Построение последовательно-параллельных резистивных схем

Как вы уже знаете, существует несколько способов построения схем, состоящих из резисторов и батарей. Самым популярным способом построения временных схем является макетная плата, представляющая собой выполненную из пластика платформу с сотнями электрически связанных между собой отверстий, в которые вставляются выводы компонентов или провода. Под каждым отверстием макетной платы расположены упругие контакты специальной формы, обеспечивающие высокую проводимость и надежность соединений. Вертикальные ряды этих контактов (по 5 штук) соединяются между собой проводами с тыльной стороны платы:

Давайте построим на макетной плате следующую последовательно параллельную схему:

Для удобства мы рекомендуем разместить резисторы на макетной плате так, как они расположены на принципиальной схеме. В случае отсутствия 24-вольтовой батареи, можно использовать 4 последовательно соединенные батареи напряжением 6 вольт:

Это далеко не единственный способ соединения резисторов для формирования вышеуказанной схемы. Альтернативный способ соединения показан ниже:

Если вам нужна постоянная а не временная схема, и вы не хотите прибегать к пайке, то можно ее собрать на клеммной колодке. Клеммные колодки состоят из длинного пластикового корпуса, внутри которого находятся медные контакты. Каждый такой контакт имеет два винтовых зажима для закрепления на нем проводов или выводов радиокомпонентов.

Построить схему на клеммной колодке немного сложнее, чем на макетной плате. Сложность заключается в том, что расположение компонентов на колодке не всегда может быть идентичным расположению на принципиальной схеме. В этом случае вам нужно включить пространственное мышление и преобразовать принципиальную схему в схему клеммной колодки. Посмотрите еще один пример, в котором наша схема из четырех резисторов построена при помощи клеммной колодки:

Следующее расположение компонентов на клеммной колодке проще понять, потому что оно некоторым образом повторяет принципиальную схему:

Построение более сложных схем на клеммной колодке в полной мере задействует ваше пространственно-логическое мышление. В качестве примера можно взять следующую принципиальную схему:

Клеммная колодка, используемая в предыдущем примере, имеет достаточно контактов для монтажа семи резисторов этой схемы. Немного проблематично будет определить все проводные соединения между резисторами, но набравшись терпения мы с вами это обязательно сделаем. Начинать монтаж данной схемы следует с установки всех резисторов на клеммной колодке, и их маркировки. Рядом с монтируемой схемой мы для сравнения будем показывать ее нарисованный оригинал:

Далее, мы начинаем соединять компоненты между собой проводами как показано на схеме. Реальное соединение мы для удобства помечаем красной линией на на принципиальной схеме. На следующих иллюстрациях наглядно показаны все этапы монтажа схемы на клеммной колодке:

Несмотря на то, что компоненты этой схемы на клеммной колодке можно соединить несколькими разными способами, выбранный нами вариант наиболее оптимален. Все созданные связи являются электрически точными (электрически идентичны принципиальной схеме) и несут в себе дополнительное преимущество, так как не обременяют любой винтовой зажим более чем двумя проводами, что служит хорошей практикой в построении подобных схем. 

В качестве примера "разных способов соединения компонентов" можно рассмотреть последний, 11 шаг создания схемы, в котором мы соединили левый вывод резистора R₂ с левым выводом резистора R₃. Этот провод завершил построение схемы, связав между собой параллельные резисторы R₂ и R₃. Вместо данного соединения можно предусмотреть другой вариант, и соединить левый вывод резистора R₂ с правым выводом резистора R₁, который в шаге 9 уже связан с левым выводом R₃ и является с ним электрически общим. Однако, в результате такого соединения у нас появится три провода на винтовом зажиме правого вывода резистора R₁ вместо двух. Будет ли работать такая схема? Конечно будет! Просто три провода на одном зажиме делают схему "грязной", она теряет эстетический вид и, возможно, оказывает чрезмерную нагрузку на винтовые зажимы.

Еще один вариант изменения схемы касается резистора R7. Если на последней иллюстрации мы проставим полярности напряжений всех компонентов, то увидим, что полярность на резисторе R7 отрицательна слева и положительна справа (-,+), в то время как на остальных компонентах она противоположна, положительна слева и отрицательна справа (+,-):

Давайте упорядочим эту схему переставив провода и приведя полярность всех компонентов к одному виду:

Всё выше рассмотренное иллюстрирует важный аспект любой инженерной деятельности - человеческий фактор. Всякий раз, когда существует возможность изменить проект для облегчения понимания и/или простоты обслуживания (без ущерба функциональности), эту возможность нужно реализовать.