Resistanssilaskuri – sarja- ja rinnankytkentä sekä johtimen resistanssi
Resistanssilaskuri auttaa sinua laskemaan vastusten yhteisresistanssin riippumatta siitä, onko ne kytketty sarjaan vai rinnan. Lisäksi voit laskea johtimen resistanssin sen materiaalin, pituuden ja paksuuden perusteella. Laskuri sopii sähköalan opiskelijoille, harrastajille ja ammattilaisille.
Sarjaan kytketyt vastukset
Kun vastukset kytketään peräkkäin eli sarjaan, sama virta kulkee kaikkien läpi ja resistanssit lasketaan yhteen:
R = R1 + R2 + R3 + …
Kokonaisresistanssi on aina suurempi kuin yksittäinen vastus. Esimerkiksi 100 Ω, 220 Ω ja 330 Ω sarjassa antavat 100 + 220 + 330 = 650 Ω.
Rinnan kytketyt vastukset
Kun vastukset kytketään rinnan, jännite on sama kaikkien yli ja kokonaisresistanssi lasketaan käänteisarvojen summana:
1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + …
Kokonaisresistanssi on aina pienempi kuin pienin yksittäinen vastus. Esimerkiksi kaksi 10 Ω vastusta rinnan: 1/R = 1/10 + 1/10 = 2/10, joten R = 5 Ω.
Johtimen resistanssi
Sähköjohtimen resistanssi riippuu sen materiaalista, pituudesta ja poikkipinta-alasta:
R = ρ × L / A
Kaavassa ρ (rhoo) on materiaalin ominaisvastus (Ω·m), L johtimen pituus (m) ja A poikkipinta-ala (m²). Mitä pidempi ja ohuempi johdin, sitä suurempi resistanssi.
Yleisiä ominaisvastuksia
- Kupari: noin 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m
- Alumiini: noin 2,65 × 10⁻⁸ Ω·m
- Hopea: noin 1,59 × 10⁻⁸ Ω·m (paras johde)
- Rauta: noin 9,7 × 10⁻⁸ Ω·m
Esimerkkilaskelma johtimelle
Lasketaan 50 metrin kuparijohtimen resistanssi, kun poikkipinta-ala on 2,5 mm² eli 2,5 × 10⁻⁶ m²:
R = 1,68 × 10⁻⁸ × 50 / (2,5 × 10⁻⁶) ≈ 0,336 Ω
Tulos on hyvin pieni, mikä on tyypillistä lyhyille kuparijohtimille. Pitkillä matkoilla resistanssi kasvaa ja aiheuttaa jännitehäviötä.
Sarja- vai rinnankytkentä?
Käytännössä sarjakytkentää käytetään, kun halutaan jakaa jännitettä tai kasvattaa resistanssia, ja rinnankytkentää, kun halutaan pienentää resistanssia tai varmistaa, että laitteet saavat täyden jännitteen. Esimerkiksi kotitalouden pistorasiat on kytketty rinnan, jotta jokainen laite saa saman 230 voltin jännitteen.