Расчет резистора для светодиода, калькулятор расчёта сопротивления

Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.

Содержание

• 1. Онлайн калькулятор
• 2. Основные параметры
• 3. Особенности дешёвых ЛЕД

Онлайн калькулятор

Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление  в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.

Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.

Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла.  Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.

Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.

Основные параметры

Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД

Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми.  Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно. Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло.  Чем равномернее они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.

Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB  диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от  10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.

Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа  и зависит от назначения:

• цвета синий, красный, зелёный, желтый;
• трёхцветный RGB;
• четырёхцветный RGBW;
• двухцветный, теплый и холодный белый.

Особенности дешёвых ЛЕД

Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели  SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.

Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм. В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.

Китайские светодиодные лампы кукурузы

Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.

Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W

Чтобы сэкономить денежку, мои  светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло.  Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.

Особенности выбора и применения резисторов в силовой технике

Кажущаяся простота и очевидность применения резисторов создает у разработчиков силовой преобразовательной аппаратуры обманчивое впечатление малого влияния резисторов, как крайне простых, с точки зрения схемотехники, приборов на результирующую надежность разрабатываемого устройства. Однако это не так, и применение резисторов, как и любых других компонентов, требует тщательного подхода к выбору типов и обеспечению благоприятных условий работы.

Для лучшего понимания особенностей работы резисторов обратимся к базовым понятиям. Резистор, как элемент электрической цепи, служит для создания сопротивления протеканию электрического тока. В идеальном случае работа резистора определяется фундаментальным законом, установленным немецким физиком Георгом Симоном Омом и носящим его имя:

где R — электрическое сопротивление участка цепи; U — напряжение, приложенное к участку цепи; I — ток, протекающий в цепи.

При протекании тока через резистор энергия упорядоченного движения носителей заряда превращается в тепловую и рассеивается в окружающем пространстве за счет теплопередачи и излучения. Мощность, выделяемая в резисторе, может быть определена по формуле, следующей из закона Ома:

или

Здесь P — мощность, выделяемая в участке цепи; R — электрическое сопротивление участка цепи; U — напряжение, приложенное к участку цепи; I — ток, протекающий в цепи.

Мощность, выделяемая в резисторе, вызывает рост его температуры. Максимальная температура, которую резистор может выдерживать без повреждений, зависит от конструкции резистора и применяемых материалов — как собственно резистивного элемента, так и его арматуры. Именно максимальная температура наиболее горячего участка резистора определяет ту мощность, которую резистор способен рассеивать.

В зависимости от условий, в которых находится резистор (температура, влажность, давление окружающего воздуха и скорость его движения), одна и та же рассеиваемая мощность вызывает различный прирост температуры прибора, поэтому при выборе резистора важно не только определить выделяемую мощность, но и условия его работы.

Номинальная мощность резистора определяется как мощность, рассеиваемая прибором без превышения предельно допустимой температуры при естественном воздушном охлаждении на высоте 0 м над уровнем моря при температуре воздуха 25 °С.

При эксплуатации резистора следует помнить, что выделяемая мощность имеет квадратичную зависимость от приложенного к резистору напряжения или от протекающего тока (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость выделяемой мощности от напряжения (тока) резистора

Это означает, что небольшой рост напряжения или тока в цепи вызовет существенный рост рассеиваемой мощности, которая может превзойти максимально допустимую для примененного резистора, что приведет к выходу прибора из строя. Поэтому при выборе резистора важно не только знать номинальные ток и напряжение для него, но и учитывать возможные продолжительные отклонения, в частности из-за колебаний напряжения питающей сети.

Если мощность, рассеиваемая резистором, постоянна, то через некоторое время температура резистора стабилизируется (когда количество тепла, выделяемого в резисторе, станет равным количеству тепла, отдаваемого резистором в окружающую среду посредством излучения, конвекции и теплопередачи конструкции).

Чем больше физический размер резистора, тем эффективнее происходит процесс отдачи тепла и тем ниже будет равновесная температура при одной и той же выделяемой мощности. Кроме того, эффективность излучения, конвекции и теплопередачи существенно зависит от конструкции резистора, применяемых материалов и условий охлаждения.

Приводимые в справочных материалах величины максимальной рассеиваемой мощности резисторов относятся к условиям естественного охлаждения. На сегодняшний день существует ряд стандартов, регламентирующих метод определения максимально допустимой мощности рассеяния резисторов исходя из температуры перегрева наиболее горячего участка резистора. Ведущие производители мощных резисторов (Danotherm, Ohmite, Arcol, SIR и др.) при нормировании мощности своих приборов обычно руководствуются рекомендациями National Electrical Manufacturers Association (NEMA) и Underwriters Laboratories, Inc. (UL). Согласно таковым, максимально допустимая мощность при естественном охлаждении для резистора заданных физических характеристик и размеров, определяется как мощность, вызывающая температуру (измеренную термопарой) перегрева наиболее горячего участка резистора в 300 °С при температуре окружающего воздуха 40 °С.

Измерение производится при неподвижном воздухе в условиях свободной конвекции и удалении резистора от ближайшего объекта (в частности, стен, панелей, приборов) не менее чем на 35 см.

Несколько иные условия измерений определяет стандарт MIL-R-26, первоначально разработанный для проволочных резисторов военного и аэрокосмического применения, а затем распространенный и на приборы промышленного и коммерческого назначения. Согласно этому стандарту максимальная температура нагрева наиболее горячего участка резистора устанавливается равной 350 °С при температуре окружающего воздуха 25 °С. Таким образом, соответствующая температура перегрева составляет 325 °С.

На рис. 2 показаны усредненные графики зависимости температуры перегрева резисторов по различным стандартам в зависимости от относительной рассеиваемой мощности.

Рис. 2. Зависимость температуры перегрева резистора от относительной рассеиваемой мощности

В первом приближении температура резистора зависит от площади его поверхности, а также (в меньшей степени) от ряда других факторов, таких как теплопроводность основания и покрытия резистора, эффективность излучения поверхности, отношения длины резистора к его диаметру, теплопередача через выводы и средства монтажа.

Максимально допустимая температура резистора будет определяться свойствами его конструктивных материалов и является предельной величиной, при превышении которой прибор может потерять работоспособность. В общем случае на данную величину можно ориентироваться только для расчета предельных режимов работы устройства.

В нормальных условиях эксплуатации следует принимать во внимание не только и не столько физическое функционирование резистора, но и другие параметры, такие как изменение сопротивления при росте температуры, нагрев окружающих резистор устройств за счет выделяемого им тепла, зависимость сопротивления от влажности окружающего воздуха (особенно для резисторов открытых типов), изменение характеристик при циклической нагрузке и т. п.

Если температура окружающей среды отличается (в сторону увеличения) от 25 °С (или 40 °С), то рассеиваемая резистором мощность должна быть соответственно снижена до значений, при которых не превышается максимально допустимая температура нагрева прибора. На рис. 3 изображены графики зависимости относительной рассеиваемой мощности резисторов от температуры окружающего воздуха согласно рекомендациям NEMA, UL и MIL-R-26 (U-EIA).

Рис. 3. Зависимость относительной мощности рассеяния резистора от температуры окружающего воздуха

При построении данных зависимостей принимается, что температура перегрева не зависит от величины температуры окружающей среды. Однако это не совсем верно. Точный расчет должен учитывать повышение эффективности излучения с ростом температуры согласно законам Стефана-Больцмана и Вина. Но вклад, вносимый за счет этого при невысоких температурах (до 1000–1500 °С) весьма невелик, и его можно не учитывать в подавляющем большинстве конструктивных расчетов.

Для некоторых типов резисторов в справочных данных указывается предельно допустимая тепловая нагрузка поверхности. Для большинства типов проволочных резисторов она составляет от 0,7 Вт/см² (для резисторов большого размера на мощности более 150–200 Вт) до 2 Вт/см² (для небольших резисторов с мощностью 10–20 Вт). Эту величину удобно использовать при расчете работы резистора в качестве нагревательного элемента.

Следует обратить внимание на то, что в рекомендациях по определению максимальной мощности резисторов не указано расположение резистора относительно поверхности земли. Но имеется точное указание на то, что температура измеряется для наиболее горячего участка резистора. У горизонтально расположенного трубчатого проволочного резистора с равномерной намоткой резистивного элемента температура в районе середины прибора может быть в 1,5–2,5 раза выше, чем температура у торцов (в зависимости от способа крепления). При вертикальном расположении зона максимального нагрева смещается вверх на 3–10% длины резистора, а верхний торец имеет бульшую температуру, чем нижний. Это вызывает некоторое увеличение механических напряжений в конструкции прибора и может снизить его надежность. Поэтому при прочих равных условиях всегда следует предпочитать горизонтальное расположение резисторов, за исключением специально предназначенных для вертикального монтажа приборов, например в теплоотводящих корпусах из алюминиевого профиля. Для ряда особых случаев применения (например, в качестве равномерного источника тепла) выпускаются специальные резисторы с неравномерной намоткой резистивного элемента (более частая у краев и редкая в середине), у которых температура практически постоянна по всей длине прибора.

Рассмотрим подробнее основные факторы, определяющие температуру резистора, либо, с другой стороны, требуемую величину номинальной мощности, при которой температура не превышает заданной:

1. Температура окружающей среды

Повышение температуры окружающей среды вызывает соответствующее снижение допустимой температуры перегрева и соответствующей ей мощности рассеяния. График зависимости относительной допустимой мощности рассеяния от температуры окружающей среды приведен выше, на рис. 3. Если температура окружающей среды ниже той, для которой была определена максимальная мощность рассеяния (25 °С или 40 °С), то в ряде случаев можно допустить повышение максимальной мощности выше типовой величины, но при этом необходимо дополнительно уточнять возможности резистора по работе с токами, превышающими номинальный. Превышение тока резистора в данном случае может вызвать не увеличение его температуры выше предельно допустимой, а разрушение внешних и внутренних контактов (места соединения резистивного элемента с выводами) и локальные перегревы и плавление резистивного элемента.

2. Монтаж в закрытом корпусе

Монтаж резистора в корпусе ухудшает условия отвода тепла за счет излучения (часть излучения отражается стенками корпуса, остальная часть излучается как в окружающее, так и во внутреннее пространство корпуса), а также за счет конвекции (корпус нарушает конвекционный ток воздуха и преграждает доступ холодного воздуха к резистору). Существенное влияние на температуру резистора, помещенного в корпус, оказывают размер, толщина стенок, их материал и наличие перфорации и окраски поверхности. Ухудшение условий работы резистора при помещении в корпус хорошо демонстрируют графики на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость температуры перегрева резистора от мощности при монтаже в свободном пространстве и в корпусах разного размера

3. Монтаж групп резисторов

Резисторы, монтируемые на малом расстоянии друг от друга, при работе разогреваются сильнее, чем одиночный резистор при такой же рассеиваемой мощности (на каждом из резисторов группы). Это происходит за счет взаимного нагрева резисторов излучением и увеличением количества тепла, приходящегося на единицу объема охлаждающего воздуха при естественной конвекции. Для того чтобы температура резисторов, работающих в группе, не превысила допустимого значения, необходимо снижать мощность, приходящуюся на каждый из приборов по отношению к максимально допустимой для одного свободно установленного резистора. Рис. 5 дает представление о порядке требуемого снижения мощности рассеяния на каждом из резисторов в зависимости от количества резисторов в группе и расстояний между ними.

Рис. 5. Зависимость допустимой мощности рассеяния каждого резистора в группе от количества резисторов и расстояний между ними

4. Высота над уровнем моря

Количество тепла, отводимого от резистора за счет конвекции воздуха, зависит от плотности последнего. Чем более разрежен воздух, тем меньшее количество тепла он способен отвести. При подъеме в атмосфере плотность воздуха снижается, а это означает, что максимальная мощность рассеяния резисторов будет снижаться. На высотах более 20 000 м плотность воздуха уже настолько мала, что конвективный отвод тепла перестает играть сколько-нибудь заметную роль в общем тепловом балансе резистора и тепло отводится только за счет излучения и теплопередачи элементам конструкции. На рис. 6 представлен график зависимости относительной мощности рассеяния резистора от высоты его размещения (над уровнем моря).

Рис. 6. Зависимость относительной допустимой мощности рассеяния резистора от высоты над уровнем моря

5. Работа в импульсных режимах

Если ток через резистор протекает не постоянно, а в течение определенных интервалов времени, а в остальные моменты резистор обесточен, то количество тепла, выделяемое в течение значительного промежутка времени, будет меньше, чем при непрерывной работе. «Усреднение» по времени происходит за счет теплоемкости конструкции, монтажных элементов и окружающего воздуха. В результате температура резистора не превышает максимально допустимую даже при импульсных мощностях, многократно превышающих максимальную мощность непрерывного режима. Величина допустимой импульсной мощности зависит как от конструктивных особенностей резистора (теплоемкость и теплопроводность конструкции), так и от длительности импульса и соотношения длительностей импульса и паузы (скважности). На рис. 7 приведены зависимости относительной допустимой импульсной рассеиваемой мощности для резисторов различных типов, определенные согласно рекомендациям NEMA для пусковых и тормозных резисторов.

Рис. 7. Зависимость относительной импульсной допустимой мощности рассеяния резистора от скважности импульсов тока для стандартного пускового режима электродвигателя

Для ряда типов резисторов импульсная мощность ограничена не допустимым перегревом, а максимальной величиной рабочего тока резистора, при превышении которой возможны повреждения резистивного элемента и выводов за счет локальных перегревов.

Графики на рис. 8 дают представление о процессе нагрева резисторов разных типов импульсом тока и построены в координатах времени импульса, необходимого для нагрева резистора до максимально допустимой температуры и импульсной мощности.

Рис. 8. Зависимость времени, требуемого для нагрева резистора до максимально допустимой температуры от относительной импульсной рассеиваемой мощности

С помощью зависимостей, представленных на рис. 9, можно определить соотношение длительностей импульса и паузы тока через трубчатые резисторы, нагревающего приборы до максимально допустимой температуры для различных абсолютных длительностей и различных относительных импульсных мощностей (в процентах от максимально допустимой мощности рассеяния непрерывного режима).

