من الناحية العملية ، ليس من غير المألوف العثور على مشكلة إيجاد مقاومة الموصلات والمقاومات لطرق التوصيل المختلفة. تتناول المقالة كيفية حساب المقاومة عند توصيل الموصلات بشكل متوازٍ وبعض المشكلات الفنية الأخرى.
مقاومة موصل
جميع الموصلات لديها القدرة على منع تدفق التيار الكهربائي ، وتسمى عادة المقاومة الكهربائية R ، يتم قياسها بالأوم. هذه هي الخاصية الأساسية للمواد الموصلة.
المقاومة تستخدم لإجراء الحسابات الكهربائية - ρ أوم م / مم2. جميع المعادن موصلات جيدة ، والنحاس والألمنيوم يستخدمان على نطاق واسع ، والحديد يستخدم بشكل أقل. أفضل موصل من الفضة ، يتم استخدامه في الصناعات الكهربائية والإلكترونية. تستخدم سبائك عالية المقاومة على نطاق واسع.
عند حساب المقاومة تستخدم الصيغة المعروفة من مقرر الفيزياء المدرسية:
R=ρ · l / S ، S - منطقة مقطعية ؛ ل - الطول.
إذا أخذنا اثنين من الموصلات ، فإن مقاومتهم عندسيصبح الاتصال المتوازي أصغر بسبب الزيادة في إجمالي المقطع العرضي
الكثافة الحالية وتسخين الموصل
للحسابات العملية لأنماط تشغيل الموصلات ، يتم استخدام مفهوم الكثافة الحالية - δ A / مم2، يتم حسابها بالصيغة:
δ=I / S ، I - الحالي ، S - قسم
التيار ، الذي يمر عبر الموصل ، يسخن. كلما زاد حجم δ ، زادت سخونة الموصل. بالنسبة للأسلاك والكابلات ، تم تطوير معايير الكثافة المسموح بها ، والتي ترد في PUE (قواعد إنشاء التركيبات الكهربائية). بالنسبة لموصلات أجهزة التسخين ، توجد معايير كثافة حالية.
إذا كانت الكثافة δ أعلى من المسموح بها ، فقد يتم تدمير الموصل ، على سبيل المثال ، عندما يسخن الكابل ، يتم إتلاف عزله.
القواعد تنظم حساب الموصلات للتدفئة.
طرق توصيل الموصلات
أي موصل هو أكثر ملاءمة لتصويره على المخططات كمقاومة كهربائية R ، ومن ثم يسهل قراءتها وتحليلها. لا يوجد سوى ثلاث طرق لتوصيل المقاومات. الطريقة الأولى هي أسهل - اتصال تسلسلي.
تظهر الصورة أن المعاوقة هي: R=R1+ R2+ R3.
الطريقة الثانية أكثر تعقيدًا - اتصال متوازي. يتم حساب المقاومة في اتصال متوازي على مراحل. يتم حساب إجمالي الموصلية G=1 / R ، ثم الإجماليالمقاومة R=1 / G.
يمكنك القيام بذلك بشكل مختلف ، قم أولاً بحساب المقاومة الإجمالية عندما يتم توصيل المقاومات R1 و R2 بالتوازي ، ثم كرر العملية وابحث عن R.
طريقة الاتصال الثالثة هي الأكثر تعقيدًا - اتصال مختلط ، أي أن جميع الخيارات المدروسة موجودة. الرسم البياني موضح في الصورة
لحساب هذه الدائرة ، يجب تبسيطها ، للقيام بذلك ، استبدل المقاومات R2 و R3 بواحد R2 ، 3. يتحول إلى دائرة بسيطة.
الآن يمكنك حساب المقاومة في اتصال متوازي ، الصيغة التي هي:
R2، 3، 4=R2، 3 R4 / (R2، 3 + R4).
تصبح الدائرة أكثر بساطة ، ولا تزال تحتوي على مقاومات متصلة بالسلسلة. في المواقف الأكثر تعقيدًا ، يتم استخدام نفس طريقة التحويل.
