Potencia de resistencia: designación en el diagrama, cómo aumentar qué hacer si no hay un adecuado

En los circuitos de equipos electrónicos, uno de los elementos más comunes es resistencia, su otro nombre es resistencia. Tiene una serie de características, entre las cuales hay poder. En este artículo, hablaremos sobre las resistencias, qué hacer si no tiene un elemento de potencia adecuado y por qué se queman.

Características de resistencia

1. El parámetro principal de la resistencia es la resistencia nominal.

2. El segundo parámetro por el cual se selecciona es la disipación de potencia máxima (o máxima).

3. Coeficiente de resistencia a la temperatura: describe cuánta resistencia cambia cuando su temperatura cambia en 1 grado Celsius.

4. Desviación permitida del valor nominal. Por lo general, la dispersión de los parámetros de resistencia de uno declarado en el rango de 5-10%, depende de GOST o las especificaciones técnicas para las que se produce, existen resistencias exactas con una desviación de hasta 1%, por lo general cuestan más.

5. La tensión de funcionamiento máxima depende del diseño del elemento, en los electrodomésticos con una tensión de alimentación de 220 V, se pueden utilizar casi cualquier resistencia.

6. Características del ruido.

7. Temperatura ambiente máxima. Esta es la temperatura que puede alcanzarse cuando se alcanza la máxima disipación de potencia de la resistencia misma. Hablaremos de esto con más detalle más adelante.

8. Humedad y resistencia al calor.

Hay dos características más que los principiantes a menudo desconocen son:

1. Inductancia espuria.

2. Capacidad espuria.

Ambos parámetros dependen del tipo y las características de diseño de la resistencia. La inductancia tiene en cualquier conductor, la pregunta está en su magnitud. Los valores típicos de inductancias parásitas y capacitancias no tienen sentido. Se deben considerar componentes espurios al diseñar y reparar dispositivos de alta frecuencia.

A bajas frecuencias (por ejemplo, dentro del rango de audio de hasta 20 kHz), no afectan significativamente el funcionamiento del circuito. En dispositivos de alta frecuencia, con frecuencias operativas de cientos de miles y más de hercios, incluso la ubicación de las pistas en el tablero y su forma tienen un impacto significativo.

Resistencia de potencia

Desde el curso de la física, muchos recuerdan la fórmula del poder de la electricidad, estos son:P = U * I

De ello se deduce que depende linealmente de la corriente y el voltaje. La corriente a través de la resistencia depende de su resistencia y el voltaje aplicado, es decir:

I = U / R

La caída de voltaje a través de la resistencia (cuánto voltaje queda del voltaje aplicado al circuito en el que está instalado) también depende de la corriente y la resistencia:

I = U / R

Ahora explicamos en palabras simples cuál es el poder de una resistencia y dónde está asignada.

Cualquier metal tiene su propia resistencia específica; este es un valor que depende de la estructura de este metal. Cuando los portadores de carga (en nuestro caso, los electrones), bajo la influencia de una corriente eléctrica, fluyen a través de un conductor, chocan con las partículas en las que se compone el metal.

Como resultado de estas colisiones, se impide el flujo de corriente. Si es muy generalizado, resulta que cuanto más densa es la estructura metálica, más difícil es que fluya la corriente (mayor es la resistencia).

La imagen muestra un ejemplo de una red cristalina, para mayor claridad.

Estas colisiones generan calor. Esto se puede imaginar como si estuvieras caminando a través de una multitud (gran resistencia), donde te empujaban, o si estuvieras caminando por un pasillo vacío, donde sudas más fuerte.

Lo mismo sucede con el metal. El poder se libera como calor. En algunos casos, esto es malo, porque se reduce la eficiencia del dispositivo.En otras situaciones, esta es una propiedad útil, por ejemplo en el trabajo de elementos calefactores. En las lámparas incandescentes, debido a su resistencia, la espiral se calienta con un brillo brillante.

