सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रतिरोधक होते हैं,जो उनके मुख्य तत्व हैं। इसकी सहायता से विद्युत परिपथ में धारा की मात्रा को परिवर्तित किया जाता है। लेख प्रतिरोधों के गुणों और उनकी शक्ति की गणना के तरीकों को प्रस्तुत करता है।
प्रतिरोधी असाइनमेंट
विद्युत परिपथों में धारा को नियंत्रित करने के लिए प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है। यह गुण ओम के नियम द्वारा निर्धारित होता है:
मैं = यू / आर (1)
यह सूत्र (1) से स्पष्ट रूप से देखा जाता है कि छोटाप्रतिरोध, जितना अधिक करंट बढ़ता है, और इसके विपरीत, R का मान जितना कम होता है, करंट उतना ही अधिक होता है। यह विद्युत प्रतिरोध की यह संपत्ति है जिसका उपयोग विद्युत इंजीनियरिंग में किया जाता है। इस सूत्र के आधार पर, वर्तमान विभक्त सर्किट बनाए जाते हैं, जिनका व्यापक रूप से विद्युत उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
इस सर्किट में, स्रोत से करंट को दो से विभाजित किया जाता है, जो प्रतिरोधों के प्रतिरोधों के व्युत्क्रमानुपाती होता है।
वर्तमान विनियमन के अलावा, वोल्टेज डिवाइडर में प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है। इस मामले में, ओम के नियम का फिर से उपयोग किया जाता है, लेकिन थोड़े अलग रूप में:
यू = मैं आर (2)
सूत्र (2) से यह निम्नानुसार है कि प्रतिरोध में वृद्धि के साथ, वोल्टेज बढ़ता है। इस संपत्ति का उपयोग वोल्टेज विभक्त सर्किट बनाने के लिए किया जाता है।
आरेख और सूत्र (2) से यह स्पष्ट है कि प्रतिरोधों में वोल्टेज प्रतिरोधों के अनुपात में वितरित किए जाते हैं।
आरेखों में प्रतिरोधों की छवि
मानक के अनुसार, प्रतिरोधक दिखाए जाते हैं10 x 4 मिमी के आयामों के साथ एक आयत और आर अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है। अक्सर प्रतिरोधों की शक्ति आरेख पर इंगित की जाती है। इस सूचक की छवि तिरछी या सीधी रेखाओं द्वारा प्रदर्शित की जाती है। यदि शक्ति 2 वाट से अधिक है, तो पदनाम रोमन अंकों में बनाया गया है। यह आमतौर पर वायरवाउंड प्रतिरोधों के लिए किया जाता है। कुछ देश, जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका, विभिन्न सम्मेलनों का उपयोग करते हैं। सर्किट की मरम्मत और विश्लेषण की सुविधा के लिए, प्रतिरोधों की शक्ति अक्सर दी जाती है, जिसका पदनाम GOST 2.728-74 के अनुसार किया जाता है।
डिवाइस निर्दिष्टीकरण
रोकनेवाला की मुख्य विशेषता नाममात्र प्रतिरोध R . हैn, जिसे रोकनेवाला के पास आरेख पर दर्शाया गया है औरउसके शरीर पर। प्रतिरोध इकाइयाँ ओम, किलो-ओम और मेगा-ओम हैं। प्रतिरोधों को एक ओम के अंशों और सैकड़ों megohms तक के प्रतिरोध के साथ बनाया जाता है। प्रतिरोधों के उत्पादन के लिए कई प्रौद्योगिकियां हैं, इन सभी के फायदे और नुकसान हैं। सिद्धांत रूप में, ऐसी कोई तकनीक नहीं है जो किसी दिए गए प्रतिरोध मान के साथ एक प्रतिरोधक को बिल्कुल सटीक रूप से बनाना संभव बनाती है।
