Putere de rezistență: desemnarea pe diagrama, cum să crești ce trebuie să faci dacă nu există

În circuitele echipamentelor electronice, unul dintre cele mai frecvente elemente este rezistor, celălalt nume al său este rezistența. Are o serie de caracteristici, printre care există putere. În acest articol, vom vorbi despre rezistențe, ce trebuie să faci dacă nu ai un element de putere adecvat și de ce se ard.

Caracteristici de rezistență

1. Parametrul principal al rezistorului este rezistența nominală.

2. Al doilea parametru prin care este selectat este disipația maximă (sau ultimă) a puterii.

3. Coeficientul de rezistență al temperaturii - descrie cât de multă rezistență se schimbă atunci când temperatura acesteia se schimbă cu 1 grad Celsius.

4. Abatere admisibilă de la valoarea nominală. De obicei, împrăștierea parametrilor de rezistență de la unul declarat în intervalul 5-10%, depinde de GOST sau de specificațiile tehnice pentru care este produs, există rezistențe exacte cu o abatere de până la 1%, de obicei costă mai mult.

5. Tensiunea maximă de funcționare depinde de proiectarea elementului.În aparatele electrice casnice cu tensiunea de alimentare de 220V se pot folosi aproape orice rezistență.

6. Caracteristicile zgomotului.

7. Temperatura ambientală maximă. Aceasta este o astfel de temperatură care poate fi la atingerea puterii maxime de disipare a rezistorului în sine. Vom vorbi despre acest lucru mai detaliat mai târziu.

8. Umiditatea și rezistența la căldură.

Există încă două caracteristici despre care cel mai adesea nu încep cunoașterea începătorilor:

1. Inductanță spuroasă.

2. Capacitate spuriosă.

Ambii parametri depind de tipul și caracteristicile de proiectare ale rezistorului. Inductanța are în orice conductor, întrebarea este în amploarea sa. Valorile tipice ale inductanțelor și capacităților parazitare sunt lipsite de sens. La proiectarea și repararea dispozitivelor de înaltă frecvență trebuie luate în considerare componente înfiorătoare.

La frecvențe joase (de exemplu, în domeniul audio de până la 20 kHz), acestea nu au un impact semnificativ asupra funcționării circuitului. La dispozitivele de înaltă frecvență, cu frecvențe de funcționare de sute de mii și peste hertz, chiar și locația pieselor pe placă și forma acestora au un impact semnificativ.

Rezistență de putere

Din cursul fizicii, mulți își aduc aminte de formula energiei electrice, acestea sunt:P = U * I

Rezultă că depinde liniar de curent și tensiune. Curentul prin rezistor depinde de rezistența sa și de tensiunea aplicată acestuia, adică:

I = U / R

Căderea de tensiune în toată rezistența (cât de multă tensiune rămâne pe bornele sale de la cea aplicată circuitului în care este instalat) depinde și de curent și de rezistență:

I = U / R

Acum explicăm în cuvinte simple care este puterea unui rezistor și unde este alocat.

Orice metal are propria sa rezistență specifică, aceasta este o astfel de valoare care depinde de structura acestui metal în sine. Când purtătorii de încărcare (în cazul nostru, electroni), sub influența unui curent electric, circulă printr-un conductor, ei se ciocnesc cu particulele din care este format metalul.

Ca urmare a acestor coliziuni, fluxul de curent este împiedicat. Dacă este foarte generalizat, se dovedește că structura metalică este mai densă, cu atât este mai dificil să curgă curentul (cu atât rezistența este mai mare).

Imaginea arată un exemplu de rețea de cristal, pentru claritate.

Aceste coliziuni generează căldură. Acest lucru poate fi imaginat ca și cum te-ai plimba printr-o mulțime (o mare rezistență), unde te împingeau sau dacă te-ai plimba pe un coridor gol, unde transpirai mai greu?

Același lucru se întâmplă și cu metalul. Puterea este eliberată sub formă de căldură. În unele cazuri, acest lucru este rău, deoarece eficiența dispozitivului este redusă.În alte situații, aceasta este o proprietate utilă, de exemplu în lucrarea elementelor de încălzire. În lămpile incandescente, datorită rezistenței sale, spirala se încălzește până la o strălucire strălucitoare.

