Ισχύς αντιστάσεων: προσδιορισμός στο διάγραμμα, πώς να αυξήσετε τι πρέπει να κάνετε αν δεν υπάρχει κατάλληλο

Στα κυκλώματα του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, ένα από τα πιο κοινά στοιχεία είναι αντίσταση, το άλλο του όνομα είναι αντίσταση. Έχει μια σειρά από χαρακτηριστικά, μεταξύ των οποίων υπάρχει δύναμη. Σε αυτό το άρθρο θα μιλήσουμε για αντιστάτες, τι πρέπει να κάνουμε αν δεν διαθέτετε ένα στοιχείο που να είναι κατάλληλο για την εξουσία και γιατί να καίει.

Χαρακτηριστικά αντιστάσεων

1. Η κύρια παράμετρος της αντίστασης είναι η ονομαστική αντίσταση.

2. Η δεύτερη παράμετρος με την οποία επιλέγεται είναι η μέγιστη (ή τελική) εξουδετέρωση ισχύος.

3. Συντελεστής θερμοκρασίας αντίστασης - περιγράφει πόση αντίσταση αλλάζει όταν η θερμοκρασία του αλλάζει κατά 1 βαθμό Κελσίου.

4. Επιτρεπτή απόκλιση από την ονομαστική τιμή. Συνήθως, η διασπορά των παραμέτρων αντιστάσεων από μία που δηλώνεται στην περιοχή 5-10%, εξαρτάται από την GOST ή τις τεχνικές προδιαγραφές για τις οποίες παράγεται, υπάρχουν ακριβείς αντιστάσεις με απόκλιση μέχρι 1%, συνήθως κοστίζουν περισσότερο.

5. Η μέγιστη τάση λειτουργίας εξαρτάται από το σχεδιασμό του στοιχείου, σε οικιακές συσκευές με τάση τροφοδοσίας 220V, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σχεδόν όλες οι αντιστάσεις.

6. Χαρακτηριστικά θορύβου.

7. Μέγιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Αυτή είναι μια τέτοια θερμοκρασία που μπορεί να είναι όταν φτάνουμε στη μέγιστη απορρόφηση ισχύος του ίδιου του αντιστάτη. Θα το συζητήσουμε λεπτομερέστερα αργότερα.

8. Αντοχή στην υγρασία και τη θερμότητα.

Υπάρχουν δύο ακόμα χαρακτηριστικά που οι αρχάριοι που συνήθως δεν γνωρίζουν είναι:

1. Φαινομενική αυτεπαγωγή.

2. Ψευδής χωρητικότητα.

Και οι δύο παράμετροι εξαρτώνται από το είδος και τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού του αντιστάτη. Η επαγωγή έχει σε οποιοδήποτε αγωγό, το ερώτημα είναι στο μέγεθός του. Οι τυπικές τιμές των παρασιτικών επαγωγών και των χωρητικοτήτων δεν έχουν νόημα. Πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα παράνομα εξαρτήματα κατά το σχεδιασμό και την επισκευή συσκευών υψηλής συχνότητας.

Σε χαμηλές συχνότητες (για παράδειγμα, εντός του εύρους ήχου μέχρι 20 kHz), δεν επηρεάζουν σημαντικά τη λειτουργία του κυκλώματος. Σε συσκευές υψηλής συχνότητας, με λειτουργικές συχνότητες εκατοντάδων χιλιάδων και πάνω από hertz, ακόμη και η θέση των κομματιών στο σκάφος και το σχήμα τους έχουν σημαντικό αντίκτυπο.

Αντίσταση ισχύος

Από την πορεία της φυσικής, πολλοί θυμούνται τη φόρμουλα για ηλεκτρική ενέργεια, είναι:P = U * Ι

Επομένως, εξαρτάται γραμμικά από το ρεύμα και την τάση. Το ρεύμα διαμέσου του αντιστάτη εξαρτάται από την αντίσταση και την τάση που εφαρμόζεται σ 'αυτό, δηλαδή:

I = U / R

Η πτώση τάσης στην αντίσταση (πόση τάση παραμένει από την τάση που εφαρμόζεται στο κύκλωμα στην οποία είναι εγκατεστημένη) εξαρτάται επίσης από το ρεύμα και την αντίσταση:

I = U / R

Τώρα εξηγούμε με απλά λόγια ποια είναι η ισχύς ενός αντιστάτη και πού κατανέμεται.

Οποιοδήποτε μέταλλο έχει τη δική του ειδική αντίσταση · αυτή είναι μια τέτοια αξία που εξαρτάται από τη δομή αυτού του μετάλλου. Όταν οι φορείς φορτίου (στην περίπτωσή μας, τα ηλεκτρόνια), υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύματος, ρέουν μέσω ενός αγωγού, συγκρούονται με τα σωματίδια από τα οποία αποτελείται το μέταλλο.

