Motstandskraft: betegnelse på diagrammet, hvordan du kan øke hva du skal gjøre hvis det ikke er egnet

I kretser av elektronisk utstyr er et av de vanligste elementene motstand, hans andre navn er motstand. Den har en rekke egenskaper, blant dem er det kraft. I denne artikkelen vil vi snakke om motstander, hva du skal gjøre hvis du ikke har et element som er egnet til strøm, og hvorfor de brenner ut.

Motstandskarakteristikker

1. Hovedparameteren til motstanden er den nominelle motstanden.

2. Den andre parameteren den velges til, er den maksimale (eller endelige) effektdissipasjonen.

3. Temperaturmotstandskoeffisient - beskriver hvor mye motstand som endres når temperaturen endres med 1 grad Celsius.

4. Tillatt avvik fra pålydende. Vanligvis er spredningen av motstandsparametere fra en deklarert i området 5-10%, det avhenger av GOST eller de tekniske spesifikasjonene det er produsert for, det er eksakte motstander med et avvik på opptil 1%, koster vanligvis mer.

5. Maksimal driftsspenning avhenger av designen til elementet, i husholdningsapparater med en forsyningsspenning på 220V, kan nesten alle motstander brukes.

6. Støyegenskaper.

7. Maksimal omgivelsestemperatur. Dette er en slik temperatur som kan være når du oppnår den maksimale effektdissipasjonen av selve motstanden. Vi vil snakke om dette mer detaljert senere.

8. Fuktighet og varmebestandighet.

Det er to andre egenskaper som nybegynnere oftest ikke vet om, er:

1. Fantastisk induktans.

2. Fantastisk kapasitans.

Begge parametrene avhenger av motstandens type og designfunksjoner. Induktans har noen leder, spørsmålet er i sin omfang. Typiske verdier av parasittinduktanser og kapasitanser er meningsløse. Fantastiske komponenter bør tas i betraktning når du designer og reparerer høyfrekvente enheter.

Ved lave frekvenser (for eksempel innenfor lydområdet opp til 20 kHz), gjør de ikke noen vesentlig innvirkning på kretsens drift. I høyfrekvente enheter, med driftsfrekvenser på hundretusener og over Hertz, har til og med plasseringen av sporene på brettet og deres form en betydelig innvirkning.

Kraftmotstand

Fra fysikkforløpet er det mange som husker formelen for strøm til strøm, disse er:P = U * I

Det følger at det lineært avhenger av strøm og spenning. Strømmen gjennom motstanden avhenger av dens motstand og spenningen som påføres den, det vil si:

I = U / R

Spenningsfallet over motstanden (hvor mye spenning som gjenstår fra spenningen som tilføres kretsen den er installert) avhenger også av strømmen og motstanden:

I = U / R

Nå forklarer vi med enkle ord hva kraften til en motstand er og hvor den er allokert.

Ethvert metall har sin egen spesifikke motstand; dette er en slik verdi som avhenger av strukturen til dette metallet selv. Når ladningsbærere (i vårt tilfelle elektroner), under påvirkning av en elektrisk strøm, strømmer gjennom en leder, kolliderer de med partiklene som metallet består av.

Som et resultat av disse kollisjonene hindres strømmen av strømmen. Hvis det er veldig generalisert, viser det seg at jo tettere metallstrukturen, desto vanskeligere er det for strømmen å flyte (jo større er motstanden).

Bildet viser et eksempel på et krystallgitter for klarhet.

Disse kollisjonene genererer varme. Dette kan tenkes som om du gikk gjennom en mengde (stor motstand), der de presset deg, eller om du gikk langs en tom korridor, der du svetter hardere?

Det samme skjer med metall. Kraft frigjøres som varme. I noen tilfeller er dette dårlig, fordi enhetens effektivitet reduseres.I andre situasjoner er dette for eksempel en nyttig egenskap i arbeidet med varmeelementer. På glødelamper, på grunn av sin motstand, varmes spiralen opp til en lys glød.

Men hvordan forholder dette seg til motstander?

Faktum er at motstander brukes til å begrense strømmen når du slår på noen enheter eller kretselementer, eller for å stille driftsmodus for halvlederenheter. Vi beskrev det i en artikkel om bipolare transistorer. Fra formelen over vil det bli klart at strømmen reduseres på grunn av spenningsreduksjon. For stor spenning kan sies å brenne ut i form av varme på motstanden, mens kraften blir ansett av samme formel som den totale effekten:

P = U * I

Her er U antall volt "brent" på motstanden, og jeg er strømmen som strømmer gjennom den.

Varmeutviklingen på motstanden er forklart av Joule-Lenz-loven, som relaterer mengden varme som frigjøres til strømmen og motstanden. Jo større det første eller det andre, desto mer varme slippes.

For å gjøre det praktisk fra denne formelen, ved å erstatte Ohms lov for en del av kjeden, kommer to ytterligere formler.

Slik bestemmer du kraften gjennom den påførte spenningen til motstanden:

P = (U ^ 2) / R

Slik bestemmer du kraften gjennom strømmen som strømmer gjennom motstanden:

P = (I ^ 2) / R

Litt øving

La oss for eksempel bestemme hvor mye strøm som er allokert til en 1-ohm-motstand koblet til en 12V spenningskilde.

La oss først beregne strømmen i kretsen:

I = 12/1 = 12A

Kraft nå i henhold til den klassiske formelen:

P = 12 * 12 = 144 watt.

