можно ли узнать по размеру детали, расшифровки маркировок

У любого резистора, выпускаемого в промышленных условиях, существует порядка десяти параметров, на которые необходимо обращать внимание при его выборе. Среди основных находится мощность элемента. На неё нельзя не посмотреть при выборе нужной детали. Для этого нужно понимать, как узнать мощность резистора.

Внешний вид резистора

Дополнительная информация. Зачастую резистор называют даже в учебниках сопротивлением. Это происходит из-за того, что это его основной параметр.

Скорость потребления энергии резистором

Призвав на помощь школьный курс физики, необходимо вспомнить формулу мощности в электротехнике:

P=U*I.

Из рассмотрения её видно, что мощность напрямую зависит от силы направленного движения частиц и напряжения. Формула тока, проходящего через деталь, определяется из Закона Ома для участка цепи:

I=U/R.

Отсюда видно, что падение напряжения определяется сопротивлением резистора и силой тока, проходящего через него.

Важно! Падение напряжения – это величина оставшегося потенциала на концах резистора от поданного на него.

У всех металлов есть параметр, зависящий от его структуры, – удельное сопротивление. Когда электроны протекают через проводящий элемент, они преодолевают частицы, образующие металл. Это преодоление мешает движению тока. Т.е. чем плотнее металл, тем труднее направленным частицам течь. Мощность выделяется в процессе взаимодействия тока и элементов металла в форме тепла. Не всегда этого добиваются, т.к. КПД устройств от этого уменьшается, хотя в нагревательных элементах данное свойство требуется.

Вернемся к резисторам. Их, в первую очередь, используют для лимитирования тока при запитке потребителя. Из представленного выражения видно, что сила тока напрямую зависит от падения напряжения. Т.е. напряжение ниже – ток ниже. Избыточный потенциал «переваривается» деталью с появлением тепловыделения на ней. Значение мощности его при этом считается по приведённой выше формуле, где U – величина «переваренных» на детале вольт, а I – проходящий сквозь него ток.

Закон Джоуля-Ленца:

ω = j • E = ϭE2, где ω – величина тепловой энергии, появляющейся в единице объема; E и j – напряжённость и плотность электрического поля; ϭ – электропроводность внешнего окружения. Именно по нему определяется выделенное на элементе тепло.

Как определить мощность резистора

Рассмотрим пример:

• Номинал детали – 2 Ом;
• Поданный от внешнего источника потенциал – 24В.

Решение:

• I=24/2=12А;
• Р=24*12=244 Вт.

Необходимо отметить, что значения в этом примере взяты абсолютно произвольные.

Типы и обозначение резисторов

Зачастую мощности сопротивлений стандартны: 0.05 (0.62) – 0.125 – 0.25 – 0.5 – 1 – 2 – 5. Это классические номиналы рассматриваемых устройств. Встречаются и нестандартные величины, которые требуются для конкретных случаев. Когда происходит процесс сборки схем, элементы выбирают, зная порядковые номера схем. Сопротивление и мощность указываются только по специальному запросу. Для моментального «узнавания» деталей на принципиальных схемах существуют специальные графические обозначения. Они чётко регламентируются ГОСТом.

Условные обозначения резисторов

Обычно характеристики и название необходимого для применения резистора указывают в спецификациях к заказу. Могут также регламентировать разрешённый допуск отклонения в %.

На первом рис. видно, что сопротивления сильно различаются внешне по форме и размерам. Есть прямая зависимость размера от мощности: чем больше элемент, тем выше его мощность. Это связано с тем, что при протекании тока сквозь сопротивление с большей поверхностной площади тепло в окружающую среду отдается быстрее (при условии, что это воздушная среда).

Дополнительная информация. По достижении предельной температуры нагрева на детали начинает выгорать наружный слой с нанесённой маркировкой. Это является первым признаком неправильной работы схемы. Если не принять меры, рассеиваемая энергия останется недостаточной, и далее выгорит внутренний (резистивный) слой. Элемент выйдет из строя.

Нагрев резисторов

При выборе нужного сопротивления по мощности необходимо внимательно посмотреть на способность его нормальной работы в требуемой температуре воздуха. Для верного использования элемента производители её всегда указывают. Мощность рассеивания резисторов прямо зависит от его возможностей по своевременной отдаче тепла без перегрева. Поэтому чем ниже температура окружающей среды, тем эффективнее и дольше без выхода из строя будет работать определённый элемент.

Нельзя допускать слишком высокой температуры вокруг сопротивления. Рабочей температурой для большинства из них является промежуток – 19-26 градусов.

Зачастую под рукой может не оказаться элемента с нужной размерностью для сборки конкретной электрической схемы с характеристикой по мощности. При наличии более мощных есть возможность установить их без потери качества. Главное, чтобы размеры соответствовали собираемому устройству. А вот при наличии устройств только меньшего номинала может возникнуть проблема.

Однако и это тоже решаемый вопрос. Особенно если знать правила состыковки сопротивлений: последовательного и параллельного.

Последовательное сочетание характеризуется тем, что сумма потенциалов состоит из потенциалов на единичном подсоединенном элементе. Ток же, протекающий в цепи, равен току ЛЮБОГО резистора. Т.е. в схеме с последовательным соединением напряжения на деталях разные, а токи одинаковые.

Параллельное соединение характеризуется тем, что, наоборот, потенциал на всех элементах одинаковый, а у тока, идущего через единичную ветку, зависимость обратна её резистивному сопротивлению. Здесь общий ток сети складывается из отдельных токов всех ветвей схемы.

Законы последовательного и параллельного соединения

При отсутствии, например, сопротивления 200 Ом на 1 Вт практически всегда допускается замена на две единицы по 100 Ом на 0,5 Вт последовательно, либо две единицы 400 Ом и 0,5 Вт, поставленных в параллель.

«Практически всегда» написано неспроста. Элементы не все хорошо справляются с ударными токами. В схемах, которые производят зарядку конденсаторов с очень серьёзной ёмкостью, вначале происходит огромная ударная нагрузка. Такой режим повреждает неподготовленный изоляционный слой детали. Это выясняется исключительно эмпирическим путём и долгих расчётов. Однако такими сложными вычислениями и наблюдениями все пренебрегают.

Сопротивление – главная характеристика рассматриваемого элемента, однако без знания параметров мощности выбрать его для установки в принципиальную схему не получится. В противном случае, будет происходить перегрев детали и выход её из строя. Если есть сомнения, то необходимо применить резистор увеличенной мощности для перестраховки.

Видео

Оцените статью:

Какой формулой рассчитать мощность резисторов

Резисторы применяются практически во всех электросхемах. Это наиболее простой компонент, в основном, служащий для ограничения или регулирования тока, благодаря наличию сопротивления при его протекании.

Резисторы

Виды резисторов

Внутреннее устройство детали может быть различным, но преимущественно это изолятор цилиндрической формы, с нанесённым на его внешнюю поверхность слоем либо несколькими витками тонкой проволоки, проводящими ток и рассчитанными на заданное значение сопротивления, измеряемое в омах.

Существующие разновидности резисторов:

1. Постоянные. Имеют неизменное сопротивление. Применяются, когда определенный участок электроцепи требует установки заданного уровня по току или напряжению. Такие компоненты необходимо рассчитывать и подбирать по параметрам;
2. Переменные. Оснащены несколькими выводными контактами. Их сопротивление поддается регулировке, которая может быть плавной и ступенчатой. Пример использования – контроль громкости в аудиоаппаратуре;
3. Подстроечные – представляют собой вариант переменных. Разница в том, что регулировка подстроечных резисторов производится очень редко;
4. Есть еще резисторы с нелинейными характеристиками – варисторы, терморезисторы, фоторезисторы, сопротивление которых меняется под воздействием освещения, температурных колебаний, механического давления.

Важно! Материалом для изготовления практически всех нелинейных деталей, кроме угольных варисторов, применяемых в стабилизаторах напряжения, являются полупроводники.

Параметры резисторного элемента

1. Для резисторов применяется понятие мощности. При прохождении через них электротока происходит выделение тепловой энергии, рассеиваемой в окружающее пространство. Мощность детали является параметром, который показывает, сколько энергии она может выделить в виде тепла, оставаясь работоспособной. Мощность зависит от габаритов детали, поэтому у маленьких зарубежных резисторов ее определяют на глаз, сравнивая с российскими, технические характеристики которых известны;

Важно! Импортные резисторные элементы идентичной мощности имеют несколько меньшие размеры, так как российские производятся с некоторым запасом по этому показателю.

На схеме мощность показана следующим образом.

Условное обозначение мощности

2. Второй параметр – сопротивление элемента. На российских деталях типа МЛТ и крупных импортных образцах оба параметра указываются на корпусе (мощность – Вт, сопротивление – Ом, кОм, мОм). Для визуального определения сопротивления миниатюрных импортных элементов применяется система условных обозначений с помощью цветных полосок;

Цветовая маркировка резисторов

3. Допуски. Невозможно изготовить деталь с номинальным сопротивлением, в точности соответствующим заявленному значению. Поэтому всегда указываются границы погрешности, называемые допуском. Его величина – 0,5-20%;
4. ТКС – коэффициент температуры. Показывает, как варьируется сопротивление при изменении внешней температуры на 1°С. Желательно, но не обязательно подбирать элементы с близким или идентичным значением этого показателя для одной цепи.

Расчет резисторов

Для расчета сопротивления резистора формула применяемая в первую очередь – это закон Ома:

I = U/R.

Исходя из этой формулы, можно вывести выражение для сопротивления:

R = U/I,

где U – разность потенциалов на выводных контактах резистора.

Пример. Необходимо провести зарядку аккумулятора 2,4 В зарядным током 50 мА от автомобильной 12-вольтовой батареи. Прямое соединение сделать нельзя из-за слишком высоких показателей по току и напряжению. Но возможно поставить в схему сопротивление, которое обеспечит нужные параметры.

Предварительно нужно рассчитать резистор:

• Расчет начинается с определения падения напряжения, которое должен обеспечить резисторный элемент:

U = 12-2,4 = 9,6 B

• Протекающий по детали ток – 50 мА. Следовательно, R = 9,6/0,05 = 192 Ом

Теперь можно уже подобрать нужный резистор по одному показателю.

Если рассчитанной детали не нашлось, можно применить соединение из нескольких резисторных элементов, установив их последовательно или параллельно. Расчет сопротивлений при этом имеет свои особенности.

Последовательное соединение

Последовательно соединенные сопротивления складываются:

R = R1+ R2.

Если нужно получить общий результат 200 Ом, и имеется один резистор на 120 Ом, то расчет другого:

R2 = R-R1 = 200-120 = 80 Ом.

Последовательное соединение

Параллельное соединение

При параллельной схеме другая зависимость:

1/R = 1/R1 + 1/R2.

Или преобразованный вариант:

R = (R1 x R2)/ (R1 + R2).

Важно! Параллельное соединение можно использовать, когда в наличии детали с большим сопротивлением, чем требуется, последовательное наоборот.

Пример. Необходимо сопротивление 200 Ом. Имеется деталь R2 на 360 Ом. Какое сопротивление подобрать еще? R1 = R2/(R2/R-1) = 360/(360/200-1) = 450 Ом.

Параллельное соединение

Смешанное соединение

В смешанных схемах присутствуют последовательно-параллельные комбинации. Расчет таких схем сводится к их упрощению путем преобразований. На рисунке ниже представлено, как упростить схему, рассчитывая общий показатель для шести резисторов с учетом их соединения.

Расчет сопротивления в смешанной схеме

Мощность

Определив сопротивление, еще нельзя выбрать деталь. Чтобы обеспечить надежную работу схемы, необходимо найти и другой параметр – мощность. Для этого надо знать, как рассчитать мощность резисторного элемента.

Формулы, по которым можно рассчитать мощность резистора:

Пример. I = 50 мА; R = 200 Ом. Тогда P = I² x R = 0,05² x 200 = 0,5 Вт.

Если не учитывать значение тока, расчет мощности резистора ведется по другой формуле.

Пример. U = 9,6 В, R = 200 Ом. P = U²/R = 9,6²/200 = 0,46 Вт. Получился тот же результат.

Теперь, зная точные параметры рассчитываемого резисторного элемента, подберем радиодеталь.

Важно! При выборе деталей возможно их заменить на резисторы с мощностью, больше рассчитанной, но обратный вариант не подходит.

Это основные формулы для расчета резисторных деталей, на основании которых производится анализ узлов схемы, где главным является определение токов и напряжений, протекающих через конкретный элемент.

Видео

Оцените статью:

Как рассчитать мощность рассеивания резистора | Энергофиксик

Резистор — это один из главных радиоэлементов, у которого есть целый ряд важнейших параметров. Сегодня речь пойдет о мощности рассеивания, ведь этот параметр отвечает за надежную и стабильную работу любого резистора.

Что такое мощность и рассеиваемая мощность

Для начала давайте освежим в памяти, что такое мощность постоянного тока, для этого следует вспомнить очень простую формулу:

Из выше представленного выражения вполне ясно, что мощность зависит от таких величин как напряжение и ток.

Если мы рассмотрим реальную схему, то в процессе ее работы через резисторы, расположенные в схеме, будет протекать ток определенной величины, а так как они (резисторы) обладают определенным сопротивлением, то под действием тока на резисторе будет выделяться тепло. Это тепло и есть та мощность, которая рассеивается на резисторе.

Так вот, если мы в схему установим резистор с меньшей мощностью рассеивания, чем это требуется, то резистор будет перегреваться. Это приведет к его быстрому выходу из строя.

Поэтому очень важно соблюдать следующее правило: заменяемый резистор должен соответствовать по мощности рассеивания сгоревшему резистору, либо этот параметр должен быть больше, но никак не меньше.

Все выпускаемые резисторы соответствуют стандартному ряду, который выглядит так:

1. 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, и более

Обычно, соблюдается следующее правило: чем больший размер у резистора, тем на большую рассеиваемую мощность он рассчитан.

Давайте рассмотрим пример. Допустим нам нужно установить резистор с сопротивлением 100 Ом, а ток через него будет протекать 0,1 Ампер.

Для того, чтобы рассчитать требуемую мощность рассеивания нашего резистора воспользуемся следующей формулой:

Итак, получается, что в данном примере нам потребуется резистор с мощностью рассеивания в один Ватт.

Примечание. Для стабильной и надежной работы следует обязательно брать резистор с запасом по мощности рассеивания. Это позволит обеспечить требуемую надежность и долговечность работы схемы.

Но что делать, если вы не знаете, какой ток будет протекать через резистор. Для расчета требуемой мощности рассеивания можно воспользоваться уже другой формулой:

Все вышеперечисленное справедливо для того случая, когда нужно заменить единичный резистор, но довольно часто в схемах можно найти так называемой составной резистор (несколько резисторов соединены параллельно, последовательно или же смешанно).

Итак, давайте для начала рассмотрим последовательное соединение.

