Из жизни резисторов…

"электромеханический замок, напряжение питания которого равно 12 В + 10%"

Обычно такие замки нормально работают от 15-18В, а от 12 - только пока новые, чистенькие внутри. Потребляют в среднем 1,5А в импульсе. Поэтому обычно использовали с ними нестабилизированные БП или впаивались перед стабилизатором. У Телеинформсвязи были даже специальные БП с 2 выходами: 12В стаб. и нестабилизированный для замка. У меня дома на калитке работает 20 лет уже такой замок. Изредка (раз года в три) смазываю, и ок.

Впрочем, для задачи это конечно значения не имеет.

2В/3А = 0,66...Ом - сопротивление проводов суммарно (+ и -).

Если они одинаковы, то по 0,33... Ом на каждый.

У меня дома на калитке работает 20 лет уже такой замок. Изредка (раз года в три) смазываю, и ок. Впрочем, для задачи это конечно значения не имеет.

А что имеет ? Знание закона ОМа ?! Нет ничего ценнее , чем = ОПЫТ . Вот в суседней теме все рекомендуют " как подключить замок параллельно-панели вызова" , но нет ни одной схемы подключения . ТС обещает хвалебный отзыв, как-все-получилось ... а его не будет ...не подключит . Я-эти-схемы рисую каждый день десятками ...без рисунка не будет = результата.

Ответ на задачу №27

Сугубо теоретическое решение задачи.
Максимальное управляющее напряжение (с учетом заводского допуска), которое требуется для гарантированного срабатывания замка:

Uz = 12 В + 12 В х 10% = 13,2 В

Если имеется источник питания с напряжением Е = 14 В, то на общем сопротивлении двух соединительных проводов должно упасть напряжение, не превышающее значения:

Er = 14 – 13,2 В = 0,8 В

При токе замка Iz = 3 А общее сопротивление двух соединительных проводов не должно превышать

R = 0,8 В : 3 А = 0,27 Ом

Иначе говоря, сопротивление каждого из этих проводов должно быть не более

R/2 = 0,13 Ом

Задача №28

Имеется электромагнитный замок, который можно подключить к источнику напряжения 12 В (при этом ток потребления 0,3 А), либо к источнику 24 (ток потребления 0,15 А).

В каком случае потребляется большая мощность?

В каком случае меньше падение напряжения на соединительных проводах?

При токе замка Iz = 3 А общее сопротивление двух соединительных проводов не должно превышать R = 0,8 В : 3 А = 0,27 Ом Иначе говоря, сопротивление каждого из этих проводов должно быть не более R/2 = 0,13 Ом

ЮМ, не соглашусь с формулировкой. Если сопротивление будет больше, чем Вы рассчитали, то напряжение на замке снизится и будет ближе к номиналу 12В, отодвигаясь от предельного значения 13,2В, что в общем неплохо.

А вот если сопротивление будет меньше, то напряжение на замке выйдет за допустимый диапазон в плюс.

Михаил!

Мысли такие.

1. Электромеханический замок должен разблокировать дверь в случае подаче на него напряжения, указанного в паспорте производителем замка, то есть в районе от 10,8 В до 13,2 В.

2. Придет на замок напряжение, меньшее 10,8 В - замок, скорей всего, не сработает.

3. Придет на замок напряжение, большее 13,2 В - замок может быть выведен из строя.

4. Считаем, что напряжение на выходе источника питания стабилизированное и равное 14 В.

5. Чтобы замок надежно срабатывал, падение напряжения на двух соединительных проводах должно быть не более

14 В - 10,8 В = 3,2 В,

то есть общее сопротивление соединительных проводов дожно быть не более

R = 3,2 В : 3 А = 1,07 Ом

6. Чтобы замок не вышел из строя, падение напряжения на двух соединительных проводах должно быть не менее

14 В - 13,2 В = 0,8 В

то есть общее сопротивление соединительных проводов дожно быть не менее

R = 0,8 В : 3 А = 0,27 Ом

Таким образом, общее сопротивление соединительных проводов должны быть в пределах

R = (0,27... 1,07) Ом

Сопротивление каждого из проводов - в 2 раза меньше.

Вывод: я был не прав.

Ответ на задачу №28

Потребляемая мощность одинакова в обоих случаях:

P = 12 В х 0,3 А = 24 В х 0,15 А = 3,6 Вт

При питании от источника напряжением 24 В ток меньше, поэтому и падение напряжения на соединительных проводах в этом случаем будет меньше (этот принцип широко используется в электротехнике, например, для эффективной передачи мощности с помощью линий высоковольтных передач).

Задача №29

К источнику напряжения Е = 16 В надо подключить нагрузку Rн = 100 Ом, которая рассчитана на работу при напряжении Uн = 12 В.

Чтобы погасить напряжения источника Е используется балластное сопротивление Rб.

Каким должен быть номинал резистора Rб, на какую рассеиваемую мощность он должен быть рассчитан?

Ответ на задачу №29

Ток в цепи:

I = Uн : Rн = 12 : 100 = 0,12 А

Падение напряжения на балластном резисторе:

Uб = E - Uн = 16 - 12 = 4 В

Сопротивление балластного резистора:

Rб = Uб : I = 4 : 0,12 ~ 33 Ом

Мощность балластного резистора:

Pб = Uб х I = 4 х 0,12 > 0,5 Вт

Можно решить по-другому

Падение напряжения на резисторах распределяется пропорционально их сопротивлениям:

Uн : Е = Rн : (Rн + Rб)

12 / 16 = 100 / (100 + Rб)

(100 + Rб) = 16 х 100 / 12 = 133, Ом

Rб ~ 33 Ом

Задача №30

Для обогрева прибора в уличных условиях используется резистор R1, подключенный к источнику напряжения Е.

Обогрева оказалось недостаточно, поэтому было принято решение увеличить тепловыделение в 1,5 раза, для чего параллельно R1 решили подключить резистор R2.

Чему должно быть равно сопротивление резистора R2?

По закону Джоуля-Ленца в случае лишь одного резистора R1 выделяемое тепло равно

Q₁ = I² x R₁ x t = (E ^_/R₁)²x R₁ x t = E² x t / R₁

В случае двух параллельно включенных резисторов тепло равно

Q₂ = E² x (R1 + R2) x t / (R1 x R2)

Q₂ = 1,5Q₁

E² x (R1 + R2) x t / (R1 x R2) = 1,5 x E² x t / R₁

Сокращаем одинаковые члены, получаем:

(R1 + R2) / (R1 x R2) = 1,5 / R1

R1 + R2 = 1,5 R2

R1 = 0,5 R2

Ответ:

R2 = 2 R1

Вариант более простого решения

Присоединение параллельно резистору R1 резистора R2 увеличивает тепловыделение на 0,5 от того, что было:

Q_общ = Q₁ + 0,5Q₁

Эта половинная от первоначального добавка тепла:

E² x t / R2 = 0,5 x E² x t / R1

1/R2 = 0,5 / R1

R2 = 2R1