Aρχές Ηλεκτρολογίας και Ηλεκτρονικής Μερικές βοηθητικές σημειώσεις Α΄ ΕΠΑΛ Ομάδα Προσανατολισμού Τεχνολογικών Εφαρμογών

ΣΥΝΔΕΣΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ Οι συσκευές που έχουν ηλεκτρική αντίσταση μπορούν να συνδέονται (να συνδεσμολογούνται) με τρεις τρόπους: Σε σειρά Παράλληλα Μεικτά Στο κεφάλαιο που εξετάζουμε θα επικεντρωθούμε στις δύο πρώτες συνδεσμολογίες δηλ. τη συνδεσμολογία «Σε σειρά» και την «Παράλληλη» συνδεσμολογία.

Στην παρακάτω εικόνα οι δύο λαμπτήρες συνδέονται σε σειρά

Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται το ηλεκτρολογικό σχέδιο της σύνδεσης των δύο λαμπτήρων σε σειρά

Μια πραγματική φωτογραφία σύνδεσης δύο λαμπτήρων σε σειρά

Σ΄αυτό το ηλεκτρολογικό σχέδιο έχουμε αντικαταστήσει τους λαμπτήρες με τις αντιστάσεις τους. Η αντίσταση του λαμπτήρα 1 είναι η R1 και η αντίσταση του λαμπτήρα 2 η R2

Συνδεσμολογία σειράς Τι παρατηρώ; Η τάση μοιράζεται στις δύο αντιστάσεις Το ρεύμα που διαρρέει τις δύο αντιστάσεις είναι το ίδιο

Εύλογα ερωτήματα Πότε χρησιμοποιούμε συνδεσμολογία σειράς και γιατί Πως μοιράζεται η τάση; Ποια μεθοδολογία εφαρμόζω για να κάνω υπολογισμούς στο παραπάνω κύκλωμα;

Η μεθοδολογία που χρησιμοποιούμε βασίζεται στο νόμο του Ohm Η βασική ιδέα μιας σύνδεσης σε σειρά είναι ότι όλα τα συστατικά είναι συνδεδεμένα από άκρο σε άκρο σε μια γραμμή ώστε να σχηματισθεί μία μοναδική διαδρομή για τα ηλεκτρόνια : Η σύνδεση σειράς χρησιμοποιείται όταν θέλουμε να ελέγξουμε την τάση που τροφοδοτεί μια συσκευή Η τάση μοιράζεται ανάλογα με την τιμή της αντίστασης στα άκρα της οποίας εφαρμόζεται Η μεθοδολογία που χρησιμοποιούμε βασίζεται στο νόμο του Ohm

Στην παρακάτω εικόνα οι δύο λαμπτήρες συνδέονται παράλληλα

Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται το ηλεκτρολογικό σχέδιο της σύνδεσης των δύο λαμπτήρων παράλληλα

Σ΄αυτό το ηλεκτρολογικό σχέδιο έχουμε αντικαταστήσει τους λαμπτήρες με τις αντιστάσεις τους. Η αντίσταση του λαμπτήρα 1 είναι η R1 και η αντίσταση του λαμπτήρα 2 η R2

Συνδεσμολογία παράλληλη Τι παρατηρώ; Η τάση που εφαρμόζεται στις δύο αντιστάσεις είναι ίδια Το ρεύμα που διαρρέει τις δύο αντιστάσεις μοιράζεται

Εύλογα ερωτήματα Πότε χρησιμοποιούμε συνδεσμολογία παράλληλη Πως μοιράζεται το ρεύμα; Ποια μεθοδολογία εφαρμόζω για να κάνω υπολογισμούς στο παραπάνω κύκλωμα;

Το ρεύμα μοιράζεται αντιστρόφως ανάλογα με την τιμή της αντίστασης Η βασική ιδέα μιας παράλληλης σύνδεσης είναι ότι όλα τα συστατικά είναι συνδεδεμένα έτσι ώστε να λειτουργούν με την ίδια τάση Η παράλληλη σύνδεση χρησιμοποιείται όταν θέλουμε να τροφοδοτήσουμε πολλές συσκευές ταυτόχρονα με την ίδια τάση Το ρεύμα μοιράζεται αντιστρόφως ανάλογα με την τιμή της αντίστασης Η μεθοδολογία που χρησιμοποιούμε βασίζεται στο νόμο του Ohm

Οι συσκευές του σπιτιού μας συνδεσμολογούνται παράλληλα λειτουργούν δηλ. όλες με την τάση που μας παρέχει η ΔΕΗ (230 V)

Ένα παράδειγμα μεικτής συνδεσμολογίας αντιστάσεων

Ας εμβαθύνουμε στη μεθοδολογία με τη βοήθεια δύο παραδειγμάτων

Στο παρακάτω κύκλωμα οι αντιστάσεις R1 και R2 είναι συνδεμένες σε σειρά και τροφοδοτούνται από μια πηγή τάσης V R1=5Ω και R2=10Ω. Η τάση της πηγής είναι 60V Να βρεθούν: α) Η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος Roλ β) Η ένταση του ρεύματος γ) Η τάση στα άκρα κάθε αντίστασης

Η λύση της άσκησης α) Ισοδύναμη αντίσταση κυκλώματος σειράς Rολ = R1 + R2 Rολ = 5 Ω + 10 Ω = 15 Ω β) Η ένταση του ρεύματος Ι= V/ Rολ ⟹ Ι= 60 V /15 Ω⟹Ι=4 Α γ) Η τάση στα άκρα κάθε αντίστασης V1=Ι x R1 ⟹V1=4 Α x 5 Ω = 20 V V2=Ι x R2 ⟹V2=4 Α x 10 Ω = 40 V Επαλήθευση: V = V1 + V2 = 60 V

Στο παρακάτω κύκλωμα οι αντιστάσεις R1 και R2 είναι συνδεμένες παράλληλα και τροφοδοτούνται από μια πηγή τάσης V R1=20Ω και R2=5Ω. Η τάση της πηγής είναι 20 V Να βρεθούν: α) Η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος Roλ β) Η ένταση του ρεύματος Ι που δίνει η πηγή γ) Η ένταση του ρεύματος που περνά από κάθε αντίσταση

Η λύση της άσκησης α) Ισοδύναμη αντίσταση κυκλώματος σειράς 1/Rολ = 1/R1 +1/R2 1/Rολ = 1/20 + 1/5 = 5/20 Επομένως Rολ = 20/5 = 4 Ω β) Η ένταση του ρεύματος που περνά από την πηγή Ι= V/ Rολ ⟹ Ι= 20 V /4 Ω⟹Ι=5 Α γ) Η ένταση του ρεύματος που περνά από κάθε αντίσταση Ι1=V/ R1 ⟹I1= 20 V / 20 Ω = 1 A Ι2=V/ R2 ⟹I2= 20 V / 5 Ω = 4 A Επαλήθευση: I = I1 + I2 = 1 A + 4 A = 5 A

Παρατηρήσατε ότι η ισοδύναμη αντίσταση ( Roλ) στο παράλληλο κύκλωμα είναι μικρότερη από τις δύο αντιστάσεις που το αποτελούν; (R1 και R2)