При последовательном соединении через резисторы будет протекать одинаковый ток. И получается если нам нужно найти замену резистору на 100 Ом, через который протекает ток в 0,1 А и он рассчитан на мощность рассеивания в 1 Вт, его можно заменить двумя последовательно соединенными резисторами на 80 Ом и 20 Ом.

Если воспользоваться выше представленными формулами и рассчитать на какую мощность должен быть рассчитан каждый резистор, то получим следующий результат:

R1 – 20 Ом (0,2 Вт)

R2 – 80 Ом (0,8 Вт)

Теперь смотрим таблицу со стандартным рядом и выбираем ближайший наибольший номинал. Получается, что в нашем случае подойдут резисторы с мощностью рассеивания R1 – 0.5 Вт, R2 – 1 Вт.

При параллельном же соединении учитывайте тот факт, что через резистор с меньшим сопротивлением будет течь больший ток.

Смешанное соединение на практике практически не используется.

Как обойтись без расчетов

В принципе можно обойтись без формул и подсчетов, достаточно следовать следующему правилу:

Мощность каждого резистора, который входит в составляемую цепь (параллельную или последовательную) должен быть равен мощности рассеивания заменяемого резистора. Проще говоря, если вы хотите заменить резистор на 1 Вт составным резистором, то каждый из них должен быть не менее 1 Вт по мощности рассеивания.

Это все, что я хотел вам рассказать о расчете мощности рассеивания резистора и правилах его замены. Если статья оказалась вам полезна, то оцените ее лайком и спасибо за ваше внимание!

ARCOL — резисторы проволочные, тонко

	Резисторы в алюминиевом корпусе для монтажа на радиатор HS Мощные проволочные резисторы ARCOL серии HS, предназначенные для монтажа на радиатор. Отличаются высокой надежностью и стабильностью в работе. Способны рассеивать мощность до 300 ватт. Серия HS очень широко используется в электротехнике. • Рассеиваемая мощность: от 10 Вт до 300 Вт • Сопротивления: от R005 до 100K • Допустимые отклонения: от ±1% до ±10% • Модели: HS10, HS15, HS25, HS50, HS75, HS100, HS150, HS200, HS250, HS300 Подробное описание
	Резисторы в алюминиевом корпусе для монтажа на радиатор HSW600 Резистор HSW600 изготовлен в соответствии с требованиями MIL 18546 и IEC 115. HSW монтируется на радиатор, трубки присоединяются для оптимизации водяного охлаждения. Несмотря на компактный корпус рассеивание мощности составляет 600 Ватт. • Рассеиваемая мощность: 600 Вт • Сопротивления: от R1 до 30K • Допустимые отклонения: ±5% Подробное описание
	Прецизионные пассивированные чип-резисторы ACPP При изготовлении пассивированных чип-резисторов ACPP используется прецизионная тонкопленочная технология с точностью до ± 0,1% и 15 ppm / ºC. Резисторы имеют расширенный омический диапазон. Они пассивированы для высокой влажности и полностью соответствуют требованиям RoHS. • Рассеиваемая мощность: от 0.063 Вт до 0.5 Вт • Сопротивления: от 49R9 до 1M5 • Допустимые отклонения: 0.1%, 0.25%, 0.5% Подробное описание
	Осевые кремниевые резисторы серии ACS Осевой резистор с кремниевым покрытием — высокого качества и при этом с низкой ценой. Обладая ядром из оксида алюминия высокой чистоты, ACS рассеивает больше энергии, чем большинство его конкурентов. • Рассеиваемая мощность: от 1 Вт до 10 Вт • Сопротивления: от R01 to 100K • Допустимые отклонения: ±1%, ±5%, ±10% Подробное описание
	Прецизионные резисторы серии APC Резисторы серии APC от ARCOL выполнены по прецизионной технологии тонкой пленки для достижения очень низких допусков до ± 0,01% и используют миниатюрный чип размером 0201. • Рассеиваемая мощность: от 1/32 Вт до 1/2 Вт • Сопротивления: от 1R до 3M • Допустимые отклонения: ±0.01% Подробное описание
	Толстопленочные резисторы серии ARC1 Универсальные неиндуктивные высоковольтные резисторы с толстой пленкой, доступны в конформных или стеклянных покрытиях. Предназначены для широкого диапазона применений, включая медицинское испытательное оборудование, высоковольтные источники питания и различные узкоспециализированные приборы. • Рассеиваемая мощность: от 1 Вт до 10 Вт • Сопротивления: от 200R до 30G • Допустимые отклонения: от ±0.1% до ±10% Подробное описание
	Толстопленочные резисторы серии ARC2 Прецизионные высоковольтные резисторы для монтажа на печатную плату. Комбинация из жесткого TCR, низких допусков и высоких омических значений делают их практически уникальными на рынке. • Рассеиваемая мощность: от 3,8 Вт до 17 Вт • Сопротивления: от 400R до 30G • Допустимые отклонения: от ±0.1% до ±10% Подробное описание
	Толстопленочные резисторы серии ARC3 Трубчатые резисторы с винтовыми контактами и очень высокой точностью, высокими омическими значениями. • Рассеиваемая мощность: от 11 Вт до 105 Вт • Сопротивления: от 2R до 25G • Допустимые отклонения: от ±0.1% до ±10% Подробное описание
	Низкопрофильные проволочные резисторы в металлическом корпусе ARF Гибкая конструкция с высокой импульсной способностью, идеально подходящая для применения в инверторах/преобразователях. Повышенные уровни мощности могут быть достигнуты при установке радиатора. • Рассеиваемая мощность: от 150 Вт до 600 Вт • Сопротивления: от 2R2 до 1K1 • Допустимые отклонения: ± 5% Подробное описание
	Мощные резисторы серии HD Серия HD от ARCOL обычно выбирается для динамического торможения, где требуется высокий импульсный нагрузочный резистор. • Рассеиваемая мощность: от 200 Вт до 750 Вт • Сопротивления: от R9 до 3K1 • Допустимые отклонения: ±5%, ±10% Подробное описание
	Толстопленочные цилиндрические резисторы серии HTS Осевой высоковольтный неиндуктивный резистор в прочном эпоксидном покрытии, сочетает очень высокую стабильность с очень высокими омическими значениями. • Рассеиваемая мощность: от 0,5 Вт до 9 Вт • Сопротивления: от 100K до 1G • Допустимые отклонения: от ±0.5% до ±10% Подробное описание
	Прецизионный металлический пленочный резистор серии MRA Стабильные пленки напыляют на стержни из оксида алюминия высокой чистоты, затем покрывают эпоксидной смолой для защиты от любых внешних воздействий. • Рассеиваемая мощность: от 0.125 Вт до 2 Вт • Сопротивления: от R1 до 10M • Допустимые отклонения: от ±0.05% до ±1% Подробное описание
	Углеродные композиционные резисторы серии RCC Твердотельные углеродные резисторы, предназначенные для рассеивания высокой энергии. Они не являются индуктивными и сочетают в себе высокие импульсные характеристики с отличной стабильностью. • Рассеиваемая мощность: от 0.25 Вт до 0,5 Вт • Сопротивления: от 1R до 22M • Допустимые отклонения: ±5%, ±10%, ±20% Подробное описание
	Резисторы SMD с проволочной обмоткой серии RWS Уникальная разработка ARCOL для удовлетворения растущих требований к мощности для компонентов поверхностного монтажа, с оптимизированной тепловой конструкцией для большей эффективности и повышенной производительности. • Рассеиваемая мощность: от 0. 5 Вт до 10 Вт • Сопротивления: от R005 до 50K Подробное описание Подробное описание
	Толстопленочные резисторы серии UT Трубчатый высоковольтный резистор предназначенный для обработки импульсной энергии с высоким напряжением и экстремальными значениями сопротивления. • Рассеиваемая мощность: от 20 Вт до 100 Вт • Сопротивления: от 10R до 10T • Допустимые отклонения: ±1%, ±2%, ±5%, ±10% Подробное описание
	Стекловидные эмалированные резисторы серий V и VT Резистор серии V c обмоткой защищенной стекловидной эмалью, идеально подходит для высокоуровневых импульсных применений. Является высоконадежным, выдерживает неблагоприятные условия. Резистор серии VT похож на V, но имеет ленту с кромкой, чтобы увеличить мощность в корпусе меньшего размера. Значения резисторов, следовательно, ниже, чем у его проводной серии V. • Рассеиваемая мощность: от 3 Вт до 625 Вт • Сопротивления: от R02 до 100K • Допустимые отклонения: ±1%, ±2%, ±5%, ±10% Подробное описание
	Резисторы из нержавеющей стали серии TFBR Серия TFBR от ARCOL обеспечивает высокую плотность мощности в низкопрофильной упаковке, разработана для легкой сборки и оснащена различными типами клемм. Технология пленки обеспечивает высокую частотную работу из-за ее низких характеристик индуктивности. Дополнительное преимущество высокой мгновенной импульсной мощности также делает TFBR подходящим для требований торможения и разрядки. • Рассеиваемая мощность: от 100 Вт до 900 Вт • Сопротивления: от 5R до 680R Подробное описание

Введение в электронику. Резисторы

Серия статей известного автора множества радиолюбительских публикаций  Дригалкина В.В.  для начинающих радиолюбителей

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Резисторы

Резисторы делятся на постоянные, подстроечные и переменные (потенциометры).
Практически в каждой конструкции встречается постоянный резистор. Он представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода).

Резистор имеет сопротивление и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи.

Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки) , можно получить ту или другую скорость потока води (электрический ток разной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем большее сопротивление тока. Поэтому эту деталь иногда просто называют сопротивлением.
Из постоянных ранее применялись резисторы типа МЛТ (металлизированный лакированный теплостойкий). Их корпуса были окрашены в красный или зеленый цвет. Сегодня радиомагазины чаще заполнены резисторами белового цвета с цветными полосами. И те, и другие Вы можете смело использовать в своих устройствах. Подстроечные резисторы предназначены для настройки аппаратуры, а резистор со сменным сопротивлением (переменный или потенциометр) применяют для регулировки, например, для установки громкости в усилителях.
Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, как Вы уже знаете, измеряют в омах, килоомах и мегоомах, а мощность – в ваттах. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры. Внешний вид постоянных резисторов показан на Рис. 1. Там же показано условно-графическое обозначение резисторов на принципиальной схеме с указанием мощности. Чаще мощность указывают рядом с резистором или рассказывают об этом в описании схемы.

Для миниатюризации своих устройств некоторые используют ЧИП-компоненты, среди которых могут быть как резисторы, так и конденсаторы. На Рис. 1г показан внешний вид ЧИП-резистора. В зарубежной электронике он называется SMD (от Surface Mounted Device – прибор, монтируемый на поверхность). Другими словами ЧИП-компоненты – это безвыводные радиодетали для монтажа со стороны печатных проводников.
Номинальное значение сопротивления резистора указывается производителем на корпусе изделия. Там же наносится и ряд других его характеристик. Для маркировки резисторов используют специальные кодировки: буквенно-цифровую, цветовую и цифровую.
В буквенно-цифровой маркировке единицу сопротивления Ом сокращенно обозначают буквой Е или R, килоом – буквой К, мегоом – буквой М. Если номинальное сопротивление резистора выражают целым числом, то буквенное обозначение единицы измерения ставят после этого числа, например: ЗЗЕ (33 Ом), 47К (47 кОм), ЮМ (10 мОм) . Когда же сопротивление резистора выражают десятичной дробью меньшим за единицу, то буквенное обозначение единицы измерения размещают перед числом, например: К22 (220 Ом) , М47 (470 кОм) . Выражая сопротивление резистора целым числом с десятичной дробью, целое число ставят впереди буквы, а десятичная дробь – после буквы, которая символизирует единицу измерения (буква заменяет запятую после целого числа), например: 1Е5 (1,5 Ом), 2К2 (2,2 кОм), 1М5 (1,5 мОм). Кроме этого, на корпус резистора производители наносят и допустимую мощность. Например, МЛТ-1 обозначает резистор мощностью 1 Вт. Как Вы догадались, данная маркировка верна для отечественных резисторов. В зарубежной принято применять цвета и цифры.

Цветовую маркировку наносят на цилиндрическую поверхность резистора в виде  точек или колец-поясков. Маркировочные знаки располагают на резисторе слева направо в следующем порядке: первый знак – первая цифра; второй знак – вторая; третий – множитель. Эти знаки определяют номинальное сопротивление. Четвертый знак – допустимое отклонение сопротивления. Для резисторов с номинальным сопротивлением, выраженным тремя цифрами и множителем, цветовая маркировка состоит из пяти знаков (колец): первые три знака – три цифры номинала: четвертый знак – множитель, пятый – допустимое отклонение сопротивления (см. Рис. 2) . В связи с этим в Интернете появилось множество онлайн калькуляторов для определения сопротивления резисторов. Но, как по мне, проще узнать сопротивление резистора с помощью цифрового прибора – тестера.  
При цифровой маркировке величина сопротивления резистора наносится тремя цифрами, из которых две первые показывают ее мантиссу, а третья служит показателем степени 10 для дополнительного множителя. Например, 150 означает 15 Ом, 151 это 150 Ом, 152 – 1500 Ом и т.д. Соответственно, на резисторе с сопротивлением 15 МОм увидим в этом коде: 156. Цифровая маркировка применяется в основном в SMD-компонентах. В следующей таблице приведены примеры некоторых цифровых маркировок.

Ранее я упоминал о мощности резисторов. В отечественной электронике стандарты жестче не только к резисторам, но и к другим компонентам. Это явно демонстрирует Рис. 3. От сюда следует: если в описании схемы говорится об использовании, например, МЛТ-2, его необходимо заменять зарубежным резистором большей мощности. Иначе Ваше устройство долго не “протянет”.

В отличие от постоянных резисторов, которые имеют два вывода, у переменных резисторов таких выводов три.  Потенциометры могут содержать и более трех выводов. Такие переменные резисторы обычно используются для компенсации частот в звуковой аппаратуре.

На схеме указывают сопротивление между крайними выводами сменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении оси резистора, которое выступает наружу. Причем, если ось возвращают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Если же ось возвращают назад, происходит обратное. Переменные резисторы, как и постоянные, могут быть разной мощности, что можно определить по их размерам. Особенно большой мощностью обладают проволочные резисторы, которые предназначены для работы в цепях постоянного и переменного токов. Внешний вид некоторых
переменных резисторов и их обозначение на принципиальной схеме представлены на Рис. 4.
Подобным образом работают и подстроечные резисторы, однако, они, как уже понятно из названия, служат для подстройки, а точнее для установки более точного сопротивления. После чего их больше не трогают. Внешний вид некоторых подстроечников и их обозначение на принципиальной схеме представлены на Рис.5.

Резисторы шумят! Различают собственные шумы и шумы скольжения. Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Их возникновение связано с тепловым движением свободных электронов и прохождением электрического тока. Собственные шумы резисторов тем выше, чем больше температура и напряжение. Высокий уровень шумов резисторов ограничивает чувствительность электронных схем и создает помехи при воспроизведении полезного сигнала. Шумы скольжения (вращения) присущи переменным резисторам. Они возникают в динамическом режиме при движении подвижного контакта по резистивному элементу в виде напряжения помех. В приемных устройствах эти помехи приводят к различным шорохам и трескам. Поэтому в электронике стали использовать цифровую
регулировку. Теперь не часто в аппаратуре встретишь регулятор громкости, построенный на потенциометре.