Рис. 9. Зависимость времен импульса и паузы тока и их соотношений, требуемых для разогрева резистора до максимально допустимой температуры от импульсной мощности

Рассмотренные выше особенности импульсных режимов относятся к типовым импульсным режимам, имеющим место при применении резисторов в цепях пуска и торможения электродвигателей, где времена воздействия значительных токов исчисляются единицами и десятками секунд, а паузы — от единиц секунд до многих часов.

Для импульсных токов малых длительностей (0,1–0,5 с и менее) импульсные характеристики будут существенно отличаться от приведенных выше, поскольку в большей мере будут определяться теплофизическими свойствами резистивного элемента, нежели теплоемкостью всего резистора в целом. При еще меньших длительностях импульсов (менее единиц миллисекунд) важную роль начинает играть индуктивность резистора, увеличивающая полное сопротивление резистора в области малых времен. Для применения на частотах более 1–3 кГц (длительности импульсов менее 1 мс) изготавливаются специальные резисторы с бифилярной намоткой, резко снижающей собственную индуктивность резистора, либо поверхностные и объемные резисторы на основе проводящих пленок.

6. Принудительное охлаждение

Принудительный обдув резисторов резко увеличивает количество охлаждающего воздуха по сравнению с естественным конвективным потоком и, тем самым, позволяет повысить эффективность отвода выделяемого тепла. Это очень простой и крайне эффективный способ повышения допустимой мощности рассеяния резисторов. На рис. 10 приведена зависимость относительной допустимой мощности рассеяния от скорости воздуха, охлаждающего резистор.

Рис. 10. Зависимость относительной допустимой мощности рассеяния резистора от скорости охлаждающего воздуха

Об эффективности этой простой меры можно судить хотя бы по тому, что при скорости воздуха всего 2,5 м/с мощность, рассеиваемая резистором без перегрева, более чем вдвое превышает его максимальную мощность при естественном охлаждении. Если резисторы работают, например, в системах реостатного торможения электроподвижного состава, то с целью экономии электроэнергии возможно применение не постоянного обдува, а связанного с процессом торможения, когда вентиляторы подключаются параллельно тормозному резистору или его отводу. Такие схемы охлаждения тормозных резисторов применены на ряде магистральных электровозов отечественного и зарубежного производства.

7. Ограничение температуры резисторов

В ряде случаев, с целью повышения надежности и увеличения срока аппаратуры, рабочую температуру резисторов выбирают ниже максимально допустимой. Снижение температуры поверхности резистора в 2 раза по отношению к максимально допустимой увеличивает надежность работы резистора от 4 до 100 раз (в зависимости от типа), а также снижает температуру внутри устройства, в котором резистор установлен, что также является крайне благоприятным фактором. К сожалению, снижение температуры тепловыделяющих элементов, при прочих равных условиях, всегда связано с увеличением их физических габаритов, поэтому данную меру можно рекомендовать, только если это допускается массогабаритными показателями аппаратуры.

Учитывая все вышесказанное, для первичного выбора резистора можно рекомендовать воспользоваться данными мнемонической таблицы, приведенной на рис. 11. В каждой из 7 граф таблицы приведены значения коэффициентов для различных условий окружающей среды и режима работы. Если известна (из расчета электрической схемы) мощность, рассеиваемая на резисторе, то, умножив ее на коэффициенты, определенные из таблицы и соответствующие условиям и режимам работы, можно получить величину номинальной мощности резистора, который следует применить в данной схеме в данных условиях.

Рис. 11. Таблица для определения требуемой номинальной мощности резистора

В качестве примера определим номинальную мощность резистора для системы пуска электродвигателя. Импульсная мощность, выделяемая на резисторах согласно расчету, составляет 1 кВт (300% от номинальной), рассеивается на группе из 4 резисторов (250 Вт на резистор), температура окружающего воздуха составляет +60 °С, резисторы смонтированы в открытой стойке, расстояние между резисторами 5 см, предполагается возможность работы устройства на высоте до 4000 м над уровнем моря, охлаждение естественное конвекционное, температура резисторов ограничена величиной 250 °С.

Определяем из таблицы соответствующие коэффициенты:

Номинальная мощность каждого из резисторов группы составит:

Таким образом, номинальная мощность каждого из резисторов в группе должна составлять не менее 160 Вт.

Разумеется, расчет номинальной мощности с помощью данной таблицы является приблизительным, поскольку не учитывает многие дополнительные факторы, тем не менее, его погрешность достаточно невелика и позволяет быстро определить мощность требуемого резистора, а исходя из нее — и конкретный тип применяемого прибора.

Несмотря на то, что резисторы, по сути, являются простейшими элементами электрических цепей, от правильного выбора их типов и условий эксплуатации во многом зависит надежность, себестоимость и эксплуатационные качества аппаратуры, а правильный выбор резисторов для силовых преобразовательных устройств, выполненный на этапе проектирования, во многом определит коммерческую судьбу аппаратуры.

При подготовке статьи были использованы информационные материалы компаний Danotherm (Дания), Arcol (Великобритания), Ohmite (США), S.I.R. (Италия).

Литература

1. www.danotherm.com/
2. www.ohmite.com/
3. www.sirresistor.it/
4. www. arcolresistors.com/
5. Резисторы: Справочник / Под ред. И. И. Чертверткова. М.: Энергоиздат. 1981.
6. ГОСТ 24238-84 Резисторы постоянные. Общие технические условия.
7. ГОСТ 28608-90 (МЭК 115-1-82) Резисторы постоянные для электронной аппаратуры.

Как определить мощность светодиода: способы, примеры рассчета

Самый лучший способ узнать мощность светодиода – это посмотреть рабочие характеристики на упаковке изделия. Зная марку и модель можно найти его характеристики в Интернете. В противном случае, останется только два способа: проверить мультиметром или постараться определить по внешнему виду, о них мы и поговорим в этой статье.

Зачем нужно знать мощность

Мощность светодиода нужна для выбора подходящего источника питания. Зная потребление светодиода, мы можем подобрать нужный ему блок питания. Расчет по мощности позволит избежать проблем при дальнейшей работе или сэкономить средства.

Рассмотрим примеры, чтобы стало понятно, о чем идет речь. Например, имеем светоизлучающий диод с рабочим напряжением 3,5 Вольта и током 0,1 Ампера. По формуле расчета мощности P=I*U, получаем значение P=3,5*0,1 => P=0,35 Ватт. Мощность десяти составит 3,5 Ватта или 1 Ампер. Отсюда делаем вывод, что для подключения одного светодиода нам потребуется блок питания (БП) мощностью 0,385 Ватта (с запасом 10%). Для подключения десяти понадобится БП на 3,85 Вт (также с запасом 10%).

Блок питания для светодиодов рекомендуется выбирать с запасом в 10-20%. Это предотвратит работу БП на пределе, что в свою очередь продлит его срок службы.

Способы определения мощности светодиода

На самом деле способов как узнать потребление не так уж и много, поэтому давайте остановимся на каждом из них и рассмотрим более подробно.

Мультиметром

Этот способ самый сложный и не является точным, прибегать к нему советую только в крайнем случае, когда достаточно хотя бы примерных значений.

Определить мощность лазерного светодиода при помощи мультиметра нельзя!

Имея на руках только один мультиметр (он же тестер), для измерения следует выполнить следующую последовательность действий:

1. Собрать схему с подключенным светодиодом через токоограничивающий резистор на 500 Ом от блока питания с плавной регулировкой напряжения от 0 до 12 В.  
2. Плавно поднимая напряжение на блоке питания, следует постоянно измерять напряжение на блоке питания и светоизлучающем диоде, т.е. до резистора и после (в местах V1 и V2). В таком способе удобно использовать два мультиметра или два вольтметра. Изначально, значения напряжений будут почти одинаковы (разница не более 0,1В). При достижении определенного уровня, начнется ощутимый рост разницы измеряемых значений.
3. Зафиксировать значение напряжение
4. Подключить проверяемый светоизлучающий диод через резистор 10 Ом последовательно с амперметром. Если нет амперметра, используйте мультиметр. 
5. Поднимите напряжение до зафиксированного ранее значения V
6. Зафиксируйте значение тока и, используя закон Ома, определите мощность светодиода.

Как это сделать, читайте ниже.

Иногда люди сталкиваются с интересной особенностью, проверяемый светоизлучающий диод исправен (проверяют светодиод мультиметром), но никак не светится при подаче на него питания. Оказывается, что он инфракрасный. Определить ИК — светодиод можно посмотрев на него через объектив камеры. Он будет светиться.

По закону Ома

В самом начале статье мы упоминали формулу мощности, которая вытекает из закона Ома. Там же приведен пример расчета потребления. Зная формулу (P=I*U), а также силу тока (I) и напряжение (U) светодиода, Вы без труда узнаете сколько потребляет светодиод.

По внешнему виду

Определить сколько потребляет светодиод по внешнему виду практически не возможно, поэтому этим способом также рекомендую пользоваться только в крайнем случае, так сказать в безвыходной ситуации. Методика визуального определения сводится к возможности отнесения «узнаваемого» к какому-либо известному Вам типу светоизлучающего диода. Определяем для «подопытного» тип светодиода (а лучше марку и модель, это можно сделать по маркировке) и ищем к нему даташит, в котором можно найти точные характеристики, в том числе и мощность.

Давайте посмотрим, как применить способ на практике. Например, на руках у нас имеется светоизлучающий диод, как на фото ниже.

Сразу видим, что это SMD LED. Зная то, что в названии SMD LED зашифрованы габариты. Берем штангенциркуль и меряем размеры. Получив значения ширины – 28 и длины – 35 мм, можно с уверенностью сказать, что это светодиод SMD 3528. Мощность SMD 3528 белого цвета составляет 0,06 Вт. Это значение является средним, т.к. оно может варьироваться плюс – минус 15% в зависимости от производителя.

Мощность светодиода зависит от излучаемого им цвета. Поэтому узнав характеристики для светодиода белого цвета, стоит знать, что для красного или зеленого они будут другие.

Рассмотренная выше методика применима к любому SMD LED и даже для светодиодной ленты, т.к. в ее основе лежат данные LED. Узнав мощность одного светоизлучающего диода на ленте, и посчитав их количество, Вы без труда узнаете мощность всей светодиодной ленты.

Для наглядной демонстрации определения мощности светодиодной ленты, рекомендуем посмотреть соответствующее видео с ютуба. При расчетах автор пользуется законом Ома.

Итоги

Часто в руки радиолюбителя попадаются светодиоды без надписей и упаковочных коробок, по которым можно без труда определить мощность светодиода. Владея описанными в статье способами Вы знаете как рассчитать хотя бы примерные характеристики, и в большинстве случаев этого достаточно для решения широкого круга задач.

Можно ли рассчитать, сколько рассеивания тепла и повышения температуры будут иметь место в резисторе

Мощность, подаваемая на резистор, который он преобразует в тепло, представляет собой напряжение на нем, умноженное на ток через него:

    P = IV

Где P — мощность, I — ток, а V — напряжение. Ток через резистор связан с напряжением на нем и сопротивлением:

    Я = V / R

где R — сопротивление. С помощью этого дополнительного соотношения вы можете изменить приведенные выше уравнения, чтобы сделать мощность прямой функцией напряжения или тока:

    P = V ² / R

    P = I ² R

Случается, что если вы используете единицы вольт, ампер, ватт и ом, дополнительные константы преобразования не требуются.

В вашем случае у вас есть 20 В на резисторе 1 кОм:

    (20 В) ² / (1 кОм) = 400 мВт

Вот сколько мощности будет рассеивать резистор.

Первый шаг к решению этой проблемы — сначала убедиться, что резистор рассчитан на такую ​​большую мощность. Очевидно, что резистор ¼ Ватт не подойдет. Следующий общий размер — это ½ ватта, который теоретически может получить эту мощность при соблюдении всех соответствующих условий. Внимательно прочитайте таблицу данных, чтобы увидеть, при каких условиях ваш резистор ½ Вт может фактически рассеивать ½ Вт. Это может указывать на то, что температура окружающей среды должна быть 20 ° C или меньше при определенной степени вентиляции. Если этот резистор находится на плате, которая находится в коробке с чем-то еще, что рассеивает мощность, например, источником питания, температура окружающей среды может быть значительно больше, чем 20 ° C. В этом случае резистор «½ Вт» не может в действительности выдерживать ½ Вт, если, возможно, нет воздуха от вентилятора, активно дующего через его верхушку.

Чтобы узнать, насколько температура резистора поднимется выше температуры окружающей среды, вам понадобится еще одна цифра, которая представляет собой тепловое сопротивление резистора к температуре окружающей среды. Это будет примерно одинаково для тех же типов пакетов, но истинный ответ доступен только из таблицы резисторов.

Скажем просто, чтобы выбрать число (из ничего, я ничего не нашел, только пример), что резистор с подходящими медными контактами имеет тепловое сопротивление 200 ° C / Вт. Резистор рассеивает 400 мВт, поэтому его повышение температуры составит около (400 мВт) (200 ° C / Вт) = 80 ° C. Если он находится на открытой плате на вашем столе, вы, вероятно, можете измерить максимальную температуру окружающей среды 25 ° C, так что резистор может достигнуть 105 ° C. Обратите внимание, что это достаточно горячий, чтобы вскипятить воду, но большинство резисторов будет хорошо при этой температуре. Просто держи палец подальше. Если это находится на плате в коробке с источником питания, который повышает температуру в коробке на 30 ° C от температуры окружающей среды, тогда температура резистора может достичь (25 ° C) + (30 ° C) + (80 ° C) = 135 ° С. Это нормально? Не спрашивайте меня, проверьте таблицу.

Как определить мощность светодиода

С годами рынок предлагает все большее разнообразие светодиодов. Они отличаются цветом, напряжением, мощностью и т.д.
Если вам в руки попался светодиод и вы хотите его использовать, то непременно нужно разобраться какой мощности это устройство, иначе можно элементарно спалить его.
Как определить мощность светодиода? Об этом расскажем в данной статье.
Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл. Он может быть в корпусе или без него, но в любом случае у него будет два вывода: положительный и отрицательный. Мощностью светодиодов часто называют показатели в ваттах. Однако это не совсем верно. Это делается для простоты понимания. У светодиодов есть показатель максимума рабочего тока, при котором он может работать. А мощность зависит от количества тока, который вы ему дадите.