दूसरी महत्वपूर्ण विशेषता विचलन हैप्रतिरोध। इसे नाममात्र आर के% में मापा जाता है। प्रतिरोध विचलन की एक मानक सीमा होती है: ± 20, ± 10, ± 5, ± 2, ± 1% और आगे ± 0.001% के मान तक।
एक और महत्वपूर्ण विशेषता हैप्रतिरोधों की शक्ति। ऑपरेशन के दौरान, वे अपने पास से गुजरने वाले करंट से गर्म होते हैं। यदि बिजली अपव्यय अनुमेय मूल्य से अधिक है, तो डिवाइस क्षतिग्रस्त हो जाएगा।
गर्म होने पर प्रतिरोधक अपना . बदल लेते हैंप्रतिरोध, इसलिए, एक विस्तृत तापमान सीमा में काम करने वाले उपकरणों के लिए, एक और विशेषता पेश की जाती है - प्रतिरोध का तापमान गुणांक। इसे पीपीएम/डिग्री सेल्सियस यानी 10 . में मापा जाता है-6 आरn/ डिग्री सेल्सियस (आर . का पीपीएमn 1 डिग्री सेल्सियस)।
प्रतिरोधों का श्रृंखला कनेक्शन
प्रतिरोधों को तीन अलग-अलग तरीकों से जोड़ा जा सकता है: श्रृंखला, समानांतर और मिश्रित। श्रृंखला में जुड़े होने पर, करंट बारी-बारी से सभी प्रतिरोधों से होकर गुजरता है।
इस संयोजन से परिपथ में किसी भी बिंदु पर धारा समान रहती है, इसे ओम के नियम से निर्धारित किया जा सकता है। इस मामले में सर्किट का कुल प्रतिरोध प्रतिरोधों के योग के बराबर है:
आर = २०० + १०० + ५१ + ३९ = ३९० ओम;
मैं = यू / आर = 100/390 = 0.256 ए।
अब आप शक्ति का निर्धारण कर सकते हैं जब प्रतिरोधों को श्रृंखला में जोड़ा जाता है, इसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है:
पी = मैं2∙ आर = 0.2562390 = 25.55 डब्ल्यू।
शेष प्रतिरोधों की शक्ति इसी तरह निर्धारित की जाती है:
पी1= मैं2आर1= 0.2562∙ २०० = १३.११ डब्ल्यू;
पी2= मैं2आर2= 0.2562∙ 100 = 6.55 डब्ल्यू;
पी3= मैं2आर3= 0.2562∙ 51 = 3.34 डब्ल्यू;
पी4= मैं2आर4= 0.256239 = 2.55 डब्ल्यू।
यदि आप प्रतिरोधों की शक्ति को जोड़ते हैं, तो आपको कुल P मिलता है:
पी = 13.11 + 6.55 + 3.34 + 2.55 = 25.55 डब्ल्यू।
प्रतिरोधों का समानांतर कनेक्शन
समानांतर में जुड़े होने पर, प्रतिरोधों की सभी उत्पत्तिसर्किट के एक नोड से जुड़े होते हैं, और दूसरे से समाप्त होते हैं। इस कनेक्शन के साथ, प्रत्येक डिवाइस के माध्यम से वर्तमान कांटा और प्रवाह होता है। ओम के नियम के अनुसार, करंट का परिमाण प्रतिरोधों के व्युत्क्रमानुपाती होता है, और सभी प्रतिरोधों में वोल्टेज समान होता है।
वर्तमान को खोजने से पहले, आपको प्रसिद्ध सूत्र का उपयोग करके सभी प्रतिरोधों के प्रवेश की गणना करने की आवश्यकता है:
1 / आर = 1 / आर1+ 1 / आर2+ 1 / आर3+ 1 / आर4= 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 = 0.005 + 0.01 + 0.0196 + 0.0256 = 0.06024 1 / ओम।
प्रतिरोध चालकता का पारस्परिक है:
आर = 1 / 0.06024 = 16.6 ओम।
ओम के नियम का उपयोग करते हुए, वे स्रोत के माध्यम से धारा का पता लगाते हैं:
मैं = यू / आर = १०० ०.०६०२४ = ६.०२४ ए.