Pero, ¿cómo se relaciona esto con las resistencias?

El hecho es que las resistencias se usan para limitar la corriente al alimentar cualquier dispositivo o elemento de circuito, o para configurar los modos de funcionamiento de los dispositivos semiconductores. Lo describimos en un artículo sobre transistores bipolares. De la fórmula anterior, quedará claro que la corriente se reduce debido a la reducción de voltaje. Se puede decir que el voltaje excesivo se quema en forma de calor en la resistencia, mientras que la potencia se considera con la misma fórmula que la potencia total:

P = U * I

Aquí U es el número de voltios "quemados" en la resistencia, y I es la corriente que fluye a través de ella.

La generación de calor en la resistencia se explica por la ley de Joule-Lenz, que relaciona la cantidad de calor liberado con la corriente y la resistencia. Cuanto más grande sea el primero o el segundo, se liberará más calor.

Para que sea conveniente a partir de esta fórmula, al sustituir la ley de Ohm por una sección de la cadena, se derivan dos fórmulas más.

Para determinar la potencia a través del voltaje aplicado a la resistencia:

P = (U ^ 2) / R

Para determinar la potencia a través de la corriente que fluye a través de la resistencia:

P = (I ^ 2) / R

Un poco de practica

Por ejemplo, determinemos cuánta potencia se asigna a una resistencia de 1 ohm conectada a una fuente de voltaje de 12V.

Primero, calculemos la corriente en el circuito:

I = 12/1 = 12A

Ahora potencia de acuerdo con la fórmula clásica:

P = 12 * 12 = 144 vatios.

Se puede evitar una acción en los cálculos si usa las fórmulas anteriores, verifiquemos esto:

P = 12 ^ 2/1 = 144/1 = 144 W.

Todo encaja. La resistencia generará calor con una capacidad de 144W. Estos son valores condicionales tomados como ejemplo. En la práctica, no encontrará tales resistencias en equipos electrónicos, con la excepción de grandes resistencias para regular motores de corriente continua o arrancar máquinas síncronas potentes en modo asíncrono.

¿Qué son las resistencias y cómo se indican en el diagrama?

Una serie de capacidades de resistencia es estándar: 0.05 (0.62) - 0.125 - 0.25 - 0.5 - 1 - 2 - 5

Estos son valores típicos de resistencias comunes, también hay valores grandes u otros valores. Pero esta serie es la más común. Al ensamblar componentes electrónicos, se utiliza un circuito eléctrico, con el número de serie de los elementos. La resistencia nominal se indica con menos frecuencia, y la resistencia nominal y la potencia se indican incluso con menos frecuencia.

Para determinar rápidamente la potencia de la resistencia en el circuito, se introdujeron las UGO (convenciones gráficas) correspondientes de acuerdo con GOST. La apariencia de tales designaciones y su interpretación se presentan en la tabla a continuación.

En general, estos datos, así como el nombre de un tipo específico de resistencia, se indican en la lista de elementos, la tolerancia permitida en% también se indica allí.

Exteriormente, difieren en tamaño, cuanto más poderoso es el elemento, mayor es su tamaño. Un tamaño mayor aumenta el área de intercambio de calor de la resistencia con el medio ambiente. Por lo tanto, el calor que se libera cuando la corriente pasa a través de la resistencia se da rápidamente al aire (si el ambiente es aire).

Esto significa que la resistencia puede calentarse con más potencia (para liberar una cierta cantidad de calor por unidad de tiempo). Cuando la temperatura de resistencia alcanza un cierto nivel, primero la capa exterior con la marca comienza a quemarse, luego la capa resistiva (película, alambre u otra cosa) se quema.

Para evaluar cuánto se puede calentar una resistencia, eche un vistazo a la bobina de calentamiento de una poderosa resistencia desmontada (más de 5 W) en una caja de cerámica.

