Kobling av motstander
Innleding
I dette kapittelet skal vi se nærmere på hvordan motstander oppfører seg når de seriekobles og parallellkobles (teoretiske regneeksempler). Kapittelet bygger videre på den grunnleggende el-læren fra Spenning, strøm, resistans og effekt.
Tilkobling av motstand
En motstand kobles til på samme måte som vi koblet til lyspærer i Seriekobling og parallellkobling, men vi må også kontrollere at ikke varmeutviklingen i motstanden blir for høy. De fleste vanlige motstander har en nominell effekt på 0,25 W. Denne må ikke overskrides.
I følgende eksempel skal vi undersøke om vi kan koble en motstand på 4,7 kΩ direkte til et 9 V-batteri.
Kombinasjonen av Ohms lov og effektberegningsformelen sier at effekten er spenningen opphøyd i andre dividert på resistansen.
Siden 17 mW er betydelig mindre enn 250 mW er det ikke noe problem.
Vi kan også beregne effekten ved først å få rede på strømmen (med Ohms lov) og deretter regne ut effekten ut fra spenningen og strømmen.
Seriekobling av motstander
Iblant er det vanskelig å finne en motstand med riktig resistans. Iblant blir effektutviklingen over en enkeltstående motstand for høy. I begge tilfeller kan problemet løses gjennom å seriekoble motstander.
Ved seriekobling av motstander adderes motstandenes resistans. I følgende eksempel skal vi seriekoble en motstand på 220 Ω og en motstand på 330 Ω i en krets til et 9 V-batteri.
Den totale resistansen regnes ut på følgende måte:
Vi kan bruke Ohms lov til å beregne strømmen som går gjennom kretsen.
Spenningsfall over seriekoblede motstander
Når vi vet strømmen, kan vi også beregne spenningsfallet over de to mostandene.
Vi kan raskt undersøke om vi har regnet riktig. Spenningsfallet over de enkelte motstandene skal til sammen bli den opprinnelige spenningen. Grunnen til at det ikke stemmer helt nøyaktig er avrundingene vi gjorde tidligere.
Varmeutvikling i seriekoblede motstander
Vi må også forsikre oss om at ikke varmeutviklingen blir for høy i noen av motstandene. Det gjør vi slik:
Siden 56 mW og 85 mW er betydelig lavere enn de 250 mW som motstandene klarer å håndtere, er effektutviklingen ikke noe problem.
Parallellkobling av motstander
Motstander kan også parallellkobles. Da beregnes den totale resistansen på en annen måte. Den totale resistansen blir alltid lavere enn den laveste resistansen i parallellkoblingen (jamfør seriekobling, der resistansen øker jo flere motstander som kobles til).
I følgende eksempel skal vi parallellkoble en motstand på 220 Ω og en motstand på 330 Ω i en krets til et 9 V-batteri.
Den totale resistansen regnes ut slik:.
Tips! Hvis det bare er to motstander som er parallellkoblet, kan følgende hurtigformel brukes til utregning:
Strøm gjennom parallellkoblede motstander
Vi trenger ikke regne ut spenningen over parallellkoblede motstander siden den er den samme. Men vi må regne ut strømmen som går gjennom motstandene. Det gjør vi ved hjelp av Ohms lov.
Vi kan raskt sjekke om vi har regnet riktig. Summen av strømmen som går gjennom de parallellkoblede motstandene, skal være like stor som strømmen som går gjennom hele kretsen. Grunnen til at det ikke stemmer helt nøyaktig er avrundingene vi gjorde tidligere.
Akkurat som i forrige eksempel må vi forsikre oss om at ikke varmeutviklingen i motstandene blir for høy.
Dessverre blir varmeutviklingen i motstanden på 220 Ω for høy! 350 mW er mer enn de 250 mW som den er konstruert for. Vi må derfor erstatte den med to seriekoblede motstander på 110 Ω. Det blir samme resistans, men effektutviklingen per motstand blir lavere.
Strømmen som går gjennom de to motstandene, er den samme (39 mA). Spenningen blir derimot fordelt over motstandene.
Det innebærer at effektutviklingen i mostandene blir lavere.
170 mW er lavere enn 250 mW, og det går derfor fint å erstatte motstanden på 220 Ω med to motstander på 110 Ω.
Bli medlem og få ekstra bra medlemspriser, poeng på alt du handler og 100 dagers åpent kjøp. Medlemskapet ditt er helt digitalt – praktisk og kortløst!
Les mer