Ellenállás teljesítménye: megjelölés az ábrán, hogyan lehet növelni, mit kell tenni, ha nincs megfelelő

Az elektronikus berendezések áramköreiben az egyik leggyakoribb elem ellenállás, másik neve ellenállás. Számos tulajdonsággal rendelkezik, amelyek között van hatalom. Ebben a cikkben az ellenállásokról fogunk beszélni, mi a teendő, ha nincs olyan eleme, amely megfelelő a hatalomhoz, és miért válnak ki ezek.

Ellenállás jellemzői

1. Az ellenállás fő paramétere a névleges ellenállás.

2. A kiválasztott második paraméter a maximális (vagy a végső) teljesítményeloszlás.

3. Hőmérsékleti ellenállás koefficiens - leírja, hogy az ellenállás mekkora mértékben változik, ha hőmérséklete 1 Celsius fokkal megváltozik.

4. Megengedett eltérés a névleges értéktől. Általában az ellenállás paramétereinek szórása az 5-10% tartományban megadott értékekből, ez függ a GOST-tól vagy a műszaki specifikációtól, amelyhez azt gyártják, vannak pontos ellenállások, legfeljebb 1% eltéréssel, általában többet fizetnek.

5. A maximális üzemi feszültség az elem kialakításától függ, 220 V tápfeszültségű háztartási készülékekben szinte bármilyen ellenállás használható.

6. Zajjellemzők.

7. Maximális környezeti hőmérséklet. Ez az a hőmérséklet lehet, amikor maga az ellenállás maximális teljesítményveszteséget ér el. Később részletesebben fogunk beszélni erről.

8. Nedvesség- és hőállóság.

Két további tulajdonság létezik, amelyekről a kezdők általában nem tudnak:

1. Hamis induktivitás.

2. Hamis kapacitás.

Mindkét paraméter az ellenállás típusától és tervezési jellemzőitől függ. Az induktivitás bármelyik vezetõben van, a kérdés a nagyságrendje. A parazita induktivitások és kapacitások tipikus értéke értelmetlen. A hamis alkatrészeket figyelembe kell venni a nagyfrekvenciás eszközök tervezése és javítása során.

Alacsony frekvenciákon (például 20 kHz-ig terjedő hangtartományon belül) nem gyakorolnak jelentős hatást az áramkör működésére. Nagyfrekvenciás készülékeknél, több száz ezer vagy annál nagyobb hertz üzemi frekvenciával, még a sávoknak a táblán való elhelyezkedése és alakja is jelentős hatást gyakorol.

Teljesítmény ellenállás

A fizika folyamán sokan emlékeznek a villamos energiára vonatkozó képletre:P = U * I

Ebből következik, hogy lineárisan függ az áramtól és a feszültségtől. Az ellenálláson átáramló áram az ellenállástól és a rá alkalmazott feszültségtől függ, azaz:

I = U / R

Az ellenálláson keresztüli feszültségcsökkenés (mekkora feszültség marad annak kapcsán azon áramkörhöz alkalmazott feszültségtől, amelybe be van építve) az áramtól és az ellenállástól is függ:

I = U / R

Most egyszerű szavakkal magyarázzuk el, hogy mi az ellenállás ereje és hová osztják.

Bármely fémnek megvan a saját fajlagos ellenállása, ez egy olyan érték, amely maga a fém szerkezetétől függ. Amikor a töltőhordozók (a mi esetünkben az elektronok) egy elektromos áram hatására egy vezetőn áramlanak át, akkor ütköznek azokkal a részecskékkel, amelyekből a fém áll.

Ezen ütközések eredményeként akadályozva van az áramlás. Nagyon általánosítva kiderül, hogy minél sűrűbb a fémszerkezet, annál nehezebb az áramlása (annál nagyobb az ellenállás).

A kép egyértelműség kedvéért egy kristályrács példáját mutatja.

Ezek az ütközések hőt termelnek. Ez elképzelhető úgy, mintha egy tömegen sétálnál (nagy ellenállás), ahol toltak téged, vagy ha egy üres folyosón sétálsz, ahol erősebben izzadsz?

Ugyanez történik a fémmel. Az energia hőként szabadul fel. Bizonyos esetekben ez rossz, mert az eszköz hatékonysága csökken.Más helyzetekben ez például hasznos tulajdonság fűtőelemek munkájában. Az izzólámpákban az ellenállás miatt a spirál erős ragyogásig melegszik.