Содержание статьи

Светодиоды малой мощности

Так же их называют индикаторными. Их смело можно назвать самым распространенным видом светодиодов. Они небольшого размера (2-20 миллиметров в диаметре). Индикаторными их называют по самому частому применению – вы наверняка их видели практически во всей бытовой технике. Практически все белые маломощные светодиоды обладают параметрами 20МА 3,2 вольт. То есть его мощность – 0,06ватт.
Так же к этому виду светодиодов относят светодиоды поверхностного монтажа или SMD – светодиоды. Это светодиоды, которые подсвечивают экраны, кнопки и т.п. Так же из них делают светодиодные ленты, часто используемые для декорирования помещений.
Ленты бывают либо SMD 3528, либо 5050. SMD 3528 делается как раз из таких индикаторных светодиодов. А вот SMD 5050 сделаны из соединенных по трое светодиодов. Их мощность – в районе 0,2 ватта.

Мощные светодиоды

Условно можно поделить на:

• Брендовые (фирмы CREE, Nichia, Osram и другие…)
• Китайские

Что касается брендовых, они всем хороши, кроме, пожалуй, завышенной цены. Зато приобретая такие светодиоды, вы будете уверены в их качестве, к тому же все показатели, в том числе и мощность, указаны в инструкции. Так же нужно учитывать, что подобные компании выпускают светодиоды для заводской сборки. Вручную это тоже можно сделать, но будет гораздо сложнее.
Китайские светодиоды обладают гораздо большим ассортиментом. Но при всем многообразии китайские светодиоды грешат отклонениями от стандартов (точнее одних стандартов просто нет), и невысоким качеством.
Обычный светодиод китайского производства обладает мощностью примерно в 2,6 ватта.
Так же выпускают светодиоды с увеличенным кристаллом.

Какой ток даст максимальную мощность светодиода?

Если вам нужно добиться максимальной экономичности светильника – используйте светодиоды, которые дают около 120 Лм на ватт. Ток для них должен быть не более 300 мА. При хорошем отводе тепла такие светодиоды будут работать бесконечно долго.
Если главное яркость, то чипы 35-38 mil на токе в 600мА будут неплохим решением.

Как определить мощность светодиода?

Допустим, вы просто нашли у себя на столе светодиод. Никаких данных о нем нет. Как быть в таком случае?
Самый простой способ – включаете его на низковольтном питании последовательно с резистором на 1 – 1,5 кОМ. Практически любой светодиод будет работать. Но если нужны более точные показатели, делаем следующее: соотносим показатели по внешнему виду.
Маленькие (3-10 мм):

• Инфракрасный (ток – менее 2 ватт, напряжение – около 20 мА)
• Красный (ток – от1,7 до 2 ватт, напряжение – от 15 до 20 мА)
• Оранжевый (ток –около 2 ватт, напряжение –20 мА)
• Желтый (ток – 2,1-2,2 ватт, напряжение – 20 мА)
• Зеленый (ток – 1,9-3,6 ватт, напряжение – 20 мА)
• Голубой (ток — 2,5-3,6 ватт, напряжение – 20 мА)
• Фиолетовый (ток – 2,7-4 ватт, напряжение –20 мА)

Большие:

• Желтый (обычно на радиаторе) (ток – 2,1-2,2 ватт, напряжение –300 мА)
• Белый, розовый (ток – 3,2-3,6 ватт, напряжение –20 мА)

Светодиодные ленты (ток – 12 или 24 ватт, напряжение – рассчитывается в зависимости от длины ленты).

Точное определение мощности

Вам понадобятся:

• Мультиметр
• Блок питания, в котором можно плавно повышать напряжение
• Резистор на 500 Ом

К лазерным светодиодам эта техника неприменима!
Подключаете светодиод к резистору и блоку питания. Соблюдайте полярность! Ее тоже можно определить с помощью мультиметра.
Плавно увеличивайте напряжение на блоке питания, сравнивая показатели на нем и на светодиоде.
Удобнее будет использовать блок питания, который показывает рабочее напряжение, или использовать два вольтметра.
Что будет происходить? одинаковое изначально напряжение будет постепенно изменяться на блоке и светодиоде. Важно, чтобы светодиод светился с нормальной яркостью.

Почему он может не светится?

• если он инфракрасный
• если он сломан
• если напряжение на двух точках пропорционально меняется от нуля до максимума, но светится он начинает с 3 воль, значит внутри светодиода находится резистор, ограничивающий подачу тока. В этом варианте ограничиваете тока на значении не больше 20 мА, смотря на то, как ярко светится светодиод.

Далее на блоке питания ставим 0 вольт, подключаем напрямую (или через резистор на 10Ом) светодиод. В цепь подключаем и миллиамперметр. Постепенно поднимаете напряжение до рассчитанного.

Совет
Не зная точных показателей светодиода, не давайте ему ток более 350 мА. Если все-таки необходимо больше – подготовьте сильный теплоотвод. Примерно при токе в 700мА светодиоду будет нужно около 80 кв. см радиатора. Оптимальная температура – 60 по Цельсию.

Мощность резистора: обозначение на схеме, как увеличить, что делать, если нет подходящего

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о том, как сделать простую резистивную USB нагрузку для длительного тестирования емкости повербанков (ПБ), анализа качества кабелей и сетевых адаптеров.

Это одна из нескольких возможных статей о самостоятельном изготовлении резистивной нагрузки (на балластных резисторах), при удачном раскладе возможно руки дойдут и до электронной нагрузки, с регулировкой и стабилизацией тока.

Данная нагрузка служит уже достаточно давно и постоянно мелькает в моих обзорах, поэтому если заинтересовало, прошу под кат. В последнее время, такая самоделка уже не очень актуальна, т.к. появились бюджетные электронные нагрузки, поэтому имеет смысл доплатить и купить готовую.

Я же покупал еще по старому курсу, да и электронных нагрузок особо не было. Поэтому, если нужна именно резистивная, то приступим…

Возможные пути приобретения/изготовления резистивной нагрузки:

1) купить готовую плату-нагрузку с резисторами: Плюсы: + готовое работающее устройство (минимум телодвижений) + не нужны штекеры и провода (минимум потерь) + переключатель на 1А/2А (индикация) + небольшие размеры + небольшая стоимость Минусы: — очень сильно нагревается (около 180°С при токе 1А и около 230°С при токе 2А) и начинает жутко вонять (судя по отзывам, сам такой не имею) — не имеет корпуса, токоведущие/нагревающиеся части открыты (можно обжечься/прожечь что-нибудь, закоротить) — сложно прикрепить радиатор Так как изготовление хорошего нагрузочного модуля отнимает силы и время, то можно воспользоваться данной приблудой, но оставлять без присмотра не стоит 2) найти в закромах мощные резисторы (советские ПЭВ, ППБ и подобные), рассеиваемая им мощность для продолжительной работы должна быть не менее 10 Вт Плюсы: + меньший, но все равно достаточно высокий нагрев + не нужно покупать/средняя стоимость (наличие дома/покупка в магазе) + регулировка сопротивления, т. е. можно плавно изменять ток в широких пределах (только некоторые резюки, либо небольшая доработка) Минусы: — нужно припаивать штекер и провода — большие размеры — невозможность крепления радиатора (на большинстве) — нет переключателя (можно переделать, нужен второй резистор) — не имеет корпуса, токоведущие/нагревающиеся части также открыты (можно обжечься/прожечь что-нибудь) Я не имею таких резисторов в наличие, поэтому выбор за вами.

3) покупка резисторов 25-100 Вт в металлическом корпусе для отвода тепла и сборка своего модуля с кожухом

Плюсы: + средний нагрев (могут без опаски работать без доп. радиаторов) + средняя стоимость + возможность крепления дополнительного радиатора Минусы: — нужно припаивать штекер и провода — большие размеры — нет переключателя (можно переделать, нужен второй резистор) При этом они могут работать и без дополнительного охлаждения, но при этом неплохо греются, в пределах нормы, конечно. Я включал 25W резюки на полную разрядку моего ПБ — выдержали, но сильно грелись. Я рекомендую купить 100W резисторы, тогда дополнительный радиатор может совсем не пригодиться.

Итак, если решили собрать самодельный стенд из похожих резисторов, то приступим. Необходимые компоненты:

1) два резистора 25-100W по 4,7 Ом каждый. Как на зло, цены поднялись и многих номиналов уже не стало в продаже. Но наебайке есть 25W, 100W. Ищем по «Power resistor». 2) выключатель, я покупал тут 3) разборный USB штекер «папа», к примеру тут или тут 4) небольшой кусок медного многожильного провода большого сечения, к примеру, акустический провод 5) небольшой алюминиевый радиатор (по желанию) 6) пластиковая коробка

Номиналы резисторов рассчитываются по знакомой всем формуле закона Ома — I=U/R или R=U/I, где R – сопротивление (Ом), I –ток (А) и U – напряжение (V). К примеру, нам нужен ток 2А, поэтому для нагрузки 5V адаптеров нам нужен резюк 2,5Ома, т.к. 5/2=2,5 Ом.

Для 1А рассчитываем аналогично — 5/1=5 Ом. Так как большинство адаптеров/БП снижают напряжение под нагрузкой, то необходимо делать поправку на это и считать в среднем от 4,8V. Тогда на ток 2А нужен будет резюк R= U/I=4,8V/2А=2,4Ома, а для 1А — R= U/I=4,8V/1А=4,8Ома.

Также нужно помнить, что соединительные провода, выключатель и USB штекер также имеют некоторое сопротивление. Напомню одну хитрость, что при последовательном соединении резисторов общее сопротивление складывается, а при параллельном – будет чуть меньше самого маленького резистора.

Общее сопротивление нескольких резисторов можно посчитать здесь.

Чтобы не искать подходящие номиналы и не мудрить со схемой, я рекомендую сделать по моему варианту, правда с другими номиналами – 2 резистора по 4,7 Ом и небольшой выключатель. Для 1А будет задействован один резистор, для 2А – два в параллель. При этом, если мощность резистора или сопротивление не подходят, можете группировать несколько по указанным выше формулам. В своем нагрузочном модуле я использовал 2 резистора: 5,1Ом и 6Ом, т.к. я их выиграл на аукционе наEbay’ки за копейки, на другие номиналы тогда аукционов не было. При соединении параллельно, я получаю 2,7Ома для тока в 2А (в действительности 1,75А), а для тока в 1А (0,95А)задействую 1 резюк на 5,1 Ом. Они чуток не подходят, идеальный вариант был бы при использовании двух резюков по 4,7Ома, но таких лотов на аукционе не было.

Непосредственная сборка:

До этого пользовался вот таким простеньким модулем, он годился даже для длительных нагрузок, хотя при длительной работе он сильно нагревался, но не вонял и не перегорал (доставать, правда, его не удобно, можно было обжечься). Как только приехал второй резюк на 6 Ом, начал собирать стенд. Вот размеры типичных 25W резисторов в алюминиевом корпусе: Обратная сторона неровная и покрыта лаком, к тому же проушины для крепления имеют заусенцы, поэтому резисторы могут неплотно прилегать к радиатору, я рекомендую пройтись нулевой наждачкой: Сам радиатор я взял из старых запасов. Это распиленный пополам радиатор от бюджетных кулеров GlacialTech для процессоров на Socket A. В сервис центрах по ремонту компьютеров и бытовой техники за 50-100р вам отдадут целую пачку, на любой вкус и цвет. Можно использовать цельный радиатор, температура нагрева будет еще меньше. Мой нагрузочный стенд на 2А (точнее 1,75А) выше 70гр не нагревается. К тому же, к цельному радиатору можно приспособить небольшой вентилятор, тогда можно гонять модуль на высоких токах. При использовании 100Вт резисторов радиатор может вообще не понадобиться. Вот тот самый радиатор: Подошва у радиатора неровная, лучше отшлифовать. Можно оставить и так, теплообмен будет чуть похуже. Размеры моего радиатора: Вот что нам понадобится для изготовления модуля (наждачная бумага/шкурка на 1000/2000, стекло, в качестве идеально ровной поверхности, дрель, сверла, метчики для нарезки резьбы и машинное масло): Идеально полировать с пастой ГОИ не имеет особого смысла, хватит и 2000 наждачки. Затем сверлим отверстия и метчиком нарезаем резьбу (как это делать рассказывать не буду, см. в интернете). Если нет подходящего инструмента, то используйте термоклей/термоскотч/термопрокладки (ссылки внизу), сверлить ничего не придется. От себя добавлю, чтобы не сломать инструмент, капайте масло и через два полных оборота метчика, делайте пол оборота назад. Так вы 100% не сломаете метчик. По возможности пройдите чистовым метчиком (смотрите по количеству рисок на нем). Получается в итоге что-то вроде этого: В качестве кожуха я использовал защитный экран от старого холодильника. Можно использовать что угодно: от органики до любых пластиковых штуковин. Оргстекло небольшой толщины легко гнется при нагреве, я как-то гнул его над жалом мощного паяльника, только потом края придется немного подровнять. В общем, используем все, что есть под рукой. Перед окончательной сборкой пройдитесь по отверстиям сверлом большего диаметра, чтобы убрать заусенцы, иначе резюки плотно прилегать не будут (раззенковать): Далее намазываем тонкий слой термопасты на резисторы, можно просто выдавить каплю пасты, при затяжке она сама расползется. Я использовал российскую «народную» термопасту КПТ-8 (покупается в магазинах электрики): У нее средняя эффективность, со временем она подсыхает, но зато стоит копейки и продается в любых магазинах радиоэлектроники, для нашего модуля сгодится. Прикручиваем винты и загибаем вывода резисторов (можно до крепежа): Как видите, излишки термопасты вылезли наружу, они мешать не будут: Берем штекер USB «папа», желательно с позолоченными контактами (см. предыдущие пункты) и акустический провод с медными (не омедненными!) жилами толстого сечения. Для защиты от термического и механического воздействия я натянул термоусадку. Так как провод толстый, ножиком раздраконьте выходное отверстие: Берем выключатель, он будет вкл/выкл режим «2А». Подойдет любой силовой. Я использовал простенький KCD11, рассчитанный на 220V и 3А. В качестве окантовки использовал старый кабель-канал, немного срезав края. В одном из них вырезаем окошко под выключатель. Затем припаиваем выключатель к выводам резисторов: Сам провод припаиваем к резистору, который будет работать на 1А «по умолчанию». В моем случае это резистор 5,1 Ома. Если вы используете два одинаковых резюка по 4,7Ом, то припаиваем к любому: Одна сторона выводов будет соединена через выключатель, т.е. в положении «выкл» ток – 1А, в положении «вкл» — 2А, т.к. включается второй резюк в параллель. Получается вот такая простая схема: Далее прикручиваем кожух: Ставим верхнюю планку из того же кабель-канала или чего-нибудь похожего на место проема. Получается довольно неплохо: Ну и подклеиваем режимы работы, бумага и скотч в помощь: В итоге при хорошем адаптере имеем следующее (0,95А и 1,75А): Температура радиатора при токе 2А (1,75А) ни разу не поднималась выше 70°С, при 0,95А в районе 60°С: Итого: устройство работает, сильно не нагревается, не воняет, свои функции выполняет на 100%. Да, с номиналами чуток не повезло, но ничего страшного. Все мои обзоры ПБ протестированы именно с этой нагрузкой, при желании можно расширить диапазон токов, к примеру, на 0,5А/1А/1,5А/2А/2,5А…

Кисулька:

Мощность при параллельном соединении формула

О том, как соединять конденсаторы и рассчитывать их общую ёмкость уже рассказывалось на страницах сайта. А как соединять резисторы и посчитать их общее сопротивление? Именно об этом и будет рассказано в этой статье.

