직렬저항

소개

저항기는 전기 또는 전자 회로의 기본 구성 요소입니다. 종종 저항은 회로의 크기에 관계없이 많은 수로 발견됩니다. 저항기는 직렬 또는 병렬로 연결하거나 둘을 조합하여 연결할 수 있습니다. 서로 다른 저항 조합의 복잡성을 줄이기 위해 몇 가지 규칙을 따라야합니다.

동일한 전류가 흐르면 두 개의 저항이 직렬이라고합니다. 직렬 저항은 단일 저항으로 대체 할 수 있습니다. 모든 저항은 조합 및 복잡성에 관계없이 옴의 법칙 및 Kirchhoff의 현재 법칙과 같은 기본 법칙을 따릅니다.

직렬 저항기

저항 세트는 단일 라인에서 연속적으로 연결될 때 직렬이라고합니다. 모든 저항을 통해 동일한 전류가 흐릅니다. 직렬 저항은 공통 전류를 갖는다 고합니다.

직렬 저항 네트워크에서 흐르는 전류의 양은 모든 지점에서 동일합니다.

나는 R1 = 나는 R2 = 나는 R3 = 나는 AB .

다음 직렬 저항 회로를 고려하십시오.

여기서 각각 1Ω, 2Ω 및 3Ω 값의 저항 R1, R2 및 R3은 직렬로 연결되어 있습니다. 직렬로 연결되어 있기 때문에 모든 저항을 통해 동일한 전류가 흐릅니다. 회로의 총 저항은 개별 저항의 합과 같습니다.

R T  가 총 저항이면

R T = R1 + R2 + R3

이제 회로의 등가 저항은

R EQ = R1 + R2 + R3

R EQ = 1Ω + 2Ω + 3Ω

R EQ = 6Ω

이제 직렬 조합의 저항을 6Ω 값 의 단일 저항 R EQ 로 대체 할 수 있습니다 .

등가 저항 공식

직렬 저항 네트워크에서 총 저항은 동일한 전류가 각 저항을 통과 할 때 개별 저항의 합과 같습니다.

∴ R 합계 = R 1 + R 2 + R 3

예를 들어 아래와 같이 직렬로 연결된 두 개의 저항을 고려하십시오.

직렬로 연결된 2 개의 3Ω 저항기 조합은 단일 6Ω 저항기를 갖는 것과 같습니다. 따라서 위의 회로는 다음과 같습니다.

마찬가지로 아래와 같이 직렬로 연결된 세 개의 저항을 고려하십시오.

3 개의 3Ω 저항을 직렬로 결합하는 것은 단일 9Ω 저항을 갖는 것과 같습니다. 따라서 위의 회로는 다음과 같습니다.

이 단일 저항을 회로의 등가 저항이라고하며 직렬로 연결된 모든 저항을 대체하는 데 사용됩니다.

직렬 네트워크에 n 개의 저항이 있으면

R EQ = R (1) + R (2) + R (3) + ... + R ...의 N

위의 방정식에서 관찰 할 수 있습니다. 직렬로 연결된 저항의 등가 저항은 항상 가장 큰 저항의 저항보다 큽니다.

전압 계산

직렬 저항의 경우 각 저항의 전압은 전류와 동일한 규칙을 따르지 않습니다. 직렬 저항의 경우 저항의 총 전압은 각 저항의 개별 전위차의 합과 같습니다.

위의 회로에서 각 저항의 전위차는 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다. 직렬 회로에는 1A의 전류가 흐르고 있습니다. 그런 다음 옴의 법칙에 따라

저항 R1의 전위차는 I * R 1 = 1 * 1 = 1V입니다.

저항 R2의 전위차는 I * R 2 = 1 * 2 = 2V입니다.

저항 R3의 전위차는 I * R 3 = 1 * 3 = 3V입니다.

따라서 총 전압 V AB = 1V + 2V + 3V = 6V입니다 .

3 개 개의 저항의 직렬 연결 R 고려 1 , R 2 및 R 3 현재 내가 그들을 통해 흐르는.

A에서 B 로의 전위 강하를 V로 둡니다.이 전위 강하는 각 개별 저항에 걸친 개별 전위 강하의 합입니다. 그런 다음 옴의 법칙에 따라

R을 가로 지르는 전압 강하 1 V이다 R1 * R = I (1)

R 2 에서 잠재적 인 하락 은 V R2 = I * R 2입니다.

R 3 에서의 잠재적 하락 은 V R3 = I * R 3입니다.

∴ V = V R1 + V R2 + V R3

∴V = I * R 1 + I * R 2 + I * R 3

위의 회로에서 직렬로 연결된 저항의 등가 저항이 R EQ 인 경우

V = I * REQ

직렬 R1, R2… .Rn에 n 개의 저항이있는 경우, 이들의 총 전압은 각 저항의 개별 전위차의 합입니다.

V T = V R1 + V R2 +… .. + V Rn

n 저항의 직렬 저항 조합에서 각 저항의 저항 값이 서로 다르면 각 저항의 전위가 다릅니다.

서로 다른 저항을 가진 직렬 조합의 N 개의 저항은 N 개의 서로 다른 전위차를 갖습니다. 이 유형의 회로는 전압 분배기를 형성합니다. 전압 분배기 회로는 전위차계 구성의 기초입니다.

