Rezistora jauda: apzīmējums uz diagrammas, kā palielināt to, ko darīt, ja nav piemērota

Elektronisko iekārtu shēmās ir viens no visizplatītākajiem elementiem rezistors, viņa otrs vārds ir pretestība. Tam ir vairākas īpašības, starp kurām ir arī spēks. Šajā rakstā mēs runāsim par rezistoriem, ko darīt, ja jums nav piemērota jaudas elementa, un kāpēc tie izdeg.

Rezistora raksturojums

1. Rezistora galvenais parametrs ir nominālā pretestība.

2. Otrais parametrs, pēc kura tas tiek izvēlēts, ir maksimālā (vai galvenā) jaudas izkliede.

3. Temperatūras pretestības koeficients - apraksta, cik liela pretestība mainās, mainoties tās temperatūrai par 1 grādu pēc Celsija.

4. Pieļaujamā novirze no nominālās vērtības. Parasti rezistora parametru izkliede no viena deklarētā diapazonā no 5-10%, tas ir atkarīgs no GOST vai tehniskajām specifikācijām, kurām tas tiek ražots, ir precīzi rezistori ar novirzi līdz 1%, parasti maksā vairāk.

5. Maksimālais darba spriegums ir atkarīgs no elementa konstrukcijas.Mājsaimniecības elektroierīcēs ar barošanas spriegumu 220V var izmantot gandrīz visus rezistorus.

6. Trokšņa raksturojums.

7. Maksimālā apkārtējās vides temperatūra. Šī ir tāda temperatūra, kāda var būt, sasniedzot paša rezistora maksimālo jaudas izkliedi. Par to sīkāk runāsim vēlāk.

8. Mitruma un karstumizturība.

Ir vēl divas pazīmes, par kurām iesācēji visbiežāk nezina:

1. Viltus induktivitāte.

2. Viltus kapacitāte.

Abi parametri ir atkarīgi no rezistora veida un konstrukcijas īpašībām. Induktivitātei ir jebkurš diriģents, jautājums ir tā lielumā. Parazītisko induktivitāšu un kapacitāšu tipiskajām vērtībām nav nozīmes. Projektējot un remontējot augstfrekvences ierīces, jāņem vērā neīstās sastāvdaļas.

Zemās frekvencēs (piemēram, audio diapazonā līdz 20 kHz) tie būtiski neietekmē ķēdes darbību. Augstfrekvences ierīcēs, kuru darba frekvences ir simtiem tūkstošu un lielākas par hercu, pat sliežu ceļu atrašanās vieta uz tāfeles un to forma atstāj būtisku iespaidu.

Jaudas rezistors

No fizikas kursa daudzi atceras elektroenerģijas jaudas formulu:P = U * I

No tā izriet, ka tas lineāri ir atkarīgs no strāvas un sprieguma. Strāva caur rezistoru ir atkarīga no tā pretestības un tam pielietotā sprieguma, tas ir:

I = U / R

Sprieguma kritums visā rezistorā (cik daudz sprieguma paliek uz tā spailēm no tā, kas tiek piemērots ķēdei, kurā tas ir uzstādīts) ir atkarīgs arī no strāvas un pretestības:

I = U / R

Tagad vienkāršiem vārdiem mēs izskaidrojam, kāds ir rezistora spēks un kur tas tiek piešķirts.

Jebkuram metālam ir sava īpatnējā pretestība, tā ir tāda vērtība, kas ir atkarīga no paša šī metāla struktūras. Kad lādiņnesēji (mūsu gadījumā elektroni) elektriskās strāvas ietekmē plūst caur vadītāju, tie saduras ar daļiņām, no kurām sastāv metāls.

Šo sadursmju rezultātā tiek traucēta strāvas plūsma. Ja tas ir ļoti vispārināts, izrādās, ka, jo blīvāka ir metāla konstrukcija, jo grūtāk ir strāvai plūst (jo lielāka pretestība).

Attēlā skaidrības labad parādīts kristāla režģa piemērs.

Šīs sadursmes rada siltumu. To var iedomāties, it kā jūs staigātu pa pūli (liela pretestība), kur viņi jūs stumtu, vai arī, ja jūs ejat pa tukšu koridoru, kur jūs svīstat stiprāk?

Tas pats notiek ar metālu. Jauda tiek atbrīvota kā siltums. Dažos gadījumos tas ir slikti, jo tiek samazināta ierīces efektivitāte.Citās situācijās, piemēram, tas ir noderīgs īpašums sildelementu darbā. Kvēlspuldzēs tās pretestības dēļ spirāle uzsilst līdz spilgtam mirdzumam.