Ως αποτέλεσμα αυτών των συγκρούσεων, παρεμποδίζεται η ροή του ρεύματος. Εάν είναι πολύ γενικευμένη, αποδεικνύεται ότι όσο πιο πυκνή είναι η μεταλλική δομή, τόσο πιο δύσκολη είναι η ροή του ρεύματος (τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση).

Η εικόνα δείχνει ένα παράδειγμα κρυσταλλικού πλέγματος, για λόγους σαφήνειας.

Αυτές οι συγκρούσεις δημιουργούν θερμότητα. Αυτό μπορεί να φανταστεί σαν να περπατούσατε μέσα από ένα πλήθος (μεγάλη αντίσταση), όπου σας πιέζονταν, ή αν περπατούσατε κατά μήκος ενός άδειου διαδρόμου, όπου νιώσατε πιο έντονα;

Το ίδιο συμβαίνει και με το μέταλλο. Η ισχύς απελευθερώνεται ως θερμότητα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό είναι κακό, επειδή μειώνεται η απόδοση της συσκευής.Σε άλλες περιπτώσεις, αυτό είναι μια χρήσιμη ιδιότητα, για παράδειγμα στην εργασία των στοιχείων θέρμανσης. Στους λαμπτήρες πυρακτώσεως, λόγω της αντοχής του, η σπείρα θερμαίνεται σε μια φωτεινή λάμψη.

Αλλά πώς σχετίζεται αυτό με τους αντιστάτες;

Το γεγονός είναι ότι οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται για τον περιορισμό του ρεύματος κατά την τροφοδοσία οποιωνδήποτε συσκευών ή στοιχείων κυκλωμάτων ή για τον καθορισμό τρόπων λειτουργίας για συσκευές ημιαγωγών. Το περιγράψαμε σε ένα άρθρο σχετικά με τα διπολικά τρανζίστορ. Από τον παραπάνω τύπο, θα καταστεί σαφές ότι το ρεύμα μειώνεται λόγω της μείωσης της τάσης. Η υπερβολική τάση μπορεί να λεχθεί ότι καίγεται με τη μορφή θερμότητας στην αντίσταση, ενώ η ισχύς θεωρείται με τον ίδιο τύπο με τη συνολική ισχύ:

P = U * Ι

Εδώ U είναι ο αριθμός των βολτ "καίγεται" στην αντίσταση, και εγώ είναι το ρεύμα που ρέει μέσα από αυτό.

Η παραγωγή θερμότητας στην αντίσταση εξηγείται από τον νόμο Joule-Lenz, ο οποίος αναφέρεται στην ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στο ρεύμα και στην αντίσταση. Όσο μεγαλύτερη είναι η πρώτη ή η δεύτερη, τόσο περισσότερη θερμότητα θα απελευθερωθεί.

Για να γίνει βολικό από αυτόν τον τύπο, υποκαθιστώντας τον νόμο του Ohm για ένα τμήμα της αλυσίδας, προκύπτουν δύο τύποι.

Για να προσδιορίσετε την ισχύ μέσω της εφαρμοζόμενης τάσης στην αντίσταση:

Ρ = (U ^ 2) / R

Για να προσδιορίσετε την ισχύ μέσω του ρεύματος που ρέει μέσω της αντίστασης:

Ρ = (1 ^ 2) / R

Λίγη πρακτική

Για παράδειγμα, ας καθορίσουμε πόση ισχύ κατανέμεται σε έναν αντιστάτη 1 ohm συνδεδεμένο σε μια πηγή τάσης 12V.

Πρώτον, ας υπολογίσουμε το ρεύμα στο κύκλωμα:

Ι = 12/1 = 12Α

Τώρα ισχύς σύμφωνα με τον κλασικό τύπο:

Ρ = 12 * 12 = 144 watt.

Μια ενέργεια στους υπολογισμούς μπορεί να αποφευχθεί αν χρησιμοποιήσετε τους παραπάνω τύπους, ας το ελέγξουμε:

Ρ = 12 ^ 2/1 = 144/1 = 144 W.

Όλα ταιριάζουν μαζί. Η αντίσταση θα παράγει θερμότητα με χωρητικότητα 144W. Αυτές είναι οι υπό όρους τιμές που λαμβάνονται ως παράδειγμα. Στην πράξη, δεν θα βρείτε τέτοιες αντιστάσεις στον ηλεκτρονικό εξοπλισμό, με εξαίρεση τις μεγάλες αντιστάσεις για τη ρύθμιση των κινητήρων DC ή την εκκίνηση ισχυρών σύγχρονων μηχανών σε ασύγχρονη λειτουργία.

