche Verbindung ist am häufigsten in der Elektrotechnik.
Bei einer seriellen Verbindung ist der Widerstand der gebildeten Schaltung gleich der Summe der Widerstände aller darin enthaltenen Leiter. Mit anderen Worten, der Widerstand jedes Leiters wirkt sich dabei auf den Gesamtwiderstand der Schaltung aus.
Um den Gesamtwiderstand der in Reihe geschalteten Leiter zu finden, müssen Sie die Widerstandswerte für jeden von ihnen addieren. Der resultierende Wert wird der gewünschte Widerstand des gemeinsamen Stromkreises sein.
Bestimmung des Widerstands
Der Widerstand hängt vom Material des Leiters, seiner Länge, der Querschnittsfläche und der Umgebungstemperatur ab. Je länger der Leiter ist und seine Querschnittsfläche kleiner ist, desto größer ist sein Widerstand. Auch der Widerstand kann sich mit Temperaturänderungen ändern.
Bei einer seriellen Verbindung werden die Widerstandsleiter summiert. Das heißt, der Gesamtwiderstand einer solchen Schaltung entspricht der Summe der Widerstände jedes einzelnen Leiters, der in Reihe geschaltet ist.
Die Bestimmung des Widerstandes von Leitern ermöglicht die Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der Gestaltung von Stromkreisen, der Optimierung des Energieverbrauchs und der Gewährleistung der Sicherheit von elektrischen Geräten.
Widerstand bei serieller Verbindung
Wenn die Leiter seriell verbunden sind, stapeln sich die Widerstände dieser Leiter. Wenn zwei oder mehr Widerstände in einer Schaltung in Reihe geschaltet sind, kann der Gesamtwiderstand anhand der Formel berechnet werden:
- Bei zwei in Reihe geschalteten Widerständen: der Schaltungswiderstand ist gleich der Summe der Widerstände dieser Widerstände.
- Bei drei in Reihe geschalteten Widerständen: Der Schaltungswiderstand ist gleich der Summe der Widerstände dieser Widerstände.
- Und so weiter für eine beliebige Anzahl von Widerständen.
Der Schaltungswiderstand bei einer seriellen Verbindung ist immer größer als der Widerstand jedes Widerstands einzeln.
Somit kann bei einer seriellen Verbindung von Leitern der Widerstand der Schaltung anhand einfacher mathematischer Additionsoperationen bestimmt werden. Dies ermöglicht die Optimierung des elektrischen Schaltungsdesigns und der Widerstandsberechnung, um die erforderlichen Widerstandswerte im System zu erreichen.
Formel für die Berechnung
Die folgende Formel wird verwendet, um den Widerstand bei einer seriellen Verbindung von Leitern zu berechnen:
- Der Gesamtwiderstand der in Reihe geschalteten Leiter entspricht der Summe ihrer einzelnen Widerstände.
Wenn wir n Leiter mit R-Widerständen haben1, R2, . Rn, dann ist der Gesamtwiderstand Rallgemein wird gleich sein:
Somit kann der Gesamtwiderstand in einer Schaltung bei einer seriellen Verbindung von Leitern gefunden werden, indem einfach alle einzelnen Widerstände addiert werden.
Beispiele für die Berechnung des Widerstands
Betrachten wir einige Beispiele für die Berechnung des Widerstandes in einer Schaltung, wenn die Leiter seriell verbunden sind:
Beispiel 1:
In der Schaltung sind drei Widerstände mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm in Reihe geschaltet. Um den Gesamtwiderstand von Leitern zu berechnen, wird in diesem Fall die Formel verwendet:
wobei R1, R2 und R3 - widerstand jedes Leiters.
Der Gesamtwiderstand in diesem Beispiel wäre also: Rallgemein = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm.
Beispiel 2:
In der Schaltung sind die Widerstände in Reihe mit den im Dezimalsystem berechneten Widerständen verbunden, zum Beispiel: 4.7 Ohm, 8.9 Ohm und 3.2 Ohm. Der Gesamtwiderstand der Leiter wird in diesem Fall analog zum vorherigen Beispiel berechnet:
wobei R1, R2 und R3 - widerstand jedes Leiters.
