Die Bestimmung des Schaltungswiderstands in einer Schaltung ist für viele Ingenieure und Elektriker eine wichtige Aufgabe. Wenn Sie den Widerstand kennen, können Sie verstehen, wie ein elektrischer Stromkreis funktioniert und welche Änderungen erforderlich sind. In diesem ausführlichen Handbuch werden wir die grundlegenden Methoden zur Bestimmung des Widerstandes einer Kette untersuchen und einige nützliche Tipps zur Messung geben.
Bevor Sie mit der Messung beginnen, ist es wichtig zu verstehen, dass der Widerstand der Widerstand gegen die Bewegung des elektrischen Stroms in einer Schaltung ist. Es wird in Einheiten gemessen, die als Ohm bezeichnet werden. Ein Gerät, das als Ohmmeter bekannt ist, muss verwendet werden, um den Widerstand einer Schaltung zu bestimmen.
Wenn Sie ein Ohmmeter verwenden, um den Widerstand einer Kette zu messen, müssen Sie einige Schritte befolgen. Stellen Sie zunächst sicher, dass der Stromkreis von der Stromversorgung getrennt ist, um eine mögliche Gefahr durch einen elektrischen Schlag zu vermeiden. Zweitens schließen Sie das Ohmmeter so an den Stromkreis an, dass der positive Kontakt des Ohmmeters an einem Ende des Stromkreises und der negative Kontakt an das andere Ende des Stromkreises angeschlossen ist. Drittens, schalten Sie das Ohmmeter ein und analysieren Sie die Messwerte auf seinem Display. Das Ohmmeter zeigt den Widerstand der Schaltung in Ohm oder Kiloom an.
Es gibt Fälle, in denen die Messung des Schaltungswiderstands schwieriger ist, insbesondere wenn eine komplexe Schaltung mit mehreren parallelen und aufeinanderfolgenden Elementen in Betracht gezogen wird. In solchen Fällen kann eine Kombination von Formeln wie Kirchhoff-Gesetzen verwendet werden, um den Widerstand zu bestimmen. Aber darüber werden wir in den nächsten Abschnitten ausführlicher sprechen.
Komponenten und deren Widerstand
Betrachten wir einige der Hauptkomponenten, die in elektrischen Schaltungen und ihrem Widerstand vorkommen:
- Widerstände sind Komponenten, die einen bestimmten Widerstand in einer Schaltung erzeugen sollen. Der Widerstand der Widerstände wird in Ohm (Ω) gemessen.
- Kondensatoren sind Komponenten, die zum Speichern von Ladung verwendet werden. Kondensatoren haben eine Kapazität, aber der Widerstand wird am Ohmmeter gemessen.
- Induktivitäten sind aktive Elemente, die mit elektromagnetischen Phänomenen verbunden sind. Der Induktivitätswiderstand wird in Ohm gemessen.
- Transistoren sind aktive Elemente, die den Strom und die Spannung in einer elektrischen Schaltung steuern. Der Widerstand von Transistoren wird auch in Ohm gemessen.
Um den Gesamtwiderstand einer Schaltung zu bestimmen, müssen Sie die Widerstände aller Komponenten berücksichtigen, die in Reihe oder parallel geschaltet sind.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Widerstand jeder Komponente abhängig von verschiedenen Faktoren wie Temperatur und Spannung variieren kann. Daher müssen Sie diese Parameter bei Berechnungen berücksichtigen und die entsprechenden Formeln verwenden, um den genauen Widerstand einer Kette zu bestimmen.
Bestimmung des konsistenten Widerstands
1. Studieren Sie die Schaltung sorgfältig und identifizieren Sie alle Elemente, die einen Widerstand haben. Achten Sie auf Widerstandsbezeichnungen, z. B. R1, R2 usw.
2. Bestimmen Sie, welche Widerstandselemente nacheinander angeordnet sind. Dies würde bedeuten, dass der Strom abwechselnd durch jeden Widerstand fließt.
3. Um den aufeinanderfolgenden Widerstand zu bestimmen, falten Sie alle Widerstände in der Reihenfolge zusammen. Wenn zum Beispiel drei Widerstände vorhanden sind - R1, R2 und R3 - und sie in einer Sequenz angeordnet sind, stellt eine Zahl, die der Summe dieser Widerstände entspricht, den aufeinanderfolgenden Widerstand der gesamten Schaltung dar.
