추가 저항 계산

개념 및 공식

소비자가 설계된 것보다 더 높은 전압에서 전원을 켜야 하는 경우 추가 저항 rd와 직렬로 전원을 켭니다(그림 1). 추가 저항 생성 전력 감소 사용자의 전압을 필요한 값인 Up으로 낮추는 Ud.

소스 전압은 소비자 전압과 추가 저항의 합과 같습니다. U = Up + Ud; U = Upn + I ∙ rd.

이 방정식에서 필요한 추가 저항을 결정할 수 있습니다. I ∙ rd = U-Up, rd = (U-Up) / I.

추가 저항을 사용하여 전압을 낮추는 것은 저항에서 전기 에너지가 열로 변환되기 때문에 비경제적입니다.

쌀. 1. 추가 저항

의 예

1. 아크 램프(그림 2)는 아크 전압 Ul = 45V에서 전류 I = 4A를 소비합니다. DC 공급 전압이 U = 110V인 경우 어떤 저항을 램프와 직렬로 연결해야 합니까?

쌀. 2.

무화과에서.2는 흑연 전극과 추가 저항을 포함하는 다이어그램과 저항 및 아크 램프를 지정하는 단순화된 다이어그램을 보여줍니다.

램프를 통과하는 전류 I = 4A와 추가 저항 rd는 아크 Ul = 45V에서 유용한 전압 강하를 생성하고 추가 저항을 통해 전압 강하 Ud = U-Ul = 110-45 = 65V를 생성합니다.

추가 저항 rd = (U-Ul) / I = (110-45) / 4 = 65/4 = 16.25 옴.

2. 작동 전압이 140V이고 전류가 2A인 수은 램프가 추가 저항을 통해 220V 네트워크에 연결되며 그 값을 계산해야 합니다(그림 3).

쌀. 삼.

네트워크의 전압은 추가 저항과 수은 램프의 전압 강하의 합과 같습니다.

U = Ud + Ul;

220 = I ∙ rd + 140;

2 ∙ 차 = 220-140 = 80;

rd = 80/2 = 40옴.

추가 저항을 사용하면 전류가 흐를 때만 전압이 떨어집니다. 스위치를 켜면 전체 주전원 전압이 램프로 떨어집니다. 이 경우 전류가 작기 때문입니다. 추가 저항의 전류 및 전압 강하는 점진적으로 증가합니다.

3. 작동 전압이 105V이고 전류가 0.4A인 40W 가스 방전 램프를 220V 네트워크에 연결하고 추가 저항 rd의 값을 계산합니다(그림 4).

추가 저항은 주전원 전압 U를 램프 Ul의 작동 전압으로 줄여야 합니다.

쌀. 4.

램프를 켜려면 먼저 220V의 주전원 전압이 필요합니다.

U = Ud + Ul;

Ud = 220-105 = 115V;

rd = (115V) / (0.4A) = 287.5옴.

저항 양단의 전압 강하는 열로 변환되는 전기 에너지 손실을 초래합니다.교류에서는 추가 저항 대신 초크가 사용되므로 훨씬 경제적입니다.

4. 전압 Uc = 110V 및 전력 170W용으로 설계된 진공 청소기는 U = 220V에서 작동해야 합니다. 추가 저항은 얼마입니까?

무화과에서. 도 5는 팬 및 추가 저항이 있는 모터 D를 보여주는 진공 청소기의 스케치 및 개략도를 보여준다.

공급 전압은 모터와 추가 저항 rd 사이에 절반으로 나누어져 모터가 110V가 되도록 합니다.

U = Udv + Ud;

U = Udv + I ∙ rd;

220 = 110 + I ∙ rd.

진공 청소기의 데이터에 따라 전류를 계산합니다.

I = P / Us = 170/110 = 1.545A;

rd = (U-Udv) / I = (220-110) / 1.545 = 110 / 1.545 = 71.2옴.

쌀. 5.

5. 전압 220V, 전류 12A용 DC 모터는 내부 저항 rv = 0.2옴. 저항은 무엇이어야 하는가 가변 저항 시작시동 시 돌입 전류가 18A 이하가 되도록(그림 6)?

쌀. 6.

시동 저항 없이 모터를 네트워크에 직접 연결하면 모터의 시동 전류는 허용되지 않는 값 Iv = U / rv = 220 / 0.2 = 1100A가 됩니다.

따라서 모터를 켜려면 이 전류를 약 I = 1.5 ∙ In으로 줄여야 합니다. 모터가 정상 작동하는 동안 가변 저항은 단락됩니다(모터는 위치 5에 있음). 주전원 전압에 대한 전압; 따라서 공칭 모터 전류는 상대적으로 작은 값을 갖습니다(In = 12 A).

시작할 때 전류는 시작 가변 저항과 모터의 내부 저항에 의해서만 제한됩니다. I = U / (rd + rv);

18 = 220 / (rd + 0.2); rd = 220 / 18-0.2 = 12.02옴.

6.전압계의 측정 범위는 Uv = 10V이고 저항은 rv = 100Ohm입니다. 전압계가 최대 250V의 전압을 측정하려면 추가 저항 rd는 무엇이어야 합니까(그림 7)?

쌀. 7.

직렬 추가 저항이 포함되면 전압계의 측정 범위가 증가합니다. 측정된 전압 U는 저항 Ud 양단의 전압 강하와 전압계 Uv 단자의 전압의 두 가지 전압으로 나뉩니다(그림 8).

쌀. 여덟.

U = Ud + Uv;

250V = Ud + 10B

화살표가 완전히 편향된 장치를 통과하는 전류는 Iv = Uv / rv = 10/100 = 0.1A와 같습니다.

250V의 전압을 측정할 때(추가 저항 포함) 동일한 전류가 전압계를 통과해야 합니다.

그런 다음 250B = Ic ∙ rd + 10B;

IV ∙ rd = 250-10 = 240V.

추가 저항 rd = 240 / 0.1 = 2400 옴.

추가 저항이 있는 경우 전압계 전압이 10V일 때 전압계 바늘의 편향이 최대가 되지만 추가 저항에 따라 눈금이 보정됩니다.

우리의 경우 화살표의 최대 편차는 250V의 분할에 해당해야 합니다.

일반적으로 전압계의 범위 게인은 다음과 같습니다.

n = U / Uv, 또는 n = (Ud + Uv) / Uv = Ud / Uv +1;

n-1 = (Ic ∙ rd) / (Ic ∙ rc);

rv ∙ (n-1) = rd;

rd = (n-1) ∙ rv.

7. 전압계의 내부 저항은 80Ω이고 측정 범위는 30V입니다. 전압계가 360V의 전압을 측정할 수 있도록 필요한 추가 저항 rd의 값을 계산하십시오.

이전 계산에서 얻은 공식에 따르면 추가 저항은 다음과 같습니다. rd = (n-1) ∙ rv,

여기서 범위 이득은 n = 360/30 = 12입니다.

그러므로,

rd = (12-1) ∙ 80 = 880옴.

새로운 360V 측정 범위에 대한 추가 저항 rd는 880옴입니다.