Резисторы есть в любой электронной схеме, причём их номинальное сопротивление может отличаться не в 2 – 3 раза, а в десятки и сотни раз. Так в схеме можно найти резистор на 1 Ом, и тут же неподалёку на 1000 Ом (1 кОм)!

Поэтому при сборке схемы либо ремонте электронного прибора может потребоваться резистор с определённым номинальным сопротивлением, а под рукой такого нет. В результате быстро найти подходящий резистор с нужным номиналом не всегда удаётся. Это обстоятельство тормозит процесс сборки схемы или ремонта. Выходом из такой ситуации может быть применение составного резистора.

Для того чтобы собрать составной резистор нужно соединить несколько резисторов параллельно или последовательно и тем самым получить нужное нам номинальное сопротивление. На практике это пригождается постоянно.

Знания о правильном соединении резисторов и расчёте их общего сопротивления выручают и ремонтников, восстанавливающих неисправную электронику, и радиолюбителей, занятых сборкой своего электронного устройства.

Последовательное соединение резисторов

В жизни последовательное соединение резисторов имеет вид:

Принципиальная схема последовательного соединения выглядит так:

На схеме видно, что мы заменяем один резистор на несколько, общее сопротивление которых равно тому, который нам необходим.

Подсчитать общее сопротивление при последовательном соединении очень просто. Нужно сложить все номинальные сопротивления резисторов входящих в эту цепь. Взгляните на формулу.

• Общее номинальное сопротивление составного резистора обозначено как Rобщ.
• Номинальные сопротивления резисторов включённых в цепь обозначаются как R1, R2, R3,…RN.
• Применяя последовательное соединение, стоит помнить одно простое правило:

Из всех резисторов, соединённых последовательно главную роль играет тот, у которого самое большое сопротивление. Именно он в значительной степени влияет на общее сопротивление.

Так, например, если мы соединяем три резистора, номинал которых равен 1, 10 и 100 Ом, то в результате мы получим составной на 111 Ом.

Если убрать резистор на 100 Ом, то общее сопротивление цепочки резко уменьшиться до 11 Ом! А если убрать, к примеру, резистор на 10 Ом, то сопротивление будет уже 101 Ом.

Как видим, резисторы с малыми сопротивлениями в последовательной цепи практически не влияют на общее сопротивление.

Параллельное соединение резисторов

Можно соединять резисторы и параллельно:

Принципиальная схема параллельного соединения выглядит следующим образом:

Для того чтобы подсчитать общее сопротивление нескольких параллельно соединённых резисторов понадобиться знание формулы. Выглядит она вот так:

Эту формулу можно существенно упростить, если применять только два резистора. В таком случае формула примет вид:

Есть несколько простых правил, позволяющих без предварительного расчёта узнать, каково должно быть сопротивление двух резисторов, чтобы при их параллельном соединении получить то, которое требуется.

Если параллельно соединены два резистора с одинаковым сопротивлением, то общее сопротивление этих резисторов будет ровно в два раза меньше, чем сопротивление каждого из резисторов, входящих в эту цепочку.

  Акб обратная полярность что это

Это правило исходит из простой формулы для расчёта общего сопротивления параллельной цепи, состоящей из резисторов одного номинала. Она очень проста. Нужно разделить номинальное сопротивление одного из резисторов на общее их количество:

Здесь R1 – номинальное сопротивление резистора. N – количество резисторов с одинаковым номинальным сопротивлением.

Ознакомившись с приведёнными формулами, вы скажите, что все они справедливы для расчёта ёмкости параллельно и последовательно соединённых конденсаторов. Да, только в отношении конденсаторов всё действует с точностью до «наоборот”. Узнать подробнее о соединении конденсаторов можно здесь.

Проверим справедливость показанных здесь формул на простом эксперименте.

Возьмём два резистора МЛТ-2 на 3 и 47 Ом и соединим их последовательно. Затем измерим общее сопротивление получившейся цепи цифровым мультиметром. Как видим оно равно сумме сопротивлений резисторов, входящих в эту цепочку.

1. Теперь соединим наши резисторы параллельно и замерим их общее сопротивление.
2. Измерение сопротивления при параллельном соединении
3. Как видим, результирующее сопротивление (2,9 Ом) меньше самого меньшего (3 Ом), входящего в цепочку. Отсюда вытекает ещё одно известное правило, которое можно применять на практике:
4. При параллельном соединении резисторов общее сопротивление цепи будет меньше наименьшего сопротивления, входящего в эту цепь.

Что ещё нужно учитывать при соединении резисторов?

Во-первых, обязательно учитывается их номинальная мощность. Например, нам нужно подобрать замену резистору на 100 Ом и мощностью 1 Вт. Возьмём два резистора по 50 Ом каждый и соединим их последовательно. На какую мощность рассеяния должны быть рассчитаны эти два резистора?

Поскольку через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же постоянный ток (допустим 0,1 А), а сопротивление каждого из них равно 50 Ом, тогда мощность рассеивания каждого из них должна быть не менее 0,5 Вт. В результате на каждом из них выделится по 0,5 Вт мощности. В сумме это и будет тот самый 1 Вт.

Данный пример достаточно грубоват. Поэтому, если есть сомнения, стоит брать резисторы с запасом по мощности.

Подробнее о мощности рассеивания резистора читайте тут.

Во-вторых, при соединении стоит использовать однотипные резисторы, например, серии МЛТ. Конечно, нет ничего плохого в том, чтобы брать разные. Это лишь рекомендация.

Резистор – это элемент электрической схемы, который обладает сопротивлением электрическому току. Классифицируют два типа резисторов: постоянные и переменные (подстроечные). При моделировании той или иной электрической схемы, а также при ремонте электронных изделий, возникает необходимость использовать резистор определенного номинала.

Хотя и существует множество различных номиналов постоянных резисторов, в данный момент под рукой может не оказаться требуемого, либо резистора с таким номиналом не существует. Чтобы выйти из такой ситуации, можно использовать как последовательное так и параллельное соединение резисторов.

О том, как правильно произвести расчет и подбор различных номиналов сопротивлений, будет рассказано в этой статье.

Последовательное соединение резисторов – это самая элементарная схема сборки радиодеталей, оно применяется для увеличения общего сопротивления цепи.

При последовательном соединении, сопротивление используемых резисторов просто складывается, а вот при параллельном соединении необходимо производить расчет по нижеописанным формулам.

Параллельное соединение необходимо для снижения результирующего сопротивления, а также для увеличения мощности, несколько параллельно подключенных резисторов имеют большую мощность, чем у одного.

  Температура плавления клея для клеевого пистолета

• На фотографии можно увидеть параллельное подключение резисторов.
• Общее номинальное сопротивление необходимо рассчитывать по следующей схеме:
• — R(общ) – общее сопротивление;
• — R1, R2, R3 и Rn – параллельно подключенные резисторы.
• Когда параллельное соединение резисторов состоит всего из двух элементов, в таком случае общее номинальное сопротивление можно высчитать по следующей формуле:
• — R(общ) – общее сопротивление;
• — R1, R2 – параллельно подключенные резисторы.
• В радиотехнике существует следующее правило: если параллельное подключение резисторов состоит из элементов одного номинала, то результирующее сопротивление можно высчитать, разделив номинал резистора на количество соединенных резисторов:
• — R(общ) – общее сопротивление;
• — R – номинал параллельно подключенного резистора;
• — n – количество соединенных элементов.
• Важно учитывать, что при параллельном соединении результирующее сопротивление всегда будет ниже, чем сопротивление самого малого по номиналу резистора.
• Приведем практический пример: возьмем три резистора, со следующими значениями номинального сопротивления: 100 Ом, 150 Ом и 30 Ом. Проведем расчет общего сопротивления, по первой формуле:
• После расчета формулы мы видим, что параллельное соединение резисторов, состоящее из трех элементов, с наименьшим номиналом 30 Ом, в результате дает общее сопротивление в электрической цепи 21,28 Ом, что ниже наименьшего номинального сопротивления в цепи почти на 30 процентов.

Параллельное соединение резисторов чаще всего используют в тех случаях, когда необходимо получить сопротивление с большей мощностью.

В таком случае необходимо взять резисторы одинаковой мощности и с одинаковым сопротивлением.

Результирующая мощность в таком случае рассчитывается путем умножения мощности одного элемента сопротивления на общее количество параллельно подключенных резисторов в цепи.

Например: пять резисторов с номиналом в 100 Ом и с мощностью 1 Вт в каждом, подключенные параллельно, имеют общее сопротивление 20 Ом и мощность 5 Вт.

При последовательном подключении тех же резисторов (мощность так же складывается), получим результирующую мощность 5 Вт, общее сопротивление составит 500 Ом.

Параллельное соединение резисторов — одно из двух видов электрических соединений, когда оба вывода одного резистора соединены с соответствующими выводами другого резистора или резисторов. Зачастую резисторы соединяют последовательно или параллельно для того, чтобы создать более сложные электронные схемы.

Схема параллельного соединения резисторов показан на рисунке ниже. При параллельном соединении резисторов, напряжение на всех резисторах будет одинаковым, а протекающий через них ток будет пропорционален их сопротивлению:

Формула параллельного соединения резисторов

1. Общее сопротивление нескольких резисторов соединенных параллельно определяется по следующей формуле:
2. Ток, протекающий через отдельно взятый резистор, согласно закону Ома, можно найти по формуле:

Параллельное соединение резисторов — расчет

Пример №1

При разработке устройства, возникла необходимость установить резистор с сопротивлением 8 Ом. Если мы просмотрим весь номинальный ряд стандартных значений резисторов, то мы увидим, что резистора с сопротивлением в 8 Ом в нем нет.

Выходом из данной ситуации будет использование двух параллельно соединенных резисторов. Эквивалентное значение сопротивления для двух резисторов соединенных параллельно рассчитывается следующим образом:

Данное уравнение показывает, что если R1 равен R2, то сопротивление R составляет половину сопротивления одного из двух резисторов. При R = 8 Ом, R1 и R2 должны, следовательно, иметь значение 2 × 8 = 16 Ом. Теперь проведем проверку, рассчитав общее сопротивление двух резисторов:

Таким образом, мы получили необходимое сопротивление 8 Ом, соединив параллельно два резистора по 16 Ом.

Пример расчета №2

Найти общее сопротивление R из трех параллельно соединенных резисторов:

  Как открутить болт с фиксатором резьбы

• Общее сопротивление R рассчитывается по формуле:
• Этот метод расчета может быть использованы для расчета любого количества отдельных сопротивлений соединенных параллельно.

Один важный момент, который необходимо запомнить при расчете параллельно соединенных резисторов – это то, что общее сопротивление всегда будет меньше, чем значение наименьшего сопротивления в этой комбинации.

Как рассчитать сложные схемы соединения резисторов

Более сложные соединения резисторов могут быть рассчитаны путем систематической группировки резисторов. На рисунке ниже необходимо посчитать общее сопротивление цепи, состоящей из трех резисторов:

Для простоты расчета, сначала сгруппируем резисторы по параллельному и последовательному типу соединения.

Резисторы R2 и R3 соединены последовательно (группа 2). Они в свою очередь соединены параллельно с резистором R1 (группа 1).

Обозначение мощности резистора на схеме, как её увеличить, что делать, если нет подходящего по мощности резистора

Обозначение мощности резистора на схеме, как её увеличить, что делать, если нет подходящего по мощности резистора

Резистор — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока, ограничения тока, поглощения электрической энергии и др. Весьма широко используемый компонент практически всех электрических и электронных устройств.

В схемах радиоэлектронной аппаратуры одним из наиболее часто встречающихся элементов является резистор, другое его название это сопротивление. У него есть целый ряд характеристик, среди которых есть мощность. В этой статье мы поговорим о резисторах, что делать, если у вас нет подходящего по мощности элемента, и почему они сгорают.

Характеристики резисторов

1. Основной параметр резистора – это номинальное сопротивление.

2. Второй параметр, по которому его выбирают – это максимальная (или предельная) рассеиваемая мощность.

3. Температурный коэффициент сопротивления – описывает, насколько изменяется сопротивление, при изменении его температуры на 1 градус Цельсия.

4. Допустимое отклонение от номинала. Обычно разброс параметров резистора от одного заявленного в пределах 5-10%, это зависит от ГОСТ или ТУ по которому он произведен, существуют и точные резисторы с отклонением до 1%, обычно стоят дороже.

5. Предельное рабочее напряжение, зависит от конструкции элемента, в бытовых электроприборах с напряжением питания 220В могут применяться практически любые резисторы.

6. Шумовые характеристики.