직렬 회로에서 전압, 전류 또는 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다. 저항은 각 저항에 대한 총 전력, 회로의 전류 또는 총 저항에 영향을주지 않고 직렬 회로에서 상호 교환 될 수 있습니다.

직렬 예제의 저항기

1. A와 B 사이의 총 전압을 계산하려면 다음 회로를 고려하십시오.

두 개의 저항 R1과 R2가 직렬로 연결됩니다.

R 1 = 2 Ω 및 R 2 = 3 Ω

회로의 전류는 I = 5A입니다.

개별 전압 강하는 다음과 같이 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다.

저항 R1의 전압 강하는 V R1 = I * R 1 = 5 * 2 = 10V

저항 R2의 전압 강하는 V R2 = I * R 2 = 5 * 3 = 15V입니다.

총 전압 강하는 개별 전압 강하의 합입니다.

V = V R1 + V R2 = 10 + 15 = 25V

또 다른 접근법은 직렬 조합의 등가 저항을 계산하는 것입니다. 직렬 조합의 개별 저항은 등가 저항의 단일 저항으로 대체 될 수 있습니다. 직렬로 연결된 두 저항 R1 및 R2의 등가 저항은 다음과 같습니다.

R EQ = R 1 + R 2 = 2 + 3 = 5Ω

그런 다음 옴의 법칙에 따라

A와 B의 전압 강하는 V = I * R EQ = 5 * 5 = 25V입니다.

 

2.  각 저항의 개별 전위 강하 값이 직렬 조합의 전류와 함께 제공되는 다음 회로를 고려하십시오. 직렬 조합의 총 저항은 R = 30Ω으로 제공됩니다. 회로의 전류는 1A입니다.

R = 30Ω 및 I = 1A

각 저항을 통해 흐르는 전류는 동일합니다.

나는 = I1 = I2 = I3 = I4 = 1A.

옴의 법칙에 따르면 저항 값은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

R 1 = V (1) / I (1)

R 1 = 5/1 = 5Ω

유사하게 R 2 = V 2 / I 2

R 2 = 8/1 = 8Ω

그리고 R 3 = V 3 / I 3

R 3 = 7/1 = 7Ω

R4의 잠재력은 지정되지 않았습니다. 그러나 R4의 값은 회로의 총 저항 값 또는 등가 저항 값에서 계산할 수 있습니다.

R EQ = R 1 + R 2 + R 3 + R 4

∴ R 4 = R EQ – (R 1 + R 2 + R 3 )

R 4 = 30 – (5 + 8 + 7)

R 4 = 10Ω

이제 R 4 의 전위 는 V 4 = I 4 * R 4 로 계산할 수 있습니다. 

∴ V 4 = 1 * 10 = 10V

 

총 전압 V AB 는 두 가지 방법으로 계산할 수 있습니다.

첫 번째 방법은 개인 전위차를 사용하는 것입니다.

총 전압은 개별 전위차의 합과 같습니다.

V AB = V 1 + V 2 + V 3 + V 4

여기서 V1, V2, V3 및 V4는 각각 저항 R1, R2, R3 및 R4의 전위차입니다.

따라서 V AB = 5 + 8 + 7 + 10

V AB = 30V

총 전압을 계산하는 두 번째 방법은 등가 저항 값을 사용하는 것입니다.

총 전압은 전류와 등가 저항의 곱과 같습니다. 총 전류 및 등가 저항 값은 I = 1A 및 R EQ = 30Ω으로 제공됩니다.

따라서 V AB = I * R EQ

V AB = 1 * 30

V AB = 30V

 

응용 프로그램

서로 다른 저항의 두 저항을 직렬로 연결하면 두 저항의 전압이 다릅니다. 이 방법은 전압 분배기 회로의 기초입니다.

전압 분배기 회로의 저항 하나를 센서로 교체하면 감지되는 양이 쉽게 측정되는 전기 신호로 변환됩니다. 자주 사용되는 센서는 서미스터 및 광 의존 저항입니다. 서미스터에서 저항은 온도에 따라 달라집니다. 예를 들어 서미스터의 온도가 250C 일 때 저항이 10KΩ이라고 가정합니다. 동일한 서미스터는 1000C의 온도에서 100Ω의 저항을 가질 수 있습니다. 따라서 서미스터의 잠재적 인 강하는 온도에 따라 달라집니다. 온도에 따른 이러한 저항 변화는 서미스터의 전위 강하에서 온도 값을 찾기 위해 보정 할 수 있습니다.

직렬 조합으로 저항을 사용하는 또 다른 센서는 Photo Resistor 또는 Light Dependent Resistor입니다. 광 의존 저항기에서 저항은 입사되는 빛의 강도에 따라 달라집니다. 빛이 없을 때 일반적인 빛 의존 저항기의 저항은 1MΩ만큼 높습니다. 빛이 있으면 빛 의존 저항의 저항은 일반적으로 몇 옴 정도의 작은 값으로 떨어집니다. 빛의 강도에 따른 저항의 이러한 변화는 다른 전압 강하를 초래합니다. 전압 강하를 보정하여 특정 파장의 빛의 존재를 찾을 수 있습니다.