Die Bestimmung des Widerstands und der Leitfähigkeit in elektrischen Schaltungen ist ein wichtiger Schritt bei der Konstruktion und Analyse verschiedener elektrischer Geräte. Insbesondere wenn zwei Empfänger in Reihe geschaltet werden, ist es notwendig, die Widerstandswerte und die Leitfähigkeit jedes Empfängers zu kennen, um die Gesamtcharakteristik des Systems korrekt zu berechnen.
Der Widerstand wird normalerweise in Ohm gemessen und ist der Widerstandsgrad des elektrischen Stroms in einer Schaltung. Ein hoher Widerstand deutet darauf hin, dass der Strom in der Schaltung geschwächt wird, und ein niedriger Widerstand ermöglicht es dem Strom, praktisch ohne Abschwächung zu fließen. Die Bestimmung des Empfängerwiderstands erfolgt über Messgeräte wie ein Ohmmeter oder ein Multimeter.
Die Leitfähigkeit wird dagegen in Siemens gemessen und stellt den umgekehrten Widerstandswert dar. Während der Widerstand zeigt, wie effektiv das Material dem Strom widersteht, zeigt die Leitfähigkeit an, wie gut das Material den Strom leitet. Eine hohe Leitfähigkeit deutet darauf hin, dass der Strom leicht durch den Empfänger fließen wird, und eine niedrige Leitfähigkeit deutet darauf hin, dass der Strom widersteht und sich im Fluss behindert.
Methode zur Bestimmung von Widerstand und Leitfähigkeit
Der Widerstand und die Leitfähigkeit können durch die Verwendung der seriellen Verbindungsmethode von zwei Empfängern bestimmt werden.
Dazu muss zuerst der Widerstand jedes Empfängers separat gemessen werden. Die Empfänger werden dann nacheinander miteinander verbunden.
Der Widerstand eines gemeinsamen Stromkreises, der aus zwei Empfängern besteht, wird gemessen. Die Differenz zwischen den Widerständen des gemessenen Stromkreises und den separat gemessenen Empfängern ermöglicht es, den Widerstand und die Leitfähigkeit jedes Empfängers zu bestimmen.
Der Empfängerwiderstand kann mithilfe der Formel gefunden werden:
wobei Rp der Widerstand des Empfängers ist, Rc der gemessene Widerstand der Schaltung ist, R1 der gemessene Widerstand eines anderen Empfängers.
Die Leitfähigkeit des Empfängers kann mithilfe einer Formel gefunden werden:
wobei Gpr die Leitfähigkeit des Empfängers ist.
Die serielle Verbindungsmethode ermöglicht es daher, den Widerstand und die Leitfähigkeit von zwei in Reihe geschalteten Empfängern zu bestimmen.
Vorbereitung für Messungen
Vor Beginn der Messungen müssen einige vorbereitende Arbeiten durchgeführt werden. Stellen Sie zunächst sicher, dass alle Geräte und Werkzeuge, die Sie benötigen, in einwandfreiem Zustand sind. Überprüfen Sie den Status des Multimeters, der Verbindungskabel und der Batterien, falls sie verwendet werden.
Zweitens bestimmen Sie die Reihenfolge, in der die Geräte angeschlossen sind. Schließen Sie zunächst das Multimeter an eine Stromquelle an und überprüfen Sie, ob es funktionsfähig ist. Schließen Sie dann den ersten Empfänger an den Ausgang des Multimeters an. Schließen Sie danach den zweiten Empfänger an den Ausgang des ersten Empfängers an. Auf diese Weise erhalten Sie eine zweiteilige Schaltung, in der der erste und der zweite Empfänger in Reihe geschaltet sind.
Drittens, stellen Sie das Multimeter auf den gewünschten Messmodus ein. In diesem Fall müssen Sie den Widerstand messen. Stellen Sie sicher, dass sich der Messwiderstand innerhalb des Messbereichs des Multimeters befindet, und wählen Sie den entsprechenden Modus aus.
