Меню

Стандартный ряд мощностей резисторов

Мощность резистора

Как рассчитать мощность резистора?

Мощность рассеивания резистораМощность рассеивания резистора

У резистора есть довольно важный параметр, который целиком и полностью влияет на надёжность его работы. Этот параметр называется мощностью рассеивания. Он уже упоминался в статье о параметрах резистора.

Сама по себе мощность постоянного тока рассчитывается по простой формуле:

Формула мощности постоянного тока

Как видим, мощность зависит от напряжения и тока. В реальной цепи через резистор протекает определённый ток. Поскольку резистор обладает сопротивлением, то под действием протекающего тока резистор нагревается. На нём выделяется какое-то количество тепла. Это и есть та мощность, которая рассеивается на резисторе.

Если в схему установить резистор меньшей мощности рассеивания, чем требуется, то резистор будет нагреваться и в результате сгорит. Поэтому, если в схеме нужно заменить резистор мощностью 0,5 Ватт, то ставим на 0,5 Ватт и более. Но никак не меньше !

Каждый резистор рассчитан на свою мощность. Стандартный ряд мощностей рассеивания резисторов состоит из значений:

  • 0,125 Вт
  • 0,25 Вт
  • 0,5 Вт
  • 1 Вт
  • 2 Вт
  • Более 2 Вт.

Чем больше резистор по размерам, тем, как правило, на большую мощность рассеивания он рассчитан.

Резисторы разной мощности

Допустим, у нас есть резистор с номинальным сопротивлением 100 Ом. Через него течёт ток 0,1 Ампер. На какую мощность должен быть рассчитан этот резистор?

Тут нам потребуется формула. Выглядит она так:

Формула: Сопротивление - Мощность

R(Ом) – сопротивление цепи (в данном случае резистора);

I(А) – ток, протекающий через резистор.

Все расчёты следует производить, строго соблюдая размерность. Так, если сопротивление резистора не 100 Ом, а 1 кОм, то в формулу нужно подставить значение в Омах, т.е. 1000 Ом (1 кОм = 1000 Ом). Тоже правило касается и других величин (тока, напряжения).

Рассчитаем мощность для нашего резистора:

Расчёт мощности резистора

Мы получили мощность 1 Ватт. Теперь небольшое отступление.

В реальную схему необходимо устанавливать резистор с мощностью в полтора – два раза выше рассчитанной.

Поэтому нам подойдёт резистор мощностью 2 Вт (см. стандартный ряд мощностей резисторов).

Также есть и другая формула для расчёта мощности. Она применяется в том случае, если неизвестен ток, который протекает через резистор.

Формула расчёта мощности через напряжение и сопротивление

Всё бы хорошо, но в жизни бывают случаи, когда применяется последовательное или параллельное соединение резисторов. Как рассчитать мощность рассеивания для каждого из резисторов в последовательной или параллельной цепи?

Допустим, нам требуется заменить резистор сопротивлением 100 Ом. Протекающий через него ток равен 0,1 Ампер. Следовательно, мощность этого резистора 1 Ватт.

Для его замены можно применить два соединённых последовательно резистора сопротивлением 20 Ом и 80 Ом. На какую мощность должны быть рассчитаны эти резисторы?

Для последовательной цепи действует одно правило. Через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же ток. Теперь применим формулу для расчёта мощности и получим, что мощность рассеивания резистора на 20 Ом должна быть равна 0,2 Вт, а резистора на 80 Ом — 0,8 Вт. Выбираем резисторы согласно стандартному ряду мощностей:

Как видим, если сопротивления резисторов будут разные, то и мощность на них будет выделяться разная.

Мощность, рассеивающаяся на резисторе, зависит в первую очередь от тока, который течёт через данный резистор. А ток зависит от сопротивления резистора. Поэтому, если вы соединяете последовательно резисторы разных номиналов, то и рассеивающаяся мощность распределиться между ними.

