Marime de baza in lumea electronicii, rezistenta echivalenta este mai prezenta decat crezi in sistemele electrice din jurul tau. Defineste legarea rezistorilor in serie si paralel, conditioneaza curentul pe care il primesti la prize si modul in care lucreaza bateriile.
Toti pasionatii de electronica stiu ca uneori se intampla sa ai nevoie de o rezistenta in circuit, a carei valoare este diferita de rezistoarele standard de pe piata. Aici intervine capacitatea fiecarui electronist de a jongla cu cifrele si gruparile in serie si paralel, pentru a ajunge la valorile dorite. Iata cateva notiuni de baza care te pot ajuta sa intelegi mai bine cum poti lucra corect cu rezistenta echivalenta.
Componente electronice pasive si active
Toate elementele dintr-un circuit electronic sunt caracterizate de proprietati specifice, precum capacitate, rezistenta, inductanta etc. Cele care nu si le modifica o data cu variatia tensiunii de la borne sunt considerate componente pasive (termistoare, bobine, condensatori, rezistoare etc.), in timp ce elementele care isi schimba aceste proprietati o data cu tensiunea sunt clasificate ca fiind active (diode, tranzistori etc.).
Cum contribuie rezistoarele intr-un circuit electric
Aceste rezistente electrice au rolul de a regla fluxul de electroni care circula prin structura lor, pe baza proprietatilor materialului din care sunt confectionate, fara a contine o sursa de putere sau de amplificare. De fapt, functia lor este aceea de a atenua sau a reduce semnalul de tensiune, pe baza pierderilor de energie ce au lor prin producerea de caldura la trecerea curentului.
Cat de importante sunt rezistoarele
Rezistoarele reprezinta 30 – 40% dintre componentele folosite in circuitele electrice si le vei gasi in cele mai multe dintre aparatele electronice. Rezistenta ce caracterizeaza aceste elemente poate fi calculata prin formula rezistentei intr-un ochi de circuit, care este raportul dintre tensiunea la borne si intensitatea curentului in fir.
Inversul acestui raport calculeaza conductanta unui element electric, aratand cealalta parte a monedei si anume, cat din curent lasa acesta sa treaca, pentru ca rezistoarele nu blocheaza complet fluxul de electroni.
O alta varianta ce poate fi folosita pentru orice calcul de rezistenta electrica apeleaza la legea lui Ohm pentru tensiunea in fir, formula reprezentand in acest caz produsul dintre intensitatea curentului in circuit si rezistenta acestuia.
Tipuri de rezistoare
Rezistentele pot fi fixe, cu valori foarte diferite, de la optiuni mai mici de 1Ohmi si pana la versiuni de peste 10MOhmi, si variabile, numite potentiometre. O alta clasificare a acestor componente electrice este data de materialul din care sunt produse. Putem vorbi astfel despre:
- rezistori din carbon – realizati din praf de grafit sau carbon, potrivit pentru circuite cu putere redusa;
- rezistori cu cermet sau pelicula – confectionati dintr-o pasta de oxid metalic conductor, cu valori foarte mici ale puterii;
- rezistori bobinati – destinati circuitelor radio, realizati din corpuri metalice si potrivit pentru puteri mari;
- rezistori semi-conductori – confectionati dintr-o pelicula subtire amplasata pe o suprafata de inalta precizie.
Ce este rezistenta echivalenta
Rezistenta echivalenta este cea calculata pentru mai multi rezistori grupati in diferite moduri intr-un circuit. Este diferita de rezistenta individuala a fiecarui rezistor si reprezinta de obicei scopul pentru care s-a realizat gruparea rezistoarelor. Pentru fiecare caz specific, pentru a calcula rezistenta echivalenta, formula depinde de modul in care au fost legate rezistoarele: in serie, in paralel sau o combinatie dintre cele doua.
Circuit electric in serie si paralel
Legarea in serie si in paralel a rezistorilor se foloseste pentru a obtine o rezistenta diferita de cea oferita din fabrica de elementele componente.
Intr-un circuit electric in serie, componentele sunt legate una dupa alta, similar verigilor unui lant, si impart aceeasi sursa de curent. In acest caz, rezistenta echivalenta se calculeaza simplu, facand suma rezistentelor incluse in acel circuit in serie.
De exemplu, pentru un circuit cu trei rezistori – R1 de 2ohmi, R2 de 3ohmi, R3 de 5ohmi – rezistenta echivalenta este de 10ohmi. La legarea in serie, rezistenta echivalenta va fi intotdeauna mai mare decat rezistentele individuale.
Daca conectezi mai multe rezistente in paralel, situatia se schimba. In acest caz vei calcula inversul rezistentei echivalente ca suma a inverselor rezistentelor componente.
De exemplu, pentru un circuit in paralel care include aceiasi trei rezistori de mai sus, rezistenta echivalenta va fi egala cu 1.03ohmi. Ca regula, atunci cand lucrezi cu rezistenta in paralel, valoarea echivalentei va fi intotdeauna mai mica decat oricare dintre rezistentele individuale incluse in circuit.
Gruparea generatoarelor in paralel si serie
Intr-un circuit cu unul sau mai multi rezistori poti avea un singur generator sau mai multi, legati in serie ori in paralel. Gruparea in serie a doua sau mai multe generatoare presupune legarea bornei pozitive la cea negativa pentru fiecare doua generatoare consecutive. In acest caz, tensiunea electromotoare echivalenta se calculeaza prin insumarea tensiunilor individuale pentru fiecare generator, iar rezistenta interna a sistemului, ca rezistenta echivalenta in serie, prin cumulare rezistentelor specifice. Legea lui Ohm pentru calculul intensitatii curentului in circuit se calculeaza ca raport intre tensiunea echivalenta si suma dintre rezistenta interna si cea a rezistorului inclus.
Gruparea generatoarelor in paralel implica legarea bornelor pozitive intre ele si a celor negative intre ele. In acest caz, legea lui Ohm presupune impartirea tensiunii electromotoare la suma dintre rezistenta rezistorului si rezistenta interna a circuitului divizata cu 3.
Legarea de prize in serie si paralele
Nu putem discuta despre circuite electrice in serie si paralel fara a vorbi si despre cele mai comune componente din locuinta – prizele – care pot fi la randul lor legate in oricare dintre cele doua moduri.
In general, se prefera gruparea in paralel sau in stea, pentru consumatorii de mare putere, cum sunt cuptoarele electrice, frigiderele, congelatoarele, masinile de spalat, plitele cu inductie etc. In acest mod se asigura continuarea functionarii in cazul in care una dintre prize cade prin suprasolicitare. Pentru acest tip de consumator se recomanda de regula si montarea de stabilizatoare de tensiune, in special daca este vorba despre o zona de periferie, unde reteaua nu este foarte stabila.
Legarile in serie sunt mai potrivite pentru circuitele la care se alimenteaza consumatori mici si medii (telefoane mobile, laptopuri, veioze etc.). Marele avantaj al acestui stil de grupare este un cost mai mic al instalarii cablurilor si un timp mai redus de finalizare a instalatiei. Pe de alta parte, intr-un astfel de circuit, atunci cand cade o priza, cad toate.