4. Wenn ein weiterer Widerstand parallel zu den Elementen mit dem aufeinanderfolgenden Widerstand in der Schaltung vorhanden ist, sollten Sie ihn bei weiteren Berechnungen berücksichtigen. In diesem Fall müssen Sie nach der Bestimmung des seriellen Widerstands mit der Definition des parallelen Widerstands fortfahren.
Jetzt, da Sie wissen, wie Sie den konsistenten Widerstand in einer Schaltung bestimmen können, können Sie dieses Wissen nutzen, um das Funktionieren der Schaltung besser zu verstehen und Berechnungen durchzuführen. Denken Sie daran, dass ein aufeinanderfolgender Widerstand die Summe aller Widerstände ist, die nacheinander angeordnet sind.
Definition des parallelen Widerstands
Ein paralleler Widerstand in einem elektrischen Stromkreis tritt auf, wenn zwei oder mehr Widerstände parallel zueinander verbunden sind. In einer solchen Schaltung hat der elektrische Strom mehrere alternative Wege zu durchlaufen, was zu einer Änderung des Gesamtwiderstands der Schaltung führt.
Sie können die Formel verwenden, um den parallelen Widerstand zu bestimmen:
wobei RDampf - parallelwiderstand, R1 und R2 - die Widerstandswerte des ersten bzw. zweiten Widerstands.
Sie können auch den Gesamtwiderstand einer parallelen Verbindung von drei oder mehr Widerständen anhand der folgenden Formel bestimmen:
wobei RDampf - allgemeiner Parallelwiderstand, R1, R2, . Rn - Widerstandswerte der jeweiligen Widerstände.
Für komplexere Schaltungen mit parallel geschalteten Widerständen kann auch eine Tabelle verwendet werden, die alle Widerstandswerte und ihre parallelen Äquivalente auflistet.
| Widerstände (R) | Parallelwiderstand (RDampf) |
|---|---|
| R1 | R1 |
| R2 | R2 |
| . | . |
| Rn | Rn |
Mit diesen Methoden können Sie den Parallelwiderstand in jedem elektrischen Stromkreis bestimmen und die richtigen Widerstände auswählen, um den gewünschten Widerstand zu erhalten.
Verwenden der Whitston-Brücke zur Berechnung des Widerstands
Bei der Verwendung der Whitston Bridge ist Folgendes zu beachten:
- Schließen Sie die Schaltung korrekt an. Dazu müssen Sie eine Gleichstromquelle an den Punkten A und B sowie ein Amperemeter zwischen den Punkten C und D anschließen.
- Stellen Sie die Quelle so ein, dass der Strom in der Brücke minimal ist. Dies kann durch Ändern der Größe der elektromotorischen Kraft (EMF) oder des Widerstands der Widerstände erfolgen.
- Messen Sie den Strom, der durch das Amperemeter fließt. Wir bezeichnen es durch I.
- Zähle den Widerstand eines unbekannten Widerstands nach der Formel Rx = R1 × (R2 / R3), wobei R1, R2 und R3 - bekannte Widerstände.
Die Verwendung der Wheatstone-Brücke ermöglicht eine präzise Bestimmung des Widerstands in der Schaltung, ohne sie zerlegen zu müssen. Dies ist sehr praktisch und spart Zeit bei der Arbeit mit elektrischen Systemen.
Anwendung von Messgeräten
Bei der Messung des Schaltungswiderstands in der Schaltung müssen spezielle elektrische Messgeräte wie ein Multimeter oder ein Ohmmeter verwendet werden. Sie ermöglichen es Ihnen, den genauen Widerstandswert in Ohm zu bestimmen.
Vergewissern Sie sich vor Beginn der Messung, dass sich das Gerät im Widerstandsmessmodus befindet und ordnungsgemäß an den Stromkreis angeschlossen ist. Dazu werden üblicherweise spezielle Messleitungen verwendet, die an die Schaltungskontakte oder das Widerstandselement angeschlossen sind.
Achten Sie beim Anschließen des Geräts auf die Polarität des Anschlusses. Wenn das Gerät eine bestimmte Polarität aufweist, müssen seine Leitungen unter Berücksichtigung der Polarität an den Stromkreis angeschlossen werden.