Это обстоятельство необходимо учитывать при самостоятельном конструировании электронных самоделок иначе при неправильном подборе резисторов может получиться так, что на одном резисторе выделиться больше мощности, чем на другом, и он будет работать в тяжёлом температурном режиме.

Читайте также:  Терморезисторный метод измерения мощности

Чтобы не ломать голову и не рассчитывать мощность каждого в отдельности резистора, можно поступать так:

Мощность каждого резистора, входящего в составляемую нами цепь (параллельную или последовательную) должна быть равна мощности заменяемого резистора. Иными словами, если нам надо заменить резистор, мощностью 1 Вт, то каждый из резисторов для его замены должен иметь мощность не менее 1 Ватта. На практике это самое быстрое и эффективное решение.

Для параллельного соединения резисторов нужно учитывать, что через резистор с меньшим сопротивлением протекает больший ток. Следовательно, и мощности на нём будет рассеиваться больше.

Источник

Какие бывают ряды номиналов резисторов?

Как часто вам приходилось подбирать резистор для замены в какой-либо плате или в для конструирования нового устройства. Несмотря на большое разнообразие существующих моделей, значение омического сопротивления каждого из них не является случайным и не формируется одной лишь прихотью производителя. На практике существует конкретный ряд номиналов резисторов, который и определяет возможные варианты для заводских сопротивлений.

Что такое ряд номиналов?

Данное понятие устанавливает определенную закономерность чередования значений для любых радиодеталей, включая и резисторы. Впервые существующий стандарт был утвержден еще в 1948году и получил обозначение латинской буквой E, означающей EIA в расшифровке Electronic Industries Alliance. Следом за буквой E указывается цифра, обозначающая конкретную линейку значений, она же показывает число доступных в этом ряду номиналов. К примеру, E6 разбивает номинальные мощности, емкости или сопротивления в пределах от 0 до 10 на шесть единиц, если сравнить с E96, то в нем этих единиц окажется уже 96.

С математической точки зрения, номинальные величины представляют собой логарифмическую функцию, поэтому шаг изменения номинальных сопротивлений можно определить по формуле:

где n – это порядковый номер конкретного члена, а N – это номер ряда.

Чтобы подобрать из предложенных линеек данных нужную модель, установленное значение, к примеру, у E12 – это 1… 1,2 … 1,5 … и т.д. и умножается на десятичный множитель – 10, 100, 1000 и т.д. до достижения желаемой величины. Всего выделяют семь стандартных номиналов, правда, первый из них сегодня уже не выпускают, но встретить в старых устройствах его вы еще можете. Далее рассмотрим особенности каждого из ряда номиналов деталей.

Ряд Е3

Номинальный ряд Е3 включает в себя только три величины сопротивления: 1; 2,2; 4,7. Помимо этого электрическое сопротивление резисторов может иметь отклонение от заявляемого параметр. То же может повторять и емкость конденсатора, и другие характеристики деталей электронных схем, подчиняющихся стандартам Е3. Нормальными колебаниями основных характеристик считаются не более 50%, это означает, что если вы хотите приобрести непроволочный резистор на 10 Ом, то завод может выпускать его в пределах от 5,1 до 14,9 Ом, не выступая за отведенные стандартом границы.

Ряд Е6

Здесь
для обозначения номиналов содержится шесть возможных величин: 1; 1,5; 2,2; 3,3;
4,7; 6,8. При указании номинальных емкостей, сопротивлений и других
характеристик радиодеталей, Е6 обладает такими отличиями:

  • величина допуска на погрешность составляет
    не более 20%, что дает немалое отклонение, которое обязательно следует
    учитывать при работе точных приборов;
  • при использовании цветовых маркировок для
    керамических или углеродистых резисторов, детали будут иметь черную полосу,
    характеризующую их возможную погрешность;
Читайте также:  Светодиодный светильник марки sf prom 30dk мощностью 150вт

Ряд Е12

В сравнении с предыдущим, будет иметь уже не шесть, а двенадцать вариантов номиналов для электронных компонентов от 1 до 8,2. Значение номинальных данных имеет пропорциональное увеличение.