Кроме указанных выше резисторов, существуют полупроводниковые нелинейные резисторы – изделия электронной техники, основное свойство которых заключается в способности изменять свое электрическое сопротивление под действием управляющих факторов: температуры, напряжения, магнитного поля и др. В зависимости от воздействующего фактора они получили название фоторезисторы, терморезисторы и варисторы. В последнее время их стали относить к управляемым полупроводниковым резисторам. Иными словами, это элементы, чувствительные к воздействию определенного управляющего фактора (см. Рис. 6).

Среди них – фоторезисторы, меняющие свое сопротивление в зависимости от степени освещенности. Чем интенсивней свет, тем больше создается свободных носителей зарядов и тем меньше становится сопротивление элемента. У фоторезисторов обязательно определен и диапазон температуры. Если использовать датчик при разных температурах, то следует обязательно ввести уточняющие преобразования , т. к. свойство сопротивления зависит от внешней температуры. В зависимости от назначения фоторезисторы имеют совершенно различное конструктивное оформление. Иногда это просто пластина полупроводника на стеклянном основании с токонесущими выводами, в других случаях фоторезистор имеет пластмассовый корпус с жесткими штырьками. Широко используются фоторезисторы в полиграфической промышленности при обнаружении обрывов бумажной ленты, контроле за количеством листов, подаваемых в печатную машину. Не обходятся без них и автоматические выключатели уличного освещения.
Терморезисторы, или термисторы – изменяют свое сопротивление в зависимости от температуры. Существуют терморезисторы как с отрицательным, так и с положительным температурным коэффициентом сопротивления – позисторы.
Терморезисторы используются в системах дистанционного и централизованного измерения и регулирования температур, противопожарной сигнализации, теплового контроля и защиты машин, измерения мощности, измерения вакуума, скоростей движения жидкостей и газов и др. Номинальное сопротивление RH – электрическое сопротивление, значение которого обозначено на терморезисторе или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (для большинства типов этих резисторов при 20 °С, а для терморезисторов с высокими рабочими температурами до 300 °С).
Отличительной особенностью варисторов является резко выраженная зависимость электрического сопротивления от приложенного к ним напряжения. Их используют
для стабилизации и защиты от перенапряжений, преобразования частоты и напряжения, а также для регулирования усиления в системах автоматики, различных измерительных устройствах, в телевизионных приемниках. Например, варистор часто используют в сетевых (на 220В) удлинителях. Подключив такую деталь параллельно розеткам удлинителя, разработчики не стесняются заявлять о множестве различных защит и фильтров.

---

Перейти к следующей статье: Конденсаторы

---

---

ГОСТ 28608-90

ГОСТ 28608-90
(МЭК 115-1-82)

Группа Э20

МКС 31. 040.10
ОКП 60 1000, 60 2000

Дата введения 1992-01-01*
__________________________
* Порядок введения стандарта
в действие приведен в приложении D.

1. Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 05.07.90 N 2109 введен в действие государственный стандарт СССР ГОСТ 28608-90, в качестве которого непосредственно применен международный стандарт МЭК 115-1-82, с 01.01.92

2. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Пункт, подпункт, в котором приведена ссылка	Обозначение соответствующего стандарта МЭК	Обозначение отечественного нормативно-технического документа, на который дана ссылка
4.27.2, 4.27.7	МЭК 60-1-73	—
4. 27.7	МЭК 60-2-73	—
4.2.1, 4.2.2, 4.2.3, 4.2.4	МЭК 68-1-88	ГОСТ 28198-89
4.23.4	МЭК 68-2-1-74	ГОСТ 28199-89
4.23.2	МЭК 68-2-2-74	ГОСТ 28200-89
4.24.2	МЭК 68-2-3-69	ГОСТ 28201-89
4.22.3	МЭК 68-2-6-82	ГОСТ 28203-89
4.23.5	МЭК 68-2-13-83	ГОСТ 28208-89
4.19.2	МЭК 68-2-14-84	ГОСТ 28209-89
4. 17.2	МЭК 68-2-20-79	ГОСТ 28211-89
4.18.2	МЭК 68-2-20А-70	ГОСТ 28211-89
4.16	МЭК 68-2-21-83	ГОСТ 28212-89
4.21.3	МЭК 68-2-27-87	ГОСТ 28213-89
4.20.3	МЭК 68-2-29-87	ГОСТ 28215-89
4.23.3, 4.23.6	МЭК 68-2-30-87	ГОСТ 28216-89
4.17.4.4, 4.18.3.3, 4.29.2, 4.30.1, 4.31.2, 4.31.3	МЭК 68-2-45-80	ГОСТ 28229-89
3. 4.3, 3.5.1.2	МЭК QC 001002-81	—
Приложение А; 3.5, 3.5.3	МЭК 410-73	—
2.2.1	—	ГОСТ 2.710-81
2.2.1	—	ГОСТ 2.721-74
2.2.1	—	ГОСТ 8.417-2002
4.10	—	ГОСТ 21342.16-78
4.12	—	ГОСТ 21342.19-78
2.4.2	МЭК 62-74	ГОСТ 28883-90
2. 3.2	МЭК 63-63	ГОСТ 28884-90
4.4.2	—	ГОСТ 28885-90

3. Замечания к внедрению ГОСТ 28608-90

Техническое содержание стандарта МЭК 115-1-82 «Резисторы постоянные для электронной аппаратуры. Часть 1. Общие технические условия» принимают для использования и распространяют на резисторы постоянные народнохозяйственного назначения в соответствии с требованиями настоящего стандарта со следующими уточнениями:

стандартом следует руководствоваться без изменений для резисторов, подлежащих сертификации в рамках МСС ИЭТ МЭК* и поставляемых как внутри страны, так и на экспорт;

оценку готовности предприятий к освоению серийно выпускаемых резисторов проводят по результатам испытаний, проводимых по специальной программе, включающей испытания на утверждение соответствия и, при необходимости, группы разовых испытаний.
________________
* МСС ИЭТ МЭК — Международная система сертификации изделий электронной техники МЭК.

4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2005 г.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на постоянные резисторы для электронной аппаратуры.

Стандарт устанавливает стандартизованные термины, методики контроля и методы испытаний для использования в групповых технических условиях (далее — ТУ) и в ТУ на резисторы конкретных типов для сертификации изделий в системах сертификации изделий электронной техники.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Ссылочные документы

Стандарты МЭК, на которые имеются ссылки в настоящем стандарте:

27-1 (1971)* Буквенные обозначения, применяемые в электротехнике. Часть 1. Общие положения.

60-1 (1973)** Техника испытаний высоким напряжением. Часть 1. Общие определения и требования к испытаниям.

60-2 (1973)** Часть 2. Методы испытаний

62 (1974)* Коды для маркировки резисторов и конденсаторов.

63 (1963)* Ряды предпочтительных величин для резисторов и конденсаторов.

Поправка N 1 (1967).

Поправка N 2 (1977).

68 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов.

68-1 (1978) Часть 1. Общие положения.

68-2-1 (1974) Испытание А. Холод.

68-2-1А (1976) Первое дополнение.

68-2-2 (1974) Испытание В. Сухое тепло.

68-2-2А (1976) Первое дополнение.

68-2-3 (1969) Испытание Са. Влажное тепло, постоянный режим.

68-2-6 (1970) Испытание Fc. Вибрация (синусоидальная). Поправка N 1 (1972).

68-2-13 (1966) Испытание М. Пониженное атмосферное давление.

68-2-14 (1974) Испытание N. Быстрая смена температуры.

68-2-20 (1968) Испытание Т. Пайка.

68-2-20А (1970) Первое дополнение. Испытание Тb. Теплостойкость при пайке. Метод 1.

68-2-21 (1975) Испытание U. Прочность выводов и их креплений к корпусу изделий. Поправка N 1 (1979).

68-2-27 (1972) Испытание Еа. Удар.

68-2-29 (1968) Испытание Еb. Ударная тряска.

68-2-30 (1969) Испытание Db. Влажное тепло, циклическое (12+12-часовой цикл).

68-2-45 (1980) Испытание ХА. Погружение в очищающие растворители.

117* Рекомендуемые графические обозначения.

195 (1965)* Метод измерения токовых шумов постоянных резисторов.

294 (1969)* Измерение размеров цилиндрического изделия с двумя аксиальными выводами.

410 (1973)** Правила и планы выборочного контроля по качественным признакам.

440 (1973)* Методы измерения нелинейности сопротивления резисторов.

QC 001001 (1981)** Основные правила Системы сертификации изделий электронной техники.

QC 001002 (1981)** Правила процедуры в Системе сертификации изделий электронной техники.

Другие стандарты, на которые имеются ссылки в настоящем стандарте

ISO 1000 (1973)* Единицы СИ и рекомендации по применению кратных и дольных единиц от них и некоторых других единиц.
________________
* В настоящем стандарте, в качестве которого непосредственно применен международный стандарт МЭК 115-1-82, ссылки заменены на:

ГОСТ 2.710 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах

ГОСТ 28883 Коды для маркировки резисторов и конденсаторов

ГОСТ 28884 Ряды предпочтительных значений для резисторов и конденсаторов

ГОСТ 2.721 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения

ГОСТ 21342.19 Резисторы. Методы измерения уровня

ГОСТ 28885 Конденсаторы. Методы измерений и испытаний

ГОСТ 21395.0 Резисторы. Методы проверки требований к конструкции. Общие положения

ГОСТ 21342.16 Резисторы. Метод измерения нелинейности сопротивления

ГОСТ 8.417 ГСИ. Единицы величин

** Государственный стандарт находится в стадии разработки.

2.2. Единицы физических величин, обозначения и термины

2.2.1. Общие положения

Единицы физических величин, графические и буквенные обозначения и термины, применяемые в настоящем стандарте, по следующей НТД: ГОСТ 2. 710, ГОСТ 2.721, ГОСТ 8.417, МЭК 50 (1978).

2.2.2. Тип — группа резисторов, имеющих общие конструктивные признаки, сходство технологии изготовления которых позволяет объединить их для сертификации или для контроля соответствия качества. Обычно на них распространяются одни ТУ на резисторы конкретных типов.

Примечание. Резисторы, изготовляемые по нескольким ТУ на резисторы конкретных типов, могут в некоторых случаях рассматриваться как принадлежащие к одному и тому же типу и поэтому могут быть объединены для сертификации и для контроля соответствия качества.

2.2.3. Вид — подразделение типа, осуществляемое обычно по размерным признакам.

Вид может объединять резисторы нескольких вариантов исполнения, обычно отличающихся конструктивными особенностями.

2.2.4. Категория — термин для обозначения дополнительных общих характеристик, касающихся применения, например, резисторов с длительным сроком службы.

Термин «категория» можно использовать только в сочетании с одним или более словами (например, категория с длительным сроком службы), а не с одной буквой или цифрой.

Цифры, добавляемые после термина «категория», должны быть арабскими.

2.2.5. Семейство (изделий электронной техники) — группа изделий электронной техники, в которых проявляется одно преобладающее физическое свойство и (или) которые выполняют определенную функцию.

2.2.6. Подсемейство (изделий электронной техники) — группа изделий в пределах одного семейства, изготовленных по единой технологии.

2.2.7. Номинальное сопротивление — сопротивление, на которое рассчитан резистор и значение которого обычно указано на резисторе.

2.2.8. Критическое сопротивление — сопротивление, при котором номинальное напряжение равно предельному рабочему напряжению резистора (см. пп.2.2.15 и 2.2.16). При температуре окружающей среды 70 °С максимальное напряжение, которое может быть подано на выводы резистора, равно либо вычисленному номинальному напряжению, если сопротивление меньше критического, либо предельному рабочему напряжению резистора, если сопротивление равно или больше критического сопротивления. При расчете значения подаваемого напряжения при температурах, отличных от 70 °С, необходимо исходить из графика зависимости мощности рассеяния от температуры и предельного рабочего напряжения резисто

РБ тормозные резисторы

При торможении асинхронный двигатель отдает энергию назад в преобразователь частоты (работает в генераторном режиме) вследствие чего напряжение в звене постоянного тока повышается. Интенсивность торможения в этом случае зависит от потерь мощности в преобразователе и двигателе.

ПЧВ можно тормозить с мощностью около 20% от номинальной за счет собственных потерь двигателя и преобразователя. Этого обычно достаточно для не инерционных нагрузок, т.е. там, где кинетическая энергия невелика или время торможения не критично.

Если требуется произвести быстрое торможение, необходимо использовать тормозной ключ и резистор. При торможении электропривода тормозной резистор подключается к шине постоянного тока внутри преобразователя частоты, и на нем рассеивается энергия от электродвигателя. Это защищает преобразователь от блокировки по причине перенапряжения в звене постоянного тока и, соответственно, от остановки привода.

Все преобразователи частоты ОВЕН ПЧВ1,2 мощностью 1,5 кВт и более имеют встроенные тормозные ключи для подключения тормозных резисторов.

Тормозные резисторы являются необходимой опцией ПЧВ для работы с подъемно-транспортными механизмами (краны, лифты, наклонные транспортеры, подъемники), высокоинеционными применениями (дымососы, центрифуги, рольганги, тягодутьевые механизмы, транспортные тележки), некоторыми станочными применениями (токарно-винторезные, сверлильные, шлифовальные станки и др.)

Компания ОВЕН предлагает пользователям несколько типов тормозных резисторов.

Бюджетная линейка тормозных резисторов РБ1

Резисторы РБ1 представляют собой проволочные балластные резисторы с керамическим корпусом и степенью защиты IP00. Линейка включает в себя 2 типа резисторов:

• 80 Ом, 1 кВт
• 400 Ом, 200 Вт

Для каждого номинала мощности ПЧВ может быть использован один резистор или группа резисторов в параллельном включении для обеспечения необходимой мощности торможения. Выбираются исходя из продолжительности включения (ПВ) 10% от времени цикла. 

Промышленные линейки тормозных резисторов РБ2, РБ3, РБ4

Резисторы РБ2,3,4 представляют собой балластные резисторы с алюминиевым или керамическим корпусом и степенью защиты IP54 или IP20. Линейка включает в себя 2 типа резисторов на каждый номинал мощности ПЧВ для ПВ 10% и 40%.

Резисторы этих линеек имеют исполнение для вертикального и горизонтального монтажа.

Тормозные резисторы промышленных линеек рекомендуются, если требуется:

1. Компактный монтаж тормозного резистора
2. Использование в тяжелых условиях работы (увеличенная мощность, выделяемая при торможении)
3. Монтаж тормозного резистора вне шкафа управления (требуется высокая степень IP)

Резисторы

— learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 48

Номинальная мощность

Номинальная мощность резистора — одно из наиболее скрытых значений. Тем не менее, это может быть важно, и это тема, которая возникает при выборе типа резистора.

