Архив метки: резистор

Напряжённость участка цепи на практике

Это практический урок по теме «напряжение»  в котором мы узнали каким образом появляется сама напряжённость.

Нам понадобится: 3 резистора на 25 Ом и 1 на 50 Ом, мультиметр и две батарейки типа АА.

И так, ЭДС создаёт напряжённость на участках цепи в зависимости от их сопротивления. Чем больше сопротивление участка тем большее напряжение достанется ему от ЭДС.

Значит, если в цепи все участки имеют равное сопротивление, то и их напряжённость будет равна.

  1. Соберите схему 1.

схема 1 Равная напряженность

Как видите все резисторы имеют номинал в 25 Ом и следовательно ЭДС должно создать на них одинаковую напряжённость.

Измерьте напряжение на каждом резисторе, оно должно быть одинаковым с учетом погрешности резисторов сопротивление которых не всегда идеально его номиналу.

2. Замените R3 на резистор в 50 Ом и измерьте напряжение на нём и на остальных резисторах. И тут уже более наглядно видна зависимость напряжённости участка от его сопротивления.

схема 2 Разная напряжённость участков цепи

3. Уберите из цепи один резистор в 25 Ом и измерьте напряжение на оставшихся резисторах. Так как резистор в 50 Ом вдвое больше по сопротивлению чем 25 Ом то и на нем будет вдвое больше напряжение.

схема 3 зависимость напряжения от сопротивления участка цепи

Вывод: ЭДС распределяется по цепи в зависимости от сопротивления её участков, чем большее сопротивление участка относительно других участков тем большее напряжение будет на нём.

Внутреннее сопротивление

Все источники тока имеют внутреннее сопротивление, его обозначают тоже буквой r как и сопротивление только маленькой.  В большинстве случаев внутренним сопротивлением можно пренебречь так как правило оно очень мало и в дальнейших наших уроках навряд ли  нам придётся встретиться ещё раз с ним как и с законом Ома для полной цепи, но всё же это знать нужно для общего развития так сказать.

И так, источник тока можно представить на схеме с резистором внутри (рис 1) и этот «внутренний резистор» забирает на себя часть ЭДС источника.

Внутренее сопротивление источника тока

рис 1

Помните, в уроке про напряжение мы узнали, что ЭДС распределяется по цепи (рис 2) и чем больше сопротивление участка тем больше напряжение на нем, а так как внутреннее сопротивление источника мало на нем оседает совсем маленькое напряжение.

Например: Если, подключить к двум пальчиковым батарейкам соединенным последовательно (что даст нам около 3-х вольт) сопротивление в 25 Ом то оно просядет макс на 0.1 вольта это уменьшение происходит из за того что часть ЭДС останется на внутреннем сопротивлении источника тока (рис3)

ЭДС распределяется

Рис 3 Распределение ЭДС

Относительно других, более больших источников тока батарейки имеют большое внутреннее сопротивление например если сопротивление батареек в нашем примере составляет 0.83 Ом, то у автомобильного аккумулятора оно составляет около 0.01 Ом.

Внутреннее сопротивление есть  у всех источников тока.

Внутренним сопротивлением источника тока являются:

  • Сопротивление его клемм
  • Сопротивление электролита если это аккумулятор
  • Сопротивление химических элементов в батарейках
  • Сопротивление обмоток генератора и тд.

 

Внутреннее сопротивление влияет на токоотдачу источника тока.

Например, наши две пальчиковые батарейки могут выдать максимальный ток         3В/0.83 Ом=3.6 А, а вот аккумулятор авто способен выдать 12в/0.01 Ом=1200А в режиме КЗ (короткого замыкания) такие большие токи ему нужны для прокрутки стартером двигателя для его заведения и ток для этого необходим порядка 250А. Допустим у автомобильного аккумулятора будет r=0.83 Ом как у наших батареек то I=12/0.83=14.4 А будет не достаточно для стартера, поэтому производители аккумуляторов стараются уменьшить внутреннее сопротивление.

Вывод: Внутреннее сопротивление забирает на себя часть ЭДС источника тока и ограничивает токоотдачу, но по большому счету, в большинстве случаев им можно пренебречь так как его сопротивление очень мало.

В следующем уроке мы научимся определять внутреннее сопротивление.

Контрольные вопросы.

Какой буквой обозначается внутреннее сопротивление?

Ответ

r

[свернуть]

Где проседает ЭДС при подключении нагрузки?

Ответ

На внутреннем сопротивлении

[свернуть]

Как внутреннее сопротивление влияет на ток который может выдать источник?

Ответ

Чем больше внутреннее сопротивление тем меньший ток источник сможет выдать и соответственно наоборот

[свернуть]

Замер сопротивления с помощью мультиметра.

Цель эксперимента: Научиться измерять сопротивление.

