Weerstandsvermogen: aanduiding op het diagram, hoe te verhogen wat te doen als er geen geschikt is

In circuits van elektronische apparatuur is een van de meest voorkomende elementen weerstand, zijn andere naam is weerstand. Het heeft een aantal kenmerken, waaronder macht. In dit artikel zullen we het hebben over weerstanden, wat te doen als u geen geschikt voedingselement hebt en waarom ze doorbranden.

Weerstandskarakteristieken

1. De belangrijkste parameter van de weerstand is de nominale weerstand.

2. De tweede parameter waarmee deze wordt geselecteerd, is de maximale (of ultieme) vermogensdissipatie.

3. Temperatuurcoëfficiënt van weerstand - beschrijft hoeveel weerstand verandert wanneer de temperatuur met 1 graad Celsius verandert.

4. Toegestane afwijking van de nominale waarde. Typisch, de spreiding van weerstandsparameters van een aangegeven in het bereik van 5-10%, het hangt af van GOST of de technische specificaties waarvoor het wordt geproduceerd, er zijn exacte weerstanden met een afwijking tot 1%, meestal meer kosten.

5. De maximale bedrijfsspanning is afhankelijk van het ontwerp van het element, in huishoudelijke apparaten met een voedingsspanning van 220V kunnen bijna alle weerstanden worden gebruikt.

6. Geluidskarakteristieken.

7. Maximale omgevingstemperatuur. Dit is zo'n temperatuur die kan zijn bij het bereiken van de maximale vermogensdissipatie van de weerstand zelf. We zullen hier later meer in detail over praten.

8. Vocht- en hittebestendigheid.

Er zijn nog twee kenmerken die beginners het vaakst niet kennen:

1. Valse inductie.

2. Valse capaciteit.

Beide parameters zijn afhankelijk van het type en de ontwerpkenmerken van de weerstand. Inductie heeft in elke geleider, de vraag is in zijn omvang. Typische waarden van parasitaire inductanties en capaciteiten zijn betekenisloos. Bij het ontwerpen en repareren van hoogfrequente apparaten moet rekening worden gehouden met valse componenten.

Bij lage frequenties (bijvoorbeeld binnen het audiobereik tot 20 kHz) hebben ze geen significante invloed op de werking van het circuit. In hoogfrequente apparaten, met werkfrequenties van honderdduizenden en hoger Hertz, hebben zelfs de locatie van de sporen op het bord en hun vorm een ​​grote impact.

Vermogen weerstand

Uit de loop van de natuurkunde herinneren velen zich de formule voor stroom voor elektriciteit, dit zijn:P = U * I

Hieruit volgt dat het lineair afhankelijk is van stroom en spanning. De stroom door de weerstand is afhankelijk van zijn weerstand en de daarop toegepaste spanning, dat wil zeggen:

I = U / R

De spanningsval over de weerstand (hoeveel spanning overblijft van de spanning op het circuit waarin deze is geïnstalleerd) hangt ook af van de stroom en weerstand:

I = U / R

Nu leggen we in eenvoudige woorden uit wat de kracht van een weerstand is en waar deze wordt toegewezen.

Elk metaal heeft zijn eigen specifieke weerstand; dit is zo'n waarde die afhangt van de structuur van dit metaal zelf. Wanneer ladingsdragers (in ons geval elektronen) onder invloed van een elektrische stroom door een geleider stromen, botsen ze met de deeltjes waaruit het metaal bestaat.

Als gevolg van deze botsingen wordt de stroomstroom belemmerd. Als het zeer algemeen is, blijkt dat hoe dichter de metaalstructuur is, hoe moeilijker het is voor de stroom om te stromen (hoe groter de weerstand).

De afbeelding toont voor de duidelijkheid een voorbeeld van een kristalrooster.

Deze botsingen genereren warmte. Dit kan worden gedacht alsof je door een menigte loopt (grote weerstand), waar ze je duwden, of als je door een lege gang liep, waar je harder zweet?

Hetzelfde gebeurt met metaal. Macht wordt vrijgegeven als warmte. In sommige gevallen is dit slecht, omdat de efficiëntie van het apparaat wordt verminderd.In andere situaties is dit bijvoorbeeld een nuttige eigenschap in het werk van verwarmingselementen. In gloeilampen warmt de spiraal vanwege zijn weerstand op tot een felle gloed.