Мощность — это скорость преобразования энергии во что-то другое. Он рассчитывается путем умножения разности напряжений в двух точках на ток, протекающий между ними, и измеряется в ваттах (Вт).Например, лампочки превращают электричество в свет. Но резистор может превратить проходящую через него электрическую энергию только в тепла . Хит обычно не лучший друг для электроники; слишком много тепла приводит к дыму, искрам и пожару!

Каждый резистор имеет определенную максимальную номинальную мощность. Чтобы резистор не перегревался слишком сильно, важно убедиться, что мощность на резисторе не превышает его максимального значения. Номинальная мощность резистора измеряется в ваттах и ​​обычно находится между & frac18; Вт (0.125 Вт) и 1 Вт. Резисторы с номинальной мощностью более 1 Вт обычно называются силовыми резисторами и используются специально из-за их способности рассеивать мощность.

Определение номинальной мощности резистора

Номинальную мощность резистора обычно можно определить, наблюдая за размером его корпуса. Стандартные сквозные резисторы обычно имеют номинальную мощность ¼ или ½ Вт. Силовые резисторы более специального назначения могут указывать свою номинальную мощность на резисторе.

Эти силовые резисторы могут выдерживать гораздо большую мощность, прежде чем они сработают.Сверху справа и снизу слева приведены примеры резисторов 25 Вт, 5 Вт и 3 Вт со значениями 2 Ом, 3 Ом; 0,1 & Ом; и 22кОм ;. Меньшие силовые резисторы часто используются для измерения тока.

О номинальной мощности резисторов для поверхностного монтажа обычно можно судить также по их размеру. Резисторы типоразмера 0402 и 0603 обычно рассчитаны на 1/16 Вт, а резисторы 0805 могут потреблять 1/10 Вт.

Измерение мощности через резистор

Мощность обычно рассчитывается путем умножения напряжения на ток (P = IV).Но, применяя закон Ома, мы также можем использовать значение сопротивления при расчете мощности. Если нам известен ток, протекающий через резистор, мы можем рассчитать мощность как:

Или, если нам известно напряжение на резисторе, мощность можно рассчитать как:

---

---

← Предыдущая страница
Расшифровка маркировки резистора

Номинальная мощность | Основы резистора

Какая номинальная мощность резистора?

Номинальная мощность резистора определяет максимальную энергию, которую резистор может (безопасно) рассеять.Согласно первому закону Джоуля, генерируемая электрическая мощность зависит от напряжения и тока:

Когда электрическая мощность равна рассеиваемой теплоте (за счет излучения, конвекции и теплопроводности), температура резистора стабилизируется. На резисторе температура неодинакова. Корпус резистора немного горячее, чем клеммы, с самой высокой температурой в центре корпуса. Чем выше скорость отвода тепла в окружающую среду, тем ниже будет повышение температуры. Резисторы большего размера с большей площадью поверхности обычно могут рассеивать тепло с большей скоростью. Если (средняя) рассеиваемая мощность превышает номинальную мощность, резистор может быть поврежден. Это может иметь несколько последствий. Значение сопротивления может постоянно смещаться, срок службы может значительно сократиться или компонент полностью поврежден, что приведет к разрыву цепи. В крайних случаях чрезмерная мощность может даже вызвать пожар. Доступны специальные взрывонепроницаемые резисторы, которые вызывают торможение цепи до того, как температура достигнет опасного состояния.

Определение номинальной мощности

Номинальная мощность резистора определяет максимальную энергию, которую резистор может (безопасно) рассеять.

Снижение номинальных характеристик резистора

Номинальная мощность определяется для определенной температуры окружающей среды на открытом воздухе. Обратите внимание, что количество энергии, которое резистор на практике может рассеять, не вызывая повреждений, сильно зависит от условий эксплуатации и, следовательно, не равно номинальной мощности. Например, более высокая температура окружающей среды может значительно снизить номинальную мощность.Этот эффект называется снижением номинальных характеристик. Это должен учитывать дизайнер. Часто номинальная мощность выбирается в значительной степени выше электрической мощности. Обычно резисторы рассчитаны на температуру 70 ° C, выше этого резистор начинает снижаться. Это означает, что выше этой температуры резистор может использовать только пониженный уровень мощности. Это иллюстрируется кривой снижения номинальных характеристик.

Таблица снижения характеристик резистора — По горизонтальной оси отложены процентные значения номинального номинала для данной температуры окружающей среды.В этом случае полная номинальная мощность резистора указывается до 70 ° C.

Помимо влияния температуры окружающей среды, на снижение характеристик влияет еще несколько факторов. Наиболее важные факторы подробно описаны ниже.

• Корпуса Скорость потери тепла ограничивается установкой резистора в кожухе. Кожух ограничивает поток воздуха и, следовательно, отвод тепла за счет конвекции. Излученное тепло будет отводиться с меньшей скоростью, потому что стенки корпуса действуют как тепловой барьер.Влияние оболочки на скорость потери тепла сильно зависит от размера, формы, ориентации, материала и толщины стенок. Трудно указать, как эти параметры влияют на повышение температуры.
• Принудительное охлаждение Увеличение теплопередачи за счет принудительной конвекции позволяет рассеивать более высокую мощность, чем при нормальной естественной конвекции. Этого можно добиться за счет создания воздушного потока или даже жидкостного охлаждения. Некоторые резисторы имеют проводящие воздушные ребра, чтобы создать большую поверхность для рассеивания тепла.
• Группировка компонентов На печатной плате резисторы часто располагаются близко друг к другу. Тепловое излучение одного резистора будет восприниматься следующим резистором и, следовательно, будет иметь дополнительное повышение температуры для данного потребляемой мощности.
• Высота Резисторы теряют тепло за счет конвекции и излучения. Когда плотность воздуха уменьшается, конвекция также уменьшается. На высоте более 30 км конвекция упала настолько низко, что существует только рассеивание тепла за счет излучения.

Резисторы силовые

Для большинства электронных схем номинальная мощность не является ключевым параметром, поскольку эти резисторы рассеивают небольшое количество энергии в один ватт или меньше. Однако в силовой электронике номинальная мощность является важной характеристикой. Вообще говоря, это относится к случаям, когда номинальная мощность составляет один ватт или выше. Типичные области применения включают источники питания, динамические тормоза, схемы преобразования мощности, усилители мощности и нагреватели.

Резисторы

| Закон Ома | Учебник по электронике

Поскольку соотношение между напряжением, током и сопротивлением в любой цепи настолько регулярное, мы можем надежно управлять любой переменной в цепи, просто управляя двумя другими. Возможно, самой простой переменной в любой цепи для управления является ее сопротивление. Это можно сделать, изменив материал, размер и форму проводящих компонентов (помните, как тонкая металлическая нить накала лампы создавала большее электрическое сопротивление, чем толстый провод?).

Что такое резистор?

Специальные компоненты, называемые резисторами, производятся специально для создания точного количества сопротивления для вставки в цепь. Обычно они изготавливаются из металлической проволоки или углерода и спроектированы таким образом, чтобы поддерживать стабильное значение сопротивления в широком диапазоне условий окружающей среды.

В отличие от ламп, они не излучают свет, но выделяют тепло, поскольку электрическая энергия рассеивается ими в рабочей цепи. Однако обычно резистор предназначен не для выработки полезного тепла, а просто для обеспечения точного количества электрического сопротивления.

Условные обозначения и значения на схеме резистора

Наиболее распространенным условным обозначением резистора на схеме является зигзагообразная линия:

Значения резисторов в омах обычно отображаются как смежные числа, и если в цепи присутствует несколько резисторов, они будут помечены уникальным идентификационным номером, например R ₁ , R ₂ , R ₃ и т. Д. .Как видите, символы резисторов могут отображаться как горизонтально, так и вертикально:

Настоящие резисторы совсем не похожи на зигзагообразный символ. Вместо этого они выглядят как маленькие трубки или цилиндры с двумя торчащими проводами для подключения к цепи. Вот образцы резисторов разных типов и размеров:

В соответствии с их внешним видом альтернативный схематический символ резистора выглядит как небольшая прямоугольная коробка:

Также можно показать, что резисторы

имеют переменное, а не фиксированное сопротивление.Это может быть сделано с целью описания реального физического устройства, разработанного с целью обеспечения регулируемого сопротивления, или может быть для того, чтобы показать какой-то компонент, который просто случайно имеет нестабильное сопротивление:

Фактически, каждый раз, когда вы видите символ компонента, нарисованный через диагональную стрелку, этот компонент имеет переменную, а не фиксированное значение. Этот символ «модификатор» (диагональная стрелка) является стандартным условием для электронных символов.

Переменные резисторы

Переменные резисторы должны иметь какие-либо физические средства регулировки, либо вращающийся вал, либо рычаг, который можно перемещать для изменения величины электрического сопротивления. На фотографии показаны некоторые устройства, называемые потенциометрами, которые можно использовать как переменные резисторы:

Номинальная мощность резисторов

Поскольку резисторы рассеивают тепловую энергию, поскольку электрические токи через них преодолевают «трение» их сопротивления, резисторы также оцениваются с точки зрения того, сколько тепловой энергии они могут рассеять без перегрева и повреждений.Естественно, эта номинальная мощность указывается в физических единицах измерения «ватты». Большинство резисторов, используемых в небольших электронных устройствах, таких как портативные радиоприемники, рассчитаны на 1/4 (0,25) Вт или меньше.

Номинальная мощность любого резистора примерно пропорциональна его физическому размеру. Обратите внимание на первую фотографию резистора, как номинальная мощность соотносится с размером: чем больше резистор, тем выше его мощность рассеивания. Также обратите внимание на то, что сопротивление (в омах) не имеет ничего общего с размером! Хотя сейчас может показаться бессмысленным иметь устройство, которое ничего не делает, кроме сопротивления электрическому току, резисторы — чрезвычайно полезные устройства в схемах.

Поскольку они просты и широко используются во всем мире электричества и электроники, мы потратим много времени на анализ схем, состоящих только из резисторов и батарей.

Чем полезны резисторы?

Для практической иллюстрации полезности резисторов, рассмотрите фотографию ниже. Это изображение печатной платы или печатной платы: сборка, состоящая из прослоенных слоев изоляционной фенольной волокнистой платы и проводящих медных полос, в которые можно вставить и закрепить компоненты с помощью процесса низкотемпературной сварки, называемого «пайкой». ”

Различные компоненты на этой печатной плате обозначены печатными этикетками. Резисторы обозначаются любой этикеткой, начинающейся с буквы «R».

Эта конкретная печатная плата представляет собой компьютерный аксессуар, называемый «модемом», который позволяет передавать цифровую информацию по телефонным линиям. На плате этого модема можно увидеть как минимум дюжину резисторов (все с мощностью рассеиваемой мощности 1/4 Вт). Каждый из черных прямоугольников (называемых «интегральными схемами» или «микросхемами») также содержит собственный массив резисторов для своих внутренних функций.Другой пример печатной платы показывает резисторы, упакованные в еще меньшие блоки, называемые «устройствами для поверхностного монтажа».

Эта конкретная печатная плата является нижней стороной жесткого диска персонального компьютера, и снова припаянные к ней резисторы обозначены этикетками, начинающимися с буквы «R»:

На этой печатной плате более сотни резисторов для поверхностного монтажа, и это количество, конечно, не включает количество резисторов, встроенных в черные «микросхемы». Эти две фотографии должны убедить любого, что резисторы — устройства, которые «просто» препятствуют прохождению электрического тока, — очень важные компоненты в области электроники!

«Нагрузка» на принципиальных схемах

На схематических диаграммах символы резисторов иногда используются для иллюстрации любого общего типа устройства в цепи, выполняющего что-то полезное с электрической энергией. Любое неспецифическое электрическое устройство обычно называется нагрузкой, поэтому, если вы видите схематическую диаграмму, показывающую символ резистора с пометкой «нагрузка», особенно в учебной принципиальной схеме, объясняющей некоторые концепции, не связанные с фактическим использованием электроэнергии, этот символ может просто быть своего рода сокращением чего-то еще более практичного, чем резистор.

Анализ цепей резисторов

Чтобы обобщить то, что мы узнали в этом уроке, давайте проанализируем следующую схему, определив все, что мы можем, исходя из предоставленной информации:

Все, что нам здесь дано для начала, — это напряжение батареи (10 вольт) и ток цепи (2 ампера). Нам неизвестно сопротивление резистора в Ом или рассеиваемая им мощность в ваттах. Изучая наш массив уравнений закона Ома, мы находим два уравнения, которые дают нам ответы на основе известных величин напряжения и тока:

Подставляя известные величины напряжения (E) и тока (I) в эти два уравнения, мы можем определить сопротивление цепи (R) и рассеиваемую мощность (P):

Для условий цепи 10 В и 2 А сопротивление резистора должно быть 5 Ом.Если бы мы проектировали схему для работы при этих значениях, нам пришлось бы указать резистор с минимальной номинальной мощностью 20 Вт, иначе он перегреется и выйдет из строя.

Материалы резистора

Резисторы

могут быть изготовлены из множества различных материалов, каждый из которых имеет свои свойства и специфические области применения. Большинство инженеров-электриков используют указанные ниже типы:

Резисторы с проволочной обмоткой

Резисторы с проволочной обмоткой

изготавливаются путем наматывания резистивного провода вокруг непроводящего сердечника по спирали. Обычно они производятся для высокоточных и силовых приложений. Сердечник обычно изготавливается из керамики или стекловолокна, а резистивный провод из никель-хромового сплава не подходит для приложений с частотами выше 50 кГц.

Низкий уровень шума и устойчивость к колебаниям температуры являются стандартными характеристиками проволочных резисторов. Доступны значения сопротивления от 0,1 до 100 кВт с точностью от 0,1% до 20%.

Металлопленочные резисторы

Нитрид тантала или нихрома обычно используется для изготовления металлопленочных резисторов.Комбинация керамического материала и металла обычно составляет резистивный материал. Значение сопротивления изменяется путем вырезания спирального рисунка в пленке, как углеродная пленка, с помощью лазера или абразива. Металлопленочные резисторы обычно менее устойчивы к температуре, чем резисторы с проволочной обмоткой, но лучше справляются с более высокими частотами.

Металлооксидные пленочные резисторы

В металлооксидных резисторах используются оксиды металлов, такие как оксид олова, что немного отличает их от металлических пленочных резисторов. Эти резисторы надежны и стабильны и работают при более высоких температурах, чем металлопленочные резисторы. По этой причине металлооксидные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой прочности.

Резисторы фольговые

Разработанный в 1960-х годах резистор из фольги по-прежнему остается одним из самых точных и стабильных типов резисторов, которые вы найдете и используются в приложениях с высокими требованиями к точности. Керамическая подложка, на которую приклеена тонкая объемная металлическая фольга, составляет резистивный элемент.Фольговые резисторы имеют очень низкотемпературный коэффициент сопротивления.

