Рассеиваемая мощность резистора: Мощность резистора.

Если Вам необходимо рассчитать номинал своего резистора, то советуем Вам воспользоватся нашим онлайн калькулятором цветовой маркировки резисторов.

Весь инструмент и расходники, которые я использую в ремонтах находится здесь.
Если у Вас возникли вопросы по ремонту телевизионной техники, вы можете задать их на нашем новом форуме . (4

Источник: https://my-chip.info/vse-o-rezistorax-opredelenie-tipy-rezistorov-i-ix-nominal/

Резистор | Страница 2 из 4 | Electronov.net

• Номинальное сопротивление:

Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм (кОм), мегаОм (МОм) и т.д.). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 10МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои номиналы сопротивлений, поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.

Однако номиналы резисторов не произвольны, их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E6 (для резисторов с допуском 20 %), E12 (для резисторов с допуском 10 %) или E24 (для резисторов с допуском 5 %), для более точных резисторов используются более точные ряды (например, E48).

Данные ряды были созданы для стандартизации номиналов резисторов и упрощения их взаимозаменяемости.

Посмотреть значения номинальных рядов и принципы их образования можно здесь.

• Рассеиваемая мощность:

Если рассматривать данный параметр с обычной жизненной позиции, то можно привести довольно простое описание: при прохождении электрического тока через резистор, происходит нагрев данного резистора. Сразу становится очевидно, что если пропускать через резистор ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорит. Поэтому существует разделение резисторов по максимальной мощности.

Вычислить мощность, рассеиваемую на резисторе можно по формуле:

в соответствии с законом Ома: , можно преобразовать:

где:

P — мощность, рассеиваемая на резисторе,

I – ток, протекающий через резистор,

R – сопротивление резистора,

U – падение напряжения на резисторе.

Если же Вы желаете узнать, откуда взялась формула для вычисления тепловой мощности, рассеиваемой на резисторе, отчего греется резистор при прохождении через него электрического тока, и не боитесь формул, то полезно будет включить в работу свой мозг, вспомнить школьные знания по физике и … раскрыть спойлер . В противном случае можно перейти к следующему параметру.

Спойлер

Как известно, электрический ток – это направленный поток заряженных частиц, в частности – электронов. Проходя через проводник, электроны сталкиваются с атомами, находящимися в кристаллической решетке. В результате столкновений кинетическая энергия электронов превращается в тепловую. Для лучшего понимания процесса можно провести аналогию с механической силой трения: например, для перемещения какого-либо тела преодолевается сопротивление трения, и энергия, затраченная на это, превращается в тепло. Электрическое сопротивление проводника играет ту же роль, что и сопротивление трения.

Переход электрической энергии в тепловую называется тепловым действием тока, и описывается законом Джоуля — Ленца:

где:

— мощность выделения тепла в единице объема,

— плотность электрического тока,

— напряженность электрического поля,

— проводимость среды.

Для случая протекания токов в тонких (слово «тонких» здесь следует рассматривать в том смысле, что диаметр провода много меньше его длины) проводах в интегральной форме этот закон имеет вид:

где:

dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt,

I — сила тока,

R — сопротивление,

Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t₁ до t₂.

В случае постоянных силы тока и сопротивления формула значительно упрощается:

где:

Q — количество теплоты, создаваемое током (Дж),

I — ток, протекающий по проводнику,

R — сопротивление проводника,

t — время, в течение которого ток протекал по проводнику.

Используя закон Ома: и , можно немного преобразовать выражение:

Пытливый читатель наверняка заметил, что помимо выделения тепла непосредственно при прохождении электрического тока, в случае постоянного тока в однородном неравномерно нагретом проводнике, будет также выделяться или поглощаться дополнительная теплота, которая называется теплотой Томсона, в зависимости от направления тока. Данный эффект называется – эффект Томсона. Однако, вследствие того, что градиент температур обычно невелик, а величина теплоты Томсона много меньше Джоулевской теплоты, при расчете тепловой мощности выделяемой на резисторах, данным эффектом пренебрегают.

• Допуск (точность):

При изготовлении резисторов не удается добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Например, если Вы купили резистор на 100 Ом, то реальное сопротивление резистора может быть от 95 Ом до 105 Ом. Эта погрешность и называется допуском, который задается в процентах от номинального сопротивления. Для рассмотренного резистора он равен ±5%. Реальное значение сопротивления резистора легко проверить, например, просто измерив его мультиметром.

Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре не всегда важна. Так, например, в бытовой электронике допускаются резисторы с допуском ±20%. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор, а в точности требуемого номинала нет в наличии.

Существует аппаратура, где такой трюк не пройдет — это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.

• Максимальное рабочее напряжение:

Максимальное напряжение, при котором может работать резистор в заданных условиях в течении срока службы с сохранением нормированных параметров.

Для резисторов общего назначения обычно 250 В.

• Рабочая температура:

Температура, при которой резистор исправно выполняет свои функции. Обычно указывается как диапазон: -45° … +55°С.

• Температурный коэффициент сопротивления (ТКС):

Отражает стабильность номинального сопротивления под действием температуры.

Все вышеперечисленные параметры характерны для всех типов резисторов, однако для переменных резисторов существуют специфические параметры:

• Функциональная характеристика:

Суть данного параметра — зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки или положения подвижного контакта (для ползунковых резисторов).

Виды функциональных характеристик:

Сопротивление переменного резистора меняется равномерно при повороте ручки на один и тот же угол или при перемещении ползунка на одно и то же расстояние.

Обозначается линейная характеристика кириллической буквой А или латинской буквой А.

Типичное применение таких резисторов — регулятор напряжения в аналоговых блоках питания. В таком случае изменение выходного напряжения при регулировке будет равномерным, а шкала для прибора будет более удобной.

• Логарифмическая:

При повороте ручки резистора, сопротивление сначала меняется равномерно, но ближе к середине – резко, скачкообразно, а затем, к концу поворота ручки, опять равномерно, но более полого. Таким образом, изменение сопротивления резистора происходит нелинейно (неравномерно) и по логарифмическому закону.

Обозначается логарифмическая характеристика кириллической буквой Б или латинской буквой В.

• Показательная (обратно-логарифмическая):

Данная функциональная характеристика обратна логарифмической.

Обозначается показательная характеристика кириллической буквой В или латинской буквой С.

Типичное применение резисторов с нелинейной функциональной характеристикой — регулятор громкости в аудиоаппаратуре.

Вы конечно спросите, почему же именно логарифмическая характеристика применяется для регулировки громкости? Причина этого описана ниже:

Спойлер

Дело все в том, что человеческое ухо с ростом громкости воспринимает звук тише (этот эффект описывается эмпирическим закон Вебера-Фехнера. Подробнее об этом можно прочесть здесь). В результате, если в качестве регулятора громкости поставить переменный резистор с линейной зависимостью, то шкала регулировки громкости у резистора будет нелинейной, и на средней и большой громкости нам придется выкручивать ручку регулятора на больший угол, чтобы ощутить значительное изменение уровня звука. Из-за этого возникает неудобство, т.к. шкала у регуляторов громкости получается неравномерной, да и на разном уровне громкости ручку приходится крутить по-разному. Поэтому в аудиоаппаратуре и применяются переменные резисторы с логарифмической или показательной функциональной характеристикой, в зависимости от схемотехнической реализации устройства.

• Износоустойчивость:

Число циклов передвижения подвижной системы переменного резистора, при котором параметры резистора остаются в пределах нормы.

В этом параметре кроется отличие между подстроечными и регулировочными переменными резисторами. Для регулировочных резисторов количество циклов может достигать 50 000 – 100 000. Подстроечные резисторы в отличие от регулировочных, рассчитаны на гораздо меньшее число циклов перемещения подвижной системы (ползунка). Максимальное число для некоторых экземпляров вообще ограничено 100.

При превышении допустимого количества циклов перемещения подвижной системы надежная работа переменного резистора не гарантируется. Поэтому применять подстроечные резисторы взамен регулировочных настоятельно не рекомендуется – это сказывается на надежности устройства.

• Разрешающая способность:

Минимальное значение приращения сопротивления при перемещении подвижной части переменного резистора, т.е. то, с какой точностью возможно изменять его сопротивление.

Для ползунковых и однооборотных переменных резисторов разрешающая способность обычно составляет 5% от номинального значения полного сопротивления, для прецизионных многооборотных – 1%.

Расчет выделяемой мощности на резисторе. Рассеиваемая мощность резистора. Температурный коэффициент сопротивления ТКС

Определяет, какое максимальное количество энергии может рассеять резистор без риска перегрева.

Как вытекает из , электрическая мощность связана с напряжением и током:

Если электрическая мощность, выделяемая на резисторе, не превышает его номинальную рассеиваемую мощность, температура резистора будет стабильной. Следует отметить, что температура на самом резисторе распределена не равномерно. Его корпус немного теплее, чем выводы, а самая высокая температура в центре корпуса.

Обычно в электронных схемах номинальная мощность не учитывается, потому что стандартный резистор 25 Вт обычно подходит, поскольку электронные схемы для подавляющего большинства относятся к низкому напряжению и низкому току; и, следовательно, малой мощности. Но в случае цепей с высоким напряжением и низким сопротивлением следует тщательно выбирать номинальные мощности резисторов, поскольку в цепь подается больше энергии. Всегда выбирайте резистор с более высокой мощностью, чем мощность, используемая в цепи, чтобы резистор не был разрушен избыточным теплом, это только послужило бы причиной других опасностей или сбоев в цепи.

Чем выше скорость теплоотдачи в окружающую среду, тем ниже температура на резисторе. Крупные резисторы с большой площадью поверхности, как правило, могут рассеивать значительное количество тепловой мощности.

Если мощность выделяемая на резисторе превышает его номинальную мощность, то резистор может быть поврежден. Это может иметь несколько последствий:

Поэтому проектировщик должен выбрать соответственно для схемы. Таким образом, резистор — это тот, который заставляет электрические цепи работать плавно, ограничивая поток тока и являясь существенным компонентом в любой электрической цепи. В последнем примере было упомянуто, что вам нужно использовать резистор для работы электрической цепи, но давайте более подробно рассмотрим, как определить соответствующее значение сопротивления, необходимое для этого. Резистор просто это сопротивление реализуется как электронный компонент.

Каков размер резистора на рисунке 1?

Теперь рассмотрим смысл закона Ома. В схеме на рисунке 2 выше, если предположить, что напряжение равно 1 В, а ток равен 1 А, то согласно уравнению выше сопротивление будет. Другими словами, 1 резистор — это один, через который ток 1А протекает при приложении напряжения 1 В на него. Или тот, который вызывает на нем напряжение 1В, когда через него проходит ток 1А. Однако, когда напряжение остается неизменным при 1 В, но ток равен 2А, требуемое значение сопротивления.

• изменение значения сопротивления,
• снижение срока службы,
• полный выход из строя в результате обрыва цепи,
• в экстремальных случаях чрезмерная мощность может даже стать причиной возгорания.

Определение: мощность резистора — номинальная мощность, которую может рассеять резистор, сохраняя при этом свою работоспособность.

Кроме того, напряжение, необходимое для пропускания тока от 1А до 5; резистор задается следующим уравнением. Таким образом, закон Ома всегда выполняется в электрической цепи, и, следовательно, если известны значения любых двух из напряжения, тока и сопротивления, можно определить значение оставшегося параметра.

