Potència de resistència: designació al diagrama, com augmentar què fer si no n'hi ha adequat

En els circuits d’equips electrònics, un dels elements més comuns és resistor, el seu altre nom és resistència. Té una sèrie de característiques, entre les quals hi ha potència. En aquest article parlarem de resistències, què fer si no disposeu d’un element adequat per a l’alimentació i per què es cremen.

Característiques del resistor

1. El principal paràmetre de la resistència és la resistència nominal.

2. El segon paràmetre pel qual es selecciona és la màxima dissipació de potència (o màxima).

3. Coeficient de resistència de temperatura: descriu la quantitat de resistència que canvia quan la temperatura canvia d’1 grau centígrad.

4. Desviació admissible del valor nominal. Típicament, la dispersió de paràmetres de resistència des d’un declarat en l’interval de 5-10%, depèn del GOST o de les especificacions tècniques per a les quals es produeix, hi ha resistències exactes amb una desviació de fins a l’1%, normalment costa més.

5. La tensió màxima de funcionament depèn del disseny de l’element, en els electrodomèstics amb una tensió d’alimentació de 220V es poden utilitzar gairebé qualsevol resistència.

6. Característiques del soroll.

7. Temperatura ambient màxima. Aquesta és una temperatura que pot arribar a assolir la màxima dissipació de potència de la mateixa resistència. En parlarem més detalladament més endavant.

8. Resistència a la humitat i la calor.

Hi ha dues característiques més que els principiants que sovint no coneixen són:

1. Inductància espuriosa.

2. Capacitança espuriosa.

Els dos paràmetres depenen del tipus i de les característiques de disseny de la resistència. La inductància té en qualsevol conductor, la pregunta està en la seva magnitud. Els valors típics de les inductàncies i capacitats parasitàries no tenen sentit. S’han de tenir en compte components espúrics a l’hora de dissenyar i reparar dispositius d’alta freqüència.

En freqüències baixes (per exemple, dins d’un rang d’àudio de fins a 20 kHz), no afecten significativament el funcionament del circuit. En dispositius d’alta freqüència, amb freqüències de funcionament de centenars de milers i per sobre de hertz, fins i tot la ubicació de les pistes a la pissarra i la seva forma tenen un impacte significatiu.

Resistència de potència

Pel que fa a la física, molts recorden la fórmula de l’energia per l’electricitat, aquestes són:P = U * I

Es dedueix que depèn linealment del corrent i la tensió. El corrent a través de la resistència depèn de la seva resistència i del voltatge aplicat a aquesta, és a dir:

I = U / R

La caiguda de tensió a la resistència (la quantitat de tensió que queda del voltatge aplicat al circuit on està instal·lat) també depèn del corrent i de la resistència:

I = U / R

Ara expliquem amb paraules senzilles quina és la potència d’un resistor i on s’assigna.

Qualsevol metall té la seva pròpia resistència específica, aquest és un valor que depèn de l'estructura d'aquest metall. Quan els portadors de càrrega (en el nostre cas, electrons), sota la influència d’un corrent elèctric, flueixen a través d’un conductor, xoquen amb les partícules de les quals consisteix el metall.

Com a conseqüència d’aquestes col·lisions, el flux de corrent s’impedeix. Si és molt generalitzat, resulta que com més densa és l’estructura metàl·lica, més difícil és que el corrent flueixi (més gran és la resistència).

La imatge mostra un exemple de gelosia de cristall per més claredat.

Aquestes col·lisions generen calor. Això es pot imaginar com si passegeu per una multitud (gran resistència), on us empenyien, o si passegeu per un passadís buit, on sués més fort?

El mateix passa amb el metall. L’energia s’allibera com a calor. En alguns casos, això és dolent, perquè l'eficiència del dispositiu és reduïda.En altres situacions, aquesta és una propietat útil, per exemple en el treball dels elements de calefacció. A les làmpades incandescents, per la seva resistència, l’espiral s’escalfa fins a una brillantor brillant.

Però, com es relaciona això amb les resistències?

El fet és que les resistències s’utilitzen per limitar el corrent a l’alimentació de qualsevol dispositiu o elements de circuit o per configurar modes de funcionament per a dispositius semiconductors. Ho vam descriure en un article sobre transistors bipolars. A partir de la fórmula anterior, quedarà clar que el corrent es redueix a causa de la reducció de tensió. Es pot dir que un voltatge excessiu es crema en forma de calor a la resistència, mentre que la potència es considera per la mateixa fórmula que la potència total:

P = U * I

Aquí U és el nombre de volts "cremat" a la resistència i jo és el corrent que hi circula.

La generació de calor a la resistència s’explica per la llei de Joule-Lenz, que relaciona la quantitat de calor alliberada amb el corrent i la resistència. Com més gran sigui el primer o el segon, més calor s’alliberarà.

Per fer-ho convenient a partir d’aquesta fórmula, substituint la llei d’Ohm per una secció de la cadena, se’n deriven dues fórmules més.

Per determinar la potència mitjançant el voltatge aplicat a la resistència:

P = (U ^ 2) / R

Per determinar la potència a través del corrent que circula per la resistència:

P = (I ^ 2) / R

Una mica de pràctica

Per exemple, determinem quanta potència s’assigna a una resistència d’1 ohm connectada a una font de tensió de 12V.

Primer calculem el corrent al circuit:

I = 12/1 = 12A

Ara potència segons la fórmula clàssica:

P = 12 * 12 = 144 watts.

Es pot evitar una acció en els càlculs si utilitzeu les fórmules anteriors, comproveu això:

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

Tot encaixa. La resistència generarà calor amb una capacitat de 144W. Són valors condicionals presos com a exemple. A la pràctica, no trobareu aquestes resistències en equips electrònics, a excepció de grans resistències per a la regulació de motors de corrent continu o la posada en marxa de potents màquines síncrones en mode asíncron.