7. Максимальная температура окружающей среды. Это такая температура, которая может быть при достижении максимальной рассеиваемой мощности самого резистора. Об этом подробнее поговорим позже.

8. Влаго- и термоустойчивость.

Есть еще две характеристики, о которых начинающие чаще всего не знают, это:

1. Паразитная индуктивность.

2. Паразитная ёмкость.

Оба параметра зависят от типа и конструктивных особенностей резистора. Индуктивность имеет в любом проводнике, вопрос в её величины. Типовые величины паразитных индуктивностей и емкостей приводить бессмысленно. Паразитные составляющие следует учитывать при проектировании и ремонте высокочастотных приборах.

На низких частотах (например, в пределах звукового диапазона до 20 кГц), существенного влияния в работу схемы они не вносят. В высокочастотных приборах, с рабочими частотами в сотни тысяч и выше герц существенное влияние вносит даже расположение дорожек на плате и их форма.

• Мощность резистора
• Из курса физики многие отлично помнят формулу мощности для электричества, это: P=U*I
• Отсюда следует, что она линейно зависит от тока и напряжения. Ток же через резистор зависит от его сопротивления и приложенного к нему напряжению, то есть:
• I=U/R
• Падение напряжения на резисторе (сколько на его выводах остаётся напряжения от приложенного к цепи, в которой он установлен), так же зависит от тока и сопротивления:
• I=U/R
• Теперь объясним простыми словами, что такое мощность у резистора и куда она выделяется.

У любого металла есть своё удельное сопротивление, это такая величина, которая зависит от структуры этого самого металла. Когда носители зарядов (в нашем случае электроны), под воздействием электрического тока протекают через проводник, они сталкиваются с частицами, из которого состоит металл.

В результате этих столкновений затрудняется движение тока. Если очень обобщенно сказать, то получается, так, что чем плотнее структура металла, тем сложнее протекать току (тем больше сопротивление).

На картинке пример кристаллической решетки, для наглядности.

Из-за этих столкновений выделяется тепло. Это можно представить, как если бы вы шли через толпу (большое сопротивление), где вас еще и толкают, или если бы шли по пустому коридору, где вы сильнее вспотеете?

То же самое происходит и с металлом. Мощность выделяется в виде тепла. В некоторых случаях это плохо, потому что так снижается коэффициент полезного действия прибора. В других ситуациях – это полезное свойство, например в работе ТЭНов. В лампах накаливания за счет своего сопротивления спираль раскаляется до яркого свечения.

Но как это относится к резисторам?

Дело в том, что резисторы применяют для ограничения тока при питании каких-либо устройств, или элементов цепи, или для задания режимов работы полупроводниковым приборам. Из формулы выше станет ясно, что ток снижается, за счет снижения напряжения. Лишнее напряжение можно сказать, что сгорает в виде тепла на резисторе, мощность при этом считается по той же формуле, что и общая мощность:

P=U*I

Здесь U – это количество вольт «сожженных» на резисторе, а I – это ток, который через него протекает. 2/1=144/1=144 Вт.

Всё сходится. Резистор будет выделять тепло с мощностью в 144Вт. Это условные значения, взятые в качестве примера. На практике таких резисторов вы не встретите в радиоэлектронной аппаратуре, исключением являются большие сопротивления для регулирования двигателей постоянного тока или пуска мощных синхронных машин в асинхронном режиме.

Какие бывают резисторы и как они обозначаются на схеме

Ряд мощностей резисторов стандартен: 0.05 (0.62) – 0.125 – 0.25 – 0.5 – 1 – 2 – 5

Это типовые номиналы распространенных резисторов, бывают и большие значения, или другие величины. Но этот ряд наиболее распространен. При сборке электроники используют схему электрическую принципиальную, с порядкового номера элементов. Реже указываться номинальное сопротивление, еще реже указывается номинальное сопротивление и мощность.

Чтобы быстро определить мощность резистора на схеме были введены соответствующие УГО (условные графические обозначения) по ГОСТ. Внешний вид таких обозначений и их расшифровка представлены в таблице ниже.

Вообще эти данные, а также название конкретного типа резистора указываются в перечне элементов, там же указывается и разрешенный допуск в %.

Внешне, они отличаются размером, чем мощнее элемент, тем больше его размер. Больший размер увеличивает площадь теплообмена резистора с окружающей средой. Поэтому тепло, которое выделяется при прохождении тока через сопротивление, быстрее отдаётся воздуху (если окружающая среда воздух).

Это значит, что резистор может греться с большей мощностью (выделять определенное количество тепла в единицу времени). Когда температура сопротивления достигает определенного уровня, сначала начинает выгорать внешний слой с маркировкой, дальше сгорает резистивный слой (пленка, проволока или что-то другое).

Чтобы вы оценили, как сильно может греться резистор, взгляните на нагрев спирали разобранного мощного резистора (более 5 Вт) в керамическом корпусе.

В характеристиках был такой параметр, как допустимая температура окружающей среды. Она указывается, для правильного подбора элемента.

Дело в том, что раз мощность резистора ограничена способностью отдать тепло и, при этом, не перегреться, а для отдачи тепла, т.е.

охлаждения элемента путем конвекции или принудительным потоком воздуха должна быть как можно большая разница температур элемента и окружающей среды.

Поэтому если вокруг элемента слишком жарко он быстрее нагреется и сгорит, даже если электрическая мощность на нем ниже максимально рассеиваемой. Нормальной температурой является 20-25 градусов Цельсия.

Что делать, если нет резистора нужной мощности?

Частой проблемой радиолюбителей является отсутствия резистора нужной мощности. Если у вас есть резисторы мощнее, чем нужно – ничего страшного в этом нет, можно ставить не задумываясь. Лишь бы он влез по размеру. Если все имеющиеся резисторы по мощности меньше, чем нужно – это уже проблема.

На самом деле решить этот вопрос достаточно просто. Вспомните законы последовательного и параллельного соединения резисторов.

1. При последовательном соединении резисторов сумма падений напряжений на всей цепочке равняется сумме падений на каждом из них. А ток, протекающий через каждый резистор равен общему току, т.е. в цепи из последовательно соединенных элементов протекает ОДИН ток, но приложенные к каждому из них напряжения РАЗНЫЕ, определяются по закону Ома для участка цепи (см. выше) Uобщ=U1+U2+U3

2. При параллельном соединении резисторов падение на всех напряжения равны, а ток, протекающий в каждой из ветвей обратно пропорционален сопротивлению ветви. Общий ток цепочки из параллельно соединенных резисторов равен сумме токов каждой из ветвей.

На этой картинке изображено всё вышесказанное, в удобной для запоминания форме.

Так, как при последовательном соединении резисторов снизится напряжение на каждом из них, а при параллельном соединении ток, то если P=U*I

Мощность, выделяемая на каждом из них, снизится соответствующим образом.

Поэтому, если у вас нет резистора 100 Ом на 1 Вт, его можно почти всегда заменить 2 резисторами на 50 Ом и 0. 5 Вт соединенными последовательно, или 2 резисторами на 200 Ом и 0.5 Вт соединенными параллельно.

Я не просто так написал «ПОЧТИ ВСЕГДА».

Дело в том, что не все резисторы одинаково хорошо переносят ударные токи, в некоторых цепях, например связанные с зарядом конденсаторов большой ёмкости, в первоначальный момент времени переносят большую ударную нагрузку, которая может повредить его резистивный слой. Такие связки нужно проверять на практике или путем долгих расчетов и чтением технической документации и ТУ на резисторы, чем почти никогда и никто не занимается.

Заключение

Мощность резистора – это величина не менее важная, чем его номинальное сопротивление. Если не уделять внимания подбору сопротивлений нужно мощности, то они будут перегорать и сильно греться, что плохо в любой цепи.

При ремонте аппаратуры, особенно китайской, ни в коем случае не пытайтесь ставить резисторы меньшей мощности, лучше поставить с запасом, если есть такая возможность поместить его по габаритам на плате.

Для стабильной и надежной работы радиоэлектронного устройства нужно подбирать мощность, как минимум, с запасом в половину от предполагаемой, а лучше в 2 раза больше. Это значит, что если по расчетам на резисторе выделяется 0.9-1 Вт, то мощность резистора или их сборки должна быть не меньше, чем 1.5-2 Вт.

Ранее ЭлектроВести писали, что JinkoSolar объявила, что она установила новый рекорд эффективности для монокристаллических PERC-панелей, который составил 24,38%.

Компания также разработала модуль мощностью 469,3 Вт.

Кроме того, китайский производитель фотоэлектрических элементов поравнялся с фирмой Trina Solar, которая на прошлой неделе заявила о рекордном 24,58% показателе КПД монокристаллических панелей n-типа.

Резистор

Радиоэлектроника для начинающих

Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках и пр. Применений очень много, всех и не перечесть.

Другое название резистора – сопротивление. По сути, это просто игра слов, так как в переводе с английского resistance – это сопротивление (электрическому току).

Когда речь заходит об электронике, то порой можно встретить фразы типа: «Замени сопротивление», «Два сопротивления сгорели». В зависимости от контекста под сопротивлением может подразумеваться именно электронная деталь.

На схемах резистор обозначается прямоугольником с двумя выводами. На зарубежных схемах его изображают чуть-чуть иначе. «Тело» резистора обозначают ломаной линией – своеобразная стилизация под первые образцы резисторов, конструкция которых представляла собой катушку, намотанную высокоомным проводом на изоляционном каркасе.

Рядом с условным обозначением указывается тип элемента (R) и его порядковый номер в схеме (R1). Здесь же указано его номинальное сопротивление. Если указана только цифра или число, то это сопротивление в Омах.

Иногда, рядом с числом пишут Ω – так, греческой заглавной буквой «Омега» обозначают омы. Ну, а, если так, – 10к, то этот резистор имеет сопротивление 10 килоОм (10 кОм – 10 000 Ом).

Про множители и приставки «кило», «мега» можете почитать здесь.

Не стоит забывать о переменных и подстроечных резисторах, которые всё реже, но ещё встречаются в современной электронике. Об их устройстве и параметрах я уже рассказывал на страницах сайта.

Основные параметры резисторов

• Номинальное сопротивление.
  Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.
• Рассеиваемая мощность.
  Более подробно о мощности резистора я уже писал здесь.
  При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.
  На графическом обозначении резистора внутри прямоугольника мощность обозначается наклонной, вертикальной или горизонтальной чертой. На рисунке обозначено соответствие графического обозначения и мощности указанного на схеме резистора.
  
  К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт. Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.
  Если необходим резистор мощностью более 2 Вт (5 Вт и более), то внутри прямоугольника на условном графическом обозначении пишется римская цифра. Например, V – 5 Вт, Х – 10 Вт, XII – 12 Вт.
• Допуск.
  При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах. Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение. Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.
  Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.
  Для тех, кто ещё не знает, существует ещё одна возможность подобрать необходимое сопротивление – его можно составить, соединив вместе несколько резисторов разных номиналов. Об этом читайте в статье про соединение резисторов.
  Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.
  Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25…0,05%.
• Температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
  Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). За рубежом принято сокращение T.C.R.
  В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью. Более подробно о таком параметре, как ТКС, я рассказывал тут.

Первые три параметра основные, их надо знать!

Перечислим их ещё раз:

• Номинальное сопротивление (маркируется как 100 Ом, 10кОм, 1МОм…)
• Рассеиваемая мощность (измеряется в Ваттах: 1 Вт, 0,5 Вт, 5 Вт…)
• Допуск (выражается в процентах: 5%, 10%, 0,1%, 20%).

Так же стоит отметить конструктивное исполнение резисторов.

Сейчас можно встретить как микроминиатюрные резисторы для поверхностного монтажа (SMD-резисторы), которые не имеют выводов, так и мощные, в керамических корпусах.

Существуют и невозгораемые, разрывные и прочее. Перечислять можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые: номинальное сопротивление, рассеиваемая мощность и допуск.

В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента.

Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2…3 ватт.

Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.

Новичкам в электронике хотелось бы рассказать и о том, что кроме резисторов, цветовыми полосами маркируют и миниатюрные конденсаторы в цилиндрических корпусах. Иногда это вызывает путаницу, так как такие конденсаторы ложно принимают за резисторы.

Таблица цветового кодирования

Рассчитывается сопротивление по цветным полосам так. Например, три первых полосы – красные, последняя четвёртая золотистого цвета. Тогда сопротивление резистора 2,2 кОм = 2200 Ом.

Первые две цифры согласно красному цвету – 22, третья красная полоса, это множитель. Стало быть, по таблице множитель для красной полосы – 100. На множитель необходимо умножить число 22. Тогда, 22 * 100 = 2200 Ом.

Золотистая полоса соответствует допуску в 5%. Значит, реальное сопротивление может быть в пределе от 2090 Ом (2,09 кОм) до 2310 Ом (2,31 кОм).

Мощность рассеивания зависит от размеров и конструктивного исполнения корпуса.

На практике широкое распространение имеют резисторы с допуском 5 и 10%. Поэтому за допуск отвечают полосы золотого и серебристого цвета. Понятно, что в таком случае, первая полоса находится с противоположной стороны элемента. С неё и нужно начинать считывание номинала.

Но, как быть, если резистор имеет небольшой допуск, например 1 или 2% ? С какой стороны считывать номинал, если с обеих сторон присутствуют полосы красного и коричневого цветов?

Этот случай предусмотрели и первую полосу размещают ближе к одному из краёв резистора. Это можно заметить на рисунке таблицы. Полоски, обозначающие допуск расположены дальше от края элемента.

Конечно, бывают случаи, когда нет возможности считать цветовую маркировку резистора (забыли таблицу, стёрта/повреждена сама маркировка, некорректное нанесение полос и пр.).

В таком случае, узнать точное сопротивление резистора можно только, если измерить его сопротивление мультиметром или омметром. В таком случае вы будете 100% знать его реальную величину. Также при сборке электронных устройств рекомендуется проверять резисторы мультиметром для того, чтобы отсеить возможный брак.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Простой способ определить Vf светодиода, чтобы выбрать подходящий резистор

Вы неправильно понимаете, как работает светодиод, так как Vf — это не напряжение, которое вы кладете на светодиод, чтобы заставить его работать, а напряжение, которое появляется (падает) на светодиод, когда ток пропускается через него.

