Widerstände sind eines der Hauptelemente in elektronischen Schaltungen. Sie ermöglichen die Steuerung von Strom und Spannung im Stromkreis und ermöglichen die Erstellung verschiedener Signalpegel. Damit der Stromkreis ordnungsgemäß funktioniert, ist es notwendig, den Widerstand des Widerstands korrekt zu berechnen, insbesondere bei bestimmten Spannungen.
Um einen Widerstand bei bestimmten Spannungen zu berechnen, muss die Formel berücksichtigt werden, die den Spannungswert (U), die Stromstärke (I) und den Widerstand des Widerstands (R) enthält. Die Formel zur Berechnung des Widerstands lautet wie folgt: R = U / I, wobei U die Spannung und I die Stromstärke ist.
Bevor Sie mit der Berechnung beginnen, ist es auch wichtig, die zulässige Widerstandsleistung zu berücksichtigen, da die Arbeit des Widerstands mit der Freisetzung von Wärme verbunden ist. Es sollte ein Widerstand ausgewählt werden, der die erforderliche Leistung und die erforderlichen thermischen Belastungen aushalten kann.
Definieren von Aufgabenbedingungen
Bevor Sie einen Widerstand bei bestimmten Spannungen berechnen, müssen Sie die Bedingungen des Problems bestimmen. In diesem Abschnitt beschreiben wir, was Sie wissen müssen und welche Daten bekannt sein müssen, bevor Sie mit der Berechnung beginnen.
1. Bekannte Spannungen: Sie müssen wissen, welche Spannungen in der Schaltung, ihre Werte und Quellen vorhanden sind.
2. Stromkreis: um einen Widerstand bei bestimmten Spannungen zu berechnen, ist es notwendig, den Strom zu kennen, der durch diesen Widerstand fließt.
3. Berechnungsgenauigkeit: Bestimmen Sie, welche Genauigkeit bei Berechnungen erreicht werden muss. Je nach Anforderung müssen Sie einen Widerstand mit einem bestimmten Nennwert auswählen oder Toleranzen berücksichtigen.
4. Zusätzliche Anforderungen: Beachten Sie die zusätzlichen Anforderungen, die sich auf die Auswahl des Widerstands auswirken können, z. B. die maximale Leistung, die Betriebstemperatur usw.
Die korrekte Bestimmung der Aufgabenbedingungen ermöglicht es Ihnen, den Widerstand bei bestimmten Spannungen genauer zu berechnen und die am besten geeignete Option auf dem Markt zu wählen.
Grundlegende Formeln kennenlernen
Um einen Widerstand bei bestimmten Spannungen zu berechnen, müssen mehrere grundlegende Formeln aus der Elektrotechnik verwendet werden.
Eine der grundlegenden Formeln, mit der Sie den Widerstand eines Widerstands berechnen können, ist als ohmsches Gesetz bekannt:
U = I * R
wo U - spannung in Volt (V), I - strom in Ampere (A), a R - widerstand in Ohm (Ω).
Wenn Spannungs- und Stromstärkenwerte bekannt sind, können Sie diese Formel verwenden, um den Widerstand eines Widerstands zu berechnen.
Wenn Sie die Widerstandsleistung kennen, können Sie auch die Formel verwenden:
P = U * I
wo P - widerstandsleistung in Watt (W).
Mit diesen Formeln können Sie den erforderlichen Widerstand eines Widerstands für die angegebenen Spannungen und Leistung berechnen.
Berechnen des Widerstands für einen einzelnen Widerstand
Um den Widerstand für einen einzelnen Widerstand zu berechnen, müssen Sie zwei Größen kennen: Spannung und Strom.
Die Spannung (U) wird in Volt und der Strom (I) in Ampere gemessen.
Die Formel wird verwendet, um den Widerstand (R) zu berechnen:
R = U / I
wobei U die Spannung ist und I der Strom ist.
Um den Widerstand für einen einzelnen Widerstand zu berechnen, ist es daher notwendig, die Spannung mit der angegebenen Formel durch Strom zu teilen.
Zum Beispiel, wenn Sie eine Spannung von 10 Volt und einen Strom von 2 Ampere haben, wird der Widerstand sein:
R = 10 V / 2 A = 5 Ohm
Jetzt wissen Sie, wie Sie den Widerstand für einen einzelnen Widerstand mit einer gegebenen Spannung und einem gegebenen Strom berechnen.
Berechnung des Widerstands für serielle Widerstände
Verwenden Sie die folgende Formel, um den äquivalenten Widerstand von aufeinanderfolgenden Widerständen zu berechnen:
- Req - äquivalenter Widerstand
- R1, R2, R3, . Rn - aufeinanderfolgende Widerstände
Um den Widerstand für aufeinanderfolgende Widerstände zu berechnen, müssen Sie alle in Reihe geschalteten Widerstände addieren.