Ποιες είναι οι αντιστάσεις και πώς επισημαίνονται στο διάγραμμα

Ένας αριθμός δυνατοτήτων αντίστασης είναι στάνταρ: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Αυτές είναι τυπικές τιμές κοινών αντιστάσεων, υπάρχουν επίσης μεγάλες τιμές ή άλλες τιμές. Αλλά αυτή η σειρά είναι η πιο κοινή. Κατά τη συναρμολόγηση ηλεκτρονικών, χρησιμοποιείται ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, με τον σειριακό αριθμό των στοιχείων. Η ονομαστική αντίσταση υποδεικνύεται λιγότερο συχνά και η ονομαστική αντίσταση και ισχύς υποδεικνύονται ακόμη λιγότερο συχνά.

Για να προσδιοριστεί γρήγορα η ισχύς του αντιστάτη στο κύκλωμα, εισήχθησαν οι αντίστοιχοι UGOs (γραφικές συμβάσεις) σύμφωνα με την GOST. Η εμφάνιση αυτών των ονομασιών και η ερμηνεία τους παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.

Γενικά, τα στοιχεία αυτά, καθώς και το όνομα ενός ειδικού τύπου αντιστάτη, αναφέρονται στον κατάλογο των στοιχείων, και η επιτρεπόμενη ανοχή στο% αναφέρεται επίσης εκεί.

Εξωτερικά, διαφέρουν σε μέγεθος, όσο ισχυρότερο είναι το στοιχείο, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθός του. Μεγαλύτερο μέγεθος αυξάνει την περιοχή ανταλλαγής θερμότητας του αντιστάτη με το περιβάλλον. Επομένως, η θερμότητα που απελευθερώνεται όταν το ρεύμα διέρχεται από την αντίσταση δίνεται γρήγορα στον αέρα (εάν το περιβάλλον είναι αέρας).

Αυτό σημαίνει ότι ο αντιστάτης μπορεί να ζεσταθεί με περισσότερη ισχύ (για να απελευθερώσει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας ανά μονάδα χρόνου). Όταν η θερμοκρασία αντίστασης φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, πρώτα το εξωτερικό στρώμα με το σήμα αρχίζει να καίγεται, τότε το στρώμα αντίστασης (φιλμ, σύρμα ή κάτι άλλο) καίγεται.

Για να αξιολογήσετε πόσο μπορεί να θερμανθεί ένας αντιστάτης, ρίξτε μια ματιά στο θερμαντικό πηνίο μιας αποσυναρμολογημένης ισχυρής αντίστασης (πάνω από 5 W) σε μια κεραμική θήκη.

Στα χαρακτηριστικά αυτά υπήρχε μια τέτοια παράμετρος όπως η επιτρεπτή θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ενδείκνυται για τη σωστή επιλογή του στοιχείου. Το γεγονός είναι ότι επειδή η ισχύς της αντιστάσεως περιορίζεται από την ικανότητα μεταφοράς θερμότητας και συγχρόνως όχι από υπερθέρμανση, αλλά από τη μεταφορά θερμότητας, δηλ.η ψύξη του στοιχείου με τη μεταφορά ή την εξαναγκασμένη ροή αέρα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη η διαφορά θερμοκρασίας του στοιχείου και του περιβάλλοντος.

Επομένως, εάν το στοιχείο είναι πολύ ζεστό γύρω από το στοιχείο, θα θερμανθεί γρήγορα και θα καεί, ακόμα κι αν η ηλεκτρική ισχύς είναι κάτω από το μέγιστο. Η κανονική θερμοκρασία είναι 20-25 βαθμοί Κελσίου.

Συνεχίζοντας αυτό το θέμα:

Πώς να μειώσετε την τάση με μια αντίσταση

Υπολογισμός και επιλογή αντιστάτη για το LED

Υπολογισμός του διαιρέτη τάσης στις αντιστάσεις

Η χρήση πρόσθετων αντιστάσεων

Τι γίνεται αν δεν υπάρχει αντίσταση της απαιτούμενης ισχύος;

Ένα κοινό πρόβλημα με τα χοιρομέρια είναι η έλλειψη αντιστάσεως της απαιτούμενης ισχύος. Εάν έχετε πιο ισχυρούς αντιστάτες από ό, τι χρειάζεστε - δεν υπάρχει τίποτα λάθος με αυτό, μπορείτε να το θέσετε χωρίς δισταγμό. Αν ταιριάζει μόνο σε μέγεθος. Εάν όλοι οι διαθέσιμοι αντιστάτες στην εξουσία είναι λιγότεροι από ό, τι είναι απαραίτητο, αυτό είναι ήδη ένα πρόβλημα.