Dar cum se raportează asta la rezistențe?

Cert este că rezistențele sunt utilizate pentru a limita curentul la alimentarea oricăror dispozitive sau elemente de circuit sau pentru a seta modurile de funcționare ale dispozitivelor cu semiconductor. Am descris-o într-un articol despre tranzistoarele bipolare. Din formula de mai sus, va deveni clar că curentul este redus din cauza reducerii tensiunii. Se poate spune că tensiunea excesivă arde sub formă de căldură pe rezistor, în timp ce puterea este considerată prin aceeași formulă ca și puterea totală:

P = U * I

Aici U este numărul de volți „ars” pe rezistor, iar eu este curentul care curge prin el.

Generarea de căldură pe rezistor este explicată prin legea Joule-Lenz, care raportează cantitatea de căldură degajată cu curentul și rezistența. Cu cât prima sau a doua este mai mare, cu atât va fi eliberată mai multă căldură.

Pentru a o face convenabilă din această formulă, prin substituirea legii lui Ohm cu o secțiune a lanțului, se obțin alte două formule.

Pentru a determina puterea prin tensiunea aplicată la rezistor:

P = (U ^ 2) / R

Pentru a determina puterea prin curentul care curge prin rezistor:

P = (I ^ 2) / R

Un pic de practică

De exemplu, să determinăm câtă putere este alocată unei rezistențe de 1 ohm conectată la o sursă de tensiune de 12V.

Mai întâi, să calculăm curentul din circuit:

I = 12/1 = 12A

Acum puterea conform formulei clasice:

P = 12 * 12 = 144 wați.

O acțiune în calcule poate fi evitată dacă utilizați formulele de mai sus, verificați acest lucru:

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

Totul se potrivește. Rezistorul va genera căldură cu o capacitate de 144W. Acestea sunt valori condiționale luate ca exemplu. În practică, nu veți găsi astfel de rezistențe în echipamente electronice, cu excepția rezistențelor mari pentru reglarea motoarelor cu curent continuu sau pentru pornirea unor mașini sincrone puternice în regim asincron.

Care sunt rezistențele și cum sunt indicate în diagramă

Un număr de capacități de rezistență este standard: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Acestea sunt valori tipice ale rezistențelor comune, există și valori mari sau alte valori. Dar această serie este cea mai frecventă. La asamblarea electronicelor se utilizează un circuit electric, cu numărul de serie al elementelor. Rezistența nominală este indicată mai rar, iar rezistența nominală și puterea sunt indicate chiar mai rar.

Pentru a determina rapid puterea rezistorului în circuit, au fost introduse UGO-urile corespunzătoare (convenții grafice) conform GOST. Aspectul unor astfel de denumiri și interpretarea lor sunt prezentate în tabelul de mai jos.

În general, aceste date, precum și numele unui tip specific de rezistență sunt indicate în lista de elemente, toleranța admisă în% este indicată și acolo.

În exterior, acestea diferă ca mărime, cu cât elementul este mai puternic, cu atât este mai mare. O dimensiune mai mare crește aria de schimb de căldură a rezistorului cu mediul. Prin urmare, căldura care este eliberată când curentul trece prin rezistență este rapid dată aerului (dacă mediul este aer).

Aceasta înseamnă că rezistența se poate încălzi cu mai multă putere (pentru a elibera o anumită cantitate de căldură pe unitate de timp). Când temperatura de rezistență atinge un anumit nivel, stratul exterior cu marcajul începe să se ardă, apoi stratul rezistiv (film, sârmă sau altceva) se arde.

Pentru a evalua cât de mult se poate încălzi un rezistor, aruncați o privire la bobina de încălzire a unui rezistor puternic dezasamblat (mai mult de 5 W) într-o carcasă ceramică.

În caracteristici exista un astfel de parametru precum temperatura ambiantă admisă. Este indicat pentru selectarea corectă a elementului. Cert este că, deoarece puterea rezistorului este limitată de capacitatea de a transfera căldură și, în același timp, nu de supraîncălzire, ci de transfer de căldură, adică.răcirea elementului prin convecție sau flux de aer forțat ar trebui să fie cât mai mare posibil de diferența de temperatură a elementului și a mediului.