Maar hoe verhoudt dit zich tot weerstanden?

Het feit is dat weerstanden worden gebruikt om de stroom te beperken bij het voeden van apparaten of circuitelementen of om de bedrijfsmodi van halfgeleiderapparaten in te stellen. We hebben het beschreven in een artikel over bipolaire transistoren. Uit de bovenstaande formule zal het duidelijk worden dat de stroom wordt verminderd als gevolg van spanningsreductie. Er kan worden gezegd dat overmatige spanning opbrandt in de vorm van warmte op de weerstand, terwijl het vermogen wordt beschouwd door dezelfde formule als het totale vermogen:

P = U * I

Hier is U het aantal "verbrand" volt op de weerstand, en I is de stroom die erdoor stroomt.

De warmteopwekking op de weerstand wordt verklaard door de Joule-Lenz-wet, die de hoeveelheid afgegeven warmte relateert aan de stroom en weerstand. Hoe groter de eerste of tweede, hoe meer warmte vrijkomt.

Om het gemakkelijk te maken met deze formule, door de wet van Ohm te vervangen door een deel van de keten, worden nog twee formules afgeleid.

Om het vermogen te bepalen via de aangelegde spanning naar de weerstand:

P = (U ^ 2) / R

Om het vermogen te bepalen door de stroom die door de weerstand vloeit:

P = (I ^ 2) / R

Een beetje oefenen

Laten we bijvoorbeeld bepalen hoeveel vermogen wordt toegewezen aan een weerstand van 1 ohm die is aangesloten op een 12V-spanningsbron.

Laten we eerst de stroom in het circuit berekenen:

I = 12/1 = 12A

Nu vermogen volgens de klassieke formule:

P = 12 * 12 = 144 watt.

Eén actie in de berekeningen kan worden vermeden als u de bovenstaande formules gebruikt, laten we dit controleren:

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

Het past allemaal in elkaar. De weerstand genereert warmte met een vermogen van 144W. Dit zijn voorwaardelijke waarden die als voorbeeld zijn genomen. In de praktijk zul je dergelijke weerstanden niet vinden in elektronische apparatuur, met uitzondering van grote weerstanden voor het regelen van DC-motoren of het starten van krachtige synchrone machines in asynchrone modus.

Wat zijn de weerstanden en hoe worden ze aangegeven in het diagram

Een aantal weerstandscapaciteiten is standaard: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Dit zijn typische waarden van gemeenschappelijke weerstanden, er zijn ook grote waarden of andere waarden. Maar deze serie is de meest voorkomende. Bij het assembleren van elektronica wordt een elektrisch circuit gebruikt, met het serienummer van de elementen. Nominale weerstand wordt minder vaak aangegeven, en nominale weerstand en vermogen worden nog minder vaak aangegeven.

Om snel het vermogen van de weerstand in het circuit te bepalen, werden de overeenkomstige UGO's (grafische conventies) geïntroduceerd volgens GOST. Het uiterlijk van dergelijke benamingen en hun interpretatie worden weergegeven in de onderstaande tabel.

Over het algemeen worden deze gegevens, evenals de naam van een specifiek type weerstand, aangegeven in de lijst met elementen, de toegestane tolerantie in% wordt daar ook aangegeven.

Uiterlijk verschillen ze in grootte, hoe krachtiger het element, hoe groter de grootte. Een grotere afmeting vergroot het warmtewisselingsgebied van de weerstand met de omgeving. Daarom wordt de warmte die vrijkomt wanneer de stroom door de weerstand stroomt snel aan lucht gegeven (als de omgeving lucht is).

Dit betekent dat de weerstand met meer vermogen kan opwarmen (om een ​​bepaalde hoeveelheid warmte per tijdseenheid vrij te geven). Wanneer de weerstandstemperatuur een bepaald niveau bereikt, begint de buitenlaag met de markering uit te branden, waarna de weerstandslaag (film, draad of iets anders) doorbrandt.

Bekijk de verwarmingsspiraal van een gedemonteerde krachtige weerstand (meer dan 5 W) in een keramische behuizing om te evalueren hoeveel een weerstand kan opwarmen.