Нам понадобится: Мультиметр, резисторы, потенциометр, провод, катушка индуктивности, предохранитель.

  1. Выставляем на мультиметре режим измерения сопротивления.
  2. Берем резисторы и начинаем измерять их сопротивление с помощью щупов. Обращайте внимание на приставки к показаниям мультиметра. Запомните приставки 1 Кило Ом = 1000 Ом, 1 Мега Ом = 1 000 000 Ом. Замерьте сопротивления не менее 10 резисторов.                                                                                                             
  3. Теперь перейдём к потенциометру. Для начала замерим его максимальное сопротивление приложив щупы к крайним контактам. Теперь переместите один из щупов на средний контакт и вращая ручку мы наблюдаем как изменяется сопротивление.Обратите внимание, что при изменении сопротивления одной группы контактов мы меняем и сопротивление другой группы. Замерьте сопротивления групп контактов потенциометра, чтобы убедиться в этом.
  4. Возьмите провод и померьте его сопротивление. Как видите его сопротивление намного меньше чем у резистора и это не удивительно, ведь его задача проводить электричество (ток) с  наименьшим сопротивлением.
  5. Ради эксперимента измерьте сопротивления предметов которые вас окружают.(стола, вилки для еды, линейки,своей кожи, бумаги и т.д.)На те предметы на которые  мультиметр не реагирует называются диэлектриками, то есть они не способны проводить электричество.

Вывод: Замерять сопротивление очень просто достаточно лишь выставить мультиметр в нужный режим измерения.

Контрольные вопросы:

  1. Каким символом обозначается режим измерения сопротивления?
    Ответ

    Ω Омега или R

    [свернуть]
  2. Потенциометр на 10 КОм (10 000 Ом), на одной группе контактов (1-2) сопротивление 7 КОм. Сколько Ом на другой группе контактов (2-3) ?
    Ответ

    10КОм-7КОм=3КОм

    [свернуть]
  3. Какое сопротивление больше 350КОм или 47МОм?
    Ответ

    350КОм<47МОм 350КОм = 350 000 Ом 47МОм = 47 000 000 Ом

    [свернуть]

Последовательное и параллельное соединение резисторов или по какому пути идёт ток

При последовательном соединении резисторов их общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений.

При параллельном соединении резисторов основная роль отдаётся резистору с наименьшим сопротивлением, так как основная часть тока пойдет через него и в итоге при таком соединении общее сопротивление будет меньше наименьшего.

Если у вас есть сложности с математикой пользуйтесь онлайн калькулятором для расчёта. http://cxem.net/calc/resistor_parallel_calc.php

Что касается тока , то он всегда идёт по пути наименьшего сопротивления.

При последовательном соединении идёт один и тот же ток.

При параллельном соединении ток разделяется, большая его часть проходит через меньшее сопротивление и сумма всех токов на сопротивлениях будет равна току до разветвления резисторов и после.

Потенциометр

Потенциометр – это переменный резистор подстраиваемый  вручную.

Позволяет регулировать подачу тока на нагрузку.

Устройство потенциометра .

Потенциометр имеет 3 вывода, два крайних соединены между собой резистивным слоем, а средний подключен к скользящему контакту который перемещается по этому резистивному слою.

То есть  1 и 3 вывод между собой имеет неизменное сопротивление которое является максимальным для потенциометра, а на выводах 1-2 и 2-3 будет изменяемое сопротивление. Изменяя сопротивление одной группы выводов мы так же влияем на сопротивление другой группы, увеличивая сопротивление на одной будем уменьшать на другой группе и наоборот.

Резистор

Основная задача резистора, оказывать сопротивление току и как вы наверное догадались сопротивление резистора измеряется в Омах.

На старых резисторах можно увидеть на корпусе его наминал (сопротивление) и его точность сопротивления в процентах.

Вот пример

Его сопротивление 10 Ком (10 000 Ом) и погрешность 5 % которая означает, что сопротивление будет в приделах от 9.5 КОм до 10.5 КОм.

На новых резисторах за частую используют цветовую маркировку .

Вот пример

Для более простого определения маркировки резистора по цветам советую установить соответствующее приложение на свой телефон, но на мой взгляд намного проще измерить сопротивление резистора с помощью мультиметра чем всматриваться в эти полоски.

На схеме резистор обозначается буквой R и рисуется в виде прямоугольника.

Далее мы научимся рассчитывать резисторы для ограничения тока и определять какой мощности нам нужен резистор будем делать делители напряжения и тд.

Контрольные вопросы.

  1. Для чего нужен резистор?
    Ответ

    Для ограничения тока

    [свернуть]
  2. В чем измеряется сопротивление резистора?
    Ответ

    В Омах

    [свернуть]
  3. Как обозначается на схеме и какой буквой?
    Ответ

    Прямоугольником и буквой R

    [свернуть]