Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.5: Побудова послідовно-паралельних ланцюгів резисторів

  • Page ID
    101276
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Знову ж таки, при побудові ланцюгів акумуляторів/резисторів студент або любитель стикається з декількома різними режимами будівництва. Мабуть, найпопулярнішим є безпаяний макет: платформа для побудови тимчасових схем шляхом підключення компонентів і проводів в сітку взаємопов'язаних точок. Макет, здається, не що інше, як пластикова рамка з сотнями маленьких отворів у ній. Під кожним отвором, однак, знаходиться пружинний затискач, який з'єднується з іншими пружинними затискачами під іншими отворами. Схема з'єднання між отворами проста і рівномірна:

    00447.png

    Припустимо, ми хотіли побудувати наступну послідовно-паралельну комбінаційну схему на макетній платі:

    00123 (2) .png

    Рекомендований спосіб зробити це на макетній платі було б розташувати резистори приблизно в тій же схемі, як показано на схемі, для зручності ставлення до схеми. Якщо потрібно 24 вольта, і у нас є лише 6-вольтові батареї, чотири можуть бути підключені послідовно, щоб досягти того ж ефекту:

    00458.png

    Це далеко не єдиний спосіб з'єднати ці чотири резистори разом, щоб сформувати схему, показану на схемі. Розглянемо цю альтернативну розкладку:

    00459.png

    Якщо потрібна більша постійність, не вдаючись до пайки або обгортання дроту, можна вибрати побудувати цю схему на клемній смузі (також називається бар'єрною смугою або клемним блоком). У цьому методі компоненти та дроти закріплюються механічним натягом під гвинтами або важкими кліпсами, прикріпленими до невеликих металевих прутків. Металеві прутки, в свою чергу, встановлюються на непровідний корпус, щоб тримати їх електрично ізольованими один від одного.

    Побудова схеми з компонентами, закріпленими на клемній смузі, не так просто, як підключення компонентів до макетної плати, головним чином тому, що компоненти не можуть бути фізично розташовані так, щоб нагадувати схематичний макет. Замість цього будівельник повинен зрозуміти, як «зігнути» зображення схеми в реальний макет смуги. Розглянемо один приклад того, як на клемній колодці могла бути побудована та ж схема з чотирма резисторами:

    00460.png

    Інша компоновка клемної колодки, простіша для розуміння та відношення до схеми, передбачає закріплення паралельних резисторів (R 1 //R 2 та R 3 //R 4) до тих же двох клемних точок на смузі, як це:

    00461.png

    Побудова більш складних схем на клемній смузі передбачає ті ж навички просторового міркування, але, звичайно, вимагає більшої обережності та планування. Візьмемо для прикладу цю складну схему, представлену в схематичному вигляді:

    00137 (1) .png

    Клемна колодка, яка використовується в попередньому прикладі, ледве має достатньо клем для монтажу всіх семи резисторів, необхідних для цієї схеми! Визначити всі необхідні дротові з'єднання між резисторами буде складним завданням, але з терпінням це можна зробити. Спочатку почніть з установки і маркування всіх резисторів на смузі. Початкова принципова схема буде показана поруч із схемою клемної колодки для довідки:

    00462.png

    Далі починайте з'єднання компонентів між собою дротом за проводом так, як показано на схемі. Надмірно намалюйте сполучні лінії на схемі, щоб вказати завершення в реальному ланцюзі. Перегляньте цю послідовність ілюстрацій, як кожен окремий провід ідентифікується на схемі, а потім додається до реальної схеми:

    00463.png

    00464.png

    00465.png

    00466.png

    00467.png

    00468.png

    00469.png

    00470.png

    00471.png

    00472.png

    00473.png

    Хоча з цією схемою клемної колодки можливі незначні варіації, вибір з'єднань, показаних у цьому прикладі послідовності, є електрично точним (електрично ідентичним принциповій схемі) і несе додаткову перевагу, не обтяжуючи жодну гвинтову клему на смузі з більш ніж два кінці проводів, хороша практика в будь-якій схемі клемної колодки.

    Прикладом підключення проводу «варіант» може бути самий останній доданий провід (крок 11), який я розмістив між лівою клемою R 2 і лівою клемою R 3. Цей останній провід завершив паралельне з'єднання між R 2 і R 3 в ланцюзі. Однак я міг би розмістити цей провід замість цього між лівою клемою R 2 та правою клемою R 1, оскільки права клема R 1 вже підключена до лівої клеми R 3 (розміщена там на кроці 9) і так електрично спільна з що один бал. Однак це призвело б до трьох проводів, закріплених на правій клемі R 1 замість двох, що є штучним пакс в етикеті клемної смуги. Чи спрацювала б схема таким чином? Безумовно! Просто більше двох проводів, закріплених на одній клемі, роблять «безладне» з'єднання: той, який естетично неприємний і може надавати надмірне навантаження на гвинтову клему.

    Іншою варіацією було б змінити клемні з'єднання для резистора R 7. Як показано на останній схемі, полярність напруги на R 7 негативна зліва і позитивна справа (-, +), тоді як всі інші полярності резистора - позитивні зліва і негативні справа (+, -):

    00492.png

    Хоча це не створює електричних проблем, це може спричинити плутанину для тих, хто вимірює падіння напруги резистора за допомогою вольтметра, особливо аналогового вольтметра, який буде «прив'язати» вниз, коли піддається напрузі неправильної полярності. Для узгодженості, можливо, було б розумно організувати всі з'єднання проводів так, щоб всі полярності падіння напруги резистора були однаковими, як це:

    00493.png

    Хоча електрони не дбають про таку послідовність у компонуванні компонентів, люди це роблять. Це ілюструє важливий аспект будь-якої інженерної діяльності: людський фактор. Всякий раз, коли дизайн може бути змінений для полегшення розуміння та/або полегшення обслуговування - без шкоди для функціональних характеристик - це слід робити.

    Рецензія

    • Схеми, побудовані на клемних смугах, можуть бути важко викласти, але при побудові вони досить міцні, щоб вважатися постійними, але легко модифікуються.
    • Погана практика закріпити більше двох кінців проводів та/або висновків компонентів під одним клемним гвинтом або затискачем на клемній смузі. Постарайтеся розташувати сполучні дроти так, щоб уникнути цієї умови.
    • Коли це можливо, будуйте свої схеми з чіткістю та легкістю розуміння на увазі. Незважаючи на те, що компонування компонентів та проводки зазвичай мало впливає на функцію ланцюга постійного струму, це має важливе значення для людини, якій доведеться змінити або усунути несправності пізніше.