Если вы посмотрите на соответствующий лист данных, вы увидите Vf (min), Vf и Vf (max), заданные для определенного тока, и это означает, что, если вы подадите указанный ток через светодиод, вы можете ожидать Vf падать где-нибудь между Vf (мин) и Vf (макс.), причем Vf является типичным значением.

Итак, ответ на ваш вопрос:

• Источником питания является любой источник переменного напряжения, R обеспечивает балласт для светодиода, снижая его чувствительность к изменениям источника питания.
• Это не даст светодиоду испускать свой волшебный дым, если вы случайно запустите источник питания слишком далеко, и его значение [R] не критично, в разумных пределах.
• Например, если вы используете резистор 1000 Ом и пытаетесь протолкнуть 20 мА через светодиод, эти 20 мА также должны пройти через R, поэтому R будет падать:
•  E = IR = 0,02 A × 1000 Ом = 20 вольт, E = IRзнак равно0.02A×1000Ωзнак равно20 вольт,
• и вам понадобится запас для светодиодов.
• «A» — это амперметр, используемый для измерения тока через светодиод, а «V» — вольтметр, используемый для измерения напряжения на светодиоде.

При использовании, то, что вам нужно сделать, это запустить источник питания с нуля вольт, а затем провернуть его до тех пор, пока амперметр не покажет 20 миллиампер, тогда напряжение, отображаемое на вольтметре, будет Vf для этого конкретного диода при данном конкретном токе и температуре окружающей среды. температура.

1. Возвращаясь к вашему вопросу, способ определить, какое значение последовательного сопротивления является «правильным» для вашего светодиода, состоит в том, чтобы сначала определить его Vf при желаемом прямом токе (если), а затем использовать закон Ома для определения значения сопротивления, так:
2. R =  Vс — VеяеR = Вs-Веяе
3. Если предположить, что Vs (напряжение питания) составляет 12 вольт, то Vf равно 2 вольтам, а If — 20 мА, мы получим
4. R =  12 В- 2 В0,02 А= 500 ОмR = 12В-2В0. 02Aзнак равно500 Ом
5. Затем, чтобы определить мощность рассеиваемого резистора, мы можем написать:
6. Pd = (Vs — Vf) × If = 10 В × 0,02 А = 0,2 Вт  Pd = (Vs — Vf)×Если знак равно 10V×0.02Aзнак равно0,2 Вт
7. 510 Ом — это самое близкое значение E24 (+/- 5%), которое будет сохраняться, если на консервативной стороне 20 мА, и резистор 1/4 Вт должен быть в порядке.
8. Утиный суп, а? 😉

Как проверить резисторы. Обучающее видео

Как проверить резисторы. Обучающее видео

Здравствуйте!

В новой серии видеороликов мы разберем все виды электронных компонентов, расскажем, что они из себя представляют, зачем нужны и как с ними работать. Изучение будет происходит от самых простых пассивных элементов — резисторов, конденсаторов и индуктивностей, до относительно сложных активных деталей: транзисторов, тиристоров и других заумных названий.

Начнем с самой популярной в мире радиоэлектроники штуки – резистора. Узнаем, какая бывает цветовая маркировка резисторов, какие существуют виды и как проверить резистор.

Резистор — наиболее универсальный и часто используемый компонент. Его можно найти в любой схеме, независимо от ее сложности. Принцип работы у него простой, а вот применений множество.

Резистор имеет определенное сопротивление — это его основная характеристика. Что первое приходит в голову при понимании «сопротивления»? Правильно, что-то чему-то сопротивляется. Резистор дает сопротивление силе тока — он его ограничивает, контролирует, не дает стать слишком большим и неуправляемым. Это и есть самое частое применение — резистор ограничивает ток в цепи. Чем больше сопротивление резистора, тем сильнее он сопротивляется проходящему через него току, и тем меньше этот ток становится.

Все резисторы делятся на постоянные и переменные. Сначала пройдемся по постоянным.

Одной из главных характеристик резистора есть его максимальная рассеиваемая мощность. Этот параметр показывает, какую мощность резистор может «поглотить», рассеять на себе. Стандартные выводные резисторы существуют такой мощности: 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2, и 3 Вт. Более мощные резисторы (5, 10 и больше ватт) обычно идут в керамическом (цементном) корпусе. Есть еще SMD-резисторы, которые имеют свою рассеиваемую мощность в зависимости от типоразмера. Самые большие, 2512, рассеивают до 1 Вт.

Определить сопротивление резистора можно несколькими способами. Самый очевидный — измерить его мультиметром. Если прикоснуться щупами к двум сторонам резистора — мультиметр покажет точное значение его сопротивления. Но есть несколько уловок.

Например, на резисторах советского производства значение указано цифрами и буквами. Иногда оно написано целиком, как здесь — 10 Ом. Если стоит просто цифра — это тоже значение в омах. 300 — 300 Ом. Если после цифры стоит буква, это указание величины (размерности). Например, 2R, или 2R0 — это два ома, 2K — два килоома, 2М — два мегаома. Если сопротивление выражено целым числом с дробью, то единицу измерения ставят на месте запятой. 2R2 — 2.2 Ома, 10К5 — 10.5 килоом.

На современных резисторах нанесена цветовая маркировка, где каждый цвет отвечает за определенную цифру в номинале. Узнать сопротивление таких резисторов можно при помощи таблиц, которые можно найти в интернете, или с помощью специального приложения на телефон, что очень облегчает задачу. Попробуем на примере одного резистора. Выставляем нужные цвета в приложении, и нам показывается точное значение сопротивления. Цветовая маркировка резисторов позволяет узнать номинал резистора прямо на плате без его выпаивания, с любого ракурса осмотра.  

На мощных цементных резисторах обычно пишут мощность резистора и само значение сопротивления в явном виде.

Маркировка SMD-резисторов тоже довольно простая: все цифры, кроме последней — это значение сопротивления, а последняя цифра означает, сколько раз это число нужно умножить на 10. Например, 220 — 22 Ома.

Переменные резисторы, или потенциометры, позволяют изменять свое сопротивление при помощи поворота ручки. Они делятся на однооборотные, многооборотные и подстроечные, а также моно и стерео. Большинство переменных резисторов рассчитано на маленькую мощность, в пределах 0.1-0.2 Ватта. Многооборотистые резисторы следующего типа, как правило, могут рассеять 1-2 Ватта.

Также переменные резисторы различаются графиком изменения сопротивления:

• A — логарифм, в них сопротивление изменяется по логарифмическому графику;
• B — линейная, где сопротивление изменяется плавно, по прямой;
• С — обратный логарифм, действует как обычный логарифм, только в обратную сторону.

Для того, чтобы проверить резистор можно просто измерить его сопротивление. Если мультиметр показывает результат, существенно отличающийся от номинала элемента, или не показывает вообще ничего (бесконечное сопротивление), значит резистор неисправен. И наоборот.

Небольшое задание. Давайте применим полученные знания на практике и попробуем решить простую задачку. 

У нас есть светодиод. Максимальный ток, который стандартный светодиод выдерживает, равен 20 миллиамперам. Обычно этот ток достигается при напряжении около 3 вольт. Но у нас нет блока питания на 3 вольта! Что же делать?

Хотя светодиод – это полупроводник со сложным перечнем характеристик, но в данном примере мы задачу упростим и посчитаем его за простую пассивную нагрузку (резистор). Если при 3 вольтах через светодиод проходит 20 мА, по закону Ома его сопротивление (R = U / I, или 3 / 0.02) – 150 Ом. Что будет, если мы захотим включить его в розетку? Снова-таки, по закону Ома получается, что при 220 вольтах через сопротивление 150 Ом пройдет ток (I = U / R, или 220 / 150) целых 1.46 Ампер! А наш светодиод выдерживает всего 20 миллампер — в 70 раз меньше. От такой большой силы тока он сразу же испортится.

А теперь посчитаем, при каком сопротивлении и напряжении 220 Вольт в цепи будет ток 20 мА. Используем закон Ома, (R = U / I, или 220 / 0.02). Вышло значение 11 кОм. Готово! Если мы подключим светодиод через резистор 11 кОм, наш ток ограничится до 20 мА, которые нужны светодиоду.

Рассчитать, какую мощность будет рассеивать резистор в этом случае, достаточно легко по тому же закону Ома. Через резистор номиналом 11 кОм течет сила тока, равная 0.02 Ампера. Мощность, которая на нем рассеивается, равна (P = I²R, или (0.02)² х 11000) = 4.4 Вт. Значит, ближайший нужный нам резистор — мощностью 5 Вт.

Вот и все! Мы разобрались с основными видами резисторов, а заодно поняли, как можно узнать о его работоспособности. 

В следующей части будем следовать дальше по перечню электронных компонентов, и на очереди у нас проверка конденсаторов.
А если вам необходимы резисторы, или вы нашли в видео то, что давно искали — просмотрите наш полный каталог резисторов.

Все актуальные ценовые предложения, акции и специальные цены вы можете первыми узнавать на канале Electronoff в Telegram

Electronics for Absolute Beginners, Chapter 2: 12 Steps

Провода имеют естественное, но минимальное сопротивление току, и оно может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от их классификации и температуры.

Сопротивление проводов / проводов увеличивается при повышении температуры и уменьшается при понижении температуры. Идеальный проводник имеет нулевое сопротивление, однако идеального не существует.

Сверхпроводимость
Наиболее близкое к нулю сопротивление может быть достигнуто, когда проводник охлаждается или подвергается воздействию температуры 0 градусов Кельвина или -273 градусов Цельсия.В этом случае сопротивление в проводнике практически равно нулю.

Физические факторы, влияющие на сопротивление проводника

1. Тип материала, из которого изготовлен проводник (например, медь, бронза, серебро, золото)
2. Длина проводника. Чем больше длина, тем выше сопротивление.
3. Площадь сечения жилы. Чем больше диаметр проволоки, тем меньше сопротивление.
4. Температура жилы. При повышении температуры сопротивление увеличивается.2
A = 36 CM

R = сопротивление в Ом p = удельное сопротивление материала на длину и площадь поперечного сечения в круглых милах (CM) l = длина в футах
Формула: R = (pl) / A

Упражнение 2: Каково сопротивление медного провода длиной 100 футов и площадью 20 см?
Примечание: p для меди составляет 10,4 см-Ом / фут

R = (10,4 Ом x 100) / 20 см
R = 52 Ом

Взгляните на изображение сечения проводов, представленное в этой лекции. Обратите внимание на отверстия в калибре для проволоки, в которые может поместиться провод? Над этими отверстиями обозначены номера. Каждое отверстие имеет разный размер. Чем больше число, тем меньше размер провода. Соответственно, чем меньше число, тем больше размер провода.

Другая важная аналогия провода и электрического тока — это шланг для воды. Чем больше диаметр водяного шланга, тем больше воды может течь через него. Кроме того, чем меньше диаметр водяного шланга, тем меньше воды может проходить через него.То же касается тока и проводов.

Закон Ома с калькулятором

Закон Ома

Существуют 2 основные формулы, которые помогут вам понять взаимосвязь между током, напряжением, сопротивлением и мощностью. Если у вас есть какие-либо два параметра, вы можете рассчитать два других параметра.

ЗАКОН ОМА
БАЗОВЫЕ ФОРМУЛЫ	P = I * E	E = I * R
НАЙТИ НАПРЯЖЕНИЕ	E = P / I	E = I * R	E = SQR (P * R)
НАЙТИ ТЕКУЩИЙ	I = P / E	I = E / R	I = SQR (P / R)
НАЙТИ МОЩНОСТЬ	P = I * E	P = E 2 /Р	P = I 2 *Р
НАЙТИ СОПРОТИВЛЕНИЕ	R = E 2 /П	R = E / I	R = P / I 2

P = мощность в ваттах E = электродвижущая сила в вольтах I = электрический ток в амперах R = электрическое сопротивление в омах SQR = квадратный корень

Примечание: В большинстве случаев я использую букву «E» для обозначения напряжения, но иногда вы увидите, что для обозначения напряжения используется буква «V». Пусть это вас не смущает.

---

Краткий курс повышения квалификации

Изменение сопротивления:
На следующей диаграмме вы можете видеть, что единственная разница между диаграммами слева и диаграммами справа — это сопротивление в каждой «системе». Сопротивление в кране соответствует величине открытия клапана. В проводе сопротивление равно размеру отверстия * в отрезке провода. Вы можете видеть, что напряжение / давление одинаковы как для левого, так и для правого примеров.Что вы должны отметить на этой диаграмме, так это … При прочих равных, если есть увеличение сопротивления, ток будет уменьшаться. Вы можете видеть, что ток в крайнем правом проводе составляет половину тока в крайнем левом проводе. Это потому, что крайний правый провод имеет половину площади, через которую проходят электроны.

* Обратите внимание, что размер «отверстия» аналогичен сопротивлению. В реальном куске провода нет физических ограничений.

По формуле:
I = E / R
. Вы можете видеть, что ток обратно пропорционален сопротивлению в цепи.

Больше сопротивления = меньше тока

А для тех, кто более графичен …

---

Изменение напряжения:
На следующей диаграмме вы можете видеть, что сопротивление во всех системах одинаковое. На этот раз мы изменили напряжение / давление. Вы можете видеть, что повышенное напряжение вызывает увеличение тока, даже если сопротивление в левой и правой системах одинаково.

С помощью формулы:
I = E / R
. Вы можете видеть, что ток прямо пропорционален напряжению, приложенному к сопротивлению.

Больше напряжения = больше тока

---

Что ж, теперь, когда это до смерти объяснили, перейдем к математике!

---

Математический пример:
В следующем примере мы знаем, что к резистору 10 Ом приложено 12 Вольт. Если вы хотите узнать, сколько мощности рассеивается на резисторе 10 Ом, используйте формулу:

P = E ² / R
P = 12 ² /10
P = 144/10.
P = 14,4 Вт
Рассеиваемая мощность на резисторе 14.4 Вт.

Если вы хотите узнать, какой ток протекает через резистор, вы должны использовать формулу:

I = E / R
I = 12/10
I = 1,2 ампера
Ток через резистор 1,2 ампера.