Στην πραγματικότητα, η επίλυση αυτού του ζητήματος είναι πολύ απλή. Θυμηθείτε τους νόμους της σειράς και την παράλληλη σύνδεση των αντιστάσεων.

1. Όταν οι αντιστάσεις συνδέονται σε σειρά, το άθροισμα της τάσης πέφτει σε ολόκληρο το κύκλωμα είναι ίσο με το άθροισμα των σταγόνων σε κάθε ένα από αυτά. Και το ρεύμα που ρέει διαμέσου κάθε αντιστάτη είναι ίσο με το συνολικό ρεύμα, δηλ. Ένα ρεύμα ρέει σε ένα κύκλωμα από στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά, αλλά οι ΔΙΑΦΟΡΕΣ τάσεις που εφαρμόζονται σε κάθε ένα από αυτά καθορίζονται σύμφωνα με το νόμο του Ohm για ένα τμήμα του κυκλώματος (βλέπε παραπάνω) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Με μια παράλληλη σύνδεση αντιστάσεων, η πτώση σε όλες τις τάσεις είναι ίση και το ρεύμα που ρέει σε κάθε ένα από τα κλάσματα είναι αντιστρόφως ανάλογο με την αντίσταση του κλάδου. Το συνολικό ρεύμα της αλυσίδας παράλληλων συνδεδεμένων αντιστάσεων είναι ίσο με το άθροισμα των ρευμάτων του κάθε κλάδου.

Αυτή η εικόνα δείχνει όλα τα παραπάνω, σε μια βολική μορφή για να θυμηθούμε.

Έτσι, όπως και με μια σειρά σύνδεσης αντιστάσεων, η τάση σε κάθε ένα από αυτά μειώνεται, και με μια παράλληλη σύνδεση, το ρεύμα, τότε αν P = U * I

Η ισχύς που κατανέμεται σε καθένα από αυτά μειώνεται αναλόγως.

Συνεπώς, αν δεν έχετε αντίσταση 100 Ohm έως 1 W, μπορείτε σχεδόν πάντα να την αντικαταστήσετε με 2 50 Ohm και 0,5 W αντιστάσεις συνδεδεμένες σε σειρά ή με αντιστάσεις 2 200 Ohm και 0,5 W συνδεδεμένες παράλληλα.

Έγραψα μόνο "ALMOST ΠΑΝΤΑ". Το γεγονός είναι ότι δεν έχουν όλοι οι αντιστάτες εξίσου καλά ρεύματα κλονισμού, σε ορισμένα κυκλώματα, για παράδειγμα, που συνδέονται με τη φόρτιση μεγάλων πυκνωτών, στην αρχική στιγμή που μεταφέρουν ένα μεγάλο φορτίο κλονισμού, το οποίο μπορεί να βλάψει το στρώμα αντίστασης. Αυτές οι δέσμες πρέπει να ελέγχονται στην πράξη ή με μακρούς υπολογισμούς και ανάγνωση τεχνικής τεκμηρίωσης και προδιαγραφών για αντιστάτες, οι οποίες σχεδόν ποτέ και κανείς δεν το κάνει.

Συμπέρασμα

Η ισχύς ενός αντιστάτη δεν είναι λιγότερο σημαντική από την ονομαστική αντίστασή του. Εάν δεν δίνετε προσοχή στην επιλογή αντιστάσεων που χρειάζεστε δύναμη, τότε θα καούν και θα πάρουν πολύ ζεστό, το οποίο είναι κακό σε οποιοδήποτε κύκλωμα.

Κατά την επισκευή εξοπλισμού, ειδικά κινέζικα, σε καμία περίπτωση δεν προσπαθούν να βάλουν αντιστάσεις χαμηλότερης ισχύος, είναι καλύτερα να θέσει με ένα περιθώριο, αν υπάρχει μια τέτοια ευκαιρία να το θέσει σε μέγεθος στο διοικητικό συμβούλιο.

Για σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία της ηλεκτρονικής συσκευής, πρέπει να επιλέξετε την ισχύ, τουλάχιστον με το περιθώριο ίσο με το ήμισυ του αναμενόμενου, ή καλύτερα, 2 φορές περισσότερο. Αυτό σημαίνει ότι αν, σύμφωνα με τους υπολογισμούς, 0,9-1 W διατίθεται στην αντίσταση, τότε η ισχύς του αντιστάτη ή η συναρμολόγησή τους δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1,5-2 W.