Резисторы из углеродного состава (CCR)

До 1960-х годов резисторы из углеродного состава были стандартом для большинства приложений. Они надежны, но не очень точны (их допуск не может быть лучше примерно 5%). Смесь мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала используется для резистивного элемента резисторов CCR.

Вещество формуют в форме цилиндра и запекают.Размеры корпуса и соотношение углерода и керамики определяют величину сопротивления. Использование большего количества углерода в процессе означает меньшее сопротивление. Резисторы CCR по-прежнему полезны для определенных приложений из-за их способности выдерживать импульсы высокой энергии, хорошим примером применения может быть источник питания.

Резисторы углеродные пленочные

Углеродные пленочные резисторы имеют тонкую углеродную пленку (со спиралью, вырезанной в пленке для увеличения резистивного пути) на изолирующем цилиндрическом сердечнике.Это позволяет получить более точное значение сопротивления, а также увеличивает значение сопротивления. Резисторы из углеродной пленки намного точнее резисторов из углеродного состава. Специальные углеродные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой импульсной стабильности.

Ключевые показатели эффективности (КПЭ)

KPI для каждого материала резистора можно найти ниже:

Характеристика	Металлическая пленка	Толстая металлическая пленка	Прецизионная металлическая пленка	Углеродный состав	Углеродная пленка
Темп. диапазон	-55 + 125	-55 + 130	-55 + 155	-40 + 105	,55 + 155
Макс. темп. коэфф.	100	100	15	1200	250-1000
Vмакс	200-350	250	200	350-500	350-500
Шум (мкВ на вольт приложенного постоянного тока)	0,5	0,1	0.1	4 (100 КБ)	5 (100 КБ)
R Insul.	10000	10000	10000	10000	10000
Припой (изменение значения сопротивления%)	0,20%	0,15%	0,02%	2%	0,50%
Влажное тепло (изменение значения сопротивления в%)	0,50%	1%	0,50%	15%	3.50%
Срок годности (изменение значения сопротивления,%)	0,10%	0,10%	0,00%	5%	2%
Полный рейтинг (2000 ч при 70 ° C)	1%	1%	0,03%	10%	4%

ОБЗОР:

• Устройства, называемые резисторами, созданы для обеспечения точного значения сопротивления в электрических цепях. Резисторы оцениваются как по их сопротивлению (Ом), так и по их способности рассеивать тепловую энергию (ватты).
• Номинальное сопротивление резистора не может быть определено по физическому размеру резистора (ов), о котором идет речь, хотя приблизительные номинальные значения мощности могут. Чем больше резистор, тем большую мощность он может рассеять без повреждений.
• Любое устройство, которое выполняет какую-либо полезную задачу с помощью электроэнергии, обычно называется нагрузкой. Иногда символы резисторов используются в принципиальных схемах для обозначения неспецифической нагрузки, а не фактического резистора.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Попробуйте наш калькулятор цветовой кодировки резистора в разделе Инструменты .

резисторов последовательно и параллельно

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Нарисуйте схему с резисторами, включенными параллельно и последовательно.
• Рассчитайте падение напряжения тока на резисторе, используя закон Ома.
• Контраст — способ расчета общего сопротивления для резисторов, включенных последовательно и параллельно.
• Объясните, почему полное сопротивление параллельной цепи меньше наименьшего сопротивления любого из резисторов в этой цепи.
• Вычислите общее сопротивление цепи, которая содержит смесь резисторов, включенных последовательно и параллельно.

Большинство схем имеет более одного компонента, называемого резистором , который ограничивает поток заряда в цепи.Мера этого предела расхода заряда называется сопротивлением . Самыми простыми комбинациями резисторов являются последовательные и параллельные соединения, показанные на рисунке 1. Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от способа их подключения.

Рис. 1. (а) Последовательное соединение резисторов. (б) Параллельное соединение резисторов.

Когда резисторы в серии ? Резисторы включены последовательно всякий раз, когда поток заряда, называемый током , должен проходить через устройства последовательно.Например, если ток течет через человека, держащего отвертку, в землю, тогда R ₁ на Рисунке 1 (a) может быть сопротивлением вала отвертки, R ₂ сопротивлением ее ручки , R ₃ сопротивление тела человека и R ₄ сопротивление его обуви. На рисунке 2 показаны резисторы, последовательно подключенные к источнику напряжения . Кажется разумным, что полное сопротивление является суммой отдельных сопротивлений, учитывая, что ток должен проходить через каждый резистор последовательно.(Этот факт был бы преимуществом для человека, желающего избежать поражения электрическим током, который мог бы уменьшить ток, надев обувь с резиновыми подошвами с высоким сопротивлением. Это могло бы стать недостатком, если бы одним из сопротивлений был неисправный шнур с высоким сопротивлением. прибор, который снизил бы рабочий ток.) ​​

Рис. 2. Три резистора, подключенных последовательно к батарее (слева), и эквивалентное одиночное или последовательное сопротивление (справа).

Чтобы убедиться, что последовательно включенные сопротивления действительно складываются, давайте рассмотрим потерю электроэнергии, называемую падением напряжения , в каждом резисторе на рисунке 2.Согласно закону Ома , падение напряжения В, на резисторе, когда через него протекает ток, рассчитывается по формуле В = IR , где I равно току в амперах (А) и R — сопротивление в омах (Ом). Другой способ представить это: В, — это напряжение, необходимое для протекания тока I через сопротивление R . Таким образом, падение напряжения на R ₁ составляет В ₁ = IR ₁ , что на R ₂ составляет В ₂ = IR ₂ , и что для R ₃ это V ₃ = IR ₃ . Сумма этих напряжений равна выходному напряжению источника; то есть

В = В ₁ + В ₂ + В ₃ .

Это уравнение основано на сохранении энергии и сохранении заряда. Электрическая потенциальная энергия может быть описана уравнением PE = qV , где q — электрический заряд, а В, — напряжение. Таким образом, энергия, подаваемая источником, составляет кв / кв. , а энергия, рассеиваемая резисторами, составляет

.

qV ₁ + qV ₂ + qV ₃ .

Установление связей: законы сохранения

Вывод выражений для последовательного и параллельного сопротивления основан на законах сохранения энергии и сохранения заряда, которые утверждают, что общий заряд и полная энергия постоянны в любом процессе. Эти два закона непосредственно участвуют во всех электрических явлениях и будут многократно использоваться для объяснения как конкретных эффектов, так и общего поведения электричества.

Эти энергии должны быть равны, потому что в цепи нет другого источника и другого назначения для энергии.Таким образом, qV = qV ₁ + qV ₂ + qV ₃ . Заряд q аннулируется, давая V = V ₁ + V ₂ + V ₃ , как указано. (Обратите внимание, что одинаковое количество заряда проходит через батарею и каждый резистор за заданный промежуток времени, так как нет емкости для хранения заряда, нет места для утечки заряда и заряд сохраняется.) Теперь подстановка значений для отдельных напряжений дает

V = IR ₁ + IR ₂ + IR ₃ = I ( R ₁ + R ₂ + R ₃ ).

Обратите внимание, что для эквивалентного сопротивления одной серии R _с , мы имеем

В = ИК _с .

Это означает, что полное или эквивалентное последовательное сопротивление R _с трех резисторов составляет R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ .Эта логика действительна в общем для любого количества резисторов, включенных последовательно; таким образом, полное сопротивление R _с последовательного соединения составляет

R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ +…,

, как предлагается. Поскольку весь ток должен проходить через каждый резистор, он испытывает сопротивление каждого, а последовательно соединенные сопротивления просто складываются.

Пример 1. Расчет сопротивления, тока, падения напряжения и рассеиваемой мощности: анализ последовательной цепи

Предположим, что выходное напряжение батареи на рисунке 2 равно 12.0 В, а сопротивления равны R ₁ = 1,00 Ом, R ₂ = 6,00 Ом и R ₃ = 13,0 Ом. а) Каково полное сопротивление? (б) Найдите ток. (c) Вычислите падение напряжения на каждом резисторе и покажите, как полученная сумма равна выходному напряжению источника. (d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Стратегия и решение для (а)

Общее сопротивление — это просто сумма отдельных сопротивлений, определяемая следующим уравнением:

[латекс] \ begin {array} {lll} {R} _ {\ text {s}} & = & {R} _ {1} + {R} _ {2} + {R} _ {3} \ \ & = & 1.00 \ text {} \ Omega + 6.00 \ text {} \ Omega + 13.0 \ text {} \ Omega \\ & = & 20.0 \ text {} \ Omega \ end {array} \\ [/ latex].

Стратегия и решение для (b)

Ток определяется по закону Ома: В = IR . Ввод значения приложенного напряжения и общего сопротивления дает ток для цепи:

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {s}}} = \ frac {12. 0 \ text {V}} {20.0 \ text {} \ Omega} = 0.60 \ text {A }\\[/латекс].

Стратегия и решение для (c)

Напряжение — или падение IR — на резисторе определяется законом Ома.Ввод текущего значения и значения первого сопротивления дает

.

В ₁ = IR ₁ = (0,600 A) (1,0 Ом) = 0,600 В.

Аналогично

В ₂ = IR ₂ = (0,600 A) (6,0 Ом) = 3,60 В

и

V3 = IR ₃ = (0,600 A) (13,0 Ом) = 7,80 В.

Обсуждение для (c)

Три капли IR добавляют к 12.0 В, прогноз:

В ₁ + В ₂ + В ₃ = (0,600 + 3,60 + 7,80) В = 12,0 В.

Стратегия и решение для (d)

Самый простой способ рассчитать мощность в ваттах (Вт), рассеиваемую резистором в цепи постоянного тока, — это использовать закон Джоуля , P = IV , где P — электрическая мощность. В этом случае через каждый резистор протекает одинаковый полный ток.Подставляя закон Ома В = IR в закон Джоуля, мы получаем мощность, рассеиваемую первым резистором, как

P ₁ = I ² R ₁ = (0,600 A) ² (1,00 Ом) = 0,360 Вт

Аналогично

P ₂ = I ² R ₂ = (0,600 A) ² (6,00 Ом) = 2,16 Вт

и

P ₃ = I ² R ₃ = (0.{2}} {R} \\ [/ latex], где В, — это падение напряжения на резисторе (а не полное напряжение источника). Будут получены такие же значения.

Стратегия и решение для (e)

Самый простой способ рассчитать выходную мощность источника — использовать P = IV , где В, — напряжение источника. Это дает

P = (0,600 A) (12,0 В) = 7,20 Вт.

Обсуждение для (e)

Обратите внимание, что по совпадению общая мощность, рассеиваемая резисторами, также равна 7. 20 Вт, столько же, сколько мощность, выдаваемая источником. То есть

P ₁ + P ₂ + P ₃ = (0,360 + 2,16 + 4,68) W = 7,20 Вт.

Мощность — это энергия в единицу времени (ватт), поэтому для сохранения энергии требуется, чтобы выходная мощность источника была равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Основные характеристики резисторов серии

1. Последовательные сопротивления добавить: R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ +….
2. Одинаковый ток протекает последовательно через каждый резистор.
3. Отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его.

На рисунке 3 показаны резисторы , включенные параллельно , подключенные к источнику напряжения. Резисторы включены параллельно, когда каждый резистор подключен непосредственно к источнику напряжения с помощью соединительных проводов с незначительным сопротивлением. Таким образом, к каждому резистору приложено полное напряжение источника. Каждый резистор потребляет такой же ток, как если бы он один был подключен к источнику напряжения (при условии, что источник напряжения не перегружен).Например, автомобильные фары, радиоприемник и т. Д. Подключены параллельно, так что они используют полное напряжение источника и могут работать полностью независимо. То же самое и в вашем доме, или в любом другом здании. (См. Рисунок 3 (b).)

Рис. 3. (a) Три резистора, подключенных параллельно батарее, и эквивалентное одиночное или параллельное сопротивление. (б) Электроснабжение в доме. (Источник: Dmitry G, Wikimedia Commons)

Чтобы найти выражение для эквивалентного параллельного сопротивления R _p , давайте рассмотрим протекающие токи и их связь с сопротивлением.Поскольку каждый резистор в цепи имеет полное напряжение, токи, протекающие через отдельные резисторы, равны [латекс] {I} _ {1} = \ frac {V} {{R} _ {1}} \\ [/ latex] , [латекс] {I} _ {2} = \ frac {V} {{R} _ {2}} \\ [/ latex] и [латекс] {I} _ {3} = \ frac {V} {{R} _ {3}} \\ [/ латекс]. Сохранение заряда подразумевает, что полный ток I , производимый источником, является суммой этих токов:

I = I ₁ + I ₂ + I ₃ .

Подстановка выражений для отдельных токов дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {1}} + \ frac {V} {{R} _ {2}} + \ frac {V} {{R} _ {3}} = V \ left (\ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} \ справа) \\ [/ латекс].

Обратите внимание, что закон Ома для эквивалентного одиночного сопротивления дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {p}} = V \ left (\ frac {1} {{R} _ {p}} \ right) \\ [/ latex].

Члены в круглых скобках в последних двух уравнениях должны быть равны. Обобщая для любого количества резисторов, общее сопротивление R _p параллельного соединения связано с отдельными сопротивлениями на

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ гидроразрыв {1} {{R} _ {\ text {. } 3}} + \ text {.} \ Text {…} \\ [/ latex]

Это соотношение приводит к общему сопротивлению R _p , которое меньше наименьшего из отдельных сопротивлений. (Это видно в следующем примере.) При параллельном подключении резисторов от источника течет больше тока, чем протекает по любому из них по отдельности, поэтому общее сопротивление ниже.

Пример 2. Расчет сопротивления, тока, рассеиваемой мощности и выходной мощности: анализ параллельной цепи

Пусть выходное напряжение батареи и сопротивления в параллельном соединении на Рисунке 3 будут такими же, как в ранее рассмотренном последовательном соединении: В = 12.0 В, R ₁ = 1,00 Ом, R ₂ = 6,00 Ом и R ₃ = 13,0 Ом. а) Каково полное сопротивление? (б) Найдите полный ток. (c) Рассчитайте токи в каждом резисторе и покажите, как они складываются, чтобы равняться общему выходному току источника. (d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Стратегия и решение для (а)

Общее сопротивление для параллельной комбинации резисторов находится с помощью следующего уравнения.Ввод известных значений дает

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} = \ frac {1} {1 \ text {.} \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {6 \ text {. } \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {\ text {13} \ text {.} 0 \ text {} \ Omega} \\ [/ latex].

Таким образом,

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1.00} {\ text {} \ Omega} + \ frac {0 \ text {.} \ Text {1667}} {\ текст {} \ Omega} + \ frac {0 \ text {.} \ text {07692}} {\ text {} \ Omega} = \ frac {1 \ text {.} \ text {2436}} {\ text { } \ Omega} \\ [/ латекс].