---

Если вам нужно больше примеров, страница с резисторами веселее, чем бочка с обезьянами.

---

Если вы хотите попробовать несколько самостоятельно, приведенные ниже калькуляторы позволят вам проверить свои математические данные.

Найти: рассеяние мощности и протекание тока от сопротивления и приложенного напряжения.

---

Важное примечание о демонстрациях / графике Flash на этом сайте … Власти посчитали, что содержимое Flash на веб-страницах слишком рискованно для использования обычным пользователем Интернета, и вскоре ВСЯ его поддержка будет устранено (большая часть доступа к Flash была прекращена 1 января 2020 г.). Это означает, что ни один современный браузер по умолчанию не отображает какие-либо из этих демонстраций. На данный момент исправление — загрузить расширение Ruffle для вашего браузера. Веб-сайт Ruffle. Напишите мне, пожалуйста, (babin_perry @ yahoo.com), чтобы сообщить мне, подходит ли вам Ruffle и какой браузер вы используете.

Альтернативой Ruffle является другой браузер Maxthon 4.9.5.1000. Для получения дополнительной информации о проблеме с Flash и Maxthon (стандартном и переносном) щелкните ЗДЕСЬ.

Георг Симон Ом:
Георг Симон Ом был немецким физиком, который жил с 1789 по 1854 год. Он обнаружил взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в проводнике с постоянной температурой (постоянная температура важна, потому что сопротивление изменяется с температурой, а закон Ома не действует). не занимаюсь изменением температуры / сопротивления).Он обнаружил, что при постоянном сопротивлении напряжение и ток прямо пропорциональны (как мы показали на графике выше). Это соотношение может быть выражено как V = IR, где V — напряжение, приложенное к сопротивлению, I — ток, протекающий через сопротивление, а R — сопротивление в омах.

Джеймс Ватт:
Джеймс Ватт был шотландским изобретателем, который жил с 1736 по 1819 год. Единица измерения мощности, ватт, была названа в его честь.

Джеймс Прескотт Джоуль:
Джеймс Прескотт Джоуль был английским физиком, который жил с 1818 по 1889 год.Он обнаружил взаимосвязь между мощностью, рассеиваемой в резисторе, и током, протекающим через резистор. Это соотношение может быть представлено формулой P = I ² R, где P — рассеиваемая мощность в ваттах, I — ток в амперах, R — сопротивление в омах. Ому обычно приписывают формулы, которые выражают взаимосвязь между мощностью, током, сопротивлением и напряжением, но, вероятно, следует отдать должное Джоуля.

«Джоуль» как единица измерения:
«Джоуль» представляет количество энергии, используемой, когда 1 ватт рассеивается в течение 1 секунды (или 1 ватт-секунды).

Номинальная мощность резистора | Рассеивание мощности на резисторах

Введение

Резисторы могут быть оценены на основе двух значений. Первый основан на сопротивлении резистора. Во-вторых, мощность в ваттах, которую резистор может безопасно рассеивать.

Номинальная мощность резистора может быть определена как потеря электрической энергии в виде тепла в резисторе, когда через него протекает ток в присутствии напряжения.

Резисторы могут использоваться в любой цепи в зависимости от требований в любой комбинации тока и напряжения. Эти различные комбинации токов и напряжений выбираются таким образом, чтобы номинальная рассеиваемая мощность резистора не превышала номинальную мощность резистора, которая указывает количество мощности, которое резистор может преобразовать в тепло, не вызывая его повреждения. Номинальная мощность резистора также может указывать на величину мощности, которую резистор может поглотить без каких-либо повреждений.

Номинальная мощность резистора также называется номинальной мощностью резистора. Номинальная мощность резистора определяется как «количество тепла, которое резистор может рассеивать в течение неопределенного периода времени, не влияя и не ухудшая его характеристики».

Номинальная мощность резистора измеряется в ваттах, которые являются единицами измерения мощности.

Поскольку рассеиваемая мощность зависит от размера объекта, номинальная мощность резистора может варьироваться от такого небольшого значения, как одна десятая ватта, до большого значения, равного сотням ватт, в зависимости от размера, температуры и процедуры изготовления резистора.

Обычно температура, используемая для определения номинальной мощности, — это температура окружающей среды или температура в помещении. Как правило, максимальная номинальная мощность большинства резисторов достигается при температуре окружающей среды 70 ⁰ C.

Вернуться к списку

Рассеиваемая мощность

Резисторы — это основные электрические компоненты, которые подчиняются закону Ома. Когда между выводами резистора с сопротивлением R подается напряжение V, через него протекает ток I. Этот ток I определяется выражением

I = V / R

Движение электронов является причиной этого тока, и они ускоряются электрическим полем из-за приложенного потенциала. Эти ускоренные электроны, обладающие кинетической энергией, пытаются двигаться к положительной стороне материала, и в этом процессе они сталкиваются с атомами и теряют свою энергию. И результатом этого столкновения является преобразование электрической энергии в тепло.

Скорость потери энергии или рассеиваемой мощности можно рассчитать по формуле P = I * V.

Эти три величины тока, напряжения и мощности могут быть наложены в треугольник, называемый треугольником мощности.В этом треугольнике мощность, которая указывает на тепло, рассеиваемое резистором, находится в верхней части треугольника.

Потребляемый ток и приложенное напряжение указаны внизу.

Рисунок треугольника мощности показан ниже.

Из этого треугольника можно рассчитать мощность, рассеиваемую в резисторе, если известны значения напряжения на нем и тока, протекающего через него. Треугольник используется для математического представления отношения между мощностью, током и напряжением.

Мощность рассчитывается как

P = I * V

Ток рассчитывается как

I = P / V

Напряжение рассчитывается как

V = P / I

Закон Ома может быть использован для расчета мощности, рассеиваемой в резисторе, если известно значение сопротивления резистора. Если известны любые два значения, среди которых напряжение, ток и сопротивление, то уравнение мощности можно записать с использованием закона Ома.

P = I * V

Из закона Ома имеем

V = I * R

Следовательно,

P = I ² * R

И P = V ² / R

Следовательно, рассеиваемая мощность в резисторе может быть рассчитана с использованием любого из следующих стандартных уравнений

• Мощность P = V * I

  P = I ² * R

  P = V ² / R

где,

• P — мощность в ваттах

  V — напряжение на резисторе в вольтах.

  I — ток, протекающий через резистор, в амперах

  R — сопротивление резистора в Ом.

Вернуться к списку

Мощность, рассеиваемая на резисторе

Чтобы найти мощность, рассеиваемую резистором, рассматривается резистор с сопротивлением R. Пусть по всей длине резистора приложен потенциал или напряжение V. Пусть Q — заряд, проходящий в данном случае через проводник или резистор за единицу времени. Тогда по определению тока, который представляет собой скорость протекания заряда, ток I, протекающий в резисторе, определяется как

I = Q / т

==> Заряд можно записать как Q = I * t

Где t — время в секундах.

Если между концами резистора приложен потенциал V, то энергия, теряемая в виде тепла во время протекания тока, определяется выражением

Q * V.

Пусть E будет энергия, которая теряется в виде тепла.

Тогда E = Q * V

Используя уравнение Q = I * t в приведенном выше уравнении

Получаем E = I * t * V

Мощность можно определить как скорость выполнения работы. В этом контексте мощность определяется как скорость, с которой электрическая энергия преобразуется в тепло.

∴ P = E / t = I * V

Потери мощности с точки зрения тепловыделения или рассеиваемой мощности составляют,

P = I * V

Это можно переписать разными способами с помощью закона Ома (V = I * R).

P = I * V = I ² * R = V ² / R

Вернуться к списку

Единицы мощности

Единица измерения тока — ампера, кулон в секунду.Единицей измерения напряжения является вольт, то есть джоуль на кулон.

Следовательно, единицы мощности могут быть получены путем умножения силы тока на напряжение. Это количество энергии, используемой на единицу времени зарядки, количество единичных зарядов, проходящих в секунду.

∴ ампер * вольт = (кулон / секунда) * (джоуль / кулон) = джоуль / секунда.

Это скорость потока энергии, получившая название Ватт.

Ватт = Джоуль в секунду.

Используя закон Ома, уравнение мощности и ее единиц можно записать следующим образом

P = V * I => Единицы мощности = Вольт * Ампер

P = I ² * R => Единицы мощности = Амперы ² * Ом

P = В ² / R => Единицы мощности = Вольт ² / Ом

Вернуться к списку

Силовые резисторы

Номинальная мощность резистора определяет допустимое количество тепла, которое может рассеивать резистор.Каждый резистор имеет предварительно определенную номинальную мощность, которая определяется с учетом различных факторов, таких как тип материала и площадь поверхности.

Номинальная мощность указывается в ваттах, и некоторые из доступных стандартных номинальных мощностей резисторов составляют 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт и т. Д.

Когда резистор имеет номинальную мощность 2 Вт, на него может подаваться максимальная мощность 2 Вт для всех комбинаций напряжения и тока, насколько это возможно.

Некоторые резисторы рассчитаны на большее рассеивание мощности.Они называются силовыми резисторами. Резисторы с номинальной мощностью не менее 5 Вт относятся к силовым резисторам. Материал, из которого изготовлены силовые резисторы, должен иметь высокую теплопроводность. Силовые резисторы часто поставляются с радиатором, который помогает им рассеивать тепло.

Резисторы мощности с проволочной обмоткой широко распространены, но их можно встретить и других типов. Если резисторы с проволочной обмоткой на основе нихромового сплава используются с соответствующей непроводящей эмалевой краской, они могут выдерживать температуры до 450 ⁰ C.

Другой тип резисторов, используемых для выдерживания больших токов, — это сеточные резисторы. Сетевые резисторы могут выдерживать ток до 500 А и могут иметь значение сопротивления всего 0,04 Ом. Конструкция сеточных резисторов включает в себя два электрода, между которыми соединены большие металлические полоски в виде матрицы. Сетевые резисторы используются в качестве заземляющих резисторов, тормозных резисторов и фильтров гармоник для электрических подстанций.

Другой тип силовых резисторов — это водные резисторы.Конструкция включает трубки, по которым подается физиологический раствор, с электродами, подключенными к обоим концам трубки. Концентрация физиологического раствора или соленой воды будет определять сопротивление. Из-за наличия воды в трубках водные резисторы обеспечивают большую теплоемкость, что, в свою очередь, приводит к высокому рассеиванию мощности.

Силовые резисторы также могут быть изготовлены в виде устройств поверхностного монтажа. Из-за их небольшого размера рассеиваемая мощность резисторов SMD меньше, чем у резисторов сеточного типа и водяных резисторов.Обычно мощность, рассеиваемая резисторами SMD, составляет порядка нескольких ватт.

Диапазон мощности, рассеиваемой различными типами силовых резисторов, следующий.

• Резисторы SMD — 5 Вт или меньше
• Спиральная намотка — 50 Вт или менее
• Торцевая обмотка — 3,5 кВт или менее
Сетчатые резисторы
• — 100 кВт или менее
• Водяные резисторы — 500 кВт или менее

Вернуться к списку

Примеры номинальной мощности

1. Например, выбрать подходящий резистор номинальной мощностью 800 Ом и напряжением питания 12 В.Доступные значения мощности: 0,25 Вт, 0,5 Вт и 1 Вт.

Мощность P в резисторе равна P = V ² / R

Следовательно, P = (12) ² /800 = 0,18 Вт.

Следовательно, следует использовать резистор номинальной мощностью 0,25.

2. Если используется резистор с питанием 12 В и током 100 мА, то его максимальная номинальная мощность составляет

P = V * I

P = 12 * 100 * 10 ^-3

P = 1.2 Вт

Вернуться к списку

Применение силовых резисторов

Каждый резистор рассчитан на максимальную номинальную мощность. Эта номинальная мощность указывает на максимальную мощность, которую резистор может рассеять, не нанося вреда самому себе или цепи. Некоторые приложения требуют меньшего рассеяния мощности, а другие требуют большого рассеяния мощности. Резисторы мощности используются в приложениях, где нам нужно рассеивать большую мощность. Некоторые из применений силовых резисторов:

• В моторных тормозах тяжелых локомотивов и трамваев используются силовые резисторы.Локомотивы движутся с большой скоростью и обладают высокой кинетической энергией. При остановке этих высокоскоростных локомотивов их кинетическая энергия преобразуется в тепло. В зависимости от скорости локомотивов количество выделяемого тепла может составлять порядка нескольких киловатт. Классические дисковые тормоза нельзя использовать, так как они быстро изнашиваются. Следовательно, в локомотивах используются рекуперативные тормоза или резисторы большой мощности в виде сетевых резисторов.
• Силовые резисторы используются в качестве заземляющих резисторов для ограничения токов короткого замыкания, высоких напряжений и действуют как защитные реле.Эти резисторы могут быть рассчитаны на ток до 8 килоампер.
• Силовые резисторы используются в качестве нагрузочных резисторов в турбинах и источниках бесперебойного питания. Они могут иметь регулируемое сопротивление и могут рассеивать мощность до 6 мегаватт. Из-за этой высокой рассеиваемой мощности нагрузочные резисторы оснащены эффективной системой охлаждения для контроля температуры и предотвращения перегораний устройств.

Вернуться к списку

Power and Energy

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Выполните расчеты мощности, напряжения, тока и сопротивления.
• • с использованием соответствующих единиц и подразделений.
• Различайте мощность и энергию в электрических цепях.

Мощность резисторов

Когда через резистор протекает ток, электрическая энергия преобразуется в ТЕПЛОВУЮ энергию. Тепло, генерируемое в компонентах схемы, каждый из которых обладает хотя бы некоторым сопротивлением, рассеивается в воздухе вокруг компонентов. Скорость рассеивания тепла называется МОЩНОСТЬЮ, обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).

Количество рассеиваемой мощности может быть вычислено с использованием любых двух величин, используемых в расчетах по закону Ома. Помните, как и в любой формуле, в формуле должны использоваться ОСНОВНЫЕ КОЛИЧЕСТВА, то есть ВОЛЬТЫ, ОМЫ и АМПЕРЫ (не милли, мег и т. Д.).

Чтобы найти мощность P, используя V и I

Чтобы найти мощность P, используя V и R

Чтобы найти мощность P, используя I и R

Перед тем, как начать, подумайте об этих нескольких советах, они упростят задачу, если следовать им.

