Сопротивление, один против всех

Об электрическом сопротивлении меломаны задумываются разве лишь, когда изучают характеристики наушников, наблюдая на них значения 60 Ом, 150 Ом, 300 Ом. При подключении усилителя вас могут смутить надписи на клемах для акустических систем — 4 Ом, 8 Ом…

То есть задумываемся мы о сопротивлении лишь когда жизнь внезапно бросает нам вызов. А ведь сопротивление — это не отменная часть любого электрического компонента.

Единица сопротивления — Ом — получила свое название по фамилии Георга Ома, который понял соотношение и взаимосвязь между током и напряжением, оформив все это в закон Ома, ныне известный вероятно всем.

Квинтэссенция его может быть изображена в таком виде:

Картинка показывает взаимосвязь между напряжением U , током I и сопротивлением R.

Считается необходимая величина по такой схеме:

Надеюсь понятно, что зная две любые величины, мы может высчитать третью.

Сушествует помимо треугольника Ома еще и круг, который имеет больше возможностей:

Но так как сегодня речь пойдет только о сопротивлении, то стоит понять для начала что это такое.

Сопротивление — это свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока.

Т.е. некий проводник, пусть провод, припятствует в какой-то мере прохождению тока.

Мы знаем, что в радиоэлектронике никто не станет просто так использовать проводники, проводники нужны для соединения каких-то компонентов между собой (резисторов, конденсаторов, транзисторов и тд) для создания схемы.

Электронный компонент под названием резистор на разговорном языке так же называется сопротивлением, ибо смысл резистора увеличить сопротивление электрической цепи в каком-то ее месте.

Любую схему мы можем представить в упрощенном виде, как набор сопротивлений (это называется эквивалентная схема).

Например у нас в цепи есть источник питания, есть резистор на 10 Ом и лампочка на 60 ом. (Не очень удачный пример, так как сопротивление лампочки меняется в зависимости от степени накала нити, но это же просто пример, чтобы понять суть).

Можно представить, что схема имеет вид:

И в конечном итоге ничто не мешает нам привести схему к такому виду 60 + 10 = 70 Om:

Т.е. сложив последовательно расположенные сопротивления мы получили общее сопротивление цепи, читай схемы.

Если элементы бы располагались параллельно, то немножко иначе бы считалось: Rобщ= 1/R1 + 1/R2

Если и параллельно и последовательно, то комбинируем.

А теперь собственно к тому, что это все сейчас было, к чему все это?

Вспомните недавний обзор, где ЦАП Topping D50 не запустился, из-за того, что ему не хватило тока. А как это связано и вообще возможно.

Дело в следующем — производитель Topping заявляет, что его ЦАПу нужно питание 5 вольт 1 Ампер, откуда он берет такие значения.

На это нам даст ответ закон ома и споротивление данного компонента.

Мы знаем, что Topping D50 питается от 5 вольт и 1 А.

Дано:

U = 5 v

I = 1 A

Все дело в сопротивлении — Topping D50 обладает внутренним сопротивлением. Давайте посчитаем каким, по закону Ома:

R = U/I

R=5 v / 1 A = 5 Ом.

Т.е. производитель знает, что его устройство Topping D50 обладает сопротивлением 5 Ом и току придется преодолевать это сопротивление, и если ток будет слабее, чем это сопротивление, то компоненты его не получат, ручеек зачахнет где-то по пути.

Теперь следовательно мы может проверить и от обратного.

Мы знаем сопротивление Topping D50 R= 5 Om и знаем напряжение при котором это устройство должно работать, так какой же силы должен быть ток электронов, чтобы обеспечить схему электричеством?

I= U/R = 5/5=1 A

Вот откуда берется эта цифра в 1 А.

Теперь мы тоже знаем почему ЦАП Topping D50 нужен именно 1 Ампер питания. Потому что он обладает внутренним сопротивлением в 5 Ом, которое будет сопротивляться движению тока.

Так все же почему Topping D50 не заработал, когда я подал на него 5 вольт с силой тока 0,8А?

Само устройство требует для работы напряжение 5 вольт. Напряжение и ток и сопротивление завязаны в один клубок зависимостью и если вы недодадите какой то из этих ингедиентов, то другой ингридиент тоже изменится.

Смотрите,

Мы подали 5 вольт и 0,8 А, а сопротивление устройства 5 Ом, так что-же в итоге по напряжению получило наше устройство?

U = I*R = 0.8A * 5 Om = 4 вольта.

Напряжение получилось всего 4 вольта, а напряжение можно образно понимать как давление, которое заставляет течь электроны по проводнику, соответственно раз давления не достаточно, то и тока стало недостаточно (одно с другим завязано) и ЦАП не стартанул.