स्रोत के माध्यम से धारा को जानने के लिए, सूत्र द्वारा समानांतर जुड़े प्रतिरोधों की शक्ति का पता लगाएं:
पी = मैं2आर = 6.0242∙ 16.6 = 602.3 डब्ल्यू।
ओम का नियम प्रतिरोधों के माध्यम से धारा की गणना करता है:
और1= यू / आर1= १००/२०० = ०.५ ए;
और2= यू / आर2= १००/१०० = १ ए;
और3= यू / आर1= १००/५१ = १.९६ ए;
और1= यू / आर1= १००/३९ = २.५६ ए.
थोड़े अलग सूत्र का उपयोग करके, आप समानांतर में कनेक्ट होने पर प्रतिरोधों की शक्ति की गणना कर सकते हैं:
पी1= यू2/ आर1= १००2/ २०० = ५० डब्ल्यू;
पी2= यू2/ आर2= १००2/ १०० = १०० डब्ल्यू;
पी3= यू2/ आर3= १००2/ 51 = 195.9 डब्ल्यू;
पी4= यू2/ आर4= १००2/ 39 = 256.4 डब्ल्यू।
यदि आप यह सब जोड़ते हैं, तो आपको सभी प्रतिरोधों की शक्ति मिलती है:
पी = पी1+ पी2+ पी3+ पी4= ५० + १०० + १९५.९ + २५६.४ = ६०२.३ डब्ल्यू।
मिश्रित कनेक्शन
मिश्रित रोकनेवाला सर्किटसीरियल और साथ ही समानांतर कनेक्शन शामिल हैं। श्रृंखला में प्रतिरोधों के समानांतर कनेक्शन को बदलकर इस सर्किट को परिवर्तित करना आसान है। ऐसा करने के लिए, पहले प्रतिरोधों को बदलें R2 और आर6 उनके आम R . पर2,6नीचे दिए गए सूत्र का उपयोग करना:
आर2,6= आर2आर6/ आर2+ आर6.
इसी प्रकार, दो समानांतर प्रतिरोधों R . को बदलें4, र5 एक आर4.5:
आर4,5= आर4आर5/ आर4+ आर5.
परिणाम एक नई, सरल योजना है। दोनों योजनाओं को नीचे दिखाया गया है।
मिश्रित-कनेक्शन सर्किट में प्रतिरोधों की शक्ति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:
पी = यू मैं।
इस सूत्र का उपयोग करके गणना करने के लिए, पहले खोजेंप्रत्येक प्रतिरोध में वोल्टेज और इसके माध्यम से वर्तमान की मात्रा। प्रतिरोधों की वाट क्षमता निर्धारित करने के लिए एक अन्य विधि का उपयोग किया जा सकता है। इसके लिए, सूत्र का उपयोग किया जाता है:
पी = यू ∙ मैं = (मैं ∙ आर) मैं = मैं2∙ आर.
यदि केवल प्रतिरोधों में वोल्टेज ज्ञात है, तो एक अलग सूत्र का उपयोग किया जाता है:
पी = यू ∙ मैं = यू (यू / आर) = यू2/ आर.