Què són les resistències i com s’indiquen al diagrama

Algunes de les capacitats de resistència són estàndards: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Aquests són valors típics de resistències comunes, també hi ha valors grans o altres valors. Però aquesta sèrie és la més habitual. En el muntatge d’electrònica s’utilitza un circuit elèctric amb el número de sèrie dels elements. La resistència nominal s'indica amb menys freqüència, i la resistència nominal i la potència són indicades amb menys freqüència.

Per determinar ràpidament la potència de la resistència en el circuit, es van introduir les UGO corresponents (convencions gràfiques) segons GOST. L’aparició d’aquestes designacions i la seva interpretació es presenten a la taula següent.

En general, aquestes dades, així com el nom d’un tipus de resistència específic, s’indiquen a la llista d’elements, també s’indica la tolerància permesa en%.

A l’exterior, difereixen de mida, com més potent és l’element, més gran és la seva mida. Una mida més gran augmenta l’àrea d’intercanvi de calor de la resistència amb l’ambient. Per tant, la calor que s’allibera durant el pas del corrent a través de la resistència es dóna ràpidament a l’aire (si l’ambient és aire).

Això significa que la resistència pot escalfar-se amb més potència (per alliberar una certa quantitat de calor per unitat de temps). Quan la temperatura de resistència arriba a un nivell determinat, primer es comença a cremar la capa exterior amb el marcatge, i després es crema la capa resistiva (pel·lícula, filferro o qualsevol altra cosa).

Per avaluar quant es pot escalfar una resistència, mireu la bobina de calefacció d’una resistència potent desmuntada (més de 5 W) en un estoig ceràmic.

A les característiques hi havia un paràmetre com la temperatura ambient admissible. Està indicat per a la selecció correcta de l’element. El fet és que, ja que la potència de la resistència està limitada per la capacitat de transferir calor i, alhora, no sobreescalfar, sinó transferir calor, és a dir.la refrigeració de l’element per convecció o flux d’aire forçat ha de ser el més gran possible per la diferència de temperatura de l’element i l’entorn.

Per tant, si l’element és massa calent al voltant de l’element, s’escalfarà i es cremarà ràpidament, fins i tot si l’energia elèctrica que hi ha es troba per sota del màxim dissipat. La temperatura normal és de 20-25 graus centígrads.

Continuar aquest tema:

Com baixar el voltatge amb una resistència

Càlcul i selecció d’una resistència per al LED

Càlcul del divisor de tensió a les resistències

L’ús de resistències addicionals

Què passa si no hi ha cap resistència de la potència necessària?

Un problema comú dels pernils és la manca de resistència de la potència necessària. Si teniu resistències més potents del que necessiteu, no hi ha res dolent, podeu definir-ho sense dubtar. Si només encaixava de mida. Si totes les resistències disponibles en potència són inferiors a les necessàries, això ja és un problema.

De fet, resoldre aquest problema és bastant senzill. Recordeu les lleis de sèries i connexió paral·lela de resistències.

1. Amb una connexió en sèrie de resistències, la suma de les caigudes de tensió a tot el circuit és igual a la suma de les caigudes de cadascuna d'elles. I el corrent que circula per cada resistència és igual al corrent total, és a dir. UNS corrents circulen al circuit a partir d’elements connectats en sèrie, però els DIFERENTS volts aplicats a cadascun d’ells es determinen d’acord amb la llei d’Ohm per a la secció de circuits (vegeu més amunt) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Amb una connexió paral·lela de resistències, la caiguda de totes les tensions és igual, i el corrent que flueix a cadascuna de les branques és inversament proporcional a la resistència de la branca. El corrent total de la cadena de resistències connectades en paral·lel és igual a la suma dels corrents de cadascuna de les branques.

Aquesta imatge mostra totes les anteriors, de forma adequada per recordar-les.

De manera que, com passa amb una connexió en sèrie de resistències, la tensió de cadascuna d'elles disminueix i, amb una connexió paral·lela, el corrent, llavors si P = U * I

La potència assignada a cadascun d’ells disminuirà en conseqüència.

Per tant, si no teniu una resistència de 100 Ohm a 1 W, gairebé sempre podeu reemplaçar-la per 2 resistències de 50 Ohm i 0,5 W connectades en sèrie, o 2 resistències de 200 Ohm i 0,5 W connectades en paral·lel.

Acabo de escriure "MOLT SEMPRE". El fet és que no totes les resistències porten corrents de xoc igual de bé, en alguns circuits, per exemple, connectats amb la càrrega de grans condensadors, en el moment inicial del temps transfereixen una gran càrrega de xoc, cosa que pot danyar la seva capa resistiva. Aquests paquets s’han de revisar a la pràctica o mitjançant càlculs llargs i llegint documentació tècnica i especificacions de resistències, cosa que gairebé mai i ningú no ho fa.

Conclusió

La potència d’un resistor no és menys important que la seva resistència nominal. Si no presteu atenció a la selecció de resistències que necessiteu energia, aleshores es cremaran i faran molta calor, cosa que és dolenta en qualsevol circuit.

En reparar equips, sobretot xinesos, en cap cas intenteu posar resistències de poca potència, és millor posar-ho amb marge, si hi ha una oportunitat de posar-lo a mida al tauler.

Per a un funcionament estable i fiable del dispositiu electrònic, heu de seleccionar la potència, com a mínim, amb un marge de la meitat prevista, o millor, dues vegades més. Això vol dir que si, segons càlculs, s’assigna 0,9-1 W a la resistència, la potència de la resistència o el seu conjunt no hauria de ser inferior a 1,5-2 W.