(Обратите внимание, что в этих расчетах каждый промежуточный ответ отображается с дополнительной цифрой. ) Мы должны перевернуть это, чтобы найти полное сопротивление R _p . Это дает

[латекс] {R} _ {\ text {p}} = \ frac {1} {1 \ text {.} \ Text {2436}} \ text {} \ Omega = 0 \ text {.} \ Text { 8041} \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Полное сопротивление с правильным количеством значащих цифр составляет R _p = 0,804 Ом

Обсуждение для (а)

R _p , как и предполагалось, меньше наименьшего индивидуального сопротивления.

Стратегия и решение для (b)

Полный ток можно найти из закона Ома, заменив полное сопротивление R _p . Это дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {\ text {12.0 V}} {0.8041 \ text {} \ Omega} = \ text {14} \ text {.} \ text {92 A} \\ [/ latex].

Обсуждение для (б)

Ток I для каждого устройства намного больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно (см. Предыдущий пример).Схема с параллельным соединением имеет меньшее общее сопротивление, чем резисторы, включенные последовательно.

Стратегия и решение для (c)

Отдельные токи легко вычислить по закону Ома, так как каждый резистор получает полное напряжение. Таким образом,

[латекс] {I} _ {1} = \ frac {V} {{R} _ {1}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {1.00 \ text {} \ Omega} = 12.0 \ text {A} \\ [/ латекс].

Аналогично

[латекс] {I} _ {2} = \ frac {V} {{R} _ {2}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {6.00 \ text {} \ Omega} = 2 \ text {.} \ text {00} \ text {A} \\ [/ latex]

и

[латекс] {I} _ {3} = \ frac {V} {{R} _ {3}} = \ frac {\ text {12} \ text {.} 0 \ text {V}} {\ text {13} \ text {.} \ Text {0} \ text {} \ Omega} = 0 \ text {.} \ Text {92} \ text {A} \\ [/ latex].

Обсуждение для (c)

Общий ток складывается из отдельных токов:

I ₁ + I ₂ + I ₃ = 14,92 A.

Это соответствует сохранению заряда.{2}} {13.0 \ text {} \ Omega} = 11.1 \ text {W} \\ [/ latex].

Обсуждение для (d)

Мощность, рассеиваемая каждым резистором при параллельном подключении, значительно выше, чем при последовательном подключении к тому же источнику напряжения.

Стратегия и решение для (e)

Общую мощность также можно рассчитать несколькими способами. Выбирая P = IV и вводя полный ток, получаем

P = IV = (14,92 A) (12,0 В) = 179 Вт.

Обсуждение для (e)

Общая мощность, рассеиваемая резисторами, также 179 Вт:

P ₁ + P ₂ + P ₃ = 144 Вт + 24,0 Вт + 11,1 Вт = 179 Вт

Это соответствует закону сохранения энергии.

Общее обсуждение

Обратите внимание, что как токи, так и мощность при параллельном подключении больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно.

Основные характеристики параллельных резисторов

1. Параллельное сопротивление определяется из [latex] \ frac {1} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} { {R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} + \ text {…} \\ [/ latex], и оно меньше любого отдельного сопротивления в комбинации.
2. На каждый параллельно включенный резистор подается такое же полное напряжение источника. (В системах распределения электроэнергии чаще всего используются параллельные соединения для питания бесчисленных устройств, обслуживаемых одинаковым напряжением, и для того, чтобы они могли работать независимо.)
3. Не каждый параллельный резистор получает полный ток; они делят это.

Сочетания последовательного и параллельного

Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного. Они обычно встречаются, особенно если учитывать сопротивление провода. В этом случае сопротивление провода включено последовательно с другими сопротивлениями, включенными параллельно. Комбинации последовательного и параллельного подключения можно свести к одному эквивалентному сопротивлению, используя методику, показанную на рисунке 4.Различные части идентифицируются как последовательные или параллельные, уменьшаются до их эквивалентов и далее уменьшаются до тех пор, пока не останется единственное сопротивление. Процесс занимает больше времени, чем труден.

Рис. 4. Эта комбинация из семи резисторов имеет как последовательные, так и параллельные части. Каждый из них идентифицируется и приводится к эквивалентному сопротивлению, а затем уменьшается до достижения единого эквивалентного сопротивления.

Самая простая комбинация последовательного и параллельного сопротивления, показанная на рисунке 4, также является наиболее поучительной, поскольку она используется во многих приложениях.Например, R ₁ может быть сопротивлением проводов от автомобильного аккумулятора к его электрическим устройствам, которые подключены параллельно. R ₂ и R ₃ могли быть стартером и светом салона. Ранее мы предполагали, что сопротивление провода незначительно, но, когда это не так, оно имеет важные последствия, как показывает следующий пример.

Пример 3. Расчет сопротивления,

IR Падение, ток и рассеиваемая мощность: объединение последовательных и параллельных цепей

На рис. 5 показаны резисторы из двух предыдущих примеров, подключенные другим способом — комбинацией последовательного и параллельного.Мы можем считать R ₁ сопротивлением проводов, ведущих к R ₂ и R ₃ . (а) Найдите полное сопротивление. (b) Что такое падение IR в R ₁ ? (c) Найдите текущие значения от I ₂ до R ₂ . (d) Какую мощность рассеивает R ₂ ?

Рис. 5. Эти три резистора подключены к источнику напряжения, так что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, и эта комбинация включена последовательно с R ₁ .

Стратегия и решение для (а)

Чтобы найти полное сопротивление, отметим, что R ₂ и R ₃ находятся параллельно, а их комбинация R _p находится последовательно с R ₁ . Таким образом, общее (эквивалентное) сопротивление этой комбинации составляет

.

R _общ = R ₁ + R _p .

Сначала находим R _p , используя уравнение для параллельных резисторов и вводя известные значения:

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3 }} = \ frac {1} {6 \ text {.} \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {\ text {13} \ text {.} 0 \ text {} \ Omega} = \ frac {0.2436} {\ text {} \ Омега} \\ [/ латекс].

Инвертирование дает

[латекс] {R} _ {\ text {p}} = \ frac {1} {0,2436} \ text {} \ Omega = 4.11 \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Таким образом, общее сопротивление равно

.

R _tot = R ₁ + R _p = 1,00 Ом + 4,11 Ом = 5,11 Ом.

Обсуждение для (а)

Общее сопротивление этой комбинации является промежуточным между значениями чистой серии и чистой параллели (20.0 Ом и 0,804 Ом соответственно), найденные для тех же резисторов в двух предыдущих примерах.

Стратегия и решение для (b)

Чтобы найти падение IR в R ₁ , отметим, что полный ток I протекает через R ₁ . Таким образом, падение IR составляет

.

В ₁ = ИК ₁

Мы должны найти I , прежде чем сможем вычислить V ₁ .Полный ток I находится с помощью закона Ома для схемы. То есть

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {tot}}} = \ frac {\ text {12. 0} \ text {V}} {5.11 \ text {} \ Omega} = 2.35 \ text {A} \\ [/ latex].

Вводя это в выражение выше, получаем

В ₁ = IR ₁ = (2,35 А) (1,00 Ом) = 2,35 В.

Обсуждение для (б)

Напряжение, приложенное к R ₂ и R ₃ , меньше общего напряжения на величину В ₁ .Когда сопротивление провода велико, это может значительно повлиять на работу устройств, представленных R ₂ и R ₃ .

Стратегия и решение для (c)

Чтобы найти ток через R ₂ , мы должны сначала найти приложенное к нему напряжение. Мы называем это напряжение В, , _, , потому что оно приложено к параллельной комбинации резисторов. Напряжение, приложенное к R ₂ и R ₃ , уменьшается на величину В ₁ , и поэтому оно составляет

В _p = В — В ₁ = 12. 0 В — 2,35 В = 9,65 В.

Теперь ток I ₂ через сопротивление R ₂ находится по закону Ома:

[латекс] {I} _ {2} = \ frac {{V} _ {\ text {p}}} {{R} _ {2}} = \ frac {9.65 \ text {V}} {6.00 \ текст {} \ Omega} = 1,61 \ text {A} \\ [/ latex].

Обсуждение для (c)

Ток меньше, чем 2,00 А, которые протекали через R ₂ , когда он был подключен параллельно к батарее в предыдущем примере параллельной цепи.

Стратегия и решение для (d)

Мощность, рассеиваемая R ₂ , равна

P ₂ = ( I ₂ ) ² R ₂ = (1,61 A) ² (6,00 Ом) = 15,5 Вт

Обсуждение для (d)

Мощность меньше 24,0 Вт, рассеиваемых этим резистором при параллельном подключении к источнику 12,0 В.

Одним из следствий этого последнего примера является то, что сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемую на резистор. Если сопротивление провода относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными. Если потребляется большой ток, падение IR в проводах также может быть значительным.

Например, когда вы роетесь в холодильнике и включается мотор, свет холодильника на мгновение гаснет. Точно так же вы можете увидеть тусклый свет в салоне, когда вы запускаете двигатель вашего автомобиля (хотя это может быть связано с сопротивлением внутри самой батареи).

Что происходит в этих сильноточных ситуациях, показано на рисунке 6. Устройство, обозначенное номером R ₃ , имеет очень низкое сопротивление, поэтому при его включении течет большой ток. Этот повышенный ток вызывает большее падение IR в проводах, представленных R ₁ , уменьшая напряжение на лампочке (которое составляет R ₂ ), которое затем заметно гаснет.

Рис. 6. Почему гаснет свет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

Проверьте свое понимание

Можно ли любую произвольную комбинацию резисторов разбить на последовательную и параллельную? Посмотрите, сможете ли вы нарисовать принципиальную схему резисторов, которые нельзя разбить на комбинации последовательно и параллельно.

Решение Нет, существует множество способов подключения резисторов, которые не являются комбинациями последовательного и параллельного, включая петли и переходы. В таких случаях правила Кирхгофа, которые будут включены в Правила Кирхгофа, позволят вам проанализировать схему.

Стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов

1. Нарисуйте четкую принципиальную схему, пометив все резисторы и источники напряжения. Этот шаг включает в себя список известных проблем, поскольку они обозначены на вашей принципиальной схеме.
2. Точно определите, что необходимо определить в проблеме (определить неизвестные). Письменный список полезен.
3. Определите, подключены ли резисторы последовательно, параллельно или в комбинации последовательно и параллельно.Изучите принципиальную схему, чтобы сделать эту оценку. Резисторы включены последовательно, если через них должен последовательно проходить один и тот же ток.
4. Используйте соответствующий список основных функций для последовательных или параллельных подключений, чтобы найти неизвестные. Есть один список для серий и другой для параллельных. Если ваша проблема представляет собой комбинацию последовательного и параллельного соединений, уменьшайте ее поэтапно, рассматривая отдельные группы последовательных или параллельных соединений, как это сделано в этом модуле и примерах. Особое примечание: при обнаружении R необходимо проявлять осторожность.
5. Проверьте, являются ли ответы разумными и последовательными. Единицы и числовые результаты должны быть разумными. Общее последовательное сопротивление должно быть больше, а общее параллельное сопротивление, например, должно быть меньше. Мощность должна быть больше для одних и тех же устройств, подключенных параллельно, по сравнению с последовательными и так далее.

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

1. Переключатель имеет переменное сопротивление, близкое к нулю в замкнутом состоянии и очень большое в разомкнутом, и он включен последовательно с устройством, которым он управляет.Объясните влияние переключателя на рисунке 7 на ток в разомкнутом и замкнутом состоянии.

Рис. 7. Выключатель обычно включается последовательно с источником сопротивления и напряжения. В идеале, переключатель имеет почти нулевое сопротивление в замкнутом состоянии, но имеет чрезвычайно большое сопротивление в разомкнутом состоянии. (Обратите внимание, что на этой диаграмме скрипт E представляет напряжение (или электродвижущую силу) батареи.)

2. Какое напряжение на разомкнутом переключателе на Рисунке 7?

3. На разомкнутом переключателе есть напряжение, как на Рисунке 7. Почему же тогда мощность, рассеиваемая разомкнутым переключателем, мала?

4. Почему мощность, рассеиваемая замкнутым переключателем, как на Рисунке 7, мала?

5. Студент в физической лаборатории по ошибке подключил электрическую лампочку, батарею и выключатель, как показано на рисунке 8. Объясните, почему лампа горит, когда выключатель разомкнут, и гаснет, когда он замкнут. (Не пытайтесь — батарея сильно разряжается!)

Рис. 8. Ошибка подключения. Включите этот переключатель параллельно устройству, обозначенному [латекс] R [/ латекс].(Обратите внимание, что на этой диаграмме скрипт E представляет напряжение (или электродвижущую силу) батареи.)

6. Зная, что сила удара зависит от величины тока, протекающего через ваше тело, вы бы предпочли, чтобы он был включен последовательно или параллельно с сопротивлением, таким как нагревательный элемент тостера, если он поражен им? Объясни.

7. Были бы ваши фары тусклыми при запуске двигателя автомобиля, если бы провода в вашем автомобиле были сверхпроводящими? (Не пренебрегайте внутренним сопротивлением батареи. ) Объясните.

8. Некоторые гирлянды праздничных огней соединены последовательно для экономии затрат на проводку. В старой версии использовались лампочки, которые при перегорании прерывали электрическое соединение, как выключатель. Если одна такая лампочка перегорит, что случится с остальными? Если такая цепочка работает от 120 В и имеет 40 одинаковых лампочек, каково нормальное рабочее напряжение каждой? В более новых версиях используются лампы, которые при перегорании замыкаются накоротко, как замкнутый выключатель. Если одна такая лампочка перегорит, что случится с остальными? Если такая цепочка работает от 120 В и в ней осталось 39 идентичных лампочек, каково тогда рабочее напряжение каждой?

9.Если две бытовые лампочки мощностью 60 и 100 Вт подключить последовательно к бытовой электросети, какая из них будет ярче? Объясни.

10. Предположим, вы проводите физическую лабораторию, где вас просят вставить резистор в схему, но все прилагаемые резисторы имеют большее сопротивление, чем запрошенное значение. Как бы вы соединили доступные сопротивления, чтобы попытаться получить меньшее запрошенное значение?

11. Перед Второй мировой войной некоторые радиостанции получали питание через «шнур сопротивления», который имел значительное сопротивление.Такой резистивный шнур снижает напряжение до желаемого уровня для ламп радиоприемника и т.п., и это экономит расходы на трансформатор. Объясните, почему резистивные шнуры нагреваются и тратят энергию при включенном радио.

12. У некоторых лампочек есть три уровня мощности (не включая ноль), полученные от нескольких нитей накала, которые индивидуально переключаются и соединяются параллельно. Какое минимальное количество нитей необходимо для трех режимов мощности?

Задачи и упражнения

Примечание. Можно считать, что данные, взятые из цифр, имеют точность до трех значащих цифр.

1. (a) Каково сопротивление десяти последовательно соединенных резисторов сопротивлением 275 Ом? (б) Параллельно?

2. (a) Каково сопротивление последовательно соединенных резисторов 1,00 × 10 ² Ом, 2,50 кОм и 4,00 кОм? (б) Параллельно?

3. Какое наибольшее и наименьшее сопротивление можно получить, соединив резисторы на 36,0 Ом, 50,0 Ом и 700 Ом?

