Motståndskraft: beteckning på diagrammet, hur man kan öka vad man ska göra om det inte finns något lämpligt

I kretsar av elektronisk utrustning är ett av de vanligaste elementen resistor, hans andra namn är motstånd. Det har ett antal egenskaper, bland vilka det finns makt. I den här artikeln kommer vi att prata om motstånd, vad du ska göra om du inte har ett element som är lämpligt för ström och varför de bränner ut.

Motståndskarakteristik

1. Motståndets huvudparameter är den nominella resistansen.

2. Den andra parametern med vilken den väljs är den maximala (eller maximala) effekttillförseln.

3. Temperaturmotståndskoefficient - beskriver hur mycket motstånd som förändras när temperaturen ändras med 1 grad Celsius.

4. Tillåtet avvikelse från det nominella värdet. Vanligtvis är spridningen av motståndsparametrar från en deklarerad i intervallet 5-10%, det beror på GOST eller de tekniska specifikationerna för vilka det produceras, det finns exakta motstånd med en avvikelse på upp till 1%, kostar vanligtvis mer.

5. Den maximala driftspänningen beror på konstruktionen av elementet. I hushållsapparater med en matningsspänning på 220V kan nästan alla motstånd användas.

6. Bulleregenskaper.

7. Maximal omgivningstemperatur. Detta är en sådan temperatur som kan vara när man når den maximala effekttillförseln av själva motståndet. Vi kommer att prata mer om detta senare.

8. Fukt- och värmebeständighet.

Det finns ytterligare två egenskaper som nybörjare oftast inte känner till är:

1. Fantastisk induktans.

2. Fantastisk kapacitet.

Båda parametrarna beror på motståndets typ och designfunktioner. Induktans har i alla ledare, frågan är i sin storlek. Typiska värden på parasitiska induktanser och kapacitanser är meningslösa. Fantastiska komponenter bör beaktas vid utformning och reparation av högfrekventa enheter.

Vid låga frekvenser (till exempel inom ljudområdet upp till 20 kHz) har de inte någon betydande inverkan på kretsens funktion. I högfrekventa enheter, med driftsfrekvenser på hundratusentals eller högre Hertz, har till och med platsen för spåren på kortet och deras form en betydande inverkan.

Kraftmotstånd

Från fysikens gång kommer många ihåg formeln för ström för el, dessa är:P = U * I

Av detta följer att det linjärt beror på ström och spänning. Strömmen genom motståndet beror på dess motstånd och den spänning som appliceras på det, det vill säga:

I = U / R

Spänningsfallet över motståndet (hur mycket spänning som återstår från den spänning som appliceras på kretsen där det är installerat) beror också på strömmen och motståndet:

I = U / R

Nu förklarar vi med enkla ord vad kraften hos ett motstånd är och var den tilldelas.

Varje metall har sitt specifika motstånd; detta är ett sådant värde som beror på strukturen för denna metall själv. När laddningsbärare (i vårt fall elektroner), under påverkan av en elektrisk ström, strömmar genom en ledare, kolliderar de med partiklarna som metallen består av.

Som ett resultat av dessa kollisioner hindras strömflödet. Om det är mycket generaliserat visar det sig att ju tätare metallstrukturen, desto svårare är det för strömmen att flyta (desto större motstånd).

Bilden visar ett exempel på ett kristallgitter för tydlighetens skull.

Dessa kollisioner genererar värme. Detta kan föreställas som om du gick genom en folkmassa (stort motstånd), där de pressade dig, eller om du gick längs en tom korridor, där du svettas hårdare?

Samma sak händer med metall. Kraft frigörs som värme. I vissa fall är detta dåligt eftersom enhetens effektivitet minskas.I andra situationer är detta till exempel en användbar egenskap i arbetet med värmeelement. På glödlampor, på grund av dess motstånd, värmer spiralen upp till en ljus glöd.

Men hur förhåller det sig till motstånd?

Faktum är att motstånd används för att begränsa strömmen vid matning av enheter eller kretselement eller för att ställa in driftsätt för halvledaranordningar. Vi beskrev det i en artikel om bipolära transistorer. Från formeln ovan kommer det att bli tydligt att strömmen reduceras på grund av spänningsreduktion. För hög spänning kan sägas bränna ut i form av värme på motståndet, medan kraften betraktas av samma formel som den totala effekten:

P = U * I

Här är U antalet volt "bränt" på motståndet, och jag är strömmen som flyter genom den.

Värmeproduktionen på motståndet förklaras av Joule-Lenz-lagen, som relaterar mängden värme som släpps ut till strömmen och motståndet. Ju större den första eller den andra, desto mer värme släpps.

För att göra det bekvämt från denna formel, genom att ersätta Ohms lag med en del av kedjan, härleds ytterligare två formler.

För att bestämma effekten genom den applicerade spänningen till motståndet:

P = (U ^ 2) / R

För att bestämma effekten genom strömmen som strömmar genom motståndet:

P = (I ^ 2) / R

Lite övning

Låt oss till exempel bestämma hur mycket effekt som tilldelas ett 1-ohm-motstånd anslutet till en 12V spänningskälla.

Låt oss först beräkna strömmen i kretsen:

I = 12/1 = 12A

Kraft nu enligt den klassiska formeln:

P = 12 * 12 = 144 watt.

En åtgärd i beräkningarna kan undvikas om du använder ovanstående formler, låt oss kontrollera detta:

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

Allt passar ihop. Motståndet genererar värme med en kapacitet på 144W. Dessa är villkorade värden som tas som exempel. I praktiken hittar du inte sådana motstånd i elektronisk utrustning, med undantag för stora motstånd för att reglera likströmsmotorer eller starta kraftfulla synkronmaskiner i asynkronläge.