Nachdem das Gerät an den Stromkreis angeschlossen und im gewünschten Modus eingestellt wurde, können Messungen durchgeführt werden. Dazu muss das Gerät eingeschaltet und auf die Stabilisierung der Messwerte gewartet werden. Berühren Sie dann das Widerstandselement oder den Stromkreis vorsichtig mit den elektrischen Kontakten der Leitungen und registrieren Sie die Messwerte des Geräts.
Es muss daran erinnert werden, dass die Widerstandsmessung nur bei ausgeschaltetem Stromkreis durchgeführt werden kann. Wenn der Stromkreis an eine Stromquelle angeschlossen ist, müssen Sie zuerst die Stromversorgung ausschalten und sicherstellen, dass alle geladenen Elemente leer sind. Andernfalls besteht die Gefahr eines elektrischen Schlages.
Wie man Widerstandsmessungen durchführt
Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, die Ihnen hilft, die Widerstandsmessung an einem elektrischen Stromkreis durchzuführen.
Schritt 1: Vorbereiten der Werkzeuge
Um den Widerstand zu messen, benötigen Sie ein Multimeter, das konstante und Wechselspannung, Gleichstrom und Wechselstrom sowie Widerstand messen kann. Stellen Sie sicher, dass das Multimeter auf die Widerstandsmessfunktion eingestellt ist.
Schritt 2: Vorbereitung der Kette
Um den Widerstand zu messen, trennen Sie alle Geräte vom Stromkreis, um nur den Widerstand selbst zu messen. Überprüfen Sie, ob der Stromkreis von der Stromversorgung getrennt ist.
Schritt 3: Anschließen des Multimeters
Schließen Sie das rote Kabel des Multimeters an eine Seite des Stromkreises und das schwarze Kabel an die andere Seite an. Stellen Sie sicher, dass die Drähte fest an den Kontakten befestigt sind und nicht miteinander oder mit anderen Drähten in Berührung kommen.
Schritt 4: Messung durchführen
Schalten Sie das Multimeter ein und wählen Sie eine Einstellung aus, um den Widerstand zu messen. Notieren Sie die Messwerte des Multimeters. Wenn das Multimeter über eine automatische Widerstandsfunktion verfügt, wird es automatisch gemessen. Wenn nicht, stellen Sie einen Wert auf dem Multimeter ein, der dem erwarteten Widerstand nahe kommt.
Schritt 5: Analysieren der Ergebnisse
Bewerten Sie die Messergebnisse. Wenn der Widerstandswert nahe dem erwarteten Wert liegt, funktioniert die Schaltung einwandfrei. Wenn der Widerstandswert sehr unterschiedlich ist, besteht möglicherweise ein Problem mit der Schaltung oder dem Gerät.
Nach diesen Schritten können Sie die Widerstandsmessung am elektrischen Schaltkreis durchführen und Informationen über den Status der Schaltung oder des Geräts erhalten.
Bestimmung des Gesamtwiderstands einer Schaltung
Der Widerstand einer Schaltung kann mit dem ohmschen Gesetz berechnet werden, das festlegt, dass die Spannung U an den beiden Enden eines Elements dem Produkt seines Widerstands R mit der Stromstärke I entspricht, die durch ihn fließt. Der Gesamtwiderstand einer Kette hängt daher von der Summe der Widerstände aller ihrer Elemente ab.
Mehrere Methoden können verwendet werden, um den Gesamtwiderstand einer Schaltung zu bestimmen. Eine solche Methode ist die serielle Verbindungsmethode, bei der die Widerstände aller Schaltungselemente in Reihe geschaltet werden. Der Gesamtwiderstand der Kette entspricht jedoch der Summe der Widerstände jedes Elements.
Eine andere Methode ist die Parallelverbindungsmethode, bei der die Widerstände der Schaltungselemente parallel miteinander verbunden sind. Dabei kann der Gesamtwiderstand der Schaltung anhand der Formel berechnet werden:
1 / Rallgemein = 1 / R1 + 1 / R2 + . + 1 / Rn
wobei Rallgemein - gesamtschaltungswiderstand, R1, R2, . Rn - widerstand gegen Elemente in einer parallelen Verbindung.
Die Bestimmung des Gesamtwiderstands einer Schaltung ermöglicht es, ihre elektrischen Eigenschaften wie Spannung, Stromstärke, Leistung und Energie zu untersuchen. Darüber hinaus hilft das Wissen über den Gesamtwiderstand der Schaltung beim Entwerfen und Debuggen von elektrischen Schaltungen sowie bei der Durchführung verschiedener Berechnungen und Berechnungen.