Bet kā tas attiecas uz rezistoriem?

Fakts ir tāds, ka rezistorus izmanto, lai ierobežotu strāvu, barojot jebkuras ierīces vai ķēdes elementus, vai pusvadītāju ierīču darbības režīmu iestatīšanai. Mēs to aprakstījām rakstā par bipolāriem tranzistoriem. No iepriekšējās formulas kļūs skaidrs, ka sprieguma samazināšanas dēļ strāva tiek samazināta. Var teikt, ka pārmērīgs spriegums izdeg pretestības siltuma veidā, bet jaudu uzskata ar tādu pašu formulu kā kopējo jaudu:

P = U * I

Šeit U ir rezistoram "sadedzināto" voltu skaits, un es esmu strāva, kas plūst caur to.

Siltuma veidošanās uz rezistora ir izskaidrota ar Džoula-Lenca likumu, kas saista izdalītā siltuma daudzumu ar strāvu un pretestību. Jo lielāks būs pirmais vai otrais, jo vairāk siltuma izdalīsies.

Lai no šīs formulas būtu ērti, aizstājot Oma likumu ar ķēdes posmu, tiek atvasinātas vēl divas formulas.

Lai noteiktu jaudu caur rezistoru, izmantojot pielietoto spriegumu:

P = (U ^ 2) / R

Lai noteiktu jaudu caur strāvu, kas plūst caur rezistoru:

P = (I ^ 2) / R

Mazliet prakses

Piemēram, noteiksim, cik daudz enerģijas tiek atvēlēts 1 omi pretestībai, kas savienota ar 12 V sprieguma avotu.

Vispirms aprēķināsim strāvu ķēdē:

I = 12/1 = 12A

Tagad jauda pēc klasiskās formulas:

P = 12 * 12 = 144 vati.

No vienas darbības aprēķinos var izvairīties, ja izmantojat iepriekšminētās formulas, pārbaudīsim šo:

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

Tas viss der. Rezistors ģenerēs siltumu ar jaudu 144W. Šīs ir nosacītas vērtības, kas ņemtas kā piemērs. Praksē šādus rezistorus elektroniskajās iekārtās neatradīsit, izņemot lielas pretestības līdzstrāvas motoru regulēšanai vai jaudīgu sinhrono mašīnu iedarbināšanai asinhronajā režīmā.

Kādi ir rezistori un kā tie ir norādīti diagrammā

Rezistoru ietilpību skaits ir parasts: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Tās ir parasto rezistoru tipiskās vērtības, ir arī lielas vērtības vai citas vērtības. Bet šī sērija ir visizplatītākā. Montējot elektroniku, tiek izmantota elektriskā ķēde ar elementu sērijas numuru. Nominālā pretestība tiek norādīta retāk, bet nominālā pretestība un jauda tiek norādīta vēl retāk.

Lai ātri noteiktu rezistora jaudu ķēdē, atbilstoši GOST tika ieviesti atbilstošie UGO (grafiskās konvencijas). Šādu apzīmējumu izskats un to interpretācija ir parādīta tabulā zemāk.

Parasti šie dati, kā arī noteikta veida rezistora nosaukums ir norādīts elementu sarakstā, tur norādīta arī pieļaujamā pielaide%.

Ārēji tie atšķiras pēc lieluma, jo jaudīgāks elements, jo lielāks ir tā izmērs. Lielāks izmērs palielina rezistora siltuma apmaiņas laukumu ar apkārtējo vidi. Tāpēc siltums, kas izdalās, kad strāva iziet caur pretestību, ātri tiek dots gaisam (ja vide ir gaiss).

Tas nozīmē, ka rezistors var sakarst ar lielāku jaudu (lai atbrīvotu noteiktu siltuma daudzumu laika vienībā). Kad pretestības temperatūra sasniedz noteiktu līmeni, vispirms sāk izdegt ārējais slānis ar marķējumu, tad izdeg pretestības slānis (plēve, stieple vai kaut kas cits).

Lai novērtētu, cik daudz rezistors var uzkarst, apskatiet izjauktā jaudīgā rezistora (vairāk nekā 5 W) sildīšanas spoli keramikas korpusā.

