Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler, aynı devrede hem seri hem paralel bağlanmış direnç ağlarından oluşur, bir çok devrede karşımıza doğrudan seri ya da paralel bağlı olmaktansa dirençler bu şekilde çıkar.

Önceki içeriklerde, Seri Direnç Ağı veya Paralel Direnç Ağı oluşturmak için bireysel dirençleri birbirine nasıl bağlayacağımızı öğrendik ve her direnç kombinasyonunda akan çeşitli akımları ve voltajları bulmak için Ohm Yasasını kullandık.

Ancak, daha karmaşık dirençli ağlar üretmek için aynı devre içinde çeşitli dirençleri hem paralel hemde seri kombinasyonlarında birbirine bağlamak istersek, bu dirençli kombinasyonlar için birleşik veya toplam devre direncini, akımlarını ve voltajlarını nasıl hesaplarız?

Seri ve paralel direnç ağlarını bir araya getiren direnç devreleri genellikle Direnç Kombinasyonu veya karışık direnç devreleri olarak bilinir. Devrelerin eşdeğer direncini hesaplama yöntemi, herhangi bir bireysel seri veya paralel devre için olanla aynıdır ve umarım artık seri bağlı dirençlerin tam olarak aynı akımı taşıdığını ve paralel bağlı dirençlerin aralarında tam olarak aynı gerilime sahip olduğunu biliyoruz.

Örneğin, aşağıdaki devrede 12v kaynağından alınan toplam akımı ( I T ) hesaplayın .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

İlk bakışta bu zor bir görev gibi görünebilir, ancak biraz daha yakından bakarsak, iki direncin, R2  ve  R3‘ün  aslında seri bağlı olduğunu görebiliriz, böylece bunları bir araya getirerek tek bir dirençmiş gibi davranabiliriz. Bu nedenle, bu kombinasyon için ortaya çıkan direnç şöyle olacaktır:

2  + R 3  = 8Ω + 4Ω = 12Ω

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Bu sayede aslında 2 paralel direnç ve bunlara seri olan bir direnç elde etmiş oluruz. Elde ettiğimiz iki paralel direncide tek bir dirence düşürebiliriz:

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Yaptığımız tüm işlemlerden sonra devremiz bu şekli alır:

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Kalan iki direncin, R 1 ve R (comb) bir “SERİ” kombinasyonda birbirine bağlı olduğunu ve tekrar birlikte eklenebileceğini görebiliriz, böylece A ve B noktaları arasındaki toplam devre direnci:

(ab) = R comb  + R 1  = 6Ω + 6Ω = 12Ω

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Böylece, yukarıdaki orijinal devrede birbirine bağlı orijinal dört direnci değiştirmek için sadece 12Ω’luk tek bir direnç kullanabiliriz.

Ohm Yasasını kullanarak, devreden geçen akımın ( I ) değeri şu şekilde hesaplayabiliriz:

toplam devre akımı

Ardından, birkaç dirençten oluşan herhangi bir karmaşık direnç devresinin, yukarıdaki adımları kullanarak seri veya paralel olarak birbirine bağlı tüm dirençleri değiştirerek yalnızca bir eşdeğer dirençle basit bir tek devreye indirgenebileceğini görebiliriz.

Bunu bir adım daha ileri götürerek , gösterildiği gibi iki dal akımını, I 1 ve I 2’yi bulmak için Ohm Yasasını kullanabiliriz .

(R1) = I*R 1 = 1*6 = 6 volt

(RA) = V R4 = (12 – V R1 ) = 6 volt

Böylece:

1 = 6V ÷ R A = 6 ÷ 12 = 0,5A veya 500mA

2 = 6V ÷ R 4 = 6 ÷ 12 = 0,5A veya 500mA

İki kolun direnç değerleri 12Ω’de aynı olduğundan, I 1 ve I 2’nin iki dal akımı da 0,5A (veya 500mA)’da eşittir. Bu nedenle bu, toplam besleme akımı verir, I T : yukarıda hesaplandığı gibi 0,5 + 0,5 = 1,0 amper .

Karmaşık direnç kombinasyonları ve dirençli ağlarla, bu değişiklikler yapıldıktan sonra yeni devreyi çizmek bazen daha kolaydır, çünkü bu matematiğe görsel bir yardım olarak yardımcı olur. Ardından, eşdeğer bir direnç olan R EQ bulunana kadar herhangi bir seri veya paralel kombinasyonu değiştirmeye devam edin. Şimdi başka bir karmaşık direnç kombinasyon devresini deneyelim.

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler Soru Örneği 1

Aşağıdaki direnç kombinasyon devresi için eşdeğer direnci, R EQ‘yu bulun .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Yine, ilk bakışta bu direnç merdiveni ağı karmaşık bir devreymiş gibi görünebilir, ancak daha önce olduğu gibi sadece birbirine bağlı seri ve paralel dirençlerin bir kombinasyonudur. Sağ taraftan başlayarak ve iki paralel direnç için basitleştirilmiş denklemi kullanarak, R 8 – R 10 kombinasyonunun eşdeğer direncini bulabilir ve buna R A adını verebiliriz .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler
Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

RA ve R7 direnci seri olacaktır bu yüzden toplam direnci R A + R 7 = 4 + 8 = 12Ω olur.

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

12Ω olan bu direnç değeri artık R6 ile paraleldir ve RB olarak hesaplanabilir.

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

B , R 5 ile seri halinde olduğundan , gösterildiği gibi toplam direnç R B + R 5 = 4 + 4 = 8Ω olacaktır .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

8Ω olan bu direnç değeri şimdi R 4 ile paraleldir ve gösterildiği gibi R C olarak hesaplanabilir .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

C , R 3 ile seri halinde olduğundan toplam direnç gösterildiği gibi R C + R 3 = 8Ω olacaktır .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Hesaplanan 8Ω değeri R 2 ile paralel olduğundan yeni bir hesaplama ile bunlara RD diyebiliriz:

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

D , R 1 ile seri halinde olduğundan toplam direnç gösterildiği gibi R D + R 1 = 4 + 6 = 10Ω olacaktır .

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler

Ardından, seri ve paralel kombinasyonlarda birbirine bağlanmış on ayrı dirençten oluşan yukarıdaki karmaşık kombinasyonel dirençli ağ, 10Ω değerinde tek bir eşdeğer direnç (  R EQ ) ile değiştirilebilir .

Seri ve paralel dallardaki dirençlerden oluşan herhangi bir kombinasyonel direnç devresini çözerken atmamız gereken ilk adım, basit seri ve paralel direnç dallarını belirlemek ve bunları eşdeğer dirençlerle değiştirmektir.

Bu adım, devrenin karmaşıklığını azaltmamıza ve seri devrelerin voltaj bölücüler ve paralel devrelerin akım bölücüler olduğunu hatırlayarak karmaşık bir kombinasyonel dirençli devreyi tek bir eşdeğer dirence dönüştürmemize yardımcı olacaktır.

Ancak, eşdeğer dirençler kullanılarak basit bir paralel veya seri devreye indirgenemeyen daha karmaşık T-pad Zayıflatıcı ve dirençli köprü ağlarının hesaplamaları farklı bir yaklaşım gerektirir. Bu daha karmaşık devrelerin Kirchhoff’un Akım Yasası ve başka bir içerikte ele alınacak olan Kirchhoff’un Gerilim Yasası kullanılarak çözülmesi gerekir.

Dirençler hakkında bir sonraki öğreticide, bir direnç dahil olmak üzere iki nokta arasındaki elektriksel potansiyel farkına (voltaj) bakacağız.