In de kenmerken was er een parameter als de toelaatbare omgevingstemperatuur. Het wordt aangegeven voor de juiste selectie van het element. Het feit is dat omdat het vermogen van de weerstand wordt beperkt door het vermogen om warmte over te dragen en tegelijkertijd niet oververhit te raken, maar om warmte over te dragen, d.w.z.koeling van het element door convectie of geforceerde luchtstroom moet zo groot mogelijk zijn het verschil in temperatuur van het element en de omgeving.

Daarom, als het element te heet is rond het element, zal het snel opwarmen en opbranden, zelfs als de elektrische stroom erop lager is dan de maximale dissipatie. De normale temperatuur is 20-25 graden Celsius.

Voortzetting van dit onderwerp:

Hoe de spanning te verlagen met een weerstand

Berekening en selectie van een weerstand voor de LED

Berekening van de spanningsdeler op de weerstanden

Het gebruik van extra weerstanden

Wat als er geen weerstand is van het vereiste vermogen?

Een veel voorkomend probleem met hammen is het ontbreken van een weerstand met het vereiste vermogen. Als u krachtigere weerstanden heeft dan u nodig hebt, is daar niets mis mee, u kunt het zonder aarzeling instellen. Als hij maar in maat past. Als alle beschikbare weerstanden minder krachtig zijn dan nodig, is dit al een probleem.

Het oplossen van dit probleem is eigenlijk vrij eenvoudig. Denk aan de wetten van de serie en parallelle aansluiting van weerstanden.

1. Met een serieverbinding van weerstanden is de som van de spanningsval over het gehele circuit gelijk aan de som van de val in elk van deze. En de stroom die door elke weerstand vloeit is gelijk aan de totale stroom, d.w.z. EEN stroom vloeit in het circuit van in serie geschakelde elementen, maar de VERSCHILLENDE spanningen die op elk van hen worden toegepast, worden bepaald volgens de wet van Ohm voor het circuitgedeelte (zie hierboven) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Bij een parallelle verbinding van weerstanden is de daling over alle spanningen gelijk en is de stroom die in elk van de takken vloeit omgekeerd evenredig met de weerstand van de tak. De totale stroom van de keten van parallel verbonden weerstanden is gelijk aan de som van de stromen van elk van de takken.

Deze foto toont al het bovenstaande in een handige vorm om te onthouden.

Dus, net als bij een serieverbinding van weerstanden, neemt de spanning op elk van deze af, en bij een parallelle verbinding, de stroom, dan als P = U * I

Het vermogen dat aan elk van hen wordt toegewezen, neemt dienovereenkomstig af.

Daarom, als u geen weerstand van 100 Ohm tot 1 W hebt, kunt u deze bijna altijd vervangen door 2 weerstanden van 50 Ohm en 0,5 W in serie geschakeld, of 2 weerstanden van 200 Ohm en 0,5 W parallel geschakeld.

Ik heb zojuist "BIJNA ALTIJD" geschreven. Het feit is dat niet alle weerstanden schokstromen even goed dragen, in sommige circuits, bijvoorbeeld verbonden met de lading van grote condensatoren, dragen ze op het initiële tijdstip een grote schokbelasting over, die de weerstandslaag ervan kan beschadigen. Dergelijke bundels moeten in de praktijk worden gecontroleerd of door lange berekeningen en het lezen van technische documentatie en specificaties voor weerstanden, wat bijna nooit en niemand doet.

conclusie

De kracht van een weerstand is niet minder belangrijk dan zijn nominale weerstand. Als je geen aandacht besteedt aan de selectie van weerstanden die je nodig hebt, zullen ze opbranden en erg heet worden, wat slecht is in elk circuit.

Bij het repareren van apparatuur, vooral Chinees, probeer in geen geval weerstanden met een lager vermogen te plaatsen, het is beter om met een marge te plaatsen, als er een mogelijkheid is om het op het bord te plaatsen.

Voor een stabiele en betrouwbare werking van het elektronische apparaat, moet u het vermogen selecteren, ten minste met een marge van de helft van de verwachte of beter, 2 keer meer. Dit betekent dat als volgens berekeningen 0,9-1 W wordt toegewezen aan de weerstand, het vermogen van de weerstand of hun assemblage niet minder dan 1,5-2 W moet zijn.