4. Тостер на 1800 Вт, электрическая сковорода на 1400 Вт и лампа на 75 Вт подключены к одной розетке в цепи 15 А, 120 В.(Три устройства работают параллельно, если подключены к одной розетке.) а) Какой ток потребляет каждое устройство? (b) Перегорит ли эта комбинация предохранитель на 15 А?

5. Фара мощностью 30,0 Вт и стартер мощностью 2,40 кВт обычно подключаются параллельно в систему на 12,0 В. Какую мощность потребляли бы одна фара и стартер при последовательном подключении к аккумулятору 12,0 В? (Не обращайте внимания на любое другое сопротивление в цепи и любое изменение сопротивления в двух устройствах.)

6.(a) Для батареи 48,0 В и резисторов 24,0 Ом и 96,0 Ом найдите для каждого из них ток и мощность при последовательном соединении. (b) Повторите, когда сопротивления включены параллельно.

7. Ссылаясь на пример комбинирования последовательных и параллельных цепей и рисунок 5, вычислите I ₃ следующими двумя различными способами: (a) из известных значений I и I ₂ ; (б) с использованием закона Ома для R ₃ . В обеих частях явно показано, как вы следуете шагам, приведенным в описании стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов выше.

Рис. 5. Эти три резистора подключены к источнику напряжения, так что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, и эта комбинация включена последовательно с R ₁ .

8. Ссылаясь на рисунок 5: (a) Вычислите P ₃ и обратите внимание на его сравнение с P ₃ , найденным в первых двух примерах задач в этом модуле. (b) Найдите полную мощность, отдаваемую источником, и сравните ее с суммой мощностей, рассеиваемых резисторами.

9. См. Рисунок 6 и обсуждение затемнения света при включении тяжелого прибора. (a) Учитывая, что источник напряжения составляет 120 В, сопротивление провода составляет 0,400 Ом, а номинальная мощность лампы составляет 75,0 Вт, какая мощность будет рассеиваться лампой, если при включении двигателя через провода пройдет в общей сложности 15,0 А? Предположите незначительное изменение сопротивления лампы. б) Какая мощность потребляет двигатель?

Рис. 6. Почему гаснет свет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

10. Линия электропередачи на 240 кВ с 5,00 × 10 ² подвешена к заземленным металлическим опорам с помощью керамических изоляторов, каждый из которых имеет сопротивление 1,00 × 10 ⁹ Ом (рис. 9 (а)). Какое сопротивление на землю у 100 изоляторов? (b) Рассчитайте мощность, рассеиваемую 100 из них. (c) Какая часть мощности, переносимой линией, это? Ясно покажите, как вы следуете шагам, описанным выше в стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов .

Рис. 9. Высоковольтная (240 кВ) линия электропередачи 5,00 × 10 ² подвешена к заземленной металлической опоре электропередачи. Ряд керамических изоляторов обеспечивает сопротивление 1,00 × 10 ⁹ Ом каждый.

11. Покажите, что если два резистора R ₁ и R ₂ объединены, и один из них намного больше другого ( R ₁ >> R ₂ ): (a ) Их последовательное сопротивление почти равно большему сопротивлению R ₁ .(б) Их параллельное сопротивление почти равно меньшему сопротивлению R ₂ .

12. Необоснованные результаты Два резистора, один из которых имеет сопротивление 145 Ом, подключены параллельно, чтобы получить общее сопротивление 150 Ом. а) Каково значение второго сопротивления? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения являются необоснованными или непоследовательными?

13. Необоснованные результаты Два резистора, один из которых имеет сопротивление 900 кОм, соединены последовательно, чтобы получить общее сопротивление 0.500 МОм. а) Каково значение второго сопротивления? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения являются необоснованными или непоследовательными?

Глоссарий

серия:

последовательность резисторов или других компонентов, включенных в цепь один за другим

резистор:

компонент, обеспечивающий сопротивление току, протекающему через электрическую цепь

сопротивление:

вызывает потерю электроэнергии в цепи

Закон Ома:

соотношение между током, напряжением и сопротивлением в электрической цепи: В = IR

напряжение:

электрическая потенциальная энергия на единицу заряда; электрическое давление, создаваемое источником питания, например аккумулятором

падение напряжения:

потеря электроэнергии при прохождении тока через резистор, провод или другой компонент

текущий:

поток заряда через электрическую цепь мимо заданной точки измерения

Закон Джоуля:

взаимосвязь между потенциальной электрической мощностью, напряжением и сопротивлением в электрической цепи, определяемая следующим образом: [latex] {P} _ {e} = \ text {IV} [/ latex]

параллельно:

подключение резисторов или других компонентов в электрической цепи таким образом, что каждый компонент получает одинаковое напряжение от источника питания; часто изображается на диаграмме в виде лестницы, где каждый компонент находится на ступеньке лестницы

Избранные решения проблем и упражнения

1. (а) 2,75 кОм (б) 27,5 Ом

3. (а) 786 Ом (б) 20,3 Ом

5. 29,6 Вт

7. (а) 0,74 А (б) 0,742 А

9. (а) 60,8 Вт (б) 3,18 кВт

11. (a) [латекс] \ begin {array} {} {R} _ {\ text {s}} = {R} _ {1} + {R} _ {2} \\ \ Rightarrow {R} _ {\ text {s}} \ приблизительно {R} _ {1} \ left ({R} _ {1} \ text {>>} {R} _ {2} \ right) \ end {array} \\ [/ латекс]

(b) [латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2} } = \ frac {{R} _ {1} + {R} _ {2}} {{R} _ {1} {R} _ {2}} \\ [/ latex],

так что

[латекс] \ begin {array} {} {R} _ {p} = \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {1} + {R} _ {2}} \ приблизительно \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {1}} = {R} _ {2} \ left ({R} _ {1 } \ text {>>} {R} _ {2} \ right) \ text {.} \ end {array} \\ [/ latex]

13. (a) –400 кОм (b) Сопротивление не может быть отрицательным. (c) Считается, что последовательное сопротивление меньше одного из резисторов, но должно быть больше любого из резисторов.

Резисторы мощности

и резисторы большой мощности от Riedon Manufacturing

Введите параметры компонента и позвольте нам указать ваш резистор:

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Мощные тормозные резисторы в металлической оболочке

от 60 до 500

0.1 к 1000

1

260

BR & BRT

Тормозные резисторы высокой мощности с тонким профилем в металлической оболочке

от 100 до 500

от 1 до 5000

1

260

BRS

Блок предохранителей класса T CFB

от 110 до 400

от 0 до 0

0

0

CFB

Блок предохранителей FB класса T

от 110 до 400

от 0 до 0

0

0

FB

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Фольга (CuNiMn)

от 350 до 2500

0. 001 до 500

0,1

15

FHR 2 / 4-8065, 80110, 80216, 80320, 80370

Фольга (CuNiMn)

от 60 до 80

0,001 до 100

0,1

15

ФПР ФНР 2-Т227, 4-Т227

Фольга (CuNiMn)

от 0 до 30

0,002 до 20

0.1

15

FPR 2-T218

Резисторы большой импульсной мощности

от 3 до 10

10 до 20000

2

200

ГЭС

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

с проволочной обмоткой

5–15

0. 01 по 22000

0,05

20

HR

Токоограничивающие предохранители класса T

от 110 до 400

от 0 до 0

0

0

JLLN

Резистор считывания тока с малым током TCR

от 3 до 40

0,005 до 20

0,5

2

шт.

Тонкая пленка

от 5 до 20

0.01 до 51000

1

50

ПФ1262

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Тонкая пленка

от 10 до 50

0. 02 по 51000

0,1

50

ПФ2200

Тонкая пленка

от 200 до 600

0,1 до 1000000

1

100

ПФ2270

Силовая пленка

0 до 140

0,02 до 51000

1

50

ПФ2470

Толстопленочный Power SMD

0.5–25

0,1 до 51000

1

100

PFC

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Силовая пленка

от 100 до 100

0. 1 до 51000

5

100

ЧФМ

Тонкая пленка

от 0 до 35

0,01 до 51000

1

50

PFS35

Резисторы большой мощности / резисторы высокого напряжения

800–1000

0,5 до 1000000

5

100

PFU

Шунты для амперметра постоянного тока / Шунты для шин

от 15 до 600

0.000083 до 0,003333

0,25

0

РШ

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Прецизионные токовые резисторы / шунты для шин

от 5 до 200

0. 00025 до 0,01

0,25

0

RSW

с проволочной обмоткой

от 5 до 300

0,01 до 250000

0,01

20

UAL

Фольга (NiCr)

от 30 до 50

от 0,05 до 650

0,01

1

ЕСР УНР 4-3425, 4020

Керамические резисторы высокой мощности с проволочной обмоткой

от 20 до 100

0.5 к 1000

5

260

UWP

Резисторы

| Electronics Club

Резисторы | Клуб электроники

Цветовой код | Терпимость | Серия E6 / E12 | Номинальная мощность

См. Также: Сопротивление | Закон Ома | Переменные резисторы

Резисторы ограничивают прохождение электрического тока, например резистор включен последовательно с светодиод (LED) для ограничения тока, проходящего через светодиод.

Резисторы могут быть подключены любым способом, и они не повреждаются от нагрева при пайке.

Сопротивление измеряется в омах, символ (омега). 1 довольно мала, поэтому номиналы резисторов также приведены в к и М:

1k = 1000
1M = 1000k = 1000000.

Большинство резисторов слишком малы, чтобы отображать их сопротивление в виде числа. Вместо этого используется цветовой код.

Для получения информации о резисторах, подключенных последовательно и параллельно, см. страница сопротивления.

Rapid Electronics: резисторы

Сокращенное обозначение резистора

Значения резисторов часто записываются на принципиальных схемах с использованием кодовой системы, в которой не используется десятичная точка. потому что очень легко пропустить маленькую точку. Вместо десятичной точки используются буквы R, K и M.

Чтобы прочитать код: замените букву десятичной точкой, затем умножьте значение на 1000, если буква K, или 1000000, если буква была M. Буква R означает умножение на 1.

---

Код цвета резистора

Номиналы резисторов

обычно отображаются с помощью цветных полос, каждый цвет представляет собой число, как показано в таблице. Большинство резисторов имеют 4 полосы:

• Первая полоса дает первую цифру .
• Вторая полоса дает вторую цифру .
• Третья полоса обозначает , количество нулей .
• Четвертая полоса показывает допуск (точность) резистора но это можно игнорировать почти для всех схем.

Пример

Этот резистор имеет красную (2), фиолетовую (7), желтую (4 нуля) и золотую полосы, поэтому его значение составляет 270000 = 270 тыс. (обычно отображается как 270K на принципиальных схемах).

Сделайте свой собственный калькулятор цветового кода.

Оранжевый

Электроника Цветовой код
Цвет	Номер
Черный	0
Коричневый	1 0
1	9802
3
Желтый	4
Зеленый	5
Синий	6		2	6	2	2 Серый	8
Белый	9

Резисторы малой стоимости (

<10 Ом)

Стандартный цветовой код не может отображать значения меньше 10. Для отображения меньших значений используются два специальных цвета для третьего диапазона :

• золота, что означает × 0,1
• серебра, что означает × 0,01

Первый и второй диапазоны представляют собой цифры обычным образом.

Например:

красные, фиолетовые, золотые полосы представляют 27 × 0,1 = 2,7.

зеленые, синие, серебряные полосы представляют 56 × 0,01 = 0,56.

---

---

Калькулятор цветовой кодировки резистора

Этот калькулятор можно использовать для определения номиналов резисторов.Он состоит из трех карточных дисков, показывающих цвета и значения, они скреплены вместе, чтобы вы могли просто поверните диски, чтобы выбрать требуемое значение или цветовой код. Простой, но эффективный!

Есть две версии для загрузки и печати на белой карточке формата А4 (два калькулятора на листе):

Чтобы сделать калькулятор: вырежьте три диска и скрепите их вместе латунной застежкой для бумаги. Черно-белую версию необходимо раскрасить вручную, и это проще всего сделать перед вырезанием .

---

Допуск резисторов

Допуск резистора показан четвертой полосой цветового кода. Допуск , точность резистора, выраженный в процентах.

Например, 390 резистор с допуском ± 10% будет иметь значение в пределах 10% от 390, г. между 390 — 39 = 351 и 390 + 39 = 429 (39 составляет 10% от 390).

Для четвертой полосы используется специальный цветовой код Допуск:

• серебро ± 10%
• золота ± 5%
• красный ± 2%
• коричневый ± 1%
• Если четвертая полоса не отображается, допуск составляет ± 20%

Допуском можно пренебречь почти для всех цепей, поскольку точное значение резистора требуется редко. и там, где это переменный резистор, обычно будет использоваться.

---

Реальные значения резисторов (серии E6 и E12)

Вы могли заметить, что резисторы доступны не со всеми возможными значениями, например 22k и 47k есть в наличии, но 25к а 50к нет!

Почему это? Представьте, что вы решили делать резисторы каждые 10 дает 10, 20, 30, 40, 50 и так далее. Кажется, это нормально, но что произойдет, когда вы достигнете 1000? Делать 1000, 1010, 1020, 1030 и т. Д. Было бы бессмысленно, потому что для этих значений 10 — очень маленькая разница, слишком мала, чтобы быть заметной в большинстве схем.

Для получения разумного диапазона значений резистора вам необходимо увеличить размер «шага». по мере увеличения значения. Стандартные номиналы резисторов основаны на этой идее и образуют серия, которая следует той же схеме для каждого числа, кратного десяти.

Деньги используют аналогичную систему

Аналогичное расположение используется для денег: размер шага монет и банкнот увеличивается с увеличением стоимости.
Например, валюта Великобритании (1 фунт = 100 пенсов) содержит монеты номиналом 1, 2, 5, 10, 20, 50, 1 и 2 фунта стерлингов. (плюс банкноты 5, 10, 20 и 50 фунтов стерлингов).

Серия E6

Серия E6 имеет 6 значений для каждого кратного десяти, она используется для резисторов с допуском 20%. Значения: 10, 15, 22, 33, 47, 68, … затем продолжается 100, 150, 220, 330, 470, 680, 1000 и т. Д. Обратите внимание, как размер шага увеличивается с увеличением значения. Для этой серии шаг (к следующее значение) примерно вдвое меньше.

Серия E12

Серия E12 имеет 12 значений для каждого кратного десяти, она используется для резисторов с допуском 10%.Значения: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, … затем продолжается 100, 120, 150 и т. Д. Обратите внимание на то, что это серия E6 с дополнительным значением в промежутках.

Серия E12 наиболее часто используется для резисторов.

Позволяет выбрать значение в пределах 10% от необходимого вам точного значения. Это достаточно точно для почти все проекты и это разумно, потому что большинство резисторов имеют допуск ± 10%.

---

---

Номинальная мощность резисторов

Электрическая энергия преобразуется в тепло, когда ток проходит через резистор. Обычно эффект незначителен, но если сопротивление низкое или напряжение на резисторе высокое, может пройти большой ток, в результате чего резистор заметно нагреется. Резистор должен выдерживать эффект нагрева и резисторы имеют номинальную мощность, чтобы показать это.

