Połączenie 4 rezystorów po 30 omów każdy, jak można je zmontować, aby uzyskać równoważną rezystancję 18 omów?
Połączenie 4 rezystorów po 30 omów każdy, jak można je zmontować, aby uzyskać równoważną rezystancję 18 omów?
Oczywiście, aby uzyskać 18 omów, potrzebujesz kilku rezystorów równolegle.
Więc czego potrzebujesz równolegle z rezystorem 30 omów, aby uzyskać 18?Odpowiedź: 45 omów.
Teraz masz prostszy problem: jak uzyskać 45 omów z trzech 30-omowych rezystorów.To powinno być oczywiste!
Niektóre z wcześniejszych odpowiedzi już „dały ci rybę”, ale „nauka łowienia ryb” jest bardziej przydatna w dłuższej perspektywie IMO.
Istnieje technika, którą kiedyś znalazłem w książce do teorii grafów autorstwa Béli Bollobása ze wszystkich miejsc. Wyobraź sobie sieć rezystorów, w której schemat można narysować bez żadnych przejść. Następnie dla danego potencjału przyłożonego do sieci, zmierz potencjał i prąd każdego rezystora składowego. Jeśli wymienisz każdy rezystor na cienką płytkę rezystancyjną, jednostki V są wysokie i I są szerokie (V = IR, więc współczynnik kształtu jest oporem), prostokąty składają się w jeden duży prostokąt, którego współczynnik kształtu jest równoważny rezystancji, a każde złącze pokazuje w górę jako linia pozioma.
To sugeruje sposób na szukanie sieci rezystorów: weź cztery prostokąty o wysokości 30 jednostek i szerokości 1 jednostki, a chcemy znaleźć sposób na przeskalowanie prostokątów i złożenie ich w prostokąt 18 razy wyższy niż jest szeroki.
Dla łatwiejszej wizualizacji, ponieważ wszystkie rezystory są równe, możemy wszystko przeskalować w dół w pionie: problem polega na utworzeniu prostokąta 18:30 (czyli 3: 5) z czterech kwadratów. Dla ilustracji stwierdziłem, że myślę, że każdy możliwy rozmiar prostokąta i opór, jaki można uzyskać za pomocą tych czterech rezystorów, ale znajomość 3: 5 to rozmiar docelowy, może przyspieszyć wyszukiwanie.
(Edytuj: zapomniałem 1: 4, dając 7,5 i 120 omów.)
Równoważna rezystancja to 30-krotność współczynnika kształtu prostokąta. Nie ma potrzeby dokonywania jakiejkolwiek redukcji obwodów szeregowych / równoległych. Ciekawą zaletą jest to, że obracając prostokąt, otrzymujesz obwód, którego rezystancja jest odwrotnością czasów 30 oryginalnego obwodu.
Metoda prostokąta może być nieco przydatna w przypadku sieci, której nie można zredukować za pomocą równań szeregowych / równoległych, chociaż myślę, że można to zrobić za pomocą transformacji trójkąt-gwiazda:
symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
Umieść dwa równolegle, przytnij rezystory do 18R, a resztę wyrzuć do pojemnika na części na później.
https://hackaday.com/2017/04/10/hackaday-trims-its-own-resistors/
Albo zakładając, że są to rezystory 10%, znajdź te, które są na najniższym końcu (27R) i umieść dwa w szeregu, równolegle z jednym 27R.Ostatnią wrzuć do pojemnika na części na później.
symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
symuluj ten obwód - schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
weź cztery 30-omowe rezystory z powrotem do sklepu i poproś o 18-omowy rezystor
Zamiast szukać rezystora 18 omów, poszukaj przewodnika o przewodnictwie 1/18 siemens .
Masz czterech dyrygentów z 1/30 siemensów .
Kiedy masz parallel, ich przewodnictwo po prostu się zwiększa.
Umieszczanie przewodów w series wymaga dość skomplikowanej matematyki **, więc zamień je z powrotem na rezystory dla tej matematyki, ponieważ rezystancje szeregowe po prostu dodają.
** 1 / (1 / C1 + 1 / C2) ... Wyglądasz znajomo?