Serielle Verbindung von Widerständen - dies ist eine der wichtigsten Möglichkeiten, Widerstände in einer elektrischen Schaltung zu kombinieren. In dieser Konfiguration sind die Widerstände so verbunden, dass der Strom durch jeden Widerstand in Reihe läuft, dh nacheinander.
Der Hauptvorteil der seriellen Verbindung von Widerständen besteht darin, dass der Gesamtwiderstand der Schaltung gleich der Summe der individuellen Widerstände jedes Widerstands ist. Mit anderen Worten, Widerstände in dieser Art von Verbindung werden miteinander "hinzugefügt".
Wenn beispielsweise drei Widerstände in der seriellen Verbindung mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm vorhanden sind, beträgt der Gesamtwiderstand der Schaltung 60 Ohm (10 + 20 + 30 = 60).
Außerdem ist der Strom, der durch jeden Widerstand fließt, in der seriellen Verbindung der Widerstände gleich, da der Strom in der Schaltung konstant bleibt. Dementsprechend hängt die Spannung an jedem Widerstand von seinem Widerstand ab und bildet einen bestimmten Teil der Gesamtspannung in der Schaltung aus.
Daher ist die serielle Verbindung von Widerständen ein wichtiges Konzept im Bereich der Elektrotechnik und wird verwendet, um verschiedene Schaltungen zu erstellen, einschließlich der Einstellung des kontrollierten Widerstands, der Signalfilterung und anderer Anwendungen.
Was ist eine serielle Verbindung?
In einer seriellen Verbindung ist der positive Pin eines Widerstands mit dem negativen Pin des nächsten Widerstands verbunden. Somit fließt der Strom, der durch den Stromkreis fließt, in Reihe durch jeden Widerstand.
Der Widerstandswert der Schaltung entspricht immer der Summe der Widerstände jedes in Reihe geschalteten Widerstands. Dies kann mit der folgenden Formel ausgedrückt werden:
Gesamtwiderstand (Rgesamtes) = R1 + R2 + R3 + .
Auf diese Weise addieren sich die Widerstände in der seriellen Verbindung und der Gesamtwiderstand nimmt zu. Dies führt zu einer Abnahme des Stromkreises.
Die serielle Verbindung von Widerständen wird häufig in Elektronik und elektrischen Schaltungen verwendet, um den Widerstand zu ändern und den Strom in einer Schaltung zu steuern. Zum Beispiel kann es in Spannungsteiler, Filtern, Helligkeitsreglern und anderen Geräten verwendet werden.
Grundlagen der seriellen Verbindung von Widerständen
In einer seriellen Verbindung von Widerständen wird der Gesamtwiderstand der Schaltung durch die Summe der Widerstände jedes Widerstands bestimmt. Das heißt, wenn wir drei Widerstände mit den Widerständen R1, R2 und R3 haben, ist der Gesamtwiderstand der Schaltung R1 + R2 + R3.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet sind, wird die Spannung an jedem Widerstand proportional zu ihren Widerständen geteilt. Wenn wir zum Beispiel zwei Widerstände R1 und R2 haben und die Spannung an der Schaltung V ist, dann ist die Spannung am Widerstand R1 V * (R1 / (R1 + R2)) und die Spannung am Widerstand R2 wird V * (R2 / (R1 + R2)) sein.
Die serielle Verbindung von Widerständen wird häufig in elektrischen Schaltungen verwendet, um die Stromstärke und Spannung zu ändern. Zum Beispiel kann die Verwendung von Widerständen in einer seriellen Verbindung in elektrischen Schaltkreisen eine Überlastung und Beschädigung von Geräten verhindern.
Widerstände im elektrischen Stromkreis
Wenn die Widerstände in einer elektrischen Schaltung in Reihe geschaltet werden, sind die Stromstärken in ihnen gleich und der Gesamtwiderstand entspricht der Summe der Widerstände jedes Widerstands.
Eine solche Widerstandsverbindung wird als serielle Verbindung oder serielle Widerstandskette bezeichnet. In einer solchen Schaltung ist die Stromstärke bei allen Widerständen gleich, da die gesamte Stromenergie abwechselnd durch jeden Widerstand fließen muss.