1. Разработайте ответы карандашом и бумагой; в противном случае легко запутаться на полпути и получить неправильный ответ.

2. Конечно, ответ — это не просто число, это будет определенное количество ватт (или несколько или несколько единиц ватт). Не забудьте указать правильную единицу измерения (например, Вт или мВт и т. Д.), А также число, иначе ответ не имеет смысла.

3. Преобразуйте все вспомогательные единицы, такие как мВ или кОм, в ватты, указав их в соответствующей формуле.Ошибка здесь даст действительно глупые ответы, в тысячи раз слишком большие или слишком маленькие.

4. Хотя структура этих формул мощности кажется очень похожей на формулы закона Ома, есть небольшое различие — они содержат некоторые элементы в квадрате (I ² и V ² ). Будьте очень осторожны при использовании трюка с треугольником для транспонирования этих формул. Если вам нужно связать мощность с сопротивлением, то I или V необходимо возвести в квадрат (умножить на себя). Однако вы можете построить треугольник, который соответствует любой из формул для получения R, как показано ниже.

Не забудьте загрузить нашу брошюру «Подсказки по математике», в которой показано, как использовать калькулятор с показателями степени и инженерной нотацией, чтобы иметь дело с этими частями и каждый раз получать правильный ответ.

У вас нет научного калькулятора? Буклет «Подсказки по математике» объясняет, что вам нужно (и что вам не нужно, чтобы не тратить деньги без необходимости). Если вы не хотите покупать научный калькулятор, вы всегда можете получить его бесплатно в сети.Пользователи ПК могут попробовать Calc98 на сайте www.calculator.org/download.html. Какой бы калькулятор вы ни выбрали, прочтите инструкции, чтобы ознакомиться с методами работы, которые вам следует использовать, поскольку они варьируются от калькулятора к калькулятору.

Важно помнить о влиянии рассеивания мощности в компонентах: чем больше мощность, тем больше тепла должно рассеиваться компонентом. Обычно это означает, что компоненты, рассеивающие большое количество энергии, нагреваются, а также они будут значительно больше по размеру, чем типы с низким энергопотреблением.Если компоненту требуется рассеивать больше энергии, чем он предназначен, он не сможет достаточно быстро избавиться от выделяемого тепла. Его температура повысится, и перегрев может вызвать полный выход из строя компонента и, возможно, повреждение других компонентов и самой печатной платы (PCB). В качестве меры предосторожности резисторы большой мощности часто устанавливают вне печатной платы с использованием более длинных выводных проводов, заключенных в керамические гильзы. Резисторы с проволочной обмоткой большой мощности могут даже быть заключены в металлический радиатор и прикреплены болтами к большой металлической поверхности, например к корпусу оборудования, чтобы избавиться от нежелательного тепла.Примеры резисторов большой мощности показаны на странице конструкции резистора.

Компоненты, такие как резисторы, имеют определенную номинальную мощность, указанную производителем (в ваттах или милливаттах). Этот рейтинг (параметр) необходимо проверить при замене компонента, чтобы не произошло завышения рейтинга. Это важный фактор безопасности при обслуживании электронного оборудования.

TIP

Тепло, выделяемое резисторами большой мощности, является основной причиной преждевременного выхода из строя многих цепей. Либо сам резистор выходит из строя из-за «разомкнутой цепи», особенно в резисторах с проволочной обмоткой. В резисторах из углеродного состава перегрев в течение длительного периода может вызвать изменение значения. Это может увеличиваться в типах с высоким сопротивлением или более опасно уменьшаться (позволяя увеличить ток) в типах с низким сопротивлением. Увеличение тока, вызванное уменьшением сопротивления, только ускоряет процесс, и в конечном итоге резистор (а иногда и другие связанные компоненты) сгорает!

Энергия в резисторах

Если определенное количество мощности рассеивается в течение определенного времени, то рассеивается ЭНЕРГИЯ.Энергия (мощность x время) измеряется в Джоулях, и, включив время (t) в формулы мощности, можно рассчитать энергию, рассеиваемую компонентом или схемой.

Рассеиваемая энергия = Pt или VIt или V ² t / R или даже I ² Rt Джоули

Обратите внимание, что в формулах для энергии такие величины, как мощность, время, сопротивление, ток и напряжение, должны быть преобразованы в их основные единицы, например Ватты, секунды, Ом, Амперы, Вольт и т. Д.Никаких дополнительных единиц или нескольких единиц! Как описано в буклете «Советы по математике».

Все вышеперечисленные единицы являются частью интегрированной системы международно стандартизированных единиц; Система S.I. (Système International d´Unités). Эта система устанавливает основные единицы для любых электрических, механических и физических свойств и их отношения друг к другу. Он также включает стандартную форму кратных и долей кратных, описанную в буклете «Подсказки по математике».

Расчет закона Ома с мощностью

В четырех таблицах ниже вы можете ввести два из четырех факторов закона Ома.Это Мощность, (P) или (Вт), измеренная в ваттах, напряжение (V) или (E), измеренная в вольт, , ток или сила тока (I), измеренная в ампер, ( ампер, ), и сопротивление (R), измеренное в Ом . Необходимый коэффициент будет рассчитан для вас, когда вы нажмете кнопку «Рассчитать» для этой таблицы. Хотя это и не является частью первоначальной теории, в более поздние годы мы также относили коэффициент мощности к Ому. Мощность обычно обозначается сокращенно (Вт) и измеряется в Вт .Формула для вычисления мощности обычно следующая: . W = V x I или W = I 2 x R или W = V 2 / R. Другие основные формулы, включающие мощность: I = W / V или I = (W / R) 2 V = (W x R) 2 или V = W / I R = V 2 / W или R = W / I 2 Для исходных расчетов закона Ома, щелкните здесь . Чтобы проверить цветовую кодировку резисторов, используйте нашу таблицу цветовых кодов резисторов и калькулятор .Этот преобразователь требует использования Javascript активных браузеров. Коэффициенты закона Ома при мощности Расчет ватт Рассчитать амперы Расчет напряжения Рассчитать Ом Удельное сопротивление (Вт-см) для обычных металлов при комнатной температуре Алюминий 2. 828 х 10 -6 Медь 1,676 x 10 -6 Серебро 1,586 x 10 -6 Золото 2,214 x 10 -6 Вольфрам 5,5 10 x 10 -6 Например, провод 10 калибра — 2.588 мм в диаметре. Сопротивление на см толстой медной проволоки составляет . 3,186 x 10 -5 Вт / см. Миля этого провода имеет сопротивление 5,13 Вт.

Калькулятор закона Ома и электрические формулы

Используйте закон Ома для расчета напряжения, тока, сопротивления или мощности в электрической цепи. Введите любые два известных значения, чтобы найти два других.Например, введите напряжение и мощность, чтобы найти ток и сопротивление.

Что такое закон Ома?

Закон Ома определяет соотношение между электрическим током, сопротивлением и напряжением. Более конкретно, в нем говорится, что ток через элемент схемы прямо пропорционален приложенной к нему разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению . ^[1]

Закон Ома позволяет найти напряжение, ток, мощность и сопротивление, если известны как минимум два значения.

Например, если известны напряжение и сопротивление, калькулятор найдет мощность и ток. В качестве альтернативы калькулятор может вычислить мощность и сопротивление, если известны напряжение и ток.

Формула закона Ома

Формула закона Ома: I = E / R, где I — ток через проводник, измеренный в амперах, E — разность потенциалов на проводнике, измеренная в вольтах, а R — измеренное сопротивление проводника. в ом. ^[2]

I = ER

Таким образом, формула утверждает, что ток I равен напряжению E , деленному на сопротивление R .

Треугольник закона Ома

Треугольник закона Ома показывает, как найти вольт, ампер или ом. Чтобы использовать его, накройте единицу, которую вы хотите вычислить, чтобы открыть формулу для ее решения.

Треугольник закона Ома, где E представляет напряжение, I представляет ток, а R представляет сопротивление.

Например, чтобы найти вольты, прикройте E большим пальцем, что показывает, что напряжение равно I × R.

Что означают буквы в формуле закона Ома?

В формуле закона Ома E представляет электродвижущую силу или напряжение, I представляет силу или ток, а R представляет сопротивление.

Георг Симон Ом создал закон Ома в статье, опубликованной в 1827 году, ^[3] задолго до того, как были определены единицы измерения напряжения, тока и сопротивления.

Вольт, ампер и ом были определены только в 1881 году, спустя более 50 лет после того, как был опубликован закон Ома. Это объясняет, почему буквы не относятся к современным единицам, используемым в формуле.

Закон Ватта и формула мощности

Закон Ватта гласит, что электрическая мощность, измеренная в ваттах, равна току в цепи, умноженному на напряжение. Эта формула очень похожа на закон Ома и может помочь найти мощность или мощность.

Мы часто используем формулу мощности в сочетании с законом Ома для определения электрических свойств, когда мощность цепи известна.

P = I × E

Таким образом, формула мощности утверждает, что мощность P равна I , умноженному на напряжение E . ^[4]

Треугольник силы

Треугольник мощности иллюстрирует формулу для определения ватт, вольт или ампер. Как и в случае с другим треугольником, накройте единицу измерения, которую вы хотите решить, чтобы открыть формулу для ее решения.

Например, чтобы найти усилители, прикройте I большим пальцем, чтобы увидеть, что ток равен P / E.

Формула мощности, где P представляет мощность, I представляет ток, а E представляет напряжение.

Наш калькулятор ватт в ампер использует эту формулу, например, для преобразования мощности в ток в электрических цепях.

Колесо закона Ома

Мы можем использовать закон Ома для расчета вольт, ватт, ампер или ом, если известны как минимум два измерения. Формула позволяет нам вывести уравнения для расчета любого измерения с учетом двух других известных значений.

Колесо закона Ома показывает все формулы, которые вы можете использовать для определения вольт, ватт, ампер или ом. См. Все производные формулы ниже.

Колесо закона Ома со всеми формулами, которые можно использовать для расчета вольт, ампер, ом или ватт.

Вольт Формулы

Найдите напряжение, используя следующие формулы:

Напряжение = ток × сопротивление

Напряжение = мощность ÷ ток

Напряжение = мощность × сопротивление

Ватт Формулы

Найдите мощность, используя следующие формулы:

Мощность = Напряжение × Ток

Мощность = Напряжение ² ÷ Сопротивление

Мощность = Ток ² × Сопротивление

Формулы усилителя

Найдите ток, используя следующие формулы:

Ток = Напряжение ÷ Сопротивление

Ток = Мощность ÷ Напряжение

Ток = мощность ÷ сопротивление

Ом Формулы

Найдите сопротивление, используя следующие формулы:

Сопротивление = Напряжение ÷ Ток

Сопротивление = Напряжение ² ÷ Мощность

Сопротивление = мощность ÷ ток ²

Мы используем закон Ома для многих вещей, таких как определение максимального размера микроволн или максимального количества осветительных приборов, с которыми цепь может безопасно обращаться, не создавая опасности возгорания.

Наш калькулятор затрат на освещение может помочь определить потребление энергии на освещение, а наш калькулятор затрат на электроэнергию поможет определить затраты на питание электрических устройств.

Используйте закон Ома, чтобы определить размер электрической цепи или выяснить, какой большой нагреватель можно безопасно использовать в обычной розетке. Вы также можете найти наш калькулятор падения напряжения, чтобы определить падение напряжения, необходимый минимальный размер провода и максимальную длину провода для вашего следующего электрического проекта.

Закон Ома и Закон Уоттса

Калькулятор закона Ома и закона Ватта с примерами

Как пользоваться калькулятором:
Введите любые два известных значения и нажмите Рассчитайте , чтобы найти другие.
Всегда нажимайте Сброс перед каждым новым вычислением.

Закон Ома:
Устанавливает взаимосвязь между током (амперы), сопротивлением (Ом) и напряжением.
Вольт = Ампер x Ом
Ампер = Вольт / Ом
Ом = Вольт / Ампер

Закон Ватта:
Устанавливает взаимосвязь между мощностью (ватты), током (амперы) и напряжением.
Ватт = Вольт x Ампер
Вольт = Ватт / Ампер
Ампер = Ватт / Вольт

Пример закона Ома: рассчитать сопротивление по напряжению и току
— Рейтинг роторов по сопротивлению

У вас есть коробка с роторами 27SI, и вам нужно определить, какие из них — 12 вольт, а какие — 24 вольт.

Вы хотите использовать омметр для проверки каждого ротора, но вы не знаете значение сопротивления (Ом) для каждого типа катушки ротора.Компания Delco-Remy опубликовала только значения тока возбуждения (амперы), но не сопротивления (Ом).

Процедура:
Используйте таблицу Delco-Remy 1G-188, чтобы узнать напряжение и потребление тока катушек ротора 27SI. Из диаграммы вы обнаружите, что:

• Роторы на 12 В потребляют приблизительно 4,60 А при 12 В
• Роторы на 24 В потребляют приблизительно 2,15 А при 24 В

Введите 12 вольт и 4,60 ампер в калькулятор, и он покажет сопротивление катушки как 2. 61 Ом.

Введите 24 В и 2,15 А в калькулятор, и он покажет сопротивление катушки как 11,16 Ом.

Теперь, когда вы знаете значение сопротивления каждого типа катушки, вы можете быстро оценить каждый ротор. (Не забудьте отметить их!).

Полезные ссылки:
Delco-Remy 1G-188 Руководство по испытаниям генератора по техническим условиям Пример закона Ватта: вычисление ампер из ватт и напряжения
— Добавление аксессуара

Вы устанавливаете грузовик со снегоочистителем и хотите добавить фонари для плуга.
Вы выбрали лампы мощностью 65 Вт.

Вам необходимо определить две вещи:

• Какое реле максимальной силы тока использовать.
• Какого размера проводить провод от реле до фар.

Это известные значения:

• Максимальное рабочее напряжение фар: 14,5 В
• Мощность каждой лампы: 65 Вт (поскольку есть две лампы, удвойте мощность)

Введите 14.5 вольт и 130 ватт в калькулятор. Он покажет силу тока как 8,97 ампер.