Die parallele Verbindung von Widerständen ist eine der Hauptmethoden, um Elemente eines elektrischen Stromkreises zu verbinden. Dies erfordert die Bestimmung der Widerstandsleistung, da sie ein wichtiger Parameter für die richtige Auswahl der Komponenten ist und eine Überhitzung verhindert. In diesem Artikel werden wir die Grundregeln und Berechnungen zur Bestimmung der Widerstandskraft bei paralleler Verbindung betrachten.
Der erste Schritt bei der Berechnung der Widerstandsleistung bei Parallelschaltung besteht darin, den Gesamtwiderstand der Schaltung zu bestimmen. Dazu müssen Sie eine Formel anwenden, die die Widerstände aller parallel geschalteten Widerstände berücksichtigt. Der Gesamtwiderstand wird anhand der folgenden Formel berechnet:
1/Gesamtwiderstand = 1/Widerstandswiderstand 1 + 1/Widerstandswiderstand 2 + . + 1/Widerstand Widerstandn
Nachdem der Gesamtwiderstand der Schaltung ermittelt wurde, kann die Widerstandskraft berechnet werden. Die Leistung eines Widerstands in einem parallel geschalteten Stromkreis hängt vom Strom ab, der durch ihn fließt, und vom Widerstand des Widerstands. Die Formel zur Berechnung der Widerstandsleistung lautet wie folgt:
Widerstandsleistung = Strom^2 * Widerstandswiderstand
Beachten Sie, dass bei Parallelschaltung der Widerstände der Strom in jedem von ihnen gleich ist. Nach der Bestimmung des Gesamtwiderstands der Schaltung und der Berechnung des Stroms kann daher die Widerstandsleistung bestimmt werden. Wenn Sie die Leistung kennen, können Sie einen geeigneten Widerstand für Ihren Stromkreis auswählen und eine Überhitzung vermeiden.
Widerstandsleistung bei Parallelschaltung
Betrachten wir zunächst die Grundregel für die Berechnung der Widerstandsleistung bei paralleler Verbindung. Wenn die Widerstände der Widerstände gleich sind, ist ihre Leistung ebenfalls gleich. Wenn zum Beispiel zwei Widerstände mit einem Widerstand von 10 Ohm vorhanden sind und jeder eine Leistung von 1 Watt aushält, beträgt die Gesamtleistung der parallelen Verbindung 2 Watt.
Wenn sich die Widerstände der Widerstände jedoch unterscheiden, müssen Sie eine andere Formel verwenden, um die Gesamtleistung zu berechnen. Um dies zu tun, müssen Sie die Formel kennen, um den Gesamtwiderstand bei paralleler Verbindung von Widerständen zu berechnen:
| Resistance | Leistungsfähigkeit |
|---|---|
| R1 | P1 |
| R2 | P2 |
| . | . |
| Rn | Pn |
Formel zur Berechnung des Gesamtwiderstands:
wobei R1, R2, . Rn - widerstandswiderstände, n ist die Anzahl der Widerstände.
Wenn Sie nun den Gesamtwiderstand kennen, können Sie die Gesamtleistung der Widerstände anhand der Formel berechnen:
wobei Pallgemein - gesamtleistung der Widerstände, U - Spannung an den Widerständen.
Daher müssen Sie bei der parallelen Verbindung von Widerständen ihren Widerstand und ihre Leistung berücksichtigen, um die Gesamtleistung zu berechnen. Diese Berechnungen helfen, die richtigen Widerstände auszuwählen und eine Überhitzung zu vermeiden.
Grundlegende Verbindungsregeln
Beim parallelen Anschluss von Widerständen werden die folgenden Grundregeln beachtet:
1. Definition des Gesamtwiderstands:
Um den Gesamtwiderstand mehrerer parallel geschalteter Widerstände zu bestimmen, summieren wir ihre umgekehrten Werte und finden den umgekehrten Wert der resultierenden Summe.
2. Berechnung der Leistung:
Berechnen Sie die Leistung der parallel geschalteten Widerstände anhand der Formel:
wo P - Leistung, U - die Spannung, die an den Stromkreis angelegt wird, und R - gesamtwiderstand von parallel geschalteten Widerständen.
3. Berechnung des Stroms:
Berechnen Sie den Strom in der Schaltung mit der Formel:
wo I - Strom, U - die Spannung, die an den Stromkreis angelegt wird, und R - gesamtwiderstand von parallel geschalteten Widerständen.
4. Berücksichtigung des thermischen Regimes:
Die thermische Betriebsart der Widerstände muss bei der Leistungsberechnung berücksichtigt werden, um eine Überhitzung und Beschädigung der Schaltungselemente zu vermeiden.
Das Konzept der Widerstandskraft
Die Widerstandsleistung kann aktiv, reaktiv oder vollständig sein. Die Wirkleistung, gemessen in Watt (W), bezeichnet die Energie, die von einem Widerstand in andere Formen wie Wärme oder Licht umgewandelt wird. Die in Vars (VAR) gemessene Blindleistung ist Energie, die periodisch zwischen einer Energiequelle und einem Widerstand übertragen wird. Die Gesamtleistung, gemessen in Volt-Ampere (VA), ist die Vektorsumme der aktiven und Blindleistung.
Der Leistungswert eines Widerstands hängt von seinem Widerstand und dem durch ihn fließenden Strom ab. Für die Berechnung der Wirkleistung und Blindleistung werden entsprechende Formeln verwendet, die den Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom berücksichtigen.