Потребляемая мощность и номинальная мощность

Теперь давайте посмотрим на значение резистора, необходимое в примере на рисунке 1. Следовательно, значение сопротивления резистора на фиг. 1 будет составлять 67. Энергия необходима людям для работы, даже электрическое оборудование, такое как двигатели, нагреватели, лампы и т.д. Требует энергии для работы. Требуемое количество энергии Потребляемая мощность и номинальная мощность выражаются параметром, называемым потреблением энергии.

Мощность резистора

Номинальная мощность резистора определяется для определенной температуры окружающей среды на открытом воздухе. Обратите внимание, что на практике количество энергии, которую резистор может рассеять без повреждения сильно зависит от условий эксплуатации и, следовательно, не равна номинальной мощности.

Поскольку напряжение возникает по закону Ом на двух выводах резистора, когда через него проходит ток, электрическая энергия потребляется даже в резисторе, таком как электрооборудование. Например, когда ток 1 проходит через резистор от 1, так как напряжение 1 появляется через резистор согласно закону Ома, потребляемая мощность будет.

Таким образом, потребляемая мощность в резисторе равна 1. В случае резистора, поскольку эта мощность будет полностью излучаться в виде тепла, если потребление энергии будет высоким, температура самого резистора возрастает, тем самым, наконец, сгорая или расплавляя его, Поэтому необходимо указать величину мощности, которую может безопасно потреблять резистор, и эта мощность называется номинальной мощностью резистора.

Например, повышение температуры окружающей среды может значительно уменьшить номинальную мощность резистора.

Это следует учитывать при разработке схем. Обычно резисторы рассчитаны для работы при температуре до 70°С, выше этого значения резистор значительно снижает свою номинальную рассеиваемую мощность. Это иллюстрируется кривой ухудшения параметров.

Частотный отклик резистора

Соединения в электрических цепях можно классифицировать широко как последовательные соединения и параллельные соединения, которые показаны на рисунке. Когда несколько резисторов соединены вместе, общее значение сопротивления будет различным в последовательном и параллельном соединениях следующим образом.

Допустимая мощность рассеивания

Следовательно, соответствующие комбинированные значения сопротивления на фиг. 3 будут следующими. Совокупное сопротивление в случае последовательного соединения. Совокупное сопротивление в случае параллельного соединения. Другими словами, в случае последовательного соединения комбинированное значение сопротивления увеличивается по мере увеличения количества резисторов в соединении и уменьшается в параллельном соединении по мере увеличения количества резисторов в соединении.

Наряду с влиянием температуры окружающей среды, есть еще несколько факторов, влияющих на изменение номинального значения мощности резистора. Наиболее важные факторы приведены ниже:

Корпус

Скорость теплоотдачи ограничивается из-за установки резистора в корпус прибора. Корпус ограничивает воздушный поток и, следовательно, отвод тепла путем конвекции. Излучаемое тепло будет удаляться неэффективно, потому что стенки корпуса действуют как тепловой барьер. Влияние корпуса на степень потери тепла сильно зависит от размера, формы, материала и толщины стенок.

Максимальное напряжение резистора

Оппозиция к потоку электронов. Когда мы изучали движение электронов, мы предположили, что они начались с отрицательного заряда и двинулись проводником на положительный заряд, игнорируя в тот момент, что может быть какое-то препятствие для продвижения электронов.

В этом разделе мы остановимся на тех факторах, которые влияют на проводимость, чтобы предложить некоторую оппозицию тому, что поток электронов в проводнике поддерживается. Факторы, влияющие на вождение. На проведение электрического тока влияют несколько параметров, которые необходимо учитывать при проектировании или работе с электрическими цепями. Это в основном зависит от трех факторов: типа или характера материала, через который проходит ток, длины и толщины проводника и температуры.

Принудительное охлаждение

Увеличение теплопередачи посредством принудительной конвекции позволяет получить более высокую рассеиваемую мощность, чем путем обычной естественной конвекции.

Это может быть достигнуто путем создания воздушного потока, или даже жидкостным охлаждением. Некоторые мощные резисторы имеют ребристый корпус, чтобы создать большую поверхность для рассеивания тепла.

Максимальная температура резистора

Не все материалы одинаково противоположны прохождению тока, каждый материал обеспечивает большую или меньшую устойчивость к потоку электронов через него. Хорошие проводники, такие как серебро, медь или алюминий, обеспечивают очень мало сопротивления. Другие, как и свинцовые, проводят ток, но предлагают больше сопротивления, чем лучшие проводники, такие как медь.

Рассеиваемая мощность резистора

Тип материала влияет на проводимость электронов. Плохие проводники, такие как стекло, дерево или бумага, обладают очень высокой устойчивостью к прохождению тока. В электрической цепи чем меньше диаметр проводника, тем больше его сопротивление и тем меньше ток или ток. Чем больше диаметр проводника, тем ниже сопротивление и тем выше ток.

Группировка компонентов

На печатной плате резисторы зачастую расположены близко друг к другу. В таком случае тепловое излучение одного резистора будет оказывать влияние на показатель мощности рядом расположенных резисторов.

В заключении хотелось бы отметить, что для большинства электронных схем номинальная мощность резисторов не является ключевым параметром, поскольку эти резисторы рассеивают малое количество энергии от одного ватта и меньше.

Поток электронов также обусловлен длиной проводника; для двух кабелей одного и того же материала, более длинный будет обеспечивать большую устойчивость к проводимости. Мы можем ассимилировать этот эффект на то, что происходит в водопроводной трубе: чем дольше труба, тем больше она будет оказывать сопротивление проходу воды, заставляя ее увеличивать мощность насоса, который его водит.

То же самое происходит с кабелями, которые поступают в наш дом с электростанции, которая должна проехать много километров, поэтому их нужно строить с материалами, которые обеспечивают наименьшее возможное сопротивление. В этом случае также используются другие методы для минимизации сопротивления, такие как увеличение диаметра проводника или воспроизведение значений напряжения и тока на панели управления и по прибытии в абонентскую точку.

Однако в силовой электронике мощность является важной характеристикой. Типичной областью применения мощных резисторов являются источники питания, динамические тормоза, преобразователи мощности, усилители и нагреватели.

Минимальный набор параметров, который следует знать при выборе резистора — это номинальное сопротивление, допусимая мощность рассеивания, максимально допустимое напряжение. Но есть еще и расширенный набор характеристик, которые можно учитывать.

Для двух равных материалов длина влияет на проводимость электронов. Когда мы изучим закон Ома позже, мы увидим причину, по которой большие протяженные распределения электрической энергии, которые могут работать на сотни километров, являются высоким напряжением. Это технический вопрос, позволяющий свести к минимуму проблему электрического сопротивления и уровня тока на таких расстояниях.

Электрические распределительные линии используют высокие напряжения, чтобы справиться с проблемой сопротивления и уровнем тока на больших расстояниях. Не вдаваясь теперь в подробности применения закона Ома, мы говорим, что при той же мощности, повышающей напряжение до заданного значения, можно уменьшить ток в той же пропорции, то есть поставляемая мощность будет одинаковой. Это позволяет нам передавать через высоковольтную линию более низкую интенсивность тока, и, следовательно, кабель может быть намного тоньше.

Для нас, радиогубителей, это излишняя информация. Но плох тот радиогубитель, который не хочет стать генералом хочет знать мало.

Не бывает резисторов со 100% точным значение сопротивления. Это миф. На 0.5% да отличается. Не дошла пока что технолоия до такого уровня. Поэтому подбирая резисторы для своего устройства следует знать, что значение их номинала может отличаться от заявленного маркировкой на от 0.5% до 10%. Поэтому при покупке следует внимательно читать какой у этих резисторов допуск на точность. Есть ещё одна особенность, связання с точностью номинала резистора. Чем меньше допуск (т.е выше точность номинала), тем уже рабочий диапазон температур. Практически все электронные компоненты зависят от температуры. И с её изменением меняется их номинал. Но об этом чуть позже.

При более высоком напряжении, присутствующем в кабеле с наименьшим током, нам необходимо отправить его, чтобы получить такую ​​же мощность по прибытии в пункт назначения. Затем, по прибытии, необходимо только уменьшить напряжение через трансформаторы, и ток снова повысится в той же пропорции, чтобы поддерживать первоначальную мощность. Без этого метода электрические распределительные кабели должны быть чрезвычайно толстыми, чтобы не только выдерживать огромное количество тока через них, но и компенсировать сопротивление из-за длины кабеля.

Я общеал рассказать как можно увеличить точность резистора. Это очень легко. К примеру, у нас есть резистор с номинало по маркировке в 30кОм с допуском 20%. Измеряем, а на деле он оказался 24кОм. Что делать? Значит надо последовательно с этим резистором включить второй на 6 кОм. Выбираем наиболее близкий по значению к 6 кОм: 4.7 +- 20%

Хорошо, но почему я сказал, что допуск уменьшится? Давай посчитаем.

Как было показано в других главах, температура соединения оказывает решающее влияние на поведение соединения, поэтому это будет важным параметром для контроля, поскольку объединение может быть разрушено из-за избыточной температуры то же самое, в дополнение к более высокой температуре того же самого, изменяет его управляющие характеристики, что также может привести к разрушению.

Поэтому очень важно, чтобы тепло, которое при нормальной работе происходит в суставе, может быть эвакуировано наружу с помощью радиаторов с естественной вентиляцией или принудительной вентиляцией. Таким образом, полупроводник сможет выдерживать большую мощность, больший ток через него без разрушения, кроме того, более устойчив к конкретным изменениям интенсивности.

• Rmax = 24 + 4.7*1.2 = 29.64
• Rmin = 24 + 4.7*.8 = 27.75

Если начальный разброс был от 24 до 36 кОм, то теперь он от 27.75 до 29.64. Это мы рассмотрели случай, когда исходное сопротивление было меньше требуемого. В случае, если оно больше (к примеру, 36 кОм) резисторы следует ставить параллельно.

Допустимая мощность рассеивания

Как я уже писал ранее , если по резистору протекает электрический ток, то он нагревается. Чем больше ток, тем «мощней» надо брать резистор. Маломощный резистор при протекании большого ток просто сгорит. Полыхнет синим пламенем, попрощается и умрёт. Резисторы выпускаются расчитанные на: 1/6Вт, 1/4Вт, 1/2Вт, 1Вт, 2Вт, 5Вт, 7Вт, 10Вт и т.д. Как мы помним из закона Ома: P=I 2 *R — помните и пользуйтесь этим законом, он спасает жизни!

Исследование основных параметров резисторов

Тепловое исследование силовых устройств является основополагающим для оптимальной производительности. Это связано с тем, что в каждом полупроводнике поток электрического тока приводит к потере энергии, которая преобразуется в тепло. Тепло вызывает увеличение температуры устройства. Если это увеличение является чрезмерным и неконтролируемым, это изначально приведет к сокращению срока полезного использования элемента, а в худшем случае он его уничтожит.

