Vor- und Nachteile der Reihen- und Parallele widerstände
Aufgrund meiner Erfahrung empfehle ich im Standardschaltungsdesign nicht, Widerstände parallel oder in Reihe zu schalten. Manchmal kann es jedoch aus Gründen wie der Notwendigkeit eines hohen Stromverbrauchs erforderlich sein, Reihen- und Parallele widerstände zu verwenden.
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Vorteile der Verbindung von Reihen- und Parallele widerständen
Wie bereits erwähnt, benötigen wir manchmal Hochleistungswiderstände. Die Hochleistungswiderstände sind größer.
Wenn andererseits der hohe Strom durch den Widerstand fließt, wird der Widerstand heiß und seine Komponenten können oxidieren, verbrennen und unbrauchbar werden. Daher sollten die Widerstände entsprechend der Stromstärke ausgewählt werden.
Auf den Märkten ist es meist schwierig, Widerstände mit mehr als 2 Watt zu finden. Angenommen, unsere Schaltung verbraucht einen Ampere Strom und wir müssen 10 Volt von der Ausgangsspannung des Netzteils abziehen.
Das Ohmsche Gesetz besagt hier, dass wir einen 10-Ohm-Widerstand benötigen, aber nicht irgendeinen Widerstand, denn wir sprechen von 1 Ampere und unser Widerstand muss groß genug sein, um nicht sofort durchzubrennen.
Gemäß dem Verhältnis zur Berechnung der Leistung (Spannung * Strom) benötigen wir einen Widerstand, der der Hitze, die durch diesen Energieverlust von 10 Watt entsteht, problemlos standhalten kann, also vom Typ „Gipswiderstände“.
Nehmen wir nun an, wir könnten diesen Widerstandstyp nicht finden. Der Weg in die Zukunft besteht darin, Reihen- und Parallele widerstände mit geringerer Leistungsfestigkeit zu verwenden. Normale Widerstände haben eine Leistung von 0,25 Watt. Werden zehn davon in Reihe geschaltet, halten sie insgesamt 2,5 Watt aus.
Da wir 10 Watt benötigten, reichen 40 Widerstände dieses Typs.
Der Wert jedes Widerstands sollte 0,25 Ohm betragen. Wir verwenden jedoch aus zwei Gründen 45 Widerstände mit 0,22 Ohm:
1- Es ist einfacher, diese Widerstände auf dem Markt zu finden.
2- Die Gesamtleistung sollte höher sein als die erforderliche Spannung.
Im obigen Beispiel war die erforderliche Anzahl an Widerständen zu hoch, aber jetzt gehen wir davon aus, dass wir etwa 100 Ohm 1 Watt Widerstände haben.
In diesem Fall können Sie den gewünschten Wert erreichen, indem Sie zehn dieser Widerstände parallel schalten. Aber wundern Sie sich nicht, wenn manche Widerstände nach einiger Zeit braun werden, denn die Gesamtleistung entspricht der benötigten Leistung.
Gemäß den Standardkonstruktionsprinzipien ist es besser, die tolerierbare Leistung als das Doppelte der erforderlichen Leistung anzunehmen, damit kein Problem auftritt.
Nachteile
Einige der Nachteile wurden bisher erwähnt. Aber um das Problem genauer zu erklären, betrachten wir die Fehlerquote.
Normale Widerstände können einen Fehler von bis zu 5 % gegenüber dem von uns erwarteten Wert aufweisen.
Im obigen Beispiel mit 10 Ohm würden die Kennlinien den Berechnungen zufolge beispielsweise zwischen 9,5 und 10,5 Ohm und einer Leistung von 9,5 bis 10,5 Watt liegen.
Tatsächlich können wir einen Widerstand von 9,5 Ohm, 10,5 Watt oder 9,5 Ohm, 9,5 Watt usw. haben.
Daher ist es nicht möglich, diese Zahlen zu berechnen und wir müssen uns so weit wie möglich von den absoluten Höchstbewertungen fernhalten
In diesem Fall werden die Berechnungen eine große Herausforderung sein und wir müssen die Anzahl der Teile auf jeden Fall erhöhen.
Berechnungen von Widerständen in Reihe und parallel
Die Berechnungen finden Sie im Artikel „Die Widerstände“.
Geschrieben von: M. Mahdi K. Kanan – Full-Stack-Elektronik- und Programmieringenieur und Gründer von WiCardTech