Snaga otpornika: oznaka na dijagramu, kako povećati što učiniti ako nema pogodnog

Jedan od najčešćih elemenata je u sklopovima elektroničke opreme otpornik, njegovo drugo ime je otpor. Ima niz karakteristika, među kojima ima snage. U ovom ćemo članku govoriti o otpornicima, što učiniti ako nemate element pogodan za snagu i zašto izgaraju.

Karakteristike otpornika

1. Glavni parametar otpornika je nazivni otpor.

2. Drugi parametar putem kojeg je odabran je najveća (ili krajnja) rasipnost snage.

3. Temperaturni koeficijent otpora - opisuje koliko se otpor mijenja kad se njegova temperatura promijeni za 1 stupanj Celzijusa.

4. Dopušteno odstupanje od nazivne vrijednosti. Obično, raspršenje parametara otpornika od jednog deklariranog u rasponu od 5-10%, to ovisi o GOST-u ili tehničkim specifikacijama za koje se proizvodi, postoje točni otpornici s odstupanjem do 1%, obično koštaju više.

5. Maksimalni radni napon ovisi o dizajnu elementa, u kućanskim aparatima s napajanjem od 220V mogu se koristiti gotovo svi otpornici.

6. Karakteristike buke.

7. Maksimalna temperatura okoline. To je takva temperatura koja može biti kad dostignemo maksimalno rasipanje snage samog otpornika. O tome ćemo detaljnije govoriti kasnije.

8. Otpornost na vlagu i toplinu.

Postoje još dvije karakteristike za koje početnici najčešće ne znaju:

1. Lažna induktivnost.

2. Lažni kapacitet.

Oba parametra ovise o vrsti i konstrukcijskim značajkama otpornika. Indukcija ima u bilo kojem dirigentu, pitanje je u veličini. Tipične vrijednosti parazitskih induktiviteta i kapaciteta nemaju smisla. Pri dizajniranju i popravku visokofrekventnih uređaja trebalo bi uzeti u obzir lažne komponente.

Na niskim frekvencijama (na primjer, u rasponu zvuka do 20 kHz), oni ne čine značajan utjecaj na rad kruga. U visokofrekventnim uređajima, s radnim frekvencijama od stotine tisuća i više hertza, čak i položaj pjesama na ploči i njihov oblik daju značajan utjecaj.

Snažni otpornik

Mnogi se iz tečaja fizike sjećaju formule snage za električnu energiju, a to su:P = U * I

Iz toga slijedi da linearno ovisi o struji i naponu. Struja kroz otpornik ovisi o njegovom otporu i naponu koji se na njega primjenjuje, a to je:

I = U / R

Pad napona preko otpornika (koliki napon ostaje od napona primijenjenog u krugu u kojem je ugrađen) također ovisi o struji i otporu:

I = U / R

Sada ćemo jednostavnim riječima objasniti koja je snaga otpornika i gdje se on raspoređuje.

Bilo koji metal ima svoj specifični otpor, to je takva vrijednost koja ovisi o samoj strukturi ovog metala. Kad se nosači naboja (u našem slučaju elektroni), pod utjecajem električne struje, protječu kroz vodič, sudaraju se s česticama od kojih se metal sastoji.

Kao rezultat ovih sudara, spriječava se struja struje. Ako je vrlo generalizirano, ispada da je gušća metalna konstrukcija, to je teže teći struja (veći je otpor).

Slika prikazuje primjer kristalne rešetke, radi jasnoće.

Ti sudari stvaraju toplinu. To se može zamisliti kao da prolazite kroz gomilu (veliki otpor), gdje vas guraju, ili ako hodate praznim hodnikom, gdje se jače znojite?

Ista stvar se događa i s metalom. Snaga se oslobađa kao toplina. U nekim je slučajevima to loše, jer je učinkovitost uređaja smanjena.U drugim situacijama, na primjer, ovo je korisno svojstvo u radu grijaćih elemenata, U žaruljama sa žarnom niti, zbog svog otpora, spirala se zagrijava do jarkog sjaja.

Ali kako se to odnosi na otpornike?

Činjenica je da se otpornici koriste za ograničavanje struje za napajanje bilo kojeg uređaja ili elemenata kruga ili za postavljanje načina rada za poluvodičke uređaje. Mi smo to opisali u članku o bipolarnim tranzistorima, Iz gornje formule postat će jasno da se struja smanjuje zbog smanjenja napona. Može se reći da pretjerani napon sagorijeva u obliku topline na otporniku, dok se snaga smatra istom formulom kao i ukupna snaga:

P = U * I

Ovdje je U broj volti "izgorjelih" na otporniku, a ja je struja koja struji kroz njega.

Stvaranje topline na otporniku objašnjava se Joule-Lenz-ovim zakonom koji odnosi količinu topline koja se oslobađa na struju i otpor. Što je prvo prvo ili drugo veće, bit će oslobođeno više topline.

Da bi se iz te formule učinilo prikladnim, zamjenom Ohmovog zakona za dio lanca, izvode se još dvije formule.

Da biste odredili snagu preko napona na otporniku:

P = (U ^ 2) / R

Da biste odredili snagu strujom koja teče kroz otpornik:

P = (I ^ 2) / R

Malo prakse

Na primjer, utvrdimo koliku snagu daje 1-ohmski otpornik spojen na 12V naponski izvor.

Prvo izračunajmo struju u krugu:

I = 12/1 = 12A

Sada snaga prema klasičnoj formuli:

P = 12 * 12 = 144 vata.

Jedna radnja u proračunima može se izbjeći ako koristite gornje formule, provjerimo ovo:

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

Sve se uklapa. Otpornik će stvarati toplinu snage 144W. To su uvjetne vrijednosti uzete kao primjer. U praksi takvih otpornika nećete naći u elektroničkoj opremi, osim velikih otpora za regulaciju istosmjernih motora ili pokretanja moćnih sinkronih strojeva u asinhronom načinu.