В силовой электронике охлаждение играет очень важную роль в оптимизации производительности и срока службы силового полупроводника. В любом полупроводнике поток электрического тока приводит к потере энергии, которая преобразуется в тепло. Это связано с неупорядоченным движением во внутренней структуре сустава. Тепло повысит кинетическую энергию молекул, что приведет к повышению температуры в устройстве; если это увеличение является чрезмерным и неконтролируемым, это приведет к сокращению срока службы устройства и, в худшем случае, его разрушению.

Максимально допустимое напряжение

Если приложить слишком большое напряжение к резистору, то можно превысить его допустимую мощность. Получим чих-пых, синее пламя и дым.

Пример. Какое максимальное напряжение можно приложить к резистору мощностью 1/4 Вт? Пользуемся законом Ома: 1/4 = 250 2 /R = 250 кОм.

Температурный коэффициент

Температура влияет на все электронные детали. На какие-то больше, на какие-то меньше. Резисторы не исключение. Резисторы имеют специальный коэффициент ТКС. Он определяет как изменится сопротивление резистора с изменением температуры. Желательно подбирать резисторы со схожим значением ТКС. Но в радиогубительских конструкциях радиолюбители могут не заморачиваться. Пусть об этом греют голову профессионалы. Для них это дело чести, если финансирование позволяет, конечно:)

Именно по этой причине эвакуация тепла, выделяемого в полупроводнике, имеет большое значение для обеспечения правильной работы и продолжительности работы устройства. Способность эвакуировать тепло в окружающую среду может варьироваться в зависимости от типа капсулы, но в любом случае будет слишком малой, поэтому вам потребуется дополнительная помощь для переноса тепла, рассеиваемого устройством с большим объемом и поверхностью, известной как теплоотвод, который действует как мост для эвакуации тепла из капсулы в окружающую среду.

Формы теплопередачи

Опыт показывает, что тепло, выделяемое источником тепла, распространяется по всему пространству вокруг него. Эта передача тепла может осуществляться тремя способами. Это осуществляется путем передачи кинетической энергии между молекулами, т.е. передается через внутреннюю часть тела, устанавливая циркуляцию тепла. Максимальное количество тепла, которое пройдет через указанное тело, будет тем, для которого стабильная температура получается во всех точках тела. Конвекция: тепло твердого элемента передается циркуляцией жидкости, которая его окружает, и переносит ее в другое место, и этот процесс называется естественной конвекцией. Если циркуляция жидкости вызвана внешней средой, называется принудительной конвекцией. Радиация: тепло передается электромагнитными излучением, которое облучается любым телом, температура которого выше нуля градусов Кельвина. Состояние поверхности сильно влияет на количество излучаемого тепла. Матовые поверхности более благоприятны, чем полированные, а черные тела — с наибольшей мощностью излучения, поэтому лучистая поверхность почернела. Передача тепла радиацией не учитывается, так как при температурах, при которых она работает, это незначительно.

Параметры, участвующие в расчете

• Вождение: это основное средство теплопередачи.
• При таком типе передачи необходимо учитывать теплопроводность веществ.

Шум в резисторах

При температуре выше абсолютного нуля в радиодеталях появляется случайное движение электронов. А движение электронов это ток. Такие случайны токи называются шумом. Их значение очень мало. Но чем выше частота или точность собираемого прибора, тем больше следует на них обращать внимание.

Шумы в резисторах зависят от сопротивления, частоты и температуры: Uшум = √ 4kTRπf — формулы бояться не следует. Всё равно пользоваться не будете =) Так как обычно графики распределния шумов деталей пишутся в паспортах к ним (или в даташитах, как сейчас говорят). Так что можно посмотреть и оценить пригодность резистора к своему устройству.

Мощность рассеяния резистора — Справочник химика 21

    Основные параметры резисторов СП приведены в табл. 2.13. Резисторы СП выпускаются с допустимым отклонением от номинального сопротивления 10 и 20%, номинальная мощность рассеяния резисторов СП указывается для 25 °С, с увеличением температуры окружающего воздуха необходимо снижать нагрузку в соответствии с графи- [c.103]

    НИЯ ДО 10 Вт, миниатюрные резисторы с номинальным значением сопротивления до 5-10 Ом и малой мощностью рассеяния в пределах 0,01—0,125 Вт, высокочастотные резисторы и т. д. [c.8]

    Другим важным параметром резистора является номинальная мощность рассеяния. Это — максимальная допустимая мощность, рассеиваемая резистором при [c.9]

    Варисторы — нелинейные полупроводниковые резисторы объемного типа, сопротивление которых изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Основной характеристикой является вольт-амперная, основными параметрами — коэффициент нелинейности, классификационные ток и напряжение, номинальная мощность рассеяния, температурный коэффициент тока (приводятся в справочниках). Варисторы имеют различное конструктивное оформление стержни, диски и т. д.), выполняются на основе карбида кремния или селена, покрываются защитными лаками. [c.13]

    Фоторезисторы — полупроводниковые резисторы, изменение электрического сопротивления которых происходит под действием электромагнитного излучения. Светочувствительный элемент фоторезистора выполняется из полупроводниковых материалов на основе сернистого или селенистого свинца и кадмия в виде тонкой пленки на стеклянной подложке или прессованной таблетки. Основными характеристиками фоторезистора являются спектральная, люкс-амперная, вольт-амперная и частотная. К основным параметрам относятся кратность изменения сопротивления, темповой и световой фототок, номинальная мощность рассеяния, рабочее напряжение, постоянная времени и др. Фоторезисторы выпускаются в пластмассовых и металлических корпусах, а конструктивное исполнение некоторых типов позволяет устанавливать их в стандартные ламповые панели. [c.13]

    По второму способу эмалируемое изделие нагревают до высокой температуры и посыпают порошком эмали, который, оплавляясь, прилипает к поверхности изделия. В радиопромышленности стеклоэмали употребляют главным образом для покрытия проволочных резисторов типа ПЭВ больших номиналов мощности рассеяния. Однако употреблять эмали можно шире, особенно ссли применять метод вихревого напыления. Эмаль надежно защищает от коррозии металлические части аппаратуры. [c.226]

    В аппаратуре связи применяют разнообразные резисторы с номинальными значениями сопротивления от нескольких ом до 10 ом, с номинальной мощностью рассеяния от десятых долей до 500 вт. [c.315]

    Коэффициентом нагрузки К называют величину, характеризующую электрическую нагрузку резистора, которая находится из отношения мощности рассеяния реальной (Р) к мощности рассеяния номинальной  [c.318]

    Гнп резистора Предельные значения мощности рассеяния, вт Пределы сопротивления, ом [c.321]

    Резисторы типа УЛИ имеют следующие данные мощность рассеяния Р = 0,1-т-1 ст, R = ол -г- 1 Мом  [c.325]

    Резисторы типа УНУ-Ш — углеродистые, незащищенные, ультравысокочастотные, шайбовые. Предназначены для работы в высокочастотных цепях, при температурах от —60 до 70° С. Выпускаются на номинальную мощность рассеяния от 0,1 до 0,25 ет и на пределы сопротивления от 4,5 до 75 ом, на импульсное напряжение от 25 до 120 в. [c.325]

    Тип резистора Мощность рассеяния, вт Пределы сопротивления раб, предельное рабочее напряжение при 33 тор [c.326]

    Промышленностью СССР изготовляют резисторы типа МОУ (металлоокисные ультравысокочастотные) и типа МОН (металлоокисные, низкоомные). Первые применяют в качестве поглотительных омических элементов, с номинальной мощностью рассеяния от 0,1 до 200 вт. Пределы номинальных сопротивлений резисторов от 4,3 до 150 ом. Резисторы типа МОУ-Ш выпускают с мощностью рассеяния 0,15 и 0,5 ет. ТК у сопротивлений МОУ не превышает 0,0005 град- , а у МОУ-Ш — не более 0,0015 грс . [c.327]

    Номинальная мощность рассеяния этих резисторов — [c.327]

    Мощность рассеяния указывается только для резисторов типа КИМ (КИМ-0,125 КИМ-0,05), а для резисторов КЛМ и КВМ не указывается. Параметры для композиционных резисторов указаны в табл. 8.6. [c.330]

    В последнее время все шире применяют рениевые тонкопленочные резисторы. Основным преимуществом рения перед другими материалами, используемыми для изготовления тонкопленочных резисторов, являются устойчивость при высоких температурах, что позволяет изготовлять резисторы с высокой мощностью рассеяния при высокой температуре высокая стабильность пленок невысокий температурный коэффициент сопротивления незначительное изменение сопротивления от толщины, что облегчает изготовление высокоомных резисторов с малым разбросом сопротивления. В том случае, когда необходимо получить высокостабильные пленки с большим поверхностным сопротивлением (порядка нескольких тысяч ом на квадрат) и низким температурным коэффициентом сопротивления, применяют тантал, вольфрам и рений. [c.49]

    Миллиамперметр А и резистор / 1 подбираются с -учетом величины тока в лампе, допускаемой техническими условиями. Напряжение источника питания [/в должно быть на несколько десятков вольт больше напряжения зажигания лампы в качестве источника питания можно использовать как гальваническую батарею, так и выпрямитель с фильтром. Напряжение на лампу подают через потенциометр. Можно использовать как высокоомный лабораторный потенциометр, так и переменные резисторы типа СП с допустимой мощностью рассеяния 2 вт. [c.40]

    Несмотря на то, что наличие более чем одного компонента на подложке еще более усложняет задачу, однако и в этом случае были сделаны попытки предсказать, хотя бы приблизительно, распределение температуры на подложках с тонкопленочными схемами. Для решения данной пробле.мы Пик [76] воспользовался сведением всех резисторов в один эквивалентный прибор. Его модель не дает температур отдельных резисторов, а определяет положение и температуру самой горячей точки. На основании своих исследований он заключил, что наиболее эффективное рассеяние мощности происходит на меньших по размерам резисторах. [c.532]

    По некоторым своим параметрам эти резисторы превосходят практически все остальные выпускающиеся типы. Они имеют меньшую плотность тока в проводящем слое, лучшие условия рассеяния выделяющейся мощности, выдерживают большие эксплуатационные электрические и механические перегрузки, обладают большей влагоустойчивостью. Однако требуется значительно расширить температурный диапазон их работы, шкалу номинальных значений сопротивлений, увеличить удельные нагрузки, срок службы, надежность. Количественное сопоставление требований и существующих в настоящее время возможностей выпускающихся резисторов типа ТВО и СПО приведено в таблице. Как следует из этих данных, по многим параметрам объемные резисторы далеки от предъявляемых требований, о объясняется ограниченными возможностями токопроводящей фазы объемных резисторов, которой все еще является сажа. Например, для получения высоких номиналов в токопроводящую композицию вводится менее 1 % сажи, что приводит к плохому ее распределению и, как следствие, к невысокому выходу готовых изделий в заданный номинал. Так, выход годных резисторов СПО с плавностью по омметру на крайних номиналах составляет всего 5—8%, тогда как на средних — около 70%. [c.170]

    Р — допускаемая мощность электрической нагрузки, Вт — номинальная мощность рассеяния, Вт 1 — для резистора типа МТ i — для резисторов типов ОМЛТ, МЛТ, МУН и МГП. [c.8]