तीनों सूत्र अक्सर व्यवहार में उपयोग किए जाते हैं।
सर्किट मापदंडों की गणना
सर्किट के मापदंडों की गणना खोजने के लिए हैविद्युत परिपथ के अनुभागों में सभी शाखाओं की अज्ञात धाराएँ और वोल्टेज। इस डेटा के साथ, आप सर्किट में शामिल प्रत्येक रोकनेवाला की शक्ति की गणना कर सकते हैं। सरल गणना विधियों को ऊपर दिखाया गया था, लेकिन व्यवहार में स्थिति अधिक जटिल है।
वास्तविक सर्किट में, कनेक्शन अक्सर पाया जाता हैएक तारे और एक त्रिकोण के साथ प्रतिरोधक, जो गणना में महत्वपूर्ण कठिनाइयाँ पैदा करता है। ऐसी योजनाओं को सरल बनाने के लिए, एक तारे को एक त्रिकोण में बदलने के लिए और इसके विपरीत तरीके विकसित किए गए हैं। इस विधि को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:
पहली योजना में एक तारा होता है,नोड्स 0-1-3 से जुड़ा है। रेसिस्टर R1 नोड 1 से जुड़ा है, R3 नोड 3 से जुड़ा है, और R5 नोड 0 से जुड़ा है। दूसरे आरेख में, डेल्टा प्रतिरोधक 1-3-0 नोड्स से जुड़े होते हैं। प्रतिरोधक R1-0 और R1-3 नोड 1 से जुड़े हैं, प्रतिरोधक R1-3 और R3-0 नोड 3 से जुड़े हैं, और R3-0 और R1-0 नोड 0 से जुड़े हैं। ये दोनों योजनाएं पूरी तरह समकक्ष हैं।
पहले सर्किट से दूसरे सर्किट में जाने के लिए, त्रिभुज प्रतिरोधों के प्रतिरोधों की गणना की जाती है:
R1-0 = R1 + R5 + R1 ∙ R5 / R3;
R1-3 = R1 + R3 + R1 ∙ R3 / R5;
R3-0 = R3 + R5 + R3 ∙ R5 / R1।
आगे के परिवर्तन गणना करने के लिए कम हो गए हैंसमानांतर और श्रृंखला से जुड़े प्रतिरोध। जब परिपथ का कुल प्रतिरोध ज्ञात हो जाए, तो ओम के नियम के अनुसार स्रोत से प्रवाहित धारा ज्ञात कीजिए। इस नियम के प्रयोग से सभी शाखाओं में धाराएँ खोजना आसान है।
सभी धाराओं को खोजने के बाद प्रतिरोधों की शक्ति का निर्धारण कैसे करें? ऐसा करने के लिए, प्रसिद्ध सूत्र का उपयोग करें: P = I2R, इसे प्रत्येक प्रतिरोध के लिए लागू करने पर, हम उनकी घात ज्ञात करते हैं।
सर्किट तत्वों की विशेषताओं का प्रायोगिक निर्धारण
आवश्यक के प्रयोगात्मक निर्धारण के लिएवास्तविक घटकों से किसी दिए गए सर्किट को इकट्ठा करने के लिए आवश्यक तत्वों की विशेषताएं। उसके बाद, विद्युत माप उपकरणों की मदद से सभी आवश्यक माप किए जाते हैं। यह विधि समय लेने वाली और महंगी है। इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइनर इस उद्देश्य के लिए सिमुलेशन प्रोग्राम का उपयोग करते हैं। उनकी मदद से, सभी आवश्यक गणनाएं की जाती हैं, और विभिन्न स्थितियों में सर्किट तत्वों के व्यवहार का अनुकरण किया जाता है। उसके बाद ही तकनीकी उपकरण का एक प्रोटोटाइप इकट्ठा किया जाता है। इन सामान्य कार्यक्रमों में से एक राष्ट्रीय उपकरणों से शक्तिशाली मल्टीसिम 14.0 सिमुलेशन सिस्टम है।
इसका उपयोग करके प्रतिरोधों की शक्ति का निर्धारण कैसे करेंकार्यक्रम? इसे दो तरीकों से किया जा सकता है। पहली विधि एक एमीटर और वोल्टमीटर के साथ करंट और वोल्टेज को मापना है। माप परिणामों को गुणा करके, आवश्यक शक्ति प्राप्त की जाती है।
इस सर्किट से, हम प्रतिरोध R3 की शक्ति निर्धारित करते हैं:
पी3= यू ∙ आई = 1.032 ∙ 0.02 = 0.02064 डब्ल्यू = 20.6 मेगावाट।
दूसरी विधि एक वाटमीटर का उपयोग करके शक्ति का प्रत्यक्ष माप है।
इस आरेख से यह देखा जा सकता है कि प्रतिरोध R3 की शक्ति P के बराबर है3= 20.8 मेगावाट। पहली विधि में त्रुटि के कारण विसंगति बड़ी है। शेष तत्वों की कार्डिनैलिटी उसी तरह निर्धारित की जाती है।