Der Gesamtwiderstand in diesem Beispiel wäre: Rallgemein = 4.7 Ohm + 8.9 Ohm + 3.2 Ohm = 16.8 Ohm.
Beispiel 3:
In der Schaltung sind zwei Leiter mit bekannten Widerständen in Reihe geschaltet: 50 Ohm und 100 Ohm. Der Gesamtwiderstand wird in diesem Fall ebenfalls anhand der Formel berechnet:
wobei R1 und R2 - widerstand der entsprechenden Leiter.
Der Gesamtwiderstand in diesem Beispiel wäre: Rallgemein = 50 Ohm + 100 Ohm = 150 Ohm.
Um den Gesamtwiderstand in einer Schaltung zu berechnen, müssen die Widerstände aller am Stromkreis beteiligten Leiter in der Folge addiert werden.
Die Abhängigkeit des Widerstands von der Länge der Leiter
Der Widerstand der Leiter bei einer seriellen Verbindung hängt von ihrer Länge ab. In Kombination mit anderen Faktoren wie Querschnittsfläche, Leitermaterial und Temperatur hat die Länge des Leiters einen signifikanten Einfluss auf den Gesamtwiderstand der Schaltung.
Nach dem ohmschen Gesetz entspricht der Gesamtwiderstand einer Schaltung der Summe der Widerstände aller darin enthaltenen Leiter. Wenn die Leiter in Reihe geschaltet sind, wird der Widerstand anhand der Formel berechnet:
R = R1 + R2 + . + Rn
Wo ist R1, R2, . Der Rn - Widerstand jedes Leiters im Stromkreis. Mit anderen Worten, der Widerstand der Leiter summiert sich, was bedeutet, dass er direkt proportional zur Länge der Leiter ist.
Je länger die Leiter sind, desto größer ist der Widerstand. Dies liegt daran, dass, wenn die Länge des Leiters zunimmt, sein Widerstand aufgrund einer Erhöhung des Widerstandsweges für den elektrischen Strom zunimmt.
Die Kenntnis der Widerstandsabhängigkeit von der Länge der Leiter ist bei der Gestaltung von elektrischen Schaltungen und Netzwerken wichtig, da Sie den Widerstand der Schaltungen richtig berechnen und die entsprechenden Leiter auswählen können.
Praktische Anwendung des Widerstands
- Stromkreis: Die Kenntnis des Widerstands ermöglicht es Ingenieuren und Elektronikern, elektrische Schaltungen zu entwerfen und zu analysieren. Es ermöglicht die Überwachung und Begrenzung des Stroms, die effiziente Übertragung von Elektrizität und den Schutz von Geräten vor Überlastung und Kurzschluss.
- Elektronik: Widerstände werden in verschiedenen Elektronikkomponenten wie Widerständen, Potentiometern, Thermistoren usw. verwendet. Sie ermöglichen das Einstellen und Einstellen elektrischer Signale in verschiedenen Schaltungen und Vorrichtungen.
- Thermische Ableitung: Widerstände können verwendet werden, um Wärmequellen zu erzeugen und die Temperatur in verschiedenen Systemen wie Heizelementen, elektronischen Geräten und Kühlsystemen zu regulieren.
- Automobilindustrie: Die Widerstände werden verwendet, um die Geschwindigkeit von Ventilatoren, Beleuchtung und anderen Systemen in Fahrzeugen zu steuern.
- Kommunikationsnetze: Widerstände werden verwendet, um Echos auszuschließen und den Signalpegel in Telekommunikationssystemen zu regulieren.
Dies sind nur einige Beispiele für die Verwendung von Widerstand. Ein genaues Verständnis und die Fähigkeit, mit dieser Größenordnung zu arbeiten, sind wichtige Fähigkeiten für eine Vielzahl von Fachleuten, von Elektrotechnikern bis hin zu Technikern im Bereich Luftfahrt und Energie.