    Мощность катодной станции на выходе, Вт, Wk. = Iw.Mk. — Мощность рассеяния регулировочных резисторов, Вт, с учетом возможных отклонений фактических сопротивлений в цепях УКЗ от расчетных следует выбирать по току наиболее нагруженного анода W pj = /LmaxZpi. Если максимальное падение напряжения в цепи УКЗ больше стандартного напряжения катодной станции при соответствующем номинальном токе, необходимо в зависимости от конкретных условий и с учетом экономических соображений увеличить площадь сечения дренажных кабелей, уменьшить сопротивление растеканию анодов, либо выбрать катодную станцию с меньшим номинальным током и соответственно изменить расстояния между УКЗ. [c.137]

    I Отношение номинальной мощности рассеяния Р к величине теплоотдающей поверхности 8 называется удельной нагрузкой резистора, вт1см . [c.317]

    Резисторы типа УНУ — углеродистые, незащищенные, ультравысокочастотные. Предназначены для работы при температурах от —60 до +125° С, а также в условиях тропического влажного климата. Выпускают мощностью рассеяния от 0,1 до 100 вт на номинальные сопротивления 7,5-ь100 ом на импульсные напряжения при атмосферном давлении 64 тор и 5 тор, соответственно, от 70 до 12 500 в и от 70 до 8750 в. [c.325]

    Тип резистора Номинальная мощность рассеяния ном- в Номинальное сопротивле- ном т ном С . 1 Интервал рабочих температур, °С Предельное рабочее напряжение, в Начальный скачок со-противле- ния % Уровень собстрен-ных шумов, мкВ/В, не более Диаметр корпуса, мм [c.104]

    Отечественной промышленностью выпускается серия высоковольтных резисторов на основе электропроводящих полимерных материалов—это резисторы типов КЭВ, СЗ-5, СЗ-6, СЗ-9, СЗ-12, СЗ-14 (Рнбы=0,5 и 1 Вт). Резисторы типов КЭВ, СЗ-6, СЗ-12, СЗ-14 Рвом — =0,5 и 1 Вт) предназначены для работы в цепях постоянного и переменного токов, а резисторы СЗ-5 и СЗ-9, кроме того, могут эксплуатироваться в цепях импульсного тока. Конструкции высоковольтных резисторов приведены на рис. 2.33, основные характеристики резисторов- приведены на рис. 2,34,а —в. Основные габаритные размеры резисторов Ь и В определяются номинальной мощностью рассеяния, номинальная мощность определяет также и предельные рабо- чие напряжения, так, для резисторов КЭВ с Рвом от 0,5 до 40 Вт предельные напряжения составляют 2,5—60 кВ. Минимальная наработка для различных видов высоковольтных резисторов лежит в диапазоне от 5000 до 15 000 ч, срок сохраняемости резисторов—12 лет. [c.117]

    Из проведенных исследований может быть выведен ряд критериев для выбора подложек и конструирования микросхем. Они сводятся к следующему поскольку главное значение имеет высокая теплопроводность желательными материалами для подложек являются очень плотные окиси алюминия и бериллия. Предпочтительными являются металлические пластины, изолированные окисными эмалевыми или форфоровыми слоями. Применимы также очень тонкие стеклянные пластины, смонтированные на эффективных теплоотводах. Элементы, рассеивающие мощность, должны быть размещены как можно ближе к теплоотводам и равномерно распределены по всей подложке. В случае тонкопленочных резисторов с отношением размеров металлические контакты большой площади, помогающие рассеивать мощность, В общем, проводники должны иметь высокую теплопроводность, а соединения — низкое тепловое сопротивление. Это означает, что для тонкопленочных внутрисхемных соединений они должны быть как можно шире и толще. Наконец, необходимо предупреждать образование промежуточных (межслойных) окислов. Хотя эти выводы и были сделаны в основном для квазистационарного рассеяния мощности, однако они справедливы также для импульсного режима работы. Переходные апряжения, накладывающиеся на нормальное рабочее напряжение, являются дополнительным осложняющим фактором. Тонкопленочные приборы часто имеют малые времена нарастания сигнала и не могут достаточно быстро рассеять внезапный пик мощности. Во избежание разрушения цепи рекоме.чдуется конструировать схему из расчета не на среднюю мощность, а на предполагаемую пиковую мощность, [c.533]

Номинальная мощность — резистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Номинальная мощность — резистор

Cтраница 1

Номинальная мощность резистора и класс его точности не имеют существенного значения в цепях управляющих сеток электронных ламп и коллекторов транзисторов малой мощности. Так же обстоит дело с резисторами, использующимися в схеме диод иого AM детектора, сеточного детектора, в цепи управляющей сетки электронно-светового индикатора в цепях АРУ.  [1]

Номинальная мощность резисторов, например 10 Вт, это предельная мощность, которую может рассеять поверхность резистора без недопустимого для него перегрева.  [3]

Номинальная мощность резисторов согласно ГОСТ 9663 — 61 соответствует следующему ряду: 0 01; 0 025; 0 05; 0 125; 0 25; 0 5; 1 2 5; 8; 10; 16; 25; 50; 75; 100; 160; 250; 500 вт.  [4]

Номинальной мощностью резистора называется наибольшая мощность постоянного и переменного тока, которую резистор может длительное время рассеивать, не изменяя существенно величины своего сопротивления. Резисторы выпускают с номинальной мощностью от долей ватта до сотен ватт.  [5]

Поэтому номинальную мощность резистора следует выбирать такой, чтобы она была в 1 5 — 2 раза больше фактической.  [6]

Поэтому номинальную мощность резистора следует выбирать такой, чтобы она превышала фактическую в 1 5 — 2 раза.  [7]

Имея эти данные, можно определить номинальную мощность резистора, используя тепловые характеристики выбранного типа резистора и зная условия отвода тепла в конструкции преобразователя.  [8]

В условных обозначениях резисторов могут быть нанесены символы, показывающие номинальную мощность резисторов.  [10]

Яраб — мощность, фактически рассеиваемая в резисторе; Рвом — номинальная мощность резистора.  [11]

В случае же питания от сетевых устройств следует иметь в виду, что номинальная мощность резистора R 7 должна быть не менее 1 Вт, а диоды устанавливаются в соответствии со схемой их включения. Собранная плата проверяется следующим образом: к схеме подключается источник питания напряжением 9 В, между выходом схемы и отрицательной шиной источника питания включается измерительный прибор, а к входу схемы временно подключается микрофон.  [13]

Резисторы УЛИ ( углеродистые лакированные измерительные) по конструкции похожи на резисторы ВС, но при одних и тех же размерах для снижения температуры нагрева номинальная мощность резисторов УЛИ вдвое меньше, чем резисторов ВС.  [15]

Страницы:      1    2    3

Мощность рассеяния резистора — Энциклопедия по машиностроению XXL

Номинальной мощностью рассеяния резистора называют максимально допустимую мощность, которую  [c.45]

Находим допустимую мощность рассеяния резистора (см, главу XV)  [c.118]

Примечание. Если необходимо указать величину номинальной мощности рассеяния резисторов, то для диапазона от 0,05 до 5 В допускается использовать следующие обозначения резисторов, номинальная мощность рассеяния которых равна  [c.1092]

Резисторы рассчитывают на номинальную мощность рассеяния (Вт), соответствуюп ю ряду 0,01 0,025 0,05 0,125 0,25 0,5 1 2 5 о 10 16 25 50 75 100 160 250 500.  [c.130]

Пример обозначения Резистор МТ-0,5—510 кОм — 5% — АТ ГОСТ 7113—66 — резистор постоянный типа МТ с мощностью рассеяния 0,5 Вт, с номинальной величиной сопротивления 510 кОм и допустимым отклонением от номинала Ь5%. уровнем шумов не более  [c.132]

Тонкопленочные резисторы (ТПР) являются наиболее распространенными тонкопленочными элементами гибридных интегральных схем, формированию которых уделяется наибольшее внимание при производстве гибридных схем. Основными параметрами ТПР, определяющими выбор их конструкции и материалов для их изготовления, являются величина сопротивления, номинальная мощность рассеяния, временная и температурная стабильность, слабая зависимость удельного сопротивления от различных факторов технологического процесса (Армирования.  [c.433]

Методом испарения в вакууме или катодным распылением в инертном газе создают резистивные пленки из материала на основе твердого раствора дисилицидов титана и хрома. Изготовленные из них высокоомные и низкоомные пленочные резисторы интегральных схем имеют линейную зависимость электросопротивления от температуры в диапазоне 400 — 4,2 К и удельную мощность рассеяния до 2 кВт/см против 0,2 кВт/см для других известных материалов.  [c.205]

По второму способу эмалируемое изделие нагревают до высокой температуры и посыпают порошком эмали, который, оплавляясь, прилипает к поверхности изделия. В радиопромышленности стеклоэмали употребляют главным образом для покрытия проволочных резисторов типа ПЭВ больших номиналов мощности рассеяния. Однако употреблять эмали можно шире, особенно ссли применять метод вихревого напыления. Эмаль надежно защищает от коррозии металлические части аппаратуры.  [c.226]

В аппаратуре связи применяют разнообразные резисторы с номинальными значениями сопротивления от нескольких ом до 10 ом, с номинальной мощностью рассеяния от десятых долей до 500 вт.  [c.315]

Коэффициентом нагрузки К называют величину, характеризующую электрическую нагрузку резистора, которая находится из отношения мощности рассеяния реальной (Р) к мощности рассеяния номинальной  [c.318]

Резисторы типа УЛИ имеют следующие данные мощность рассеяния Р = 0,1-т-1 ст, R = ол -г- 1 Мом  [c.325]

Тип резистора Мощность рассеяния, вт Пределы сопротивления раб, предельное рабочее напряжение при 33 тор  [c.326]

Номинальная мощность рассеяния этих резисторов —  [c.327]

Мощность рассеяния указывается только для резисторов типа КИМ (КИМ-0,125 КИМ-0,05), а для резисторов КЛМ и КВМ не указывается. Параметры для композиционных резисторов указаны в табл. 8.6.  [c.330]

Нелинейные резисторы — варисторы изготовляются на напряжение от 3 до 1500 в, рабочие токи от 0,1 до 1 ООО лса, с коэффициентом нелинейности от 2 до 7 и мощностью рассеяния от 0,1 до 200 вт.  [c.357]

Пленочная технология является гибкой и позволяет быстро создавать схемы, аналогичные схемам из обычных дискретных элементов. Пленочные микросхемы наиболее широко применяются при создании аналоговой аппаратуры Вообще их целесообразно использовать там, где велика номенклатура схем, где требуются конденсаторы с большой емкостью и резисторы с большими номиналами, высокой стабильностью, высокой допустимой мощностью рассеяния.  [c.685]

Минимальная длина а и ширина Ь резистора подсчитываются по заданной величине сопротивления 7 , величине удельного сопротивления рд заданной мощности рассеяния Р допустимой мощности рассеяния Рц для данного материала пленки по формулам  [c.690]

К недостаткам следует отнести необходимость введения дополнительных технологических операций. Кроме того, пленочные резисторы имеют более низкую допустимую мощность рассеяния.  [c.699]