Raksturlielumos bija tāds parametrs kā pieļaujamā apkārtējās vides temperatūra. Tas ir norādīts pareizai elementa izvēlei. Fakts ir tāds, ka tā kā rezistora jaudu ierobežo spēja pārnest siltumu un tajā pašā laikā nevis pārkarst, bet pārnest siltumu, t.i.elementa dzesēšanai ar konvekciju vai piespiedu gaisa plūsmu jābūt pēc iespējas lielākai elementa un apkārtējās vides temperatūras starpībai.

Tāpēc, ja ap elementu ir pārāk karsts, tas ātri sakarst un izdeg, pat ja tā elektriskā jauda ir mazāka par maksimālo izkliedēto daudzumu. Normālā temperatūra ir 20-25 grādi pēc Celsija.

Šīs tēmas turpināšana:

Kā pazemināt spriegumu ar rezistoru

LED rezistora aprēķins un izvēle

Rezistoru sprieguma dalītāja aprēķins

Papildu rezistoru izmantošana

Ko darīt, ja nav vajadzīgās jaudas rezistora?

Izplatīta šķiņķu problēma ir nepieciešamās jaudas rezistora trūkums. Ja jums ir jaudīgāki rezistori nekā jums nepieciešams - tam nav nekā slikta, varat to iestatīt bez vilcināšanās. Ja tikai viņš derētu pēc izmēra. Ja visi pieejamie jaudas rezistori ir mazāki nekā nepieciešami, tā jau ir problēma.

Faktiski šī jautājuma atrisināšana ir pavisam vienkārša. Atcerieties rezistoru sēriju un paralēlo savienojumu likumus.

1. Ar rezistoru virknes savienojumu sprieguma kritumu summa visā ķēdē ir vienāda ar kritienu summu katrā no tiem. Un strāva, kas plūst caur katru rezistoru, ir vienāda ar kopējo strāvu, t.i. Ķēdē no sērijveidā savienotiem elementiem plūst VIENA strāva, bet DAŽĀDI spriegumi, kas tiek piemēroti katram no tiem, tiek noteikti saskaņā ar Ohma likumu ķēdes sekcijai (sk. Iepriekš) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Ar rezistoru paralēlu savienojumu kritums pa visiem spriegumiem ir vienāds, un strāva, kas plūst katrā no zariem, ir apgriezti proporcionāla filiāles pretestībai. Paralēli savienoto rezistoru ķēdes kopējā strāva ir vienāda ar katras filiāles strāvu summu.

Šajā attēlā parādīts viss iepriekš minētais ērtā atmiņā saglabāšanas formā.

Tātad, tāpat kā ar rezistoru virknes savienojumu, spriegums uz katru no tiem samazinās, un ar paralēlu savienojumu - strāva, tad, ja P = U * I

Katram no tiem piešķirtā jauda attiecīgi samazināsies.

Tāpēc, ja jums nav rezistoru no 100 omiem līdz 1 W, gandrīz vienmēr varat tos aizstāt ar virknē savienotiem 2 50 omu un 0,5 W rezistoriem vai paralēli savienotiem 2 200 omu un 0,5 W rezistoriem.

Es tikko uzrakstīju “Gandrīz vienmēr”. Fakts ir tāds, ka ne visi rezistori vienādi labi pārnes trieciena strāvu, piemēram, dažās shēmās, kas savienotas ar lielu kondensatoru lādiņu, sākotnējā brīdī tie nodod lielu trieciena slodzi, kas var sabojāt tā pretestības slāni. Šādi saišķi jāpārbauda praksē vai veicot lielus aprēķinus un lasot rezistoru tehnisko dokumentāciju un specifikācijas, ko gandrīz nekad un neviens nedara.

Secinājums

Rezistora jauda ir ne mazāk svarīga kā tā nominālā pretestība. Ja nepievērsīsit uzmanību pretestību izvēlei, kurai nepieciešama jauda, ​​tad tās izdeg un ļoti sakarst, kas ir slikti jebkurā ķēdē.

Remontējot aprīkojumu, īpaši ķīniešu, nekādā gadījumā nemēģiniet likt mazākas jaudas rezistorus, labāk ir likt ar rezervi, ja ir tāda iespēja to izlikt uz tāfeles.

Stabilai un uzticamai elektroniskās ierīces darbībai jums jāizvēlas jauda vismaz ar pusi no paredzētā vai labāk - 2 reizes lielāka. Tas nozīmē, ka, ja saskaņā ar aprēķiniem uz rezistora tiek iedalīts 0,9-1 W, tad rezistora vai to montāžas jaudai jābūt ne mazākai kā 1,5-2 W.