Én handling i beregningene kan unngås hvis du bruker formlene ovenfor, la oss sjekke dette:

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

Det hele passer sammen. Motstanden vil generere varme med en kapasitet på 144W. Dette er betingede verdier som et eksempel. I praksis vil du ikke finne slike motstander i elektronisk utstyr, med unntak av store motstander for regulering av likestrømsmotorer eller start av kraftige synkrone maskiner i asynkron modus.

Hva er motstandene og hvordan er de indikert på diagrammet

Et antall motstandskapasiteter er standard: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Dette er typiske verdier for vanlige motstander, det er også store verdier, eller andre verdier. Men denne serien er den vanligste. Ved montering av elektronikk brukes en elektrisk krets, med elementenes serienummer. Nominell motstand indikeres sjeldnere, og nominell motstand og kraft indikeres enda sjeldnere.

For raskt å bestemme kraften til motstanden i kretsen ble de tilsvarende UGO-ene (grafiske konvensjoner) introdusert i henhold til GOST. Utseendet til slike betegnelser og deres tolkning er presentert i tabellen nedenfor.

Generelt er disse dataene, så vel som navnet på en bestemt type motstand, angitt i listen over elementer, den tillatte toleransen i% er også angitt der.

Utad skiller de seg i størrelse, jo kraftigere element, desto større er det. En større størrelse øker varmeutvekslingsområdet til motstanden med omgivelsene. Derfor blir varmen som frigjøres når strømmen går gjennom motstanden raskt til luft (hvis miljøet er luft).

Dette betyr at motstanden kan varme opp med mer kraft (for å frigjøre en viss mengde varme per tidsenhet). Når motstandstemperaturen når et visst nivå, begynner først det ytre laget med markeringen å brenne ut, så brenner det resistive laget (film, ledning eller noe annet) ut.

For å evaluere hvor mye en motstand kan varme opp, ta en titt på varmespolen på en demontert kraftig motstand (mer enn 5 W) i et keramisk etui.

I egenskapene var det en parameter som den tillatte omgivelsestemperaturen. Det er indikert for riktig valg av element. Faktum er at siden motstandens kraft er begrenset av evnen til å overføre varme og samtidig ikke å overopphetes, men å overføre varme, d.v.s.avkjøling av elementet ved konveksjon eller tvungen luftstrøm skal være så stor som mulig forskjellen i temperatur på elementet og omgivelsene.

Derfor, hvis elementet er for varmt rundt elementet, vil det raskt varme opp og brenne ut, selv om den elektriske kraften på det er under det maksimale spredte. Normaltemperaturen er 20-25 grader celsius.

Fortsetter dette emnet:

Hvordan senke spenningen med en motstand

Beregning og valg av en motstand for LED

Beregning av spenningsdeleren på motstandene

Bruken av ekstra motstander

Hva om det ikke er noen motstand mot den nødvendige kraften?

Et vanlig problem med skinker er mangelen på en motstand av den nødvendige kraften. Hvis du har kraftigere motstander enn du trenger - det er ingenting galt med det, kan du stille det uten å nøle. Om han bare passet i størrelse. Hvis alle tilgjengelige motstander med strøm er mindre enn nødvendig, er dette allerede et problem.

Faktisk er det å løse dette problemet ganske enkelt. Husk serielovene og parallellkobling av motstander.

1. Med en seriekobling av motstander er summen av spenningsfall over hele kretsen lik summen av dråpene i hver av dem. Og strømmen som strømmer gjennom hver motstand er lik den totale strømmen, dvs. Én strøm strømmer i kretsen fra seriekoblede elementer, men de forskjellige spenningene påført hver av dem bestemmes i henhold til Ohms lov for kretsseksjonen (se over) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Med en parallell forbindelse av motstander er fallet over alle spenninger lik, og strømmen som strømmer i hver av grenene er omvendt proporsjonal med motstanden til grenen. Den totale strømmen for kjeden av parallellkoblede motstander er lik summen av strømningene til hver av grenene.

Dette bildet viser alt det ovennevnte, i en praktisk form for husking.

Så som med en seriekobling av motstander, reduseres spenningen på hver av dem, og med en parallell forbindelse, strømmen, så hvis P = U * I

Kraften som tildeles til hver av dem vil reduseres tilsvarende.

Derfor, hvis du ikke har en 100 Ohm til 1 W motstand, kan du nesten alltid erstatte den med 2 50 Ohm og 0,5 W motstander koblet i serie, eller 2 200 Ohm og 0,5 W motstander koblet parallelt.

Jeg skrev nettopp “ALLTID ALLTID”. Fakta er at ikke alle motstander bærer sjokkstrømmer like bra, i noen kretser, for eksempel forbundet med ladningen til store kondensatorer, overfører de i det første øyeblikket en stor sjokkbelastning, noe som kan skade dets resistive lag. Slike bunter må sjekkes i praksis eller ved lange beregninger og lese teknisk dokumentasjon og spesifikasjoner for motstander, noe som nesten aldri og ingen gjør.

konklusjon

Kraften til en motstand er ikke mindre viktig enn den nominelle motstanden. Hvis du ikke tar hensyn til valg av motstander du trenger strøm, vil de brenne ut og bli veldig varme, noe som er dårlig i noen krets.

Når du reparerer utstyr, spesielt kinesisk, i ingen tilfeller prøver å sette motstander med lavere effekt, er det bedre å sette med en margin, hvis det er en slik mulighet til å sette det i størrelse på brettet.

For stabil og pålitelig drift av den elektroniske enheten, må du velge strøm, minst med en margin på halvparten av den forventede, eller bedre, 2 ganger mer. Dette betyr at hvis, ifølge beregninger, er 0,9-1 W tildelt på motstanden, så skal kraften til motstanden eller deres montering være ikke mindre enn 1,5-2 W.