Статическая регулировка поддерживаемого напряжения производится по схеме рнс. 64. На схеме буквами РИ указан регулируемый стабилизированный источник постоянного тока с напряжением от 11 до 15 В и током не менее 3 А, например, типа ВС-26 или Б1-21 резистор l, имитирующий обмотку возбуждения генератора — любого типа мощностью рассеяния не менее 25 Вт (например, реостат, рассчитанный на ток не менее 2 А) вольтметр ИП, любого типа на напряжение 15—50 В, служащий в качестве индикатора тока в цепи шунтовой обмотки генератора вольтметр ИП2 на напряжение 15—  [c.107]

Постоянные резисторы могут быть любого типа с мощностью рассеяния не ниже указанной на схеме. Переменные резисторы также могут быть любого типа но обязательно с фиксированием осей. Все переменные резисторы доступа к осям снаружи тестера не имеют. Конденсаторы также могут быть любого типа.  [c.119]

Я2 так, чтобы через отверстие в крышке можно было регулировать напряжение в сети, вращая ось этого резистора. Резистор Яг должен быть проволочным, например ППЗ-43, так как в резисторах типа СПО при длительных вибрациях нарушается контакт. Резистор Яб должен быть изготовлен из высокоомной проволоки диаметром 0,5—0,8 мы. Для его намотки можно использовать спираль электрической плитки и каркас одного из резисторов, снятых со стандартного регулятора. Остальные резисторы следует рассчитать на мощность рассеяния ие менее 0,25 Вт.  [c.45]

В тех случаях, когда номинальная мощность рассеяния резистора превышает 2 Вт, могут быть применены прецизионные нрово лочные резисторы типо вС5 -5ВиС5 -42В (табл. 4).  [c.14]

Номинальные мощности рассеяния (Вт) резисторов типов ВС от 0,125 до 10 УЛИ от 0,125 до 1 МТ, ОМЛТ МЛТ, МУН от 0,125 до 2 МГП только 0,5 КИМ только 0,05 и 0,125 ТВО от 0,125 до 20 и 60 ПЭ, ПЭВ, ПЭВР от 7,5 до 150.  [c.132]

Резисторы переменные подразделяют на непроволочные и проволочные. Непроволочные резисторы выпускают следующих типов СПО — объемные СПО-Е — повышенной долгвечности СП — лакопленочные СП-3 — для печатного и объемного монтажа ВК, ВКУ, ТК, ТКД, СНК. СНВКД — одинарные и сдвоенные с выключателем и без выключателя в обычном и тропическом исполнениях. Переменные проволочные резисторы выпускают следующих типов СП5 — низкочастотные (до 1000 Гц) для печатного и навесного монтажа ЮС — низкочастотные юстировочные ППЗ — одинарные и сдвоенные (имеют три варианта конструкции осей) РП-25, РП-80 — мощные резисторы с керамическим основанием. Переменные резисторы подразделяют на три группы в зависимости от формы функциональной характеристики изменения величины сопротивления от угла поворота оси А —линейная, Б —логарифмическая, В —обратная логарифмическая. Номинальные значения резисторов типа СП от 20 Ом до 4.7 МОм, допустимые отклонения от номинала 20% (до 220 кОм) и 30% (свыше 220 кОм) номинальные мощности рассеяния 0,125 0,5 и 1 Вт ТКС не более —0,1% на ГС при номинальной величине сопротивления до 68 кОм и —0,2% на Г С при 100 кОм и выше э. д. с. шумов в зависимости от характеристики и номинала от 4 до 40 мкВ/В.  [c.132]

Хромсилицидные сплавы обладают высокой термостабильностью, изменение 5 % сопротивления ДУ не превышает в диапазоне 0—400 °С. Сплавы РС3710 и РС3001 проявляют сложную зависимость сопротивления от те.мпе-рзтуры, изменяя металлическую проводимость на полупроводниковую при 200—300 °С. Сплавы не критичны к мощности рассеяния, вольт-амперные характеристики имеют характер, очень близкий к линейному, отказ резистора при повышенной нагрузке происходит резко.  [c.439]

Мощность катодной станции на выходе, Вт, Wk. = Iw.Mk. — Мощность рассеяния регулировочных резисторов, Вт, с учетом возможных отклонений фактических сопротивлений в цепях УКЗ от расчетных следует выбирать по току наиболее нагруженного анода W pj = /LmaxZpi. Если максимальное падение напряжения в цепи УКЗ больше стандартного напряжения катодной станции при соответствующем номинальном токе, необходимо в зависимости от конкретных условий и с учетом экономических соображений увеличить площадь сечения дренажных кабелей, уменьшить сопротивление растеканию анодов, либо выбрать катодную станцию с меньшим номинальным током и соответственно изменить расстояния между УКЗ.  [c.137]

I Отношение номинальной мощности рассеяния Р к величине теплоотдающей поверхности 8 называется удельной нагрузкой резистора, вт1см .  [c.317]

Резисторы типа УНУ — углеродистые, незащищенные, ультравысокочастотные. Предназначены для работы при температурах от —60 до +125° С, а также в условиях тропического влажного климата. Выпускают мощностью рассеяния от 0,1 до 100 вт на номинальные сопротивления 7,5-ь100 ом на импульсные напряжения при атмосферном давлении 64 тор и 5 тор, соответственно, от 70 до 12 500 в и от 70 до 8750 в.  [c.325]

Резисторы типа УНУ-Ш — углеродистые, незащищенные, ультравысокочастотные, шайбовые. Предназначены для работы в высокочастотных цепях, при температурах от —60 до 70° С. Выпускаются на номинальную мощность рассеяния от 0,1 до 0,25 ет и на пределы сопротивления от 4,5 до 75 ом, на импульсное напряжение от 25 до 120 в.  [c.325]

Промышленностью СССР изготовляют резисторы типа МОУ (металлоокисные ультравысокочастотные) и типа МОН (металлоокисные, низкоомные). Первые применяют в качестве поглотительных омических элементов, с номинальной мощностью рассеяния от 0,1 до 200 вт. Пределы номинальных сопротивлений резисторов от 4,3 до 150 ом. Резисторы типа МОУ-Ш выпускают с мощностью рассеяния 0,15 и 0,5 ет. ТК у сопротивлений МОУ не превышает 0,0005 град- , а у МОУ-Ш — не более 0,0015 грс .  [c.327]

Существуют ОТ с косвенным подогревом, в к-рых сопротивление определяется током в спец. подогревной обмотке, электрически изолированной от полупроводника при этом мощность рассеяния в последнем обычно мала. Такие Т. применяются в системах автоматич. регулирования, если нужно разделить управляющую и управляемую цепи (переменные резисторы без скользящего контакта с дистанционным управлением, автоматич. стабилизация усиления усилителей, измерение скоростей движения жидкости или газа и др.).  [c.168]

резисторов последовательно и параллельно

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Нарисуйте цепь с резисторами, включенными параллельно и последовательно.
• Рассчитайте падение напряжения тока на резисторе, используя закон Ома.
• Контраст — способ расчета общего сопротивления для резисторов, включенных последовательно и параллельно.
• Объясните, почему полное сопротивление параллельной цепи меньше наименьшего сопротивления любого из резисторов в этой цепи.
• Вычислить общее сопротивление цепи, которая содержит смесь резисторов, соединенных последовательно и параллельно.

Большинство схем имеет более одного компонента, называемого резистором , который ограничивает поток заряда в цепи. Мера этого предела расхода заряда называется сопротивлением . Самыми простыми комбинациями резисторов являются последовательные и параллельные соединения, показанные на рисунке 1. Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от способа их подключения.

Рис. 1. (а) Последовательное соединение резисторов. (б) Параллельное соединение резисторов.

Когда резисторы в серии ? Резисторы включены последовательно всякий раз, когда поток заряда, называемый током , должен проходить через устройства последовательно. Например, если ток течет через человека, держащего отвертку, и попадает в Землю, тогда R ₁ на рисунке 1 (а) может быть сопротивлением вала отвертки, R ₂ сопротивлением ее ручки , R ₃ сопротивления тела человека и R ₄ сопротивления его обуви.На рисунке 2 показаны резисторы, последовательно подключенные к источнику напряжения . Кажется разумным, что полное сопротивление является суммой отдельных сопротивлений, учитывая, что ток должен проходить через каждый резистор последовательно. (Этот факт был бы преимуществом для человека, желающего избежать поражения электрическим током, который мог бы уменьшить ток, надев обувь с высоким сопротивлением на резиновой подошве. Это могло бы стать недостатком, если бы одно из сопротивлений было неисправным шнуром с высоким сопротивлением. прибор, который уменьшил бы рабочий ток.)

Рис. 2. Три резистора, подключенных последовательно к батарее (слева), и эквивалентное одиночное или последовательное сопротивление (справа).

Чтобы убедиться, что последовательно включенные сопротивления действительно складываются, давайте рассмотрим потерю электроэнергии, называемую падением напряжения , в каждом резисторе на рисунке 2. Согласно закону Ома , падение напряжения В на резистор, когда через него протекает ток, рассчитывается по формуле V = IR , где I равно току в амперах (A), а R — сопротивление в омах (Ω).Другой способ представить это: В, — это напряжение, необходимое для протекания тока I через сопротивление R . Таким образом, падение напряжения на R ₁ составляет В ₁ = IR ₁ , что на R ₂ составляет В ₂ = IR ₂ и что для R ₃ это V ₃ = IR ₃ .Сумма этих напряжений равна выходному напряжению источника; то есть

В = В ₁ + В ₂ + В ₃ .

Это уравнение основано на сохранении энергии и сохранении заряда. Электрическая потенциальная энергия может быть описана уравнением PE = qV , где q — электрический заряд, а V — напряжение. Таким образом, энергия, подаваемая источником, составляет кв.кв. , а энергия, рассеиваемая резисторами, равна

qV ₁ + qV ₂ + qV ₃ .

Установление связей: законы сохранения

Вывод выражений для последовательного и параллельного сопротивления основан на законах сохранения энергии и сохранения заряда, которые утверждают, что общий заряд и полная энергия постоянны в любом процессе. Эти два закона непосредственно участвуют во всех электрических явлениях и будут многократно использоваться для объяснения как конкретных эффектов, так и общего поведения электричества.

Эти энергии должны быть равны, потому что в цепи нет другого источника и другого назначения для энергии.Таким образом, qV = qV ₁ + qV ₂ + qV ₃ . Сбор q аннулируется, давая В = В ₁ + В ₂ + В ₃ , как указано. (Обратите внимание, что одинаковое количество заряда проходит через батарею и каждый резистор за заданный промежуток времени, так как нет емкости для хранения заряда, нет места для утечки заряда и заряд сохраняется.) Теперь подстановка значений для отдельных напряжений дает

В = IR ₁ + IR ₂ + IR ₃ = I ( R ₁ + R ₂ + R ₃ ).

Обратите внимание, что для эквивалентного сопротивления одной серии R _с , мы имеем

В = ИК _с .

Это означает, что полное или эквивалентное последовательное сопротивление R _с трех резисторов составляет R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ .Эта логика действительна в общем для любого количества резисторов, включенных последовательно; таким образом, общее сопротивление R _с последовательного соединения составляет

R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ +…,

, как предлагается. Поскольку весь ток должен проходить через каждый резистор, он испытывает сопротивление каждого, а последовательно соединенные сопротивления просто складываются.