De hogyan kapcsolódik ez az ellenállásokhoz?

A tény az, hogy az ellenállásokat bármilyen eszköz vagy áramköri elem tápellátásakor az áram korlátozására vagy félvezető eszközök üzemmódjának beállítására használják. Leírtuk a bipoláris tranzisztorokról szóló cikkben. A fenti képletből világossá válik, hogy az áram csökken a feszültségcsökkentés miatt. Azt mondhatjuk, hogy a túlzott feszültség hő hatására kiég az ellenálláson, míg a teljesítménye ugyanazzal a képlettel rendelkezik, mint a teljes teljesítmény:

P = U * I

Itt U az ellenálláson "égetett" voltok száma, én pedig az az áram, amely rajta áramlik.

Az ellenállás hőtermelését a Joule-Lenz törvény magyarázza, amely a kibocsátott hő mennyiségét az áramra és az ellenállásra kapcsolja. Minél nagyobb az első vagy a második, annál több hő szabadul fel.

A képlet kényelmessé tétele érdekében, az Ohm törvényének a láncszakaszra történő helyettesítésével, további két képlet származik.

Az ellenállásra alkalmazott feszültségen keresztüli teljesítmény meghatározása:

P = (U ^ 2) / R

Az ellenálláson átáramló áramon keresztüli teljesítmény meghatározása:

P = (I ^ 2) / R

Egy kis gyakorlat

Például határozzuk meg, hogy mekkora energiát kell allokálni egy 12 ohmos ellenálláshoz, amely egy 12 V feszültségforráshoz van csatlakoztatva.

Először számítsuk ki az áramot az áramkörben:

I = 12/1 = 12A

Most a hatalom a klasszikus képlet szerint:

P = 12 * 12 = 144 watt.

A számítások egy művelete elkerülhető, ha a fenti képleteket használja, ellenőrizze ezt:

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

Mindent összeilleszt. Az ellenállás 144 W teljesítményű hőt termel. Ezek példaként vett feltételes értékek. A gyakorlatban nem talál ilyen ellenállást az elektronikus berendezésekben, kivéve a nagy ellenállást DC motorok szabályozására vagy erős szinkron gépek aszinkron üzemmódban történő indítására.

Mik az ellenállások és hogyan vannak feltüntetve az ábrán?

Számos ellenállás-kapacitás standard: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Ezek a közös ellenállások tipikus értékei, vannak nagy értékek vagy más értékek is. De ez a sorozat a leggyakoribb. Az elektronika összeszerelésekor elektromos áramkört használnak, az elemek sorozatszámával. A névleges ellenállást ritkábban, a névleges ellenállást és a teljesítményt még ritkábban jelzik.

Az ellenállás teljesítményének gyors meghatározásához az áramkörben a megfelelő UGO-kat (grafikus egyezményeket) vezettem be a GOST szerint. Az ilyen megnevezések megjelenését és értelmezését az alábbi táblázat tartalmazza.

Általában ezeket az adatokat, valamint az ellenállás adott típusának nevét feltüntetik az elemek listájában, ott is megjelölték a megengedett tűréshatást% -ban.

Külsőleg méretükben különböznek, minél erősebb az elem, annál nagyobb a mérete. A nagyobb méret növeli az ellenállás hőcserélő felületét a környezettel. Ezért a hő, amely akkor szabadul fel, amikor az áram áthalad az ellenálláson, gyorsan a levegőbe kerül (ha a környezet levegő).

Ez azt jelenti, hogy az ellenállás több energiával melegszik fel (egy idő alatt bizonyos mennyiségű hő felszabadításához). Amikor az ellenállás hőmérséklete eléri egy bizonyos szintet, először a jelöléssel ellátott külső réteg elkezdi kiégni, majd az ellenálló réteg (film, huzal vagy valami más) kiég.

Annak megállapításához, hogy az ellenállás melegszik-e, vessen egy pillantást egy szétszerelt nagyteljesítményű ellenállás (több mint 5 W) fűtőtekercsére egy kerámia tokban.