أنواع الموصلات
في الهندسة الإلكترونية ، في إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة ، تكون الموصلات عبارة عن شرائح رفيعة من رقائق النحاس. بسبب طولها القصير ، فإن مقاومتها لا تكاد تذكر ، وفي كثير من الحالات يمكن إهمالها. بالنسبة لهذه الموصلات ، تقل المقاومة في الاتصال المتوازي بسبب الزيادة في المقطع العرضي.
يتم تمثيل قسم كبير من الموصلات بواسطة لف الأسلاك. وهي متوفرة بأقطار مختلفة - من 0.02 إلى 5.6 ملم. للمحولات القوية والمحركات الكهربائية ، يتم إنتاج قضبان نحاسية مستطيلة.أقسام. في بعض الأحيان ، أثناء الإصلاحات ، يتم استبدال الأسلاك ذات القطر الكبير بعدة أسلاك أصغر متصلة بالتوازي.
قسم خاص من الموصلات هو الأسلاك والكابلات ، وتوفر الصناعة أوسع اختيار من الدرجات لمجموعة متنوعة من الاحتياجات. غالبًا ما يتعين عليك استبدال كابل واحد بعدة أقسام أصغر. أسباب ذلك مختلفة تمامًا ، على سبيل المثال ، من الصعب جدًا وضع كابل به مقطع عرضي 240 مم2على طول طريق به انحناءات حادة. تم استبداله بـ 2x120mm2 ، وحل المشكلة
حساب الأسلاك للتدفئة
يتم تسخين الموصل بواسطة التيار المتدفق ، إذا تجاوزت درجة حرارته القيمة المسموح بها ، يتم تدمير العزل. يوفر PUE لحساب الموصلات للتدفئة ، والبيانات الأولية لها هي القوة الحالية والظروف البيئية التي يتم فيها وضع الموصل. وفقًا لهذه البيانات ، يتم تحديد المقطع العرضي للموصل الموصى به (سلك أو كابل) من الجداول الموجودة في PUE.
من الناحية العملية ، هناك حالات زاد فيها الحمل على الكبل الحالي بشكل كبير. هناك طريقتان للخروج - لاستبدال الكبل بآخر ، يمكن أن يكون مكلفًا ، أو وضع كابل آخر موازٍ له من أجل تخفيف الكبل الرئيسي. في هذه الحالة ، تقل مقاومة الموصل عند التوصيل بالتوازي ، وبالتالي ينخفض توليد الحرارة.
لتحديد المقطع العرضي للكابل الثاني بشكل صحيح ، استخدم جداول PUE ، من المهم عدم ارتكاب خطأ في تعريف تيار التشغيل الخاص به. في هذه الحالة ، سيكون تبريد الكابلات أفضل من تبريد واحد. فمن المستحسن أن تحسبالمقاومة عند توصيل كبلين بالتوازي لتحديد تبديد الحرارة بشكل أكثر دقة.
حساب الموصلات لفقدان الجهد
عندما يقع المستهلك Rnعلى مسافة كبيرة L من مصدر الطاقة U1، يحدث انخفاض كبير في الجهد على أسلاك الخط. المستهلك Rnيتلقى الجهد U2أقل بكثير من U1الأولي. في الممارسة العملية ، تعمل المعدات الكهربائية المختلفة المتصلة بالخط بالتوازي كحمل.
لحل المشكلة ، تُحسب المقاومة عندما تكون جميع المعدات متصلة بالتوازي ، لذلك توجد مقاومة الحمل Rn. بعد ذلك ، حدد مقاومة أسلاك الخط.
Rl=ρ 2L / S ،
هنا S هو قسم السلك الخطي ، مم2.
بعد ذلك ، يتم تحديد تيار الخط: I=U1/ (Rl+ Rn). الآن ، بمعرفة التيار ، حدد انخفاض الجهد على أسلاك الخط: U=I Rl. من الأنسب العثور عليه كنسبة مئوية من U1.
U٪=(I Rl/ U1) 100٪
القيمة الموصى بها لـ U٪ - لا تزيد عن 15٪. الحسابات أعلاه قابلة للتطبيق على أي نوع من التيار.
