Opór przy połączeniu równoległym: wzór obliczeniowy

W praktyce nie jest rzadkie znalezienie oporu przewodników i rezystorów dla różnych metod połączeń. W artykule rozważa się, jak oporność jest obliczana dla równoległego połączenia przewodników i innych zagadnień technicznych.

Oporność przewodnika

Wszystkie przewody mają właściwość utrudniania przepływu prądu elektrycznego, nazywana jest zwykle rezystancją elektryczną R, jest mierzona w omach. Jest to główna właściwość materiałów przewodzących.

W celu przeprowadzenia obliczeń elektrycznych stosuje się rezystywność – ρ Ohm / m / mm2. Wszystkie metale są dobrymi przewodami, miedź i aluminium są najczęściej używane, żelazo jest używane znacznie mniej. Najlepszym dyrygentem jest srebro, jest stosowany w przemyśle elektrycznym i elektronicznym. Stopy o wysokiej oporności są szeroko rozpowszechnione.

Podczas obliczania oporu stosuje się formułę znaną z przebiegu fizyki w szkole:

R = ρ · l / S, S jest obszarem przekroju poprzecznego; L jest długością.

Jeśli weźmiemy dwa przewody, wówczas ich oporność przy połączeniu równoległym będzie mniejsza ze względu na zwiększenie całkowitego przekroju poprzecznego.

Gęstość prądu i ogrzewanie przewodów

Dla praktycznych obliczeń trybów pracy przewodów stosuje się koncepcję gęstości prądu – δ A / mm2, oblicza się według wzoru:

Δ = I / S, I – prąd, sekcja S.

Obecny, przechodzący przez dyrygent, nagrzewa go. Im większa wartość δ, tym bardziej podgrzewany jest przewód. W odniesieniu do norm przewodowych i kablowych dla dopuszczalnej gęstości są opracowywane, które podano w PUE (Zasady Urządzenia Instalacji Elektrycznych). W przypadku przewodów urządzeń grzewczych istnieją normy gęstości prądu.

Jeśli gęstość δ jest większa niż dopuszczalna wartość, przewód może zerwać, na przykład, jeśli przewód jest przegrzany, izolacja zostanie zniszczona.

Zasady regulują obliczanie przewodów do ogrzewania.

Sposoby łączenia przewodów

Każdy przewód jest znacznie wygodniejszy do opisywania obwodów jako rezystancji elektrycznej R, a następnie są łatwe do odczytu i analizy. Istnieją trzy sposoby na łączenie oporu. Pierwszą metodą jest najprostszy – połączenie szeregowe.

Zdjęcie pokazuje, że impedancja wynosi: R = R ₁ + R ₂ + R ₃ .

Drugi sposób jest bardziej skomplikowany – połączenie równoległe. Obliczanie oporu dla połączenia równoległego przeprowadza się stopniowo. Obliczana jest całkowita przewodność G = 1 / R, a następnie impedancja R = 1 / G.

Jest to również możliwe do zrobienia inaczej, najpierw obliczyć całkowitą oporność dla równoległego połączenia rezystorów R1 i R2, a następnie powtórzyć operację i znaleźć R.

Trzecia metoda połączenia jest najbardziej złożona – połączenie mieszane, tzn. Wszystkie rozważane opcje są obecne. Schemat jest pokazany na zdjęciu.

Aby obliczyć ten obwód, należy uprościć wymianę rezystorów R2 i R3 jednym R2.3. Okazuje się, że jest to prosty schemat.

Teraz możesz obliczyć opór połączenia równoległego, którego wzór wygląda następująco:

R2.3.4 = R2.3 · R4 / (R2.3 + R4).

Obwód staje się jeszcze prostszy, w tym są rezystory mające połączenie szeregowe. W bardziej złożonych sytuacjach używa się tej samej metody konwersji.

Rodzaje przewodników

W elektronice, w produkcji płytek drukowanych przewody są cienkimi taśmami z folii miedzianej. Ze względu na krótką długość opór jest niewielki, mogą w wielu przypadkach być zaniedbywani. W przypadku tych przewodów opór przy połączeniu równoległym zmniejsza się ze względu na zwiększenie przekroju poprzecznego.

Duża część przewodów reprezentuje uzwojone przewody. Produkowane są w różnych średnicach – od 0,02 do 5,6 milimetrów. W przypadku transformatorów i silników elektrycznych produkowane są pręty miedziane o przekroju prostokątnym. Czasami podczas naprawy, przewód o dużej średnicy jest zastępowany przez kilka mniejszych przewodów połączonych równolegle.

Specjalną sekcją przewodów są przewody i kable, w przemyśle jest wiele marek dla różnych potrzeb. Często konieczne jest wymianę jednego kabla na kilka, mniejszych przekrojów. Powody tego są bardzo różne, na przykład kabel o przekroju 240 mm ^{2 jest} bardzo trudny do układania wzdłuż toru ze stromymi zakrętami. Został on zastąpiony przez 2 x 120 mm2, I problem jest rozwiązany.

Obliczanie przewodów do ogrzewania

Przewód jest podgrzewany prądem płynącym, jeśli jego temperatura przekracza dopuszczalną wartość, wówczas izolacja ulegnie zniszczeniu. PUE przewiduje kalkulację przewodów grzewczych, początkowe dane są aktualną wytrzymałością i warunkami środowiskowymi, w których układa się przewód. Zgodnie z tymi danymi, zaleca się przekrój przewodu (drut lub kabel) z tabel w PUE.

W praktyce istnieją sytuacje, w których obciążenie kabla operacyjnego znacznie wzrosło. Istnieją dwa sposoby – zastąpienie kabla innym, jest drogie lub równoległe do niego, położyć kolejny, aby rozładować główny kabel. W tym przypadku oporność przewodu maleje wraz z połączeniem równoległym, dlatego opuszczenie cieplne spada.

Aby prawidłowo wybrać przekrój poprzeczny drugiego przewodu, użyj tabel PUE, ważne jest, aby nie popełniać błędu w określaniu prądu roboczego. W tej sytuacji kable chłodzące będą jeszcze lepsze niż jeden. Zaleca się obliczyć oporność przy łączeniu równolegle dwóch kabli w celu bardziej dokładnego określenia ich uwalniania.

Obliczanie przewodów strat napięcia

Gdy odbiorca Rn _{znajduje się} w dużej odległości L od źródła energii U1, na przewodach linii występuje duży spadek napięcia . Dla konsumenta R _n , napięcie U2 _jest znacznie niższe niż początkowe napięcie U1. W praktyce różne urządzenia elektryczne połączone z linią równolegle działają jak obciążenie.

Aby rozwiązać problem, oporność jest obliczana przy użyciu równoległego połączenia wszystkich urządzeń, a więc jest to rezystancja obciążenia R _n . Następnie określ oporność przewodów linii.

R _l = ρ · 2L / S,

Tutaj S jest odcinkiem przewodu linii, mm ² .

Następnie wyznacza się prąd w linii: I = U ₁ / (R _l + R _n ). Teraz, znając prąd, określ napięcie spadające na przewodach linii: U = I · R _l . Ułatwia to ustalenie procentu U ₁ .

U% = (I · R _l / U ₁ ) · 100%

Zalecana wartość U% nie przekracza 15%. Powyższe obliczenia mają zastosowanie do każdego rodzaju prądu.