一連のおよび平行抵抗ネットワークを分析する方法を理解することは、電気工学と物理の根本的です。このガイドは、抵抗器が異なる構成で動作する方法に関する明快さを提供し、これらの回路を効果的に分析するために必要な手順について説明します。

抵抗器ネットワークの導入

抵抗器は、電流の流れに抵抗するコンポーネントです。回路内で接続されると、シリーズ、並列、または組み合わせの両方で配置できます。各配置は、回路の全体的な抵抗、電圧、電流を異なる影響します。

シリーズ抵抗器ネットワーク

シリーズ回路では、抵抗は、各抵抗を介して同じ電流の流れを意味するエンドツーエンドに接続されます。シリーズ回路の総抵抗は、単に個々の抵抗の合計です。

シリーズのトータル抵抗の計算

シリーズ回路における総抵抗(R]T)を計算する方式は次のとおりです。

  • R[T] = R[]]1 + R]2 + R[3[[[ + ... + R[]n]]]

R[1]、R[]2、R3、...、R[]]]]n[[]]は、シリーズで接続されている個々の抵抗です。

シリーズ抵抗器用例計算

4Ω、6Ω、10Ωの3つの抵抗器をシリーズで考慮して下さい。総抵抗は次として計算することができます:

  • RT] = 4Ω + 6Ω + 10Ω = 20Ω

従って、このシリーズ回路の総抵抗は20Ωです。

並列抵抗器ネットワーク

並列回路では、抵抗は同じ2つのポイントを横切って接続され、電流の複数の経路を提供します。この設定では、各抵抗の電圧が同じですが、電流は異なる可能性があります。

並列におけるトータル抵抗の計算

並列回路におけるトータル抵抗(R]]T)の式は、次の式で行われます。

  • 1/RT = 1/R[]]1 + 1/R2 + 1/R[3[[ + ... + 1/R]]]]]n[]]]

抵抗の合計を把握するには、各々の抵抗の共焦点の和の共焦点をとります。

並列抵抗器用例計算

値4Ω、6Ω、12Ωを並列で接続した3つの抵抗器の場合、次の通り総抵抗を計算できます。

  • 1/RT] = 1/4Ω + 1/6Ω + 1/12Ω
  • 1/RT] = 0.25 + 0.1667 + 0.0833 = 0.5
  • RT = 1/0.5 = 2Ω

この並列回路のトータル抵抗は2Ωです。

シリーズと並列抵抗器ネットワークを組み合わせる

様々な実用回路では、抵抗器はシリーズと平行構成で組み合わせています。このような回路を分析するには、それらをよりシンプルな部品に分解し、ステップバイステップでトータル抵抗ステップを計算することができます。

混合抵抗ネットワークを分析する手順

  • 抵抗器のすべてのシリーズおよび平行グループを識別して下さい。
  • 第一シリーズグループの総抵抗を計算します。
  • 横の平行グループに対する総抵抗を計算します。
  • 回路を1つの同等の抵抗に減らすまでプロセスを繰り返して下さい。

混合抵抗器ネットワークの例

連載中の2つの抵抗器(R]]1]]=4ΩとR]2=6Ω)の回路を3番目の抵抗器(R[[]]3[[=12Ω])と並列に検討してください。この回路を分析する手順は次のとおりです。

  • 連載抵抗の計算:R]S = R]1 + R[2 = 4Ω + 6Ω = 10Ω。
  • 並列グループ全体の抵抗を計算します。 1/RT = 1/R]S[ + 1/R]]3[[ = 1/10Ω + 1/12Ω。
  • 1/RT] = 0.1 + 0.0833 = 0.1833、従ってR]T = 1/0.1833 ≈ 5.45Ω。

混合抵抗ネットワークの抵抗は、約5.45Ωです。

コンテンツ

シリーズと並列抵抗ネットワークを分析することは、電子機器や電気工学において重要なスキルです。 両方の構成におけるトータル抵抗の計算方法を理解することで、複雑な回路を簡素化し、その動作を予測することができます。 さまざまな抵抗値と組み合わせて練習して、理解を深めることができます。

さらなる読書とリソース

トピックに深く掘り下げるに興味がある人には、次のリソースを検討してください。

  • ポール・ホロウッツとウィンフィールド・ヒルの「電子の芸術」。
  • コースラやedXなどのプラットフォームから電気回路に関するオンラインコース。
  • LTスパイスやマルチシムなどのシミュレーションソフトウェアを実用回路解析に。