По своим характеристикам ряды Е12 отличаются следующими данными:

  • допустимая погрешность катушек индуктивности или резисторов составляет не больше 10%;
  • если у резистора имеется цветная маркировка, то полоска, указывающая на возможное отклонение от заявленного сопротивления должна иметь серый или серебристый цвет;
  • их сфера применения охватывает сферу подстроечных и переменных резисторов, также используется для некоторых бытовых приборов.

Ряд Е24

Такой тип маркировки имеет в два раза большее количество номиналов, в сравнении с предыдущим.

Отличительными особенностями ряда Е24 является:

  • отклонение от установленного производителем значения допускается не более чем на 5%, большая величина недопустима по причине перекрытия соседнего номинала
  • цветные полоски для таких номинальных рядов имеют золотистую расцветку;
  • наиболее распространен среди радиолюбителей, так как проволочне выводы легко припаивать и использовать для сборки электрических схем, а процент погрешности не сильно влияет на электрические параметры.

Ряд Е48

Количество вариантов сопротивления электрическому току еще в два раза превосходит Е24, начиная с него, номиналы разделяются не только десятыми, но уже и сотыми долями. Отличительной особенностью этого и последующих рядов является их высокая точность, а именно, Е48 может отклоняться от заявленных данных всего на 2%.

Для обозначения ряда Е48 из цветных полос наносится красного цвета, в работе бытовых приборов подобное отклонение совершенно незаметно, так как обычные колебания напряжения в электрической цепи оказывают куда более существенное влияние. Поэтому их использование в моделировании имеет узконаправленную специфику и принадлежит к точным элементам.

Ряд Е96

Обладает в два раза более широким спектром номиналов, чем Е48. В сравнении с другими, ряд Е96 обладает такими отличительными особенностями:

  • погрешность элемента, изготовленного по стандарту этого номинала, может отличаться не более чем на 1% от паспортного значения, к примеру, резистор на 100 Ом не выйдет за пределы 99 или 101 Ома;
  • цветовое обозначение точности на корпусе радиодетали будет иметь коричневую полоску;
  • на практике используется в сборке печатных плат, устанавливается в цепях управления, релейной защиты, телемеханики и т.д.

Существенным недостатком является относительно более высокая себестоимость , в сравнении с менее точными резисторами.

Ряд Е192

Является наибольшее число номиналов, ряд включает в себя 192 единицы возможных вариантов и предоставляет самый широкий спектр для выбора. Отличается такими данными:

  • погрешность сопротивления не может превышать
    0,5%, 0,25 и даже 0,1%, что выводит их в категорию сверхточного оборудования,
    часто на их основе разрабатывают smd резисторы;
  • с точки зрения цветового обозначения ряда, то на корпусе прибора изображается зеленая, синяя или фиолетовая полоска;
  • применяется в сверхточных измерительных комплексах и электронно-вычислительных машинах.

Существенный недостаток – самая высокая стоимость, в сравнении с другими. Для удобства понимания разницы между номинальными рядами трех последних порядков ниже приведена таблица с значениями сопротивлений резисторов.

Таблица: номиналы рядов Е48, Е96, Е192

Источник



Крабовые Ручки ♋ Almois Jobbing Official

Журнал о технических устройствах и технологиях. Ковыряние в бытовой технике, электронике: что внутри, как это работает, опыт эксплуатации. Выбор лучшего товара — отзывы, достоинства и недостатки. ПоДЕЛОчная: ремонт (техники, электроники) своими руками, сделай сам, самоделки. Полезные советы, лайфхаки.

Крабовые ручки | Almois Jobbing Official

Мощность резистора по размеру

Внезапно, возникла проблема: на резисторах мощностью до 2 Вт не указана их мощность. А всё потому, что их мощность определяется размером:

Читайте также:  Величина средневзвешенной стоимости единицы электрической энергии мощности

Таблица. Мощность и обозначения на схемах больших резисторов по их размерам

Таблица размер-мощность аксиальных (цилиндрических) резисторов. Начиная с 1 Вт и выше мощность резистора на схемах обозначается римскими цифрами (I, II, III, V и т. д.)