Die Widerstandsleistung ist wichtig bei der Auswahl und Verwendung von Widerständen in elektrischen Schaltungen. Eine falsche Auswahl eines Widerstands mit unzureichender Leistung kann zu einer Überhitzung und zu einem Ausfall des Widerstands führen.
Leistungsberechnungsformel
Die Leistung eines parallelen Widerstands kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
- P ist die Gesamtleistung der Parallelwiderstände;
- P1, P2, . Pn - die Leistung einzelner Widerstände, die parallel geschaltet sind.
Mit dieser Formel können Sie die Gesamtleistung der parallel geschalteten Widerstände berechnen, indem Sie die Kapazitäten jedes Widerstands addieren.
Wenn wir zum Beispiel zwei Widerstände mit einer Leistung von 10 W bzw. 20 W haben, beträgt die Gesamtleistung der Widerstände 30 W.
Die Leistungsberechnungsformel ist ein wichtiges Werkzeug für die Durchführung elektronischer Berechnungen und die Planung elektrischer Stromkreise unter Verwendung von parallel geschalteten Widerständen.
Leistungsberechnung bei Parallelschaltung
Wenn mehrere Widerstände parallel angeschlossen werden, ist es wichtig, die Gesamtleistung der Schaltung zu berechnen. Die Gesamtleistung ist definiert als die Summe der Kapazitäten jedes einzelnen Widerstands.
Um die Leistung eines bestimmten Widerstands in einer Parallelschaltung zu berechnen, müssen Sie seinen Widerstand (R) und seine Spannung (U) kennen. Die Widerstandsleistung kann mit einer Formel berechnet werden:
P = U^2 / R
wobei P für die Widerstandsleistung steht, U für die Spannung am Widerstand und R für seinen Widerstand.
Wenn die Widerstände parallel angeschlossen sind, ist die Spannung an jedem von ihnen gleich, daher reicht es aus, die Leistung aller Widerstände zu addieren, um die Gesamtleistung zu berechnen:
PTotal = P1 + P2 + P3 + . + Pn
wobei PTotal für die Gesamtleistung der Schaltung steht, P1, P2, P3, . Pn ist die Leistung einzelner Widerstände.
Wenn Sie die Gesamtleistung der Schaltung kennen, wenn die Widerstände parallel angeschlossen sind, können Sie bestimmen, wie viel Wärme in der Schaltung erzeugt wird und welche Mindestleistung der Widerstände benötigt wird, um einen sicheren Betrieb des Systems zu gewährleisten.
Beispiele für Leistungsberechnungen
Betrachten wir einige Beispiele für die Berechnung der Widerstandsleistung, wenn sie parallel angeschlossen ist.
Beispiel 1: Angenommen, wir haben zwei Widerstände: R1 mit einer Leistung von 10 W und R2 mit einer Leistung von 20 W. Sie sind parallel geschaltet. Was wäre die Gesamtleistung einer solchen Kombination?
Um das Problem zu lösen, müssen Sie eine Formel anwenden, die besagt, dass die Gesamtleistung in der Parallelschaltung der Summe der Leistung jedes Widerstands entspricht:
P(Gesamt) = 10 W + 20 W = 30 W
Daher beträgt die Gesamtleistung dieser Widerstandskombination 30 Watt.
Beispiel 2: Angenommen, wir haben drei Widerstände: R1 mit 5 W Leistung, R2 mit 10 W Leistung und R3 mit 15 W Leistung. Sie sind auch parallel verbunden. Was wäre die Gesamtleistung einer solchen Kombination?
Wir wenden die gleiche Formel an:
P(allgemein) = P1 + P2 + P3
P(Gesamt) = 5 W + 10 W + 15 W = 30 W
Daher beträgt die Gesamtleistung dieser Widerstandskombination ebenfalls 30 Watt.
Die Bedeutung der richtigen Auswahl der Widerstandsleistung
Bei der Arbeit mit elektrischen Schaltungen ist es wichtig, die richtige Widerstandsleistung zu wählen. Die Leistung eines Widerstands bestimmt seine Fähigkeit, mit der thermischen Freisetzung fertig zu werden, wenn Strom durch ihn fließt. Ein falsch ausgewählter Widerstand kann zu Überhitzung und Ausfall des Widerstands sowie zu unerwünschten Effekten wie einer Änderung des Widerstandswerts führen.
Die Berechnung der Widerstandsleistung erfolgt nach der Formel:
Leistung (P) = Strom (I) * Strom (I) * Widerstand (R)
Es sollte beachtet werden, dass die Widerstandsleistung mit einer Marge ausgewählt werden muss, um eine Überhitzung zu verhindern. Es wird empfohlen, einen Widerstand mit einer Leistung zu wählen, die die berechnete Stromkreisleistung um 20 bis 30% übersteigt.
| Widerstandstyp | Widerstandsleistung |
|---|---|
| Kohlewiderstand | 0,125 W - 2 W |
| Metallschichtwiderstand | 0,125 W - 5 W |
| Metalloxid-Widerstand | 0,25 W - 10 W |
| Hochleistungswiderstand | 10 Watt - 100 Watt |
Bei der Auswahl eines Widerstands ist es auch notwendig, auf seinen Temperaturkoeffizienten zu achten, der die Änderung des Widerstands des Widerstands charakterisiert, wenn sich die Temperatur ändert. Widerstände mit niedrigem Temperaturkoeffizienten sind stabiler und eignen sich für den Betrieb über einen weiten Temperaturbereich.
Daher wird ein richtig ausgewählter Widerstand mit entsprechender Leistung eine zuverlässige und sichere Funktion des elektrischen Stromkreises gewährleisten und die möglichen negativen Auswirkungen seiner falschen Verwendung verhindern.