A jellemzők között volt egy olyan paraméter, mint a megengedett környezeti hőmérséklet. Ez az elem helyes kiválasztására szolgál. A helyzet az, hogy mivel az ellenállás teljesítményét korlátozza az a képesség, hogy hőt továbbítson, és ugyanakkor ne túlmelegedjen, hanem hőt továbbítson, azazaz elem konvekciós vagy kényszerlevegő-áramlással történő hűtésének a lehető legnagyobbnak kell lennie az elem és a környezet hőmérsékleti különbségének.

Ezért ha az elem túl forró az elem körül, akkor gyorsan felmelegszik és kiég, még akkor is, ha rajta az áramteljesítmény a maximálisan elvesztett teljesítmény alatt van. A normál hőmérséklet 20-25 Celsius fok.

A téma folytatása:

Hogyan lehet csökkenteni a feszültséget egy ellenállással?

A LED ellenállásának kiszámítása és kiválasztása

Az ellenállások feszültség-megosztójának kiszámítása

További ellenállások használata

Mi van, ha nincs a szükséges teljesítmény ellenállása?

A sonkákkal kapcsolatos általános probléma a szükséges teljesítmény ellenállásának hiánya. Ha nagyobb teljesítményű ellenállása van, mint amire szüksége van - semmi baj van benne, akkor habozás nélkül beállíthatja. Ha csak a mérete megfelelne. Ha az összes rendelkezésre álló ellenállás kevesebb, mint szükséges, ez már problémát jelent.

Valójában e kérdés megoldása nagyon egyszerű. Ne feledje az ellenállások soros és párhuzamos csatlakoztatásának törvényeit.

1. Az ellenállások soros csatlakoztatásával a teljes áramkörön belüli feszültség esése megegyezik az egyes csapok összegével. És az ellenálláson átáramló áram egyenlő a teljes árammal, azaz Egy áram áramlik az áramkörben sorosan csatlakoztatott elemekből, de azokra az eltérő feszültségeket az áramkör szakaszára vonatkozó Ohm törvénye határozza meg (lásd fent) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Az ellenállások párhuzamos csatlakoztatásával az összes feszültség közötti esés egyenlő, és az egyes ágakban áramló áram fordítottan arányos az elágazás ellenállásával. A párhuzamosan kapcsolt ellenállások láncának teljes ára megegyezik az egyes ágok áramának összegével.

Ez a kép az összes fentiekben látható, kényelmes formában az emlékezethez.

Tehát, akárcsak az ellenállások soros csatlakoztatása esetén, az egyes feszültség csökken, és párhuzamos csatlakozás esetén az áram, akkor ha P = U * I

Mindegyikük számára kiosztott teljesítmény ennek megfelelően csökken.

Ezért ha nincs 100 Ohm-tól 1 W-ig terjedő ellenállás, szinte mindig kicserélheti sorosan csatlakoztatott 2 50 Ohm és 0,5 W ellenállásokra, vagy párhuzamosan csatlakoztatott 2 200 Ohm és 0,5 W ellenállásokra.

Csak "MINDEN MINDEN" írtam. A helyzet az, hogy nem minden ellenállás egyenlően hordozza az ütési áramot, például egyes áramkörökben, például nagy kondenzátorok töltésével összekapcsolva, a kezdeti pillanatban átadnak egy nagy ütésterhelést, ami károsíthatja annak ellenálló rétegét. Az ilyen kötegeket ellenőrizni kell a gyakorlatban vagy hosszú számításokkal, az ellenállások műszaki dokumentációjának és specifikációjának elolvasásával, amelyet szinte soha és senki sem tesz.

következtetés

Az ellenállás teljesítménye nem kevésbé fontos, mint névleges ellenállása. Ha nem veszi figyelembe az ellenállás kiválasztását, amelyre szükség van az energiára, akkor ezek elégetik és nagyon felforrósodnak, ami minden áramkörben rossz.

A felszerelések, különösen a kínai javítás során semmiképpen ne próbáljon alacsonyabb teljesítményű ellenállásokat elhelyezni, jobb, ha margót tesz, ha van ilyen lehetőség, hogy méretben tegyék a táblára.

Az elektronikus eszköz stabil és megbízható működése érdekében meg kell választania az áramellátást, legalább a várt fele felének, vagy még jobb, ha kétszer annyival. Ez azt jelenti, hogy ha a számítások szerint 0,9–1 W van elosztva az ellenálláson, akkor az ellenállás vagy azok összeszerelésének teljesítménye nem lehet kevesebb, mint 1,5–2 W.