Но, всё не так однозначно. Бывают резисторы одинаковой мощности разного размера и разной мощности одинакового размера:

Кучки резисторов одинакового размера, но разных мощностей, одинаковой мощности, разного размера.

Аксиальные (с осевыми выводами) резисторы с внезапной маркировкой на них мощности ваттах (W)

Мощность чип-резисторов тоже связана с их размером:

Таблица определения мощности и типа чип-резистора по его размеру.

Правая часть второй колонки (код типоразмера, состоящий из 4-х цифр) — кодирует длину (первые две цифры) и ширину (вторые две цифры) детали в 1/100 долях дюйма (точнее в 1/1000, а между двумя цифрами подразумевается десятичная точка)

Значения мощности в третьей колонке указаны при температуре 70°С и это некие «стандартные» значения, которые являются «круглыми» долями одного ватта: 0.031 — это 1/32 ватта, 0.05 — 1/20, 0.063 — 1/16 и т. д. Также у разных производителей существуют резисторы такого же размера повышенной мощности [Panasonic High Power SMD Resistors] и пониженной [зато плоские; Thick Film Chip Resistors].

Что такое мощность резистора?

Вообще, мощность (измеряемая в ваттах) — это энергия (измеряемая в джоулях), передаваемая (или потребляемая, или отдаваемая) в секунду. Энергия электрического тока в проводнике состоит из кинетической энергии скорости электронов и их количества (сила тока, I), и потенциальной энергии сжатости электронного газа (напряжение, U). Мощность электрического тока, проходящего через резистор, определяется по формуле P=U·I=R·I 2 , где U — падение напряжения на выводах резистора, R — заявленное сопротивление резистора.

Электроны врезаются в молекулы полупроводника-резистора и нагревают их (увеличивают амплитуду колебаний), энергия электронного тока частично переходит в тепловую энергию нагрева резистора. Резистор рассеивает это тепло в окружающую среду (воздух), спасаясь от перегрева, и чем быстрее он это делает (чем больше джоулей тепла в секунду отдаёт во вне) тем больше его мощность [рассеивания] и тем более мощный ток он может через себя пропустить. Соответственно, резистор тем мощнее, чем больше поверхность его тушки (или радиатора, к которому он привинчен), чем холоднее и плотнее окружающая среда (воздух, вода, масло), чем большую температуру разогрева себя, любимого, может выдержать резистор.

Так вот, мощность резистора — это максимальная мощность тока, проходящего через резистор, которую резистор выдерживает бесконечно долго, не ломаясь от перегрева и не меняя слишком сильно своего исходного (номинального; при 25°С) сопротивления.

Как же может сломаться резистор, если он сделан из таких материалов как графит (температура плавления >3800°С), керамика (>2800°С), сплава «константан» (=1260°С), нихрома, … ? Ломаются резисторы обычно путём трескания напополам их тщедушного тельца или отваливания (отгорания) от тела колпачков-выводов на концах. Обугливание краски

Мощность резистора по размеру 1

Мощный резистор, целый, но обуглилась краска на нём, так что пропала маркировка

поломкой не считается. Но чтобы не терять маркировку, в последнее время стало модно запихивать резистор мощностью ≥ 3 Вт в керамический параллелепипед, который снаружи выглядит как новый даже после многих лет напряжённой работы-разогрева резистора.

Т.к. мощный резистор сильно греется, по сути печка, нагревательный элемент, то его обычно на платах подвешивают в пространстве на длинных ножках,

Удаление мощного резистора от деталей на плате.

Дистанцирование мощного резистора от платы

чтобы удалить от деталей на плате, особенно от и без того бодро иссыхающих со временем электролитических конденсаторов.

Источник