Номинальная мощность резисторов редко указывается в списках деталей, потому что для большинства цепей стандартная мощность Подходят мощность 0,25 Вт или 0,5 Вт. В редких случаях, когда требуется более высокая мощность, она должна быть четко обозначена. указанных в перечне деталей, это будут схемы с резисторами малого номинала (менее около 300) или высокого напряжения (более 15В).

Rapid Electronics: силовые резисторы

Мощность P, развиваемая в резисторе, может быть определена с помощью следующих уравнений:

P = V² / R или P = I² × R

P = развиваемая мощность в ваттах (Вт)
I = ток через резистор в амперах (A)
R = сопротивление резистора в Ом ()
В = напряжение на резисторе в вольтах (В)

Примеры:

• Резистор 470 А с 10 В на нем требуется номинальная мощность P = V² / R = 10² / 470 = 0. 21Вт.
  В этом случае подойдет стандартный резистор 0,25Вт.
• Резистор 27 А с напряжением 10 В на нем требуется номинальная мощность P = V² / R = 10² / 27 = 3,7 Вт.
  Требуется резистор большой мощности с номинальной мощностью 5 Вт (или более).

---

Rapid Electronics любезно разрешили мне использовать их изображения на этом веб-сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент резисторов и других компонентов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.

---

Книги по комплектующим:

---

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация.Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Веб-сайт размещен на Tsohost

Основы: Рассеивание мощности и электронные компоненты

Постоянно существующей проблемой при проектировании электронных схем является выбор подходящих компонентов, которые не только выполняют свои намеченные задачи, но и выживут в предсказуемых условиях эксплуатации.Большая часть этого процесса — убедиться, что ваши компоненты будут оставаться в пределах своих безопасных рабочих ограничений с точки зрения тока, напряжения и мощности. Из этих трех «силовая» часть часто бывает самой сложной (как для новичков, так и для экспертов), потому что безопасная рабочая зона может очень сильно зависеть от деталей ситуации.

Далее мы познакомим вас с некоторыми основными концепциями рассеивания мощности в электронных компонентах, чтобы понять, как выбирать компоненты для простых схем с учетом ограничений мощности.

— НАЧАЛО ПРОСТОГО —

Давайте начнем с одной из самых простых схем, которую только можно представить: батарея, подключенная к единственному резистору:

Здесь у нас одна батарея на 9 В и одна батарея на 100? (100 Ом) резистор, соединенный проводами для образования полной цепи.

Достаточно просто, правда? Но теперь вопрос: если вы действительно хотите построить эту схему, насколько «большой» из 100? резистор нужно ли использовать, чтобы убедиться, что он не перегревается? Другими словами, можем ли мы просто использовать «обычный» резистор ¼ W, как показано ниже, или нам нужно увеличить?

Чтобы это выяснить, нам необходимо рассчитать мощность, рассеиваемую резистором.
Вот общее правило для расчета рассеиваемой мощности:

Правило питания: P = I × V
Если ток I протекает через данный элемент в вашей цепи, теряя при этом напряжение V , то мощность, рассеиваемая этой схемой Элемент является произведением этого тока и напряжения: P = I × V .

В сторону :
Каким образом ток, умноженный на напряжение, может дать нам измерение «мощности»?

Чтобы понять это, нам нужно помнить, что физически представляют ток и напряжение.

Электрический ток — это скорость протекания электрического заряда через цепь, обычно выражаемая в амперах, где 1 ампер = 1 кулон в секунду. (Кулон — это единица измерения электрического заряда в системе СИ.)

Напряжение или, более формально, электрический потенциал — это потенциальная энергия на единицу электрического заряда через рассматриваемый элемент схемы. В большинстве случаев вы можете думать об этом как о количестве энергии, которое «расходуется» в элементе на единицу проходящего заряда. Электрический потенциал обычно измеряется в вольтах, где 1 вольт = 1 джоуль на кулон. (Джоуль — единица энергии в системе СИ.)

Итак, если мы возьмем ток, умноженный на напряжение, это даст нам количество энергии, которое «израсходовано» в элементе на единицу заряда, умноженное на количество тех единиц заряда, проходящих через элемент в секунду. :

1 ампер × 1 вольт =
1 (кулон / секунда) × 1 (джоуль / кулон) =
1 джоуль / секунда

Результирующая величина выражается в единицах один джоуль в секунду: скорость потока энергии, более известная как мощность.Единица измерения мощности в системе СИ — ватт, где 1 ватт = 1 джоуль в секунду.

Итак, у нас есть

1 ампер × 1 вольт = 1 ватт

Снова на нашу трассу! Чтобы использовать правило мощности ( P = I × V ), нам нужно знать как ток через резистор, так и напряжение на резисторе.

Во-первых, мы используем закон Ома ( V = I × R ), чтобы найти ток через резистор.
• Напряжение на резисторе В = 9 В.
• Сопротивление резистора R = 100 Ом.

Следовательно, ток через резистор равен:

I = V / R = 9 V / 100? = 90 мА

Затем мы можем использовать правило мощности ( P = I × V ), чтобы найти мощность, рассеиваемую резистором.
• Ток через резистор I = 90 мА.
• Напряжение на резисторе В = 9 В.

Следовательно, мощность, рассеиваемая на резисторе, составляет:

P = I × В = 90 мА × 9 В = 0,81 Вт

Так можно ли использовать резистор на 1/4 Вт?

Нет, потому что он может выйти из строя из-за перегрева.
100? резистор в этой схеме должен быть рассчитан не менее чем на 0,81 Вт. Обычно выбирается следующий больший доступный размер, в данном случае 1 Вт.

Резистор мощностью 1 Вт обычно поставляется в гораздо более крупном физическом корпусе, как показано здесь:

(резистор 1 Вт, 51 Ом, для сравнения размеров.)

Поскольку резистор на 1 Вт физически намного больше, он должен быть в состоянии справиться с рассеиванием большего количества энергии за счет большей площади поверхности и более широких выводов. (Он все еще может сильно нагреваться на ощупь, но не должен нагреваться настолько, чтобы выйти из строя.)

Вот альтернативное расположение, которое работает с четырьмя 25? резисторы в серии (а в сумме все равно 100?).В этом случае ток через каждый резистор по-прежнему составляет 90 мА. Но, поскольку на каждом резисторе имеется только четверть напряжения, на каждом резисторе рассеивается только четверть меньшей мощности. Для этого достаточно, чтобы четыре резистора были рассчитаны на 1/4 Вт.

Кроме того: прорабатываем этот пример.

Поскольку четыре резистора включены последовательно, мы можем сложить их значения, чтобы получить их общее сопротивление, равное 100 Ом. Использование закона Ома с этим общим сопротивлением снова дает нам ток 90 мА.И снова, поскольку резисторы включены последовательно, одинаковый ток (90 мА) должен протекать через каждый обратно к батарее. Напряжение через каждые 25? резистор тогда В = I × R , или 90 мА × 25? = 2,25 В. (Чтобы еще раз убедиться, что это разумно, обратите внимание, что напряжения на четырех резисторах в сумме составляют 4 × 2,25 В = 9 В.)

Мощность на каждого человека 25? резистор P = I × В = 90 мА × 2,25 В? 0,20 Вт, безопасный уровень для использования с резистором 1/4 Вт.Интуитивно понятно, что если разделить 100? резистор на четыре равные части, каждая из которых должна рассеивать четверть всей мощности.

— ЗА РЕЗИСТОРАМИ —

Для нашего следующего примера давайте рассмотрим следующую ситуацию: предположим, что у вас есть схема, которая принимает входной сигнал от источника питания 9 В и имеет встроенный линейный стабилизатор для понижения напряжения до 5 В, где все работает. Ваша нагрузка на конце 5 В может достигать 1 А.

Как выглядит мощность в этой ситуации?

Регулятор, по сути, действует как большой переменный резистор, который регулирует свое сопротивление по мере необходимости для поддержания постоянного выходного напряжения 5 В. Когда выходная нагрузка составляет 1 А, выходная мощность, выдаваемая регулятором, составляет 5 В × 1 А = 5 Вт, а мощность, потребляемая в цепи источником питания 9 В, составляет 9 Вт. Падение напряжения на стабилизаторе. составляет 4 В, а при 1 А, это означает, что 4 Вт рассеивается линейным регулятором — также разница между входной и выходной мощностью.

В каждой части этой схемы отношение мощности задается как P = I × V . Две части — регулятор и нагрузка — это места, где рассеивается мощность. А в части цепи, подключенной к источнику питания, P = I × V описывает вход питания к системе — напряжение увеличивается на по мере прохождения тока по источнику питания.

Кроме того, стоит отметить, что мы не сказали , какая нагрузка тянет этот 1 А.Энергия потребляется, но это не обязательно означает, что она преобразуется в (просто) тепловую энергию — это может быть питание двигателя или, например, набора зарядных устройств для аккумуляторов.

Кроме того:
Хотя такая схема линейного регулятора напряжения, как эта, является очень распространенной схемой для электроники , стоит отметить, что это также невероятно неэффективная схема : 4/9 входной мощности просто выгорает как тепло, даже при работе на более низких токах.

— КОГДА НЕТ ПРОСТОЙ СПЕЦИФИКАЦИИ «МОЩНОСТЬ» —

Далее, немного более сложная часть: убедиться, что ваш регулятор может справиться с мощностью. На резисторах четко указана их мощность, а на линейных регуляторах это не всегда. В приведенном выше примере регулятора предположим, что мы используем регулятор L7805ABV от ST (техническое описание здесь).

(Фото: типичный корпус TO-220, тип, обычно используемый для линейных регуляторов средней мощности)

L7805ABV — это линейный стабилизатор 5 В в корпусе TO-220 (аналогичный показанному выше), рассчитанный на 1.Выходной ток 5 А и входное напряжение до 35 В.

Наивно, вы можете предположить, что вы можете подключить это прямо к входу 35 В и рассчитывать на выход 1,5 А, что означает, что регулятор будет излучать 30 В * 1,5 А = 45 Вт мощности. Но это крошечный пластиковый пакет; на самом деле он не может справиться с такой большой мощностью. Если вы посмотрите таблицу данных в разделе «Абсолютные максимальные характеристики», чтобы попытаться определить, с какой мощностью он может справиться, все, что там написано, является «внутренне ограниченным», что само по себе далеко не ясно.

Оказывается, существует фактическая номинальная мощность, но обычно она несколько «спрятана» в таблице данных. Вы можете понять это, просмотрев пару связанных спецификаций:

• T _OP , Диапазон рабочих температур перехода: от -40 до 125 ° C

• R _thJA , Термическое сопротивление переход-окружающая среда: 50 ° C / Вт

• R _thJC , Термическое сопротивление переходной коробки: 5 ° C / Вт

Рабочий диапазон температур перехода, T _OP , определяет, насколько горячим может быть «переход» — активная часть интегральной схемы регулятора, прежде чем он перейдет в режим теплового отключения.(Тепловое отключение — это внутренний предел, который делает мощность регулятора «внутренне ограниченной».) Для нас это максимум 125 ° C.

Тепловое сопротивление переход-окружающая среда R _thJA (часто обозначается как? _JA ), сообщает нам, насколько нагревается переход, когда (1) регулятор рассеивает заданное количество мощности и (2) регулятор находится внутри на открытом воздухе при заданной температуре окружающей среды. Предположим, нам нужно спроектировать наш регулятор для работы только в скромных коммерческих условиях, температура которых не превышает 60 ° C.Если нам нужно поддерживать температуру перехода ниже 125 ° C, то максимальное повышение температуры, которое мы можем допустить, составляет 65 ° C. Если у нас есть R _thJA 50 ° C / Вт, то максимальная рассеиваемая мощность, которую мы можем допустить, составит 65/50 = 1,3 Вт, если мы хотим предотвратить переход регулятора в состояние теплового отключения. Это значительно ниже 4 Вт, которых можно было бы ожидать при токе нагрузки 1 А. Фактически, мы можем выдержать только 1,3 Вт / 4 В = 325 мА среднего выходного тока, не отправляя регулятор в состояние теплового отключения.

Это, однако, относится к случаю, когда ТО-220 излучает в окружающий воздух — почти наихудшая ситуация. Если мы сможем добавить радиатор или иным образом охладить регулятор, мы сможем добиться большего.

Противоположный конец спектра представлен другой термической спецификацией: корпус с термическим сопротивлением, R _thJC . Это определяет, какую разницу температур можно ожидать между переходом и внешней стороной корпуса TO-220: всего 5 ° C / Вт. Это соответствующий номер , если с можно быстро отвести тепло от корпуса, например, если у вас есть очень хороший радиатор, подключенный к внешней стороне корпуса TO-220.С большим радиатором и идеальным соединением с этим радиатором при 4 Вт температура перехода повысится всего на 20 ° C по сравнению с температурой вашего радиатора. Это представляет собой абсолютный минимум нагрева, который можно ожидать в идеальных условиях.

В зависимости от технических требований, вы можете начать с этого момента, чтобы построить полный бюджет мощности, чтобы учесть теплопроводность каждого элемента вашей системы, от самого регулятора до термоинтерфейса между ним и радиатором, к тепловой связи радиатора с окружающим воздухом.Затем вы можете проверить соединения и относительную температуру каждого компонента с помощью бесконтактного инфракрасного термометра с точечным считыванием. Но часто бывает лучше переоценить ситуацию и посмотреть, есть ли лучший способ сделать это.

В данной ситуации можно рассмотреть вопрос о переходе на стабилизатор для поверхностного монтажа, который обеспечивает лучшую управляемую мощность (за счет использования печатной платы в качестве радиатора), или, возможно, стоит подумать о добавлении силового резистора (или стабилитрона) до Регулятор понижает большую часть напряжения за пределами блока регулятора, уменьшая нагрузку на него.Или, что еще лучше, посмотрите, есть ли способ построить вашу схему без каскада линейного регулятора с потерями.

— ПОСЛЕ СЛОВА —

Мы рассмотрели основы понимания рассеяния мощности в нескольких простых цепях постоянного тока.

Принципы, которые мы рассмотрели, являются довольно общими, и их можно использовать для понимания энергопотребления в большинстве типов пассивных элементов и даже в большинстве типов интегральных схем. Однако существуют реальные ограничения, и можно потратить всю жизнь на изучение нюансов энергопотребления, особенно при более низких токах или высоких частотах, когда небольшие потери, которыми мы пренебрегли, становятся важными.

В цепях переменного тока многие вещи ведут себя по-разному, но правило мощности все еще сохраняется в большинстве случаев: P (t) = I (t) × V (t) для изменяющихся во времени тока и напряжения. И не все регуляторы работают с потерями: импульсные источники питания могут преобразовывать (например) 9 В постоянного тока в 5 В постоянного тока с КПД 90% или выше — это означает, что при хорошем дизайне может потребоваться всего около 0,6 А при 9 В для производят 5 В при 1 А.