Prin urmare, dacă elementul este prea cald în jurul elementului, acesta se va încălzi rapid și se va arde, chiar dacă energia electrică de pe acesta este sub valoarea maximă disipată. Temperatura normală este de 20-25 de grade Celsius.

Continuarea acestui subiect:

Cum să cobori tensiunea cu un rezistor

Calculul și selecția unui rezistor pentru LED

Calculul divizorului de tensiune pe rezistențe

Utilizarea de rezistențe suplimentare

Ce se întâmplă dacă nu există niciun rezistor al puterii necesare?

O problemă obișnuită a șoimilor este lipsa unui rezistor al puterii necesare. Dacă aveți rezistențe mai puternice decât aveți nevoie - nu este nimic în neregulă cu acest lucru, îl puteți seta fără ezitare. Dacă numai el se potrivește ca mărime. Dacă toate rezistențele disponibile la putere sunt mai puțin decât necesare, aceasta este deja o problemă.

De fapt, rezolvarea acestei probleme este destul de simplă. Amintiți-vă legile de serie și conexiunea paralelă a rezistențelor.

1. Cu o conexiune în serie de rezistențe, suma căderilor de tensiune pe întregul circuit este egală cu suma căderilor din fiecare dintre ele. Și curentul care curge prin fiecare rezistor este egal cu curentul total, adică. Unul curent curge în circuit din elemente conectate în serie, dar tensiunile DIFERITE aplicate fiecăruia dintre ele sunt determinate în conformitate cu legea lui Ohm pentru secțiunea de circuit (vezi mai sus) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Cu o conexiune paralelă cu rezistențe, căderea pe toate tensiunile este egală, iar curentul care curge în fiecare dintre ramuri este invers proporțional cu rezistența ramurii. Curentul total al lanțului de rezistențe conectate paralel este egal cu suma curenților fiecăreia dintre ramuri.

Această imagine arată toate cele de mai sus, într-o formă convenabilă de amintire.

Deci, ca și în cazul unei conexiuni în serie de rezistențe, tensiunea pe fiecare dintre ele scade, iar cu o conexiune paralelă, curentul, atunci dacă P = U * I

Puterea alocată fiecăruia dintre ei va scădea în consecință.

Prin urmare, dacă nu aveți o rezistență de 100 Ohm la 1 W, aproape întotdeauna îl puteți înlocui cu rezistențe de 2 50 Ohm și 0,5 W conectate în serie sau 2 200 Ohm și 0,5 W conectate în paralel.

Tocmai am scris „ÎNTOTDEAUNA”. Cert este că nu toate rezistențele transportă curenți de șoc la fel de bine, în unele circuite, de exemplu, conectate la încărcarea condensatorilor mari, în momentul inițial al timpului transferă o sarcină mare de șoc, care poate deteriora stratul său rezistiv. Astfel de pachete trebuie verificate în practică sau prin calcule lungi și citind documentația tehnică și specificațiile pentru rezistențe, ceea ce aproape niciodată și nimeni nu face.

concluzie

Puterea unui rezistor nu este mai puțin importantă decât rezistența sa nominală. Dacă nu acordați atenție selectării rezistențelor aveți nevoie de putere, atunci acestea se vor arde și se vor încălzi foarte tare, ceea ce este rău în orice circuit.

Când reparați echipamente, în special chinezești, în niciun caz nu încercați să puneți rezistențe de putere mai mică, este mai bine să puneți cu o marjă, dacă există o astfel de oportunitate de a-l pune la dimensiune pe tablă.

Pentru o funcționare stabilă și fiabilă a dispozitivului electronic, trebuie să selectați puterea, cel puțin cu o marjă de jumătate așteptată, sau mai bine, de 2 ori mai mult. Acest lucru înseamnă că, dacă, conform calculelor, 0,9-1 W este alocat rezistorului, atunci puterea rezistorului sau a ansamblului lor nu trebuie să fie mai puțin de 1,5-2 W.