Пример 1. Расчет сопротивления, тока, падения напряжения и рассеиваемой мощности: анализ последовательной цепи

Предположим, что выходное напряжение батареи на рисунке 2 равно 12.0 В, а сопротивления равны R ₁ = 1,00 Ом, R ₂ = 6,00 Ом и R ₃ = 13,0 Ом. а) Каково полное сопротивление? (б) Найдите ток. (c) Вычислите падение напряжения на каждом резисторе и покажите, как полученная сумма равна выходному напряжению источника. (d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Общее сопротивление — это просто сумма отдельных сопротивлений, определяемая следующим уравнением:

[латекс] \ begin {array} {lll} {R} _ {\ text {s}} & = & {R} _ {1} + {R} _ {2} + {R} _ {3} \ \ & = & 1.00 \ text {} \ Omega + 6.00 \ text {} \ Omega + 13.0 \ text {} \ Omega \\ & = & 20.0 \ text {} \ Omega \ end {array} \\ [/ latex].

Ток определяется по закону Ома: В = IR . Ввод значения приложенного напряжения и общего сопротивления дает ток для цепи:

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {s}}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {20.0 \ text {} \ Omega} = 0.60 \ text {A }\\[/латекс].

Напряжение — или падение IR — на резисторе определяется законом Ома.Ввод текущего значения и значения первого сопротивления дает

В ₁ = IR ₁ = (0,600 A) (1,0 Ом) = 0,600 В.

Аналогично

В ₂ = IR ₂ = (0,600 A) (6,0 Ом) = 3,60 В

и

V3 = IR ₃ = (0,600 A) (13,0 Ом) = 7,80 В.

Три капли IR добавляют к 12.0 В, прогноз:

В ₁ + В ₂ + В ₃ = (0,600 + 3,60 + 7,80) В = 12,0 В.

Самый простой способ рассчитать мощность в ваттах (Вт), рассеиваемую резистором в цепи постоянного тока, — это использовать закон Джоуля , P = IV , где P — электрическая мощность. В этом случае через каждый резистор протекает одинаковый полный ток.Подставляя закон Ома V = IR в закон Джоуля, мы получаем мощность, рассеиваемую первым резистором, как

P ₁ = I ² R ₁ = (0,600 A) ² (1,00 Ом) = 0,360 Вт

Аналогично

P ₂ = I ² R ₂ = (0,600 A) ² (6,00 Ом) = 2,16 Вт

и

P ₃ = I ² R ₃ = (0.{2}} {R} \\ [/ latex], где В, — это падение напряжения на резисторе (а не полное напряжение источника). Будут получены такие же значения.

Самый простой способ рассчитать выходную мощность источника — использовать P = IV , где В, — напряжение источника. Это дает

P = (0,600 A) (12,0 В) = 7,20 Вт.

Обратите внимание, что по совпадению общая мощность, рассеиваемая резисторами, также равна 7.20 Вт, столько же, сколько мощность, выдаваемая источником. То есть

P ₁ + P ₂ + P ₃ = (0,360 + 2,16 + 4,68) W = 7,20 Вт.

Мощность — это энергия в единицу времени (ватт), поэтому для сохранения энергии требуется, чтобы выходная мощность источника была равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Основные характеристики резисторов серии

1. Последовательные сопротивления добавить: R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ +….
2. Одинаковый ток протекает через каждый резистор последовательно.
3. Отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его.

На рис. 3 показаны резисторы , подключенные параллельно , подключенные к источнику напряжения. Резисторы включены параллельно, когда каждый резистор подключен непосредственно к источнику напряжения с помощью соединительных проводов с незначительным сопротивлением. Таким образом, к каждому резистору приложено полное напряжение источника. Каждый резистор потребляет такой же ток, как если бы он один был подключен к источнику напряжения (при условии, что источник напряжения не перегружен).Например, автомобильные фары, радиоприемник и т. Д. Подключены параллельно, так что они используют полное напряжение источника и могут работать полностью независимо. То же самое и в вашем доме, или в любом другом здании. (См. Рисунок 3 (b).)

Рис. 3. (a) Три резистора, подключенных параллельно батарее, и эквивалентное одиночное или параллельное сопротивление. (б) Электроснабжение в доме. (Источник: Dmitry G, Wikimedia Commons)

Чтобы найти выражение для эквивалентного параллельного сопротивления R _p , давайте рассмотрим протекающие токи и их связь с сопротивлением.Поскольку каждый резистор в цепи имеет полное напряжение, токи, протекающие через отдельные резисторы, равны [латекс] {I} _ {1} = \ frac {V} {{R} _ {1}} \\ [/ latex] , [латекс] {I} _ {2} = \ frac {V} {{R} _ {2}} \\ [/ latex] и [латекс] {I} _ {3} = \ frac {V} {{R} _ {3}} \\ [/ латекс]. Сохранение заряда подразумевает, что полный ток I , производимый источником, является суммой этих токов:

I = I ₁ + I ₂ + I ₃ .

Подстановка выражений для отдельных токов дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {1}} + \ frac {V} {{R} _ {2}} + \ frac {V} {{R} _ {3}} = V \ left (\ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} \ справа) \\ [/ латекс].

Обратите внимание, что закон Ома для эквивалентного одиночного сопротивления дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {p}} = V \ left (\ frac {1} {{R} _ {p}} \ right) \\ [/ latex].

Члены в круглых скобках в последних двух уравнениях должны быть равны. Обобщая для любого количества резисторов, общее сопротивление R _p параллельного соединения связано с отдельными сопротивлениями на

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ гидроразрыв {1} {{R} _ {\ text {.} 3}} + \ text {.} \ Text {…} \\ [/ latex]

Это соотношение приводит к общему сопротивлению R _p , которое меньше наименьшего из отдельных сопротивлений. (Это видно в следующем примере.) При параллельном подключении резисторов от источника течет больше тока, чем протекает по любому из них по отдельности, поэтому общее сопротивление ниже.

Пример 2. Расчет сопротивления, тока, рассеиваемой мощности и выходной мощности: анализ параллельной цепи

Пусть выходное напряжение батареи и сопротивления в параллельном соединении на Рисунке 3 будут такими же, как в ранее рассмотренном последовательном соединении: В = 12.0 В, R ₁ = 1,00 Ом, R ₂ = 6,00 Ом и R ₃ = 13,0 Ом. а) Каково полное сопротивление? (б) Найдите полный ток. (c) Рассчитайте токи в каждом резисторе и покажите, как они складываются, чтобы равняться общему выходному току источника. (d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Общее сопротивление для параллельной комбинации резисторов находится с помощью следующего уравнения.Ввод известных значений дает

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} = \ frac {1} {1 \ text {.} \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {6 \ text {. } \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {\ text {13} \ text {.} 0 \ text {} \ Omega} \\ [/ latex].

Таким образом,

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1.00} {\ text {} \ Omega} + \ frac {0 \ text {.} \ Text {1667}} {\ текст {} \ Omega} + \ frac {0 \ text {.} \ text {07692}} {\ text {} \ Omega} = \ frac {1 \ text {.} \ text {2436}} {\ text { } \ Omega} \\ [/ латекс].

(Обратите внимание, что в этих расчетах каждый промежуточный ответ отображается с дополнительной цифрой.) Мы должны перевернуть это, чтобы найти полное сопротивление R _p . Это дает

[латекс] {R} _ {\ text {p}} = \ frac {1} {1 \ text {.} \ Text {2436}} \ text {} \ Omega = 0 \ text {.} \ Text { 8041} \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Общее сопротивление с правильным количеством значащих цифр составляет R _p = 0,804 Ом

R _p , как и предполагалось, меньше наименьшего индивидуального сопротивления.

Полный ток можно найти из закона Ома, заменив полное сопротивление R _p . Это дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {\ text {12.0 V}} {0.8041 \ text {} \ Omega} = \ text {14} \ text {.} \ text {92 A} \\ [/ latex].

Ток I для каждого устройства намного больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно (см. Предыдущий пример).Схема с параллельным соединением имеет меньшее общее сопротивление, чем резисторы, включенные последовательно.

Отдельные токи легко вычислить по закону Ома, так как каждый резистор получает полное напряжение. Таким образом,

[латекс] {I} _ {1} = \ frac {V} {{R} _ {1}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {1.00 \ text {} \ Omega} = 12.0 \ text {A} \\ [/ латекс].

Аналогично

[латекс] {I} _ {2} = \ frac {V} {{R} _ {2}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {6.00 \ text {} \ Omega} = 2 \ text {.} \ text {00} \ text {A} \\ [/ latex]

и

[латекс] {I} _ {3} = \ frac {V} {{R} _ {3}} = \ frac {\ text {12} \ text {.} 0 \ text {V}} {\ text {13} \ text {.} \ Text {0} \ text {} \ Omega} = 0 \ text {.} \ Text {92} \ text {A} \\ [/ latex].

Общий ток складывается из отдельных токов:

I ₁ + I ₂ + I ₃ = 14,92 A.

Это соответствует сохранению заряда.{2}} {13.0 \ text {} \ Omega} = 11.1 \ text {W} \\ [/ latex].

Мощность, рассеиваемая каждым резистором при параллельном подключении, значительно выше, чем при последовательном подключении к тому же источнику напряжения.

Общую мощность также можно рассчитать несколькими способами. Если выбрать P = IV и ввести полный ток, получим

P = IV = (14,92 A) (12,0 В) = 179 Вт.

Общая мощность, рассеиваемая резисторами, также 179 Вт:

P ₁ + P ₂ + P ₃ = 144 Вт + 24,0 Вт + 11,1 Вт = 179 Вт

Это соответствует закону сохранения энергии.

Обратите внимание, что как токи, так и мощность при параллельном подключении больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно.

1. Параллельное сопротивление определяется из [latex] \ frac {1} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} { {R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} + \ text {…} \\ [/ latex], и оно меньше любого отдельного сопротивления в комбинации.
2. Каждый резистор, включенный параллельно, имеет такое же полное напряжение, что и источник. (В системах распределения электроэнергии чаще всего используются параллельные соединения для питания бесчисленных устройств, обслуживаемых одинаковым напряжением, и для того, чтобы они могли работать независимо.)
3. Параллельные резисторы не получают общий ток каждый; они делят это.

Сочетания последовательного и параллельного

Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного. Они обычно встречаются, особенно если учитывать сопротивление провода. В этом случае сопротивление провода включено последовательно с другими сопротивлениями, включенными параллельно. Комбинации последовательного и параллельного подключения можно свести к одному эквивалентному сопротивлению, используя методику, показанную на рисунке 4.Различные части идентифицируются как последовательные или параллельные, уменьшаются до их эквивалентов и далее уменьшаются до тех пор, пока не останется единственное сопротивление. Процесс занимает больше времени, чем труден.

Рис. 4. Эта комбинация из семи резисторов имеет как последовательные, так и параллельные части. Каждый из них идентифицируется и приводится к эквивалентному сопротивлению, а затем уменьшается до достижения единого эквивалентного сопротивления.

Самая простая комбинация последовательного и параллельного сопротивления, показанная на рисунке 4, также является наиболее поучительной, поскольку она используется во многих приложениях.Например, R ₁ может быть сопротивлением проводов от автомобильного аккумулятора к его электрическим устройствам, которые включены параллельно. R ₂ и R ₃ могли быть стартером и светом салона. Ранее мы предполагали, что сопротивление провода незначительно, но, когда это не так, оно имеет важные последствия, как показывает следующий пример.