Wenn beispielsweise drei Widerstände mit Werten von 10 Ohm, 20 Ohm und 30 Ohm vorhanden sind, ist der Widerstand für diese Verbindung:
| Widerstand | Wert, Ohm |
|---|---|
| R1 | 10 |
| R2 | 20 |
| R3 | 30 |
| Req | 60 |
Daher beträgt der äquivalente Widerstand für eine gegebene Verbindung 60 Ohm.
Die Berechnung des Widerstands für aufeinanderfolgende Widerstände ist eine einfache und effektive Möglichkeit, den Widerstand einer Schaltung zu bestimmen, wenn die Widerstände in Reihe geschaltet sind.
Berechnung des Widerstands für parallele Widerstände
Wenn die Widerstände parallel zueinander verbunden sind, kann der Gesamtwiderstand anhand der Formel berechnet werden:
1/Gesamtwiderstand = 1/Widerstand des ersten Widerstands + 1/Widerstand des zweiten Widerstands + . + 1/Widerstand des n-ten Widerstands
Um mit parallelen Widerständen zu arbeiten, müssen Sie die folgenden Schritte ausführen:
- Bestimmen Sie die Widerstandswerte jedes Widerstands, schreiben Sie sie in Ohmmah auf.
- Berechnen Sie mithilfe einer Formel die umgekehrten Werte jedes Widerstands (1/Widerstand).
- Addieren Sie alle umgekehrten Widerstandswerte.
- Berechnen Sie den umgekehrten Wert der Summe (1/Gesamtwiderstand).
- Invertieren Sie den umgekehrten Wert, um den endgültigen Widerstand zu erhalten.
Betrachten wir also ein Beispiel. Lassen Sie uns zwei Widerstände haben: R1 = 10 ohm und R2 = 20 ohm. Wir finden einen gemeinsamen Widerstand.
| Resistance | Umkehrwert (1/Widerstand) |
|---|---|
| 10 ohm | 0.1 [Ohm] |
| 20 ohm | 0.05 [Ohm] |
| Gesamtwiderstand (berechnet) | 0.15 [Ohm] |
Daher beträgt der Gesamtwiderstand für diese Widerstände 0.15 [Ohm].
Die Bestimmung des Gesamtwiderstands bei Parallelschaltung von Widerständen ermöglicht eine flexiblere Steuerung von Strom und Spannung im Stromkreis. Dies ist ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktion und Berechnung von elektrischen Schaltungen.
Anwenden von Formeln in praktischen Beispielen
Betrachten wir einige praktische Beispiele für die Berechnung eines Widerstands bei gegebenen Spannungen unter Verwendung einer Formel:
- Es gibt ein 12-V-Netzteil und es ist erforderlich, einen Widerstand anzuschließen, um eine 5-V-Spannung darauf zu erhalten. Es ist bekannt, dass die Stromstärke in der Schaltung 0,1 A beträgt. Um den Widerstandswert zu berechnen, verwenden wir die Formel: Widerstand (R) = Spannung (V) / Stromstärke (I) Ersetzen wir die bekannten Werte in die Formel: R = 5 V / 0,1 A = 50 Ohm Um also eine Spannung von 5 V am Widerstand bei einer Stromstärke von 0,1 A zu erhalten, muss ein Widerstand mit einem Widerstand von 50 Ohm angeschlossen werden.
- Lassen Sie uns ein Netzteil mit einer Spannung von 9 V haben und wir wollen eine Spannung von 3 V am Widerstand erhalten. Der Wert der Stromstärke im Stromkreis ist unbekannt. Um den Widerstandswert zu berechnen, verwenden wir die Formel: Widerstand (R) = Spannung (V) / Stromstärke (I) Ersetzen wir die bekannten Werte in die Formel: R = 3 V / I Da der Wert der Stromstärke (I) unbekannt ist, lösen wir diese Gleichung unter der Annahme, dass die Stromstärke gleich I = 0,1 A ist: R = 3 V / 0,1 A = 30 Ohm Um also eine Spannung von 3 V am Widerstand zu erhalten, muss ein Widerstand mit einem Widerstand von 30 Ohm angeschlossen werden, vorausgesetzt, die Stromstärke beträgt 0,1 A.
Es ist wichtig zu beachten, dass sich die Strom- und Spannungswerte je nach Aufgabenbedingungen ändern können, daher müssen Sie immer die eingestellten Werte berücksichtigen und die Formel zur Berechnung des Widerstands korrekt anwenden.