En las características había un parámetro como la temperatura ambiente permisible. Está indicado para la correcta selección del elemento. El hecho es que, dado que el poder de la resistencia está limitado por la capacidad de transferir calor y, al mismo tiempo, no sobrecalentar, sino transferir calor, es decirenfriar el elemento por convección o flujo de aire forzado debe ser lo más grande posible la diferencia de temperatura del elemento y el medio ambiente.

Por lo tanto, si el elemento está demasiado caliente alrededor del elemento, se calentará rápidamente y se quemará, incluso si la energía eléctrica está por debajo del máximo disipado. La temperatura normal es de 20-25 grados centígrados.

Continuando con este tema:

Cómo bajar el voltaje con una resistencia

Cálculo y selección de una resistencia para el LED.

Cálculo del divisor de tensión en las resistencias.

El uso de resistencias adicionales.

¿Qué pasa si no hay resistencia de la potencia requerida?

Un problema común con los jamones es la falta de una resistencia de la potencia requerida. Si tiene resistencias más potentes de las que necesita, no tiene nada de malo, puede configurarlo sin dudarlo. Si tan solo le quedara en tamaño. Si todas las resistencias disponibles en potencia son menos de lo necesario, esto ya es un problema.

De hecho, resolver este problema es bastante simple. Recuerde las leyes de conexión en serie y en paralelo de resistencias.

1. Con una conexión en serie de resistencias, la suma de las caídas de voltaje en todo el circuito es igual a la suma de las caídas en cada una de ellas. Y la corriente que fluye a través de cada resistencia es igual a la corriente total, es decir UNA corriente fluye en el circuito desde elementos conectados en serie, pero los DIFERENTES voltajes aplicados a cada uno de ellos se determinan de acuerdo con la ley de Ohm para la sección del circuito (ver arriba) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Con una conexión paralela de resistencias, la caída en todos los voltajes es igual y la corriente que fluye en cada una de las ramas es inversamente proporcional a la resistencia de la rama. La corriente total de la cadena de resistencias conectadas en paralelo es igual a la suma de las corrientes de cada una de las ramas.

Esta imagen muestra todo lo anterior, en una forma conveniente para recordar.

Entonces, como con una conexión en serie de resistencias, el voltaje en cada una de ellas disminuye, y con una conexión en paralelo, la corriente, entonces si P = U * I

La potencia asignada a cada uno de ellos disminuirá en consecuencia.

Por lo tanto, si no tiene una resistencia de 100 ohmios a 1 W, casi siempre puede reemplazarla con 2 resistencias de 50 ohmios y 0,5 W conectadas en serie, o 2 resistencias de 200 ohmios y 0,5 W conectadas en paralelo.

Acabo de escribir "Casi siempre". El hecho es que no todas las resistencias transportan corrientes de choque igualmente bien, en algunos circuitos, por ejemplo, conectados con la carga de condensadores grandes, en el momento inicial transfieren una gran carga de choque, lo que puede dañar su capa resistiva. Dichos paquetes deben verificarse en la práctica o mediante largos cálculos y leyendo la documentación técnica y las especificaciones de las resistencias, lo cual casi nunca y nadie lo hace.

Conclusión

El poder de una resistencia no es menos importante que su resistencia nominal. Si no presta atención a la selección de resistencias, necesita energía, entonces se quemarán y se calentarán mucho, lo cual es malo en cualquier circuito.

Cuando repare equipos, especialmente chinos, en ningún caso intente colocar resistencias de menor potencia, es mejor poner con un margen, si existe la oportunidad de ponerlo en tamaño en el tablero.

Para un funcionamiento estable y confiable del dispositivo electrónico, debe seleccionar la potencia, al menos con un margen de la mitad de lo esperado, o mejor, 2 veces más. Esto significa que si, según los cálculos, se asigna 0,9-1 W en la resistencia, entonces la potencia de la resistencia o su ensamblaje no debe ser inferior a 1,5-2 W.