Viertens: Stellen Sie sicher, dass sich der Stromkreis der Empfänger im offenen Zustand befindet, d. H. Dass kein elektrischer Strom darin fließt. Stellen Sie dazu sicher, dass alle Empfänger ausgeschaltet und von der Stromversorgung getrennt sind.
Fünftens, überprüfen Sie die Leitfähigkeit der Verbindungsleitungen. Dies geschieht normalerweise durch einen Umkehrwiderstand-Test. Stellen Sie sicher, dass die Leitfähigkeit der Verbindungsleitungen zwischen dem Multimeter und jedem Empfänger gut ist, andernfalls können die Messungen ungenau sein.
Befolgen Sie die obigen Schritte, um sich auf die Messungen vorzubereiten. Wenn Fehler oder Probleme erkannt werden, beheben Sie diese vor der Messung.
Bestimmung des Empfängerwiderstands
Schließen Sie zunächst ein Multimeter an einen Stromkreis an, der mit den Empfängern in Reihe geschaltet ist. Stellen Sie das Multimeter in den Widerstandsmessmodus (Ohmmeter) ein und wählen Sie den geeigneten Messbereich aus.
Berühren Sie anschließend mit den beiden Messfühlern des Multimeters die Kontakte, die an beiden Enden der in Reihe geschalteten Empfänger angeordnet sind. Beachten Sie, dass Sie bei der Widerstandsmessung sicherstellen müssen, dass der Stromkreis nicht an die Stromquelle angeschlossen ist, um eine Beschädigung des Multimeters zu vermeiden.
Wenn die Empfängerkontakte korrekt mit den Tastern des Multimeters verbunden sind, lesen Sie den auf dem Display angezeigten Wert ab. Dieser Wert zeigt den Widerstand des gesamten in Reihe geschalteten Stromkreises mit den Empfängern an.
Die Bestimmung des Empfängerwiderstands kann auch unter Verwendung von berechneten Formeln und bekannten Schaltungsparametern durchgeführt werden. Dazu müssen Sie die Widerstandswerte jedes einzelnen Empfängers kennen und die Gesetze von Kirchhof und die Ohmschen Gesetze für nacheinander eingeschaltete Schaltungen kennen. Das Addieren der Widerstandswerte jedes Empfängers ergibt den Gesamtwiderstand der Schaltung.
Beide Methoden, Messung und Berechnung, sind für die Bestimmung des Empfängerwiderstands wichtig und können in verschiedenen Situationen in der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt werden.
| Empfänger | Widerstand (Ohm) |
|---|---|
| Empfänger 1 | 10 |
| Empfänger 2 | 20 |
| Insgesamt | 30 |
Bestimmung der Leitfähigkeit
Um die Leitfähigkeit von zwei in Reihe geschalteten Empfängern zu bestimmen, müssen die Widerstandswerte jedes Empfängers getrennt und zusammen entfernt werden. Wenn man die Widerstände kennt und das ohmsche Gesetz (U = I × R) anwendet, kann man den Strom berechnen, der durch den Stromkreis fließt.
Die Leitfähigkeit (G) wird als inverse Größe des Widerstands (R) nach der Formel berechnet: G = 1/R. Die Leitfähigkeit wird in Siemens (Si) gemessen.
Anhand bestimmter Widerstände und Leitfähigkeiten jedes Empfängers können Sie deren Eigenschaften vergleichen und den für einen bestimmten Zweck am besten geeigneten auswählen.
Ergebnisanalyse
- Der Wert des Empfängerwiderstands beträgt R1 und R2 entsprechend.
- Der Widerstand und die Leitfähigkeit von zwei in Reihe geschalteten Empfängern können mit einer Formel ermittelt werden:
- Resistance: R = R1 + R2,
- Leitfähigkeit: G = 1/R.
- Die Leitfähigkeit von zwei in Reihe geschalteten Empfängern kann verwendet werden, um den Gesamtwiderstand einer Schaltung zu bestimmen.
- Die Ergebnisse können zur Berechnung und Optimierung von Stromkreisen verwendet werden.
Beachten Sie, dass die Genauigkeit der Ergebnisse von der Genauigkeit der verwendeten Messgeräte und den Testbedingungen abhängt.