Пример 3. Расчет сопротивления,

На рис. 5 показаны резисторы из двух предыдущих примеров, подключенные другим способом — комбинацией последовательного и параллельного.Мы можем считать R ₁ сопротивлением проводов, ведущих к R ₂ и R ₃ . (а) Найдите полное сопротивление. (b) Что такое падение IR в R ₁ ? (c) Найдите текущие значения с I ₂ по R ₂ . (d) Какую мощность рассеивает R ₂ ?

Рис. 5. Эти три резистора подключены к источнику напряжения, так что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, и эта комбинация включена последовательно с R ₁ .

Чтобы найти полное сопротивление, отметим, что R ₂ и R ₃ находятся параллельно, и их комбинация R _p находится последовательно с R ₁ . Таким образом, общее (эквивалентное) сопротивление этой комбинации составляет

R _до = R ₁ + R _p .

Сначала находим R _p , используя уравнение для параллельных резисторов и вводя известные значения:

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3 }} = \ frac {1} {6 \ text {.} \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {\ text {13} \ text {.} 0 \ text {} \ Omega} = \ frac {0.2436} {\ text {} \ Омега} \\ [/ латекс].

Инвертирование дает

[латекс] {R} _ {\ text {p}} = \ frac {1} {0,2436} \ text {} \ Omega = 4.11 \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Таким образом, общее сопротивление равно

R _до = R ₁ + R _p = 1,00 Ом + 4,11 Ом = 5,11 Ом.

Общее сопротивление этой комбинации является промежуточным между значениями чистой серии и чистой параллели (20.0 Ом и 0,804 Ом соответственно), найденные для тех же резисторов в двух предыдущих примерах.

Чтобы найти падение IR в R ₁ , отметим, что полный ток I протекает через R ₁ . Таким образом, падение IR составляет

В ₁ = ИК ₁

Мы должны найти I , прежде чем сможем вычислить V ₁ .Полный ток I находится с помощью закона Ома для схемы. То есть

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {tot}}} = \ frac {\ text {12.0} \ text {V}} {5.11 \ text {} \ Omega} = 2.35 \ text {A} \\ [/ latex].

Вводя это в выражение выше, получаем

В ₁ = IR ₁ = (2,35 A) (1,00 Ом) = 2,35 В.

Напряжение, приложенное к R ₂ и R ₃ , меньше полного напряжения на величину В ₁ .Когда сопротивление провода велико, это может существенно повлиять на работу устройств, представленных R ₂ и R ₃ .

Чтобы найти ток через R ₂ , мы должны сначала найти приложенное к нему напряжение. Мы называем это напряжение В _p , потому что оно приложено к параллельной комбинации резисторов. Напряжение, приложенное как к R ₂ , так и к R ₃ , уменьшается на величину В ₁ , и поэтому оно составляет

В _p = V — V ₁ = 12.0 В — 2,35 В = 9,65 В.

Теперь ток I ₂ через сопротивление R ₂ находится по закону Ома:

[латекс] {I} _ {2} = \ frac {{V} _ {\ text {p}}} {{R} _ {2}} = \ frac {9.65 \ text {V}} {6.00 \ текст {} \ Omega} = 1,61 \ text {A} \\ [/ latex].

Ток меньше 2,00 А, которые протекали через R ₂ , когда он был подключен параллельно к батарее в предыдущем примере параллельной цепи.

Мощность, рассеиваемая R ₂ равна

P ₂ = ( I ₂ ) ² R ₂ = (1,61 A) ² (6,00 Ом) = 15,5 Вт

Мощность меньше 24,0 Вт, рассеиваемых этим резистором при параллельном подключении к источнику 12,0 В.

Одним из следствий этого последнего примера является то, что сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемую на резистор.Если сопротивление провода относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными. Если потребляется большой ток, падение IR в проводах также может быть значительным.

Например, когда вы роетесь в холодильнике и включается мотор, свет холодильника на мгновение гаснет. Точно так же вы можете увидеть тусклый свет в салоне, когда вы запускаете двигатель вашего автомобиля (хотя это может быть связано с сопротивлением внутри самой батареи).

То, что происходит в этих сильноточных ситуациях, показано на рисунке 6. Устройство, обозначенное номером R ₃ , имеет очень низкое сопротивление, поэтому при его включении протекает большой ток. Этот увеличенный ток вызывает большее падение IR в проводах, представленных R ₁ , уменьшая напряжение на лампе (которое составляет R ₂ ), которое затем заметно гаснет.

Рис. 6. Почему гаснет свет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

Проверьте свое понимание

Можно ли любую произвольную комбинацию резисторов разбить на последовательную и параллельную? Посмотрите, сможете ли вы нарисовать принципиальную схему резисторов, которые нельзя разбить на комбинации последовательно и параллельно.

1. Нарисуйте четкую принципиальную схему, пометив все резисторы и источники напряжения. Этот шаг включает в себя список известных проблем, поскольку они обозначены на вашей принципиальной схеме.
2. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен.
3. Определите, подключены ли резисторы последовательно, параллельно или в комбинации последовательно и параллельно.Изучите принципиальную схему, чтобы сделать эту оценку. Резисторы включены последовательно, если через них должен последовательно проходить один и тот же ток.
4. Используйте соответствующий список основных функций для последовательных или параллельных подключений, чтобы найти неизвестные. Есть один список для серий и другой для параллельных. Если ваша проблема представляет собой комбинацию последовательного и параллельного соединений, уменьшайте ее поэтапно, рассматривая отдельные группы последовательных или параллельных соединений, как это сделано в этом модуле и примерах. Особое примечание: при обнаружении R необходимо с осторожностью относиться к обратному.
5. Проверьте, являются ли ответы разумными и последовательными. Единицы и числовые результаты должны быть разумными. Общее последовательное сопротивление должно быть больше, а общее параллельное сопротивление, например, должно быть меньше. Мощность должна быть больше для одних и тех же устройств, подключенных параллельно, по сравнению с последовательными и так далее.

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

1. Переключатель имеет переменное сопротивление, близкое к нулю в замкнутом состоянии и очень большое в разомкнутом, и он включен последовательно с устройством, которым он управляет.Объясните влияние переключателя на рисунке 7 на ток в разомкнутом и замкнутом состоянии.

Рис. 7. Выключатель обычно включается последовательно с источником сопротивления и напряжения. В идеале, переключатель имеет почти нулевое сопротивление в замкнутом состоянии, но имеет чрезвычайно большое сопротивление в разомкнутом состоянии. (Обратите внимание, что на этой диаграмме скрипт E представляет напряжение (или электродвижущую силу) батареи.)

2. Какое напряжение на разомкнутом переключателе на Рисунке 7?

3. На разомкнутом переключателе есть напряжение, как на Рисунке 7.Почему же тогда мощность, рассеиваемая разомкнутым переключателем, мала?

4. Почему мощность, рассеиваемая замкнутым переключателем, как на Рисунке 7, мала?

5. Студент в физической лаборатории по ошибке подключил электрическую лампочку, батарею и выключатель, как показано на рисунке 8. Объясните, почему лампа горит, когда выключатель разомкнут, и гаснет, когда он замкнут. (Не пытайтесь — батарея сильно разряжается!)

Рис. 8. Ошибка подключения. Включите этот переключатель параллельно устройству, обозначенному [латекс] R [/ латекс].(Обратите внимание, что на этой диаграмме скрипт E представляет напряжение (или электродвижущую силу) батареи.)

6. Зная, что сила удара зависит от величины тока, протекающего через ваше тело, вы бы предпочли, чтобы он был включен последовательно или параллельно с сопротивлением, таким как нагревательный элемент тостера, если он поражен им? Объясни.

7. Были бы ваши фары тусклыми при запуске двигателя автомобиля, если бы провода в вашем автомобиле были сверхпроводящими? (Не пренебрегайте внутренним сопротивлением батареи.) Объясните.

8. Некоторые гирлянды праздничных огней соединены последовательно для экономии затрат на проводку. В старой версии использовались лампочки, которые при перегорании прерывали электрическое соединение, как выключатель. Если одна такая лампочка перегорит, что случится с остальными? Если такая цепочка работает от 120 В и имеет 40 одинаковых лампочек, каково нормальное рабочее напряжение каждой? В более новых версиях используются лампы, которые при перегорании замыкаются накоротко, как замкнутый выключатель. Если одна такая лампочка перегорит, что случится с остальными? Если такая цепочка работает от 120 В и в ней осталось 39 идентичных лампочек, каково тогда рабочее напряжение каждой?

9.Если две бытовые лампочки мощностью 60 и 100 Вт подключить последовательно к бытовой электросети, какая из них будет ярче? Объясни.

10. Предположим, вы проводите физическую лабораторию, где вас просят вставить резистор в схему, но все прилагаемые резисторы имеют большее сопротивление, чем запрошенное значение. Как бы вы соединили доступные сопротивления, чтобы попытаться получить меньшее запрошенное значение?

11. Перед Второй мировой войной некоторые радиостанции получали питание через «шнур сопротивления», который имел значительное сопротивление.Такой резистивный шнур снижает напряжение до желаемого уровня для ламп радиоприемника и т.п., и это экономит расходы на трансформатор. Объясните, почему резистивные шнуры нагреваются и тратят энергию при включенном радио.

12. У некоторых лампочек есть три уровня мощности (не включая ноль), полученные от нескольких нитей накала, которые индивидуально переключаются и соединяются параллельно. Какое минимальное количество нитей необходимо для трех режимов мощности?

Задачи и упражнения

Примечание. Можно считать, что данные, взятые из цифр, имеют точность до трех значащих цифр.

1. (a) Каково сопротивление десяти последовательно соединенных резисторов сопротивлением 275 Ом? (б) Параллельно?

2. (a) Каково сопротивление последовательно соединенных резисторов 1,00 × 10 ² Ом, 2,50 кОм и 4,00 кОм? (б) Параллельно?

3. Какое наибольшее и наименьшее сопротивление можно получить, соединив резисторы на 36,0 Ом, 50,0 Ом и 700 Ом?

4. Тостер на 1800 Вт, электрическая сковорода на 1400 Вт и лампа на 75 Вт подключены к одной розетке в цепи 15 А, 120 В.(Три устройства работают параллельно, если подключены к одной розетке.) а) Какой ток потребляет каждое устройство? (b) Перегорит ли эта комбинация предохранитель на 15 А?

5. Фара мощностью 30,0 Вт и стартер мощностью 2,40 кВт обычно подключаются параллельно в систему на 12,0 В. Какую мощность потребляли бы одна фара и стартер при последовательном подключении к аккумулятору 12,0 В? (Не обращайте внимания на любое другое сопротивление в цепи и любое изменение сопротивления в двух устройствах.)

6.(a) Для батареи 48,0 В и резисторов 24,0 Ом и 96,0 Ом найдите для каждого из них ток и мощность при последовательном соединении. (b) Повторите, когда сопротивления включены параллельно.

7. Ссылаясь на пример комбинирования последовательных и параллельных цепей и рисунок 5, вычислите I ₃ следующими двумя различными способами: (a) из известных значений I и I ₂ ; (б) используя закон Ома для R ₃ . В обеих частях явно показано, как вы следуете шагам, описанным выше в стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов .

Рис. 5. Эти три резистора подключены к источнику напряжения, так что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, и эта комбинация включена последовательно с R ₁ .

8. Ссылаясь на рисунок 5: (a) Вычислите P ₃ и обратите внимание на его сравнение с P ₃ , найденным в первых двух примерах задач в этом модуле. (b) Найдите полную мощность, отдаваемую источником, и сравните ее с суммой мощностей, рассеиваемых резисторами.

9. См. Рисунок 6 и обсуждение затемнения света при включении тяжелого прибора. (a) Учитывая, что источник напряжения составляет 120 В, сопротивление провода составляет 0,400 Ом, а номинальная мощность лампы составляет 75,0 Вт, какая мощность будет рассеиваться лампой, если при включении двигателя через провода пройдет в общей сложности 15,0 А? Предположите незначительное изменение сопротивления лампы. б) Какая мощность потребляет двигатель?

Рис. 6. Почему гаснет свет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

10. Линия электропередачи на 240 кВ, имеющая 5,00 × 10 ² , подвешена к заземленным металлическим опорам с помощью керамических изоляторов, каждый из которых имеет сопротивление 1,00 × 10 ⁹ Ом (рисунок 9 (а)). Какое сопротивление на землю у 100 изоляторов? (b) Рассчитайте мощность, рассеиваемую 100 из них. (c) Какая часть мощности, переносимой линией, это? Ясно покажите, как вы следуете шагам, описанным выше в стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов .

Рис. 9. Высоковольтная (240 кВ) линия электропередачи 5,00 × 10 ² подвешена к заземленной металлической опоре электропередачи. Ряд керамических изоляторов обеспечивает сопротивление 1,00 × 10 ⁹ Ом каждый.

11. Покажите, что если два резистора R ₁ и R ₂ объединены и один из них намного больше другого ( R ₁ >> R ₂ ): (a ) Их последовательное сопротивление почти равно большему сопротивлению R ₁ .(б) Их параллельное сопротивление почти равно меньшему сопротивлению R ₂ .

12. Необоснованные результаты Два резистора, один из которых имеет сопротивление 145 Ом, подключены параллельно, чтобы получить общее сопротивление 150 Ом. а) Каково значение второго сопротивления? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения являются необоснованными или непоследовательными?

13. Необоснованные результаты Два резистора, один из которых имеет сопротивление 900 кОм, соединены последовательно, чтобы получить общее сопротивление 0.500 МОм. а) Каково значение второго сопротивления? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения являются необоснованными или непоследовательными?

Глоссарий

серия:

последовательность резисторов или других компонентов, включенных в цепь один за другим

резистор:

компонент, обеспечивающий сопротивление току, протекающему через электрическую цепь

сопротивление:

вызывает потерю электроэнергии в цепи

Закон Ома:

соотношение между током, напряжением и сопротивлением в электрической цепи: В = IR

напряжение:

электрическая потенциальная энергия на единицу заряда; электрическое давление, создаваемое источником питания, например аккумулятором

падение напряжения:

потеря электроэнергии при прохождении тока через резистор, провод или другой компонент

ток:

поток заряда через электрическую цепь мимо заданной точки измерения

Закон Джоуля:

соотношение между потенциальной электрической мощностью, напряжением и сопротивлением в электрической цепи, определяемое по формуле: [latex] {P} _ {e} = \ text {IV} [/ latex]

параллельно:

подключение резисторов или других компонентов в электрической цепи таким образом, что каждый компонент получает одинаковое напряжение от источника питания; часто изображается на диаграмме в виде лестницы, где каждый компонент находится на ступеньке лестницы

Избранные решения проблем и упражнения

1.(а) 2,75 кОм (б) 27,5 Ом

3. (а) 786 Ом (б) 20,3 Ом

5. 29,6 Вт

7. (а) 0,74 А (б) 0,742 А

9. (а) 60,8 Вт (б) 3,18 кВт

11. (a) [латекс] \ begin {array} {} {R} _ {\ text {s}} = {R} _ {1} + {R} _ {2} \\ \ Rightarrow {R} _ {\ text {s}} \ приблизительно {R} _ {1} \ left ({R} _ {1} \ text {>>} {R} _ {2} \ right) \ end {array} \\ [/ латекс]

(b) [латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2} } = \ frac {{R} _ {1} + {R} _ {2}} {{R} _ {1} {R} _ {2}} \\ [/ latex],

так что

[латекс] \ begin {array} {} {R} _ {p} = \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {1} + {R} _ {2}} \ приблизительно \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {1}} = {R} _ {2} \ left ({R} _ {1 } \ text {>>} {R} _ {2} \ right) \ text {.} \ end {array} \\ [/ latex]

13. (a) –400 кОм (b) Сопротивление не может быть отрицательным. (c) Считается, что последовательное сопротивление меньше одного из резисторов, но должно быть больше любого из резисторов.

Мощность и энергия

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Выполнять расчеты мощности, напряжения, тока и сопротивления.
• • с использованием соответствующих единиц и подразделений.
• Различайте мощность и энергию в электрических цепях.

Мощность резисторов

Когда через резистор протекает ток, электрическая энергия преобразуется в ТЕПЛОВУЮ энергию. Тепло, генерируемое в компонентах схемы, каждый из которых обладает хотя бы некоторым сопротивлением, рассеивается в воздухе вокруг компонентов. Скорость рассеивания тепла называется МОЩНОСТЬЮ, обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).

Количество рассеиваемой мощности может быть вычислено с использованием любых двух величин, используемых в расчетах по закону Ома. Помните, что, как и в любой формуле, в формуле должны использоваться ОСНОВНЫЕ КОЛИЧЕСТВА, то есть ВОЛЬТЫ, ОМЫ и АМПЕРЫ (не милли, мег и т. Д.).

Чтобы найти мощность P, используя V и I

Чтобы найти мощность P, используя V и R

Чтобы найти мощность P, используя I и R

Перед тем как начать, подумайте об этих нескольких советах, они облегчат решение, если внимательно следовать им.

1. Разработайте ответы с помощью карандаша и бумаги; в противном случае легко запутаться на полпути и получить неправильный ответ.

2. Конечно, ответ — это не просто число, это будет определенное количество ватт (или несколько или несколько единиц ватт). Не забудьте указать правильную единицу измерения (например, Вт или мВт и т. Д.), А также число, иначе ответ не имеет смысла.

3. Преобразуйте все вспомогательные единицы, такие как мВ или кОм, в ватты, указав их в соответствующей формуле.Ошибка здесь даст действительно глупые ответы, в тысячи раз слишком большие или слишком маленькие.

4. Хотя структура этих формул мощности кажется очень похожей на формулы закона Ома, есть небольшое различие — они содержат некоторые элементы в квадрате (I ² и V ² ). Будьте очень осторожны при использовании трюка с треугольником для транспонирования этих формул. Если вам нужно связать мощность с сопротивлением, то I или V необходимо возвести в квадрат (умножить на себя). Однако вы можете построить треугольник, который соответствует любой из формул для получения R, как показано ниже.

Не забудьте загрузить нашу брошюру «Подсказки по математике», в которой показано, как использовать калькулятор с показателями степени и инженерной нотацией для работы с этими частями и каждый раз получать правильный ответ.

Нет научного калькулятора? Буклет «Подсказки по математике» объясняет, что вам нужно (и что вам не нужно, чтобы не тратить деньги без надобности). Если вы не хотите покупать научный калькулятор, вы всегда можете получить его бесплатно в сети.Пользователи ПК могут попробовать Calc98 на сайте www.calculator.org/download.html. Какой бы калькулятор вы ни выбрали, прочтите инструкции, чтобы ознакомиться с методами работы, которые вам следует использовать, поскольку они варьируются от калькулятора к калькулятору.

Важно помнить о влиянии рассеивания мощности в компонентах: чем больше мощность, тем больше тепла должно рассеиваться компонентом. Обычно это означает, что компоненты, рассеивающие большое количество энергии, нагреваются, а также они будут значительно больше по размеру, чем типы с низким энергопотреблением.Если компоненту требуется рассеивать больше энергии, чем он предназначен, он не сможет достаточно быстро избавиться от выделяемого тепла. Его температура повысится, и перегрев может вызвать полный выход из строя компонента и, возможно, повреждение других компонентов и самой печатной платы (PCB). В качестве меры предосторожности резисторы большой мощности часто устанавливают вне печатной платы с использованием более длинных выводных проводов, заключенных в керамические гильзы. Резисторы с проволочной обмоткой большой мощности могут быть даже заключены в металлический радиатор и прикреплены болтами к большой металлической поверхности, такой как корпус оборудования, чтобы избавиться от нежелательного тепла.Примеры резисторов большой мощности показаны на странице конструкции резистора.

Компоненты, такие как резисторы, имеют определенную номинальную мощность, указанную производителем (в ваттах или милливаттах). Этот рейтинг (параметр) необходимо проверить при замене компонента, чтобы не произошло завышения рейтинга. Это важный фактор безопасности при обслуживании электронного оборудования.

TIP

Тепло, выделяемое резисторами большой мощности, является основной причиной преждевременного отказа многих цепей.Либо сам резистор выходит из строя из-за «разомкнутой цепи», особенно в резисторах с проволочной обмоткой. В резисторах из углеродного состава перегрев в течение длительного периода может вызвать изменение значения. Это может увеличиваться в типах с высоким сопротивлением или более опасно уменьшаться (позволяя увеличить ток) в типах с низким сопротивлением. Увеличение тока, вызванное уменьшением сопротивления, только ускоряет процесс, и в конечном итоге резистор (а иногда и другие связанные компоненты) сгорает!

Энергия в резисторах

Если определенное количество мощности рассеивается в течение заданного времени, то ЭНЕРГИЯ рассеивается.Энергия (мощность x время) измеряется в Джоулях, и, включив время (t) в формулы мощности, можно рассчитать энергию, рассеиваемую компонентом или схемой.

Рассеиваемая энергия = Pt или VIt или V ² t / R или даже I ² Rt Джоуль

Обратите внимание, что в формулах для энергии такие величины, как мощность, время, сопротивление, ток и напряжение, должны быть преобразованы в их основные единицы, например Ватты, секунды, Ом, Амперы, Вольт и т. Д.Никаких дополнительных единиц или нескольких единиц! Как описано в буклете «Советы по математике».

Все вышеперечисленные единицы являются частью интегрированной системы международно стандартизированных единиц; Система S.I. (Système International d´Unités). Эта система устанавливает основные единицы для любых электрических, механических и физических свойств и их отношения друг к другу. Он также включает стандартную форму кратных и долей кратных, описанную в буклете «Подсказки по математике». {2} \ tau}) \ frac {L} {a}, V = I (ne2τm) aL,

, где mmm и eee — масса и заряд электрона соответственно, LLL и aaa — длина и площадь проводящего материала, составляющего резистор, nnn — плотность носителей заряда, а τ \ tau τ — интервал времени между два столкновения электронов в резисторе.Сопротивление также можно расширить до:

R = ρLA, R = \ frac {\ rho L} {A}, R = AρL,

, где ρ \ rhoρ — это удельное сопротивление , , свойство материала резистора, а LLL и AAA — длина и площадь поперечного сечения соответственно резистора.