Der Gesamtwiderstand einer Schaltung kann berechnet werden, indem die Widerstände aller Widerstände in einer Schaltung addiert werden. Wenn Sie zwei Widerstände R1 und R2 haben, kann ihr Gesamtwiderstand (R) anhand der Formel berechnet werden:
Je größer der Widerstand jedes Widerstands ist und je mehr Widerstände in Reihe geschaltet sind, desto größer ist der Gesamtwiderstand der Schaltung.
Funktionsweise der seriellen Verbindung
Nach dem ohmschen Gesetz ist die Potentialdifferenz (Spannung) an einem Widerstand direkt proportional zum durch ihn fließenden Strom und seinem Widerstand. Wenn wir mehrere Widerstände in Reihe verbinden, entspricht der Gesamtwiderstand der Schaltung der Summe der Widerstände jedes Widerstands.
Das heißt, wenn wir zwei Widerstandswiderstände R1 und R2 in Reihe geschaltet haben, ist der Gesamtwiderstand R gleich der Summe von R1 und R2:
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, fließt der Strom nacheinander durch jeden Widerstand, und der Gesamtwiderstand wird durch ihre Summe bestimmt. Dies ermöglicht die Verwendung einer seriellen Verbindung, um den Schaltungswiderstand zu ändern und den Strom zu steuern.
Stromfluss-Sequenz
Die serielle Verbindung von Widerständen ist eine Methode zum Verbinden von Widerständen in einem elektrischen Stromkreis, bei dem ein elektrischer Strom in Reihe durch jeden Widerstand fließt.
In einer solchen Schaltung wird der Stromfluss von einem Widerstandskontakt zum anderen geleitet und bewegt sich von einem Widerstand zum nächsten. Somit fließt derselbe elektrische Strom durch alle angeschlossenen Widerstände. Dabei wird der Gesamtwiderstand in einer solchen Schaltung als die Summe der Widerstände aller in Reihe geschalteten Widerstände berechnet.
Mathematisch kann dies wie folgt ausgedrückt werden:
- Bezeichnen wir den Widerstand jedes Widerstands als R1, R2, R3 usw.
- Der Gesamtwiderstand der in Reihe geschalteten Widerstände entspricht der Summe ihrer individuellen Widerstände: R = R1 + R2 + R3 + .
- Die Stromstärke in einem solchen Stromkreis wird an allen Widerständen gleich sein: I1 = I2 = I3 = .
- Die Spannung für jeden Widerstand wird proportional zu seinem Widerstand verteilt: U1 = R1 * I, U2 = R2 * I, U3 = R3 * I, .
Die serielle Verbindung der Widerstände ermöglicht daher die Steuerung des Widerstands in der Schaltung und der Spannungsverteilung, abhängig von den Werten jedes Widerstands.
Berechnen des Widerstands in einer seriellen Verbindung
Um den Widerstand in einer seriellen Verbindung von Widerständen zu berechnen, müssen Sie die Widerstandswerte aller Widerstände addieren. Die Formel zur Berechnung des Gesamtwiderstands in einer seriellen Verbindung lautet wie folgt:
Wobei R1, R2, R3, . Rn - dies sind die Widerstandswerte jedes Widerstands in der Schaltung.
Wenn wir zum Beispiel drei Widerstände mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm haben, ist der Gesamtwiderstand in der seriellen Verbindung gleich:
- Gesamtwiderstand = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm
Auf diese Weise addieren sich die Widerstände in der seriellen Verbindung, und der Gesamtwiderstand der Schaltung erhöht sich im Vergleich zum Widerstand jedes einzelnen Widerstands.
Formel zur Berechnung des Gesamtwiderstands
Wenn die Widerstände seriell verbunden sind, kann der Gesamtwiderstand mit einer Formel berechnet werden:
Wobei R1, R2, R3, . , Rn - die Widerstandswerte jedes Widerstands in der Schaltung.
Wenn die Widerstände in Reihe geschaltet werden, addieren sich die Widerstände, so dass der Gesamtwiderstand der Summe der Widerstände jedes Widerstands in der Schaltung entspricht.
Wenn beispielsweise 3 Widerstände in der Schaltung mit Widerständen von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm vorhanden sind, lautet der Gesamtwiderstand:
Gesamtwiderstand (Rgesamtes) = 10 Ohm + 20 Ohm + 30 Ohm = 60 Ohm
Somit fließt der nach dem ohmschen Gesetz (I = U / R) definierte Strom durch die Reihenschaltung der Widerstände, wobei U die Spannung an der Schaltung ist und R der Gesamtwiderstand der Schaltung ist.