Vad är motstånden och hur visas de på diagrammet

Ett antal motståndskapaciteter är standard: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Dessa är typiska värden på vanliga motstånd, det finns också stora värden eller andra värden. Men den här serien är den vanligaste. Vid montering av elektronik används en elektrisk krets med elementens serienummer. Nominell motstånd indikeras mindre ofta och nominell motstånd och effekt indikeras ännu mindre ofta.

För att snabbt bestämma motståndets effekt i kretsen infördes motsvarande UGO: er (grafiska konventioner) enligt GOST. Utseendet på sådana beteckningar och deras tolkning presenteras i tabellen nedan.

I allmänhet anges dessa data, liksom namnet på en specifik typ av motstånd, i listan över element, den tillåtna toleransen i% anges också där.

Utåt skiljer de sig i storlek, desto kraftigare element, desto större dess storlek. En större storlek ökar motståndets värmeväxlingsarea med miljön. Därför ges värmen som frigörs när strömmen passerar genom motståndet snabbt till luft (om miljön är luft).

Detta innebär att motståndet kan värmas upp med mer kraft (för att släppa en viss mängd värme per tidsenhet). När motståndstemperaturen når en viss nivå börjar det yttre lagret med markeringen att brinna ut, sedan brinner det resistiva lagret (film, tråd eller något annat) ut.

För att utvärdera hur mycket ett motstånd kan värmas upp, ta en titt på värmespolen för ett demonterat kraftfullt motstånd (mer än 5 W) i ett keramiskt hölje.

I egenskaperna fanns en sådan parameter som den tillåtna omgivningstemperaturen. Det indikeras för korrekt val av element. Faktum är att eftersom motståndets kraft begränsas av förmågan att överföra värme och samtidigt inte att överhettas utan överför värme, d.v.s.kylning av elementet genom konvektion eller tvingat luftflöde bör vara så stor som möjligt skillnaden i elementet och miljöns temperatur.

Därför, om elementet är för varmt runt elementet, kommer det snabbt att värmas upp och brännas ut, även om den elektriska kraften på det är under det högsta spritt. Normaltemperaturen är 20-25 grader Celsius.

Fortsätter detta ämne:

Hur man sänker spänningen med ett motstånd

Beräkning och val av motstånd för lysdioden

Beräkning av spänningsdelaren på motstånden

Användning av ytterligare motstånd

Tänk om det inte finns något motstånd mot den erforderliga kraften?

Ett vanligt problem med skinkor är bristen på motstånd mot den erforderliga kraften. Om du har kraftfullare motstånd än du behöver - det är inget fel med det kan du ställa in det utan att tveka. Om han bara passade i storlek. Om alla tillgängliga motstånd i ström är mindre än nödvändigt är detta redan ett problem.

Faktum är att lösa den här frågan ganska enkelt. Kom ihåg serielagen och parallellanslutning av motstånd.

1. Med en serieanslutning av motstånd är summan av spänningsfallet över hela kretsen lika med summan av dropparna i var och en av dem. Och strömmen som strömmar genom varje motstånd är lika med den totala strömmen, d.v.s. EN ström flödar i kretsen från seriekopplade element, men de olika spänningarna som appliceras på var och en av dem bestäms enligt Ohms lag för kretssektionen (se ovan) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Med en parallell anslutning av motstånd är fallet över alla spänningar lika, och strömmen som strömmar i var och en av grenarna är omvänt proportionell mot grenens motstånd. Den totala strömmen för kedjan av parallellt anslutna motstånd är lika med summan av strömmarna för var och en av grenarna.

Den här bilden visar alla ovanstående, i en bekväm form för att komma ihåg.

Så, som med en serieanslutning av motstånd, minskar spänningen på var och en av dem, och med en parallell anslutning, strömmen, då om P = U * I

Kraften som tilldelas var och en av dem kommer att minska i enlighet därmed.

Därför, om du inte har ett 100 Ohm till 1 W motstånd, kan du nästan alltid ersätta det med 2 50 Ohm och 0,5 W motstånd anslutna i serie, eller 2 200 Ohm och 0,5 W motstånd parallellt anslutna.

Jag skrev just "ALLTID ALLTID". Faktum är att inte alla motstånd bär chockströmmar lika bra, i vissa kretsar, till exempel kopplade till laddningen av stora kondensatorer, överför de vid det första ögonblicket en stor chockbelastning, vilket kan skada dess resistiva skikt. Sådana paket måste kontrolleras i praktiken eller genom långa beräkningar och läsning av teknisk dokumentation och specifikationer för motstånd, vilket nästan aldrig och ingen gör.

slutsats

Motståndets kraft är inte mindre viktig än dess nominella motstånd. Om du inte uppmärksammar valet av motstånd du behöver ström, kommer de att bränna ut och bli mycket heta, vilket är dåligt i någon krets.

När du reparerar utrustning, särskilt kinesiska, försök inte i något fall att sätta motstånd med lägre effekt, är det bättre att sätta med en marginal, om det finns en sådan möjlighet att sätta den i storlek på brädet.

För stabil och pålitlig drift av den elektroniska enheten måste du välja effekt, åtminstone med en marginal på hälften av den förväntade, eller bättre, två gånger mer. Detta innebär att om enligt beräkningar 0,9-1 W tilldelas motståndet, ska motståndets effekt eller deras montering vara mindre än 1,5-2 W.