Što su otpornici i kako su označeni na dijagramu

Standardni su broj kapaciteta otpornika: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

To su tipične vrijednosti uobičajenih otpornika, postoje i velike vrijednosti ili druge vrijednosti. Ali ova serija je najčešća. Pri sastavljanju elektronike koristi se električni krug s serijskim brojem elemenata. Nominalni otpor se pokazuje rjeđe, a nazivni otpor i snaga su iskazani još rjeđe.

Za brzo određivanje snage otpornika u krugu uvedeni su odgovarajući UGO-i (grafičke konvencije) prema GOST-u. Izgled takvih oznaka i njihovo tumačenje predstavljeni su u donjoj tablici.

Općenito, ovi podaci, kao i naziv određene vrste otpornika, navedeni su u popisu elemenata, tamo je također dozvoljena tolerancija u%.

Izvana se razlikuju u veličini, što je element snažniji, to je veća i njegova veličina. Veća veličina povećava područje izmjene topline otpornika s okolinom. Stoga se toplina koja se oslobađa kada struja prolazi kroz otpor brzo daje zraku (ako je okolina zrak).

To znači da se otpornik može zagrijati s više snage (za oslobađanje određene količine topline po jedinici vremena). Kad temperatura otpora dosegne određenu razinu, najprije se počinje sagorjeti vanjski sloj s oznakom, a zatim otpornički sloj (film, žica ili nešto treće) izgara.

Da biste procijenili koliko otpornik može zagrijati, pogledajte grijaću zavojnicu rastavljenog moćnog otpornika (više od 5 W) u keramičkom kućištu.

U karakteristikama je postojao takav parametar kao što je dopuštena temperatura okoline. Označeno je za ispravan odabir elementa. Činjenica je da budući da je snaga otpornika ograničena sposobnošću prijenosa topline i istodobno ne pregrijavati, već prenositi toplinu, tj.hlađenje elementa konvekcijom ili prisilnim strujanjem zraka treba biti što veća razlika u temperaturi elementa i okoline.

Stoga, ako je element previše vruć oko elementa, brzo će se zagrijati i izgorjeti, čak i ako je električna snaga na njemu ispod maksimalne raspršene. Normalna temperatura je 20-25 stupnjeva Celzija.

Nastavak ove teme:

Kako sniziti napon pomoću otpornika

Proračun i odabir otpornika za LED

Proračun razdjelnika napona na otpornicima

Uporaba dodatnih otpornika

Što ako nema otpornika potrebne snage?

Čest problem sa šunkama je nedostatak otpornika potrebne snage. Ako imate snažnije otpornike nego što vam je potrebno - u tome nema ništa loše, možete ga postaviti bez oklijevanja. Kad bi samo on odgovarao veličini. Ako su svi dostupni otpornici na snazi ​​manje nego što je potrebno, to je već problem.

Zapravo je riješiti ovo pitanje prilično jednostavno. Sjetite se zakona serije i paralelnog spajanja otpornika.

1. S serijskim spajanjem otpornika, zbroj padova napona u cijelom krugu jednak je zbroju padova u svakom od njih. A struja koja teče kroz svaki otpornik jednaka je ukupnoj struji, tj. JEDNA struja struje u krugu iz serijski povezanih elemenata, ali RAZLIČITI naponi primijenjeni na svaki od njih određuju se prema Ohmovom zakonu za odjeljak kruga (vidi gore) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Uz paralelno spajanje otpornika, pad svih napona jednak je, a struja koja struji u svakoj od grana obrnuto je proporcionalna otporu grane. Ukupna struja lanca otpornika paralelno povezanih jednaka je zbroju struja svake od grana.

Ova slika prikazuje sve gore navedeno, u prikladnom obliku za pamćenje.

Dakle, kao i kod serijskog spajanja otpornika, napon na svakom od njih opada, a paralelnim spajanjem, struja, onda ako je P = U * I

Snaga dodijeljena svakom od njih će se smanjiti u skladu s tim.

Stoga, ako nemate otpornik od 100 Ohm do 1 W, gotovo uvijek ga možete zamijeniti s dva otpornika od 50 Ohm i 0,5 W, koji su spojeni serijski, ili 2 200 Ohm i 0,5 W otpornika paralelno.

Upravo sam napisao "UVIJEK UVIJEK". Činjenica je da nisu svi otpornici jednako dobro nose udarne struje, u nekim krugovima, na primjer, povezanim s nabojem velikih kondenzatora, u početnom trenutku prenose veliko udarno opterećenje, što može oštetiti njegov otpornički sloj. Takvi se paketi moraju provjeriti u praksi ili dugim proračunima i čitanjem tehničke dokumentacije i specifikacija za otpornike, što gotovo nikada i nitko to ne čini.

zaključak

Snaga otpornika nije manje važna od njegovog nominalnog otpora. Ako ne obratite pažnju na izbor otpora koji vam trebaju snagu, oni će izgorjeti i vrlo se zagrijati, što je loše u bilo kojem krugu.

Prilikom popravljanja opreme, posebno kineske, ni u kojem slučaju ne pokušavajte staviti otpornike manje snage, bolje je staviti s marginom, ako postoji takva prilika da je stavite u veličinu na ploču.

Za stabilan i pouzdan rad elektroničkog uređaja, trebate odabrati snagu, barem s razmakom od pola očekivanog, ili još bolje, 2 puta većim. To znači da ako je, prema proračunima, na otporniku dodijeljeno 0,9-1 W, tada snaga otpornika ili njihovog sklopa ne smije biti manja od 1,5-2 W.