Direnç gücü: şemadaki atama, uygun değilse ne yapılacağı

Elektronik ekipman devrelerinde en yaygın elemanlardan biri rezistans, diğer adı direniş. Aralarında güç olan bir takım özelliklere sahiptir. Bu yazıda, dirençler, uygun bir güç elemanınız yoksa ne yapacağınız ve neden yantıkları hakkında konuşacağız.

Direnç Özellikleri

1. Direncin ana parametresi nominal dirençtir.

2. Seçildiği ikinci parametre maksimum (veya nihai) güç kaybıdır.

3. Direnç sıcaklık katsayısı - sıcaklığı 1 santigrat derece değiştiğinde ne kadar direnç değiştiğini açıklar.

4. Nominal değerden izin verilen sapma. Tipik olarak, direnç parametrelerinin% 5-10 aralığında beyan edilenlerden dağılması, GOST'a veya üretildiği teknik özelliklere bağlıdır,% 1'e kadar sapmaya sahip kesin dirençler vardır, genellikle daha maliyetlidir.

5. Maksimum çalışma gerilimi elemanın tasarımına bağlıdır, 220 V besleme gerilimine sahip elektrikli ev aletlerinde hemen hemen her direnç kullanılabilir.

6. Gürültü özellikleri.

7. Maksimum ortam sıcaklığı. Bu, direncin kendisinin maksimum güç dağılımına ulaşıldığında olabilecek bir sıcaklıktır. Bunun hakkında daha sonra daha ayrıntılı olarak konuşacağız.

8. Nem ve ısı direnci.

Yeni başlayanların en çok bilmedikleri iki özellik daha var:

1. Sahte endüktans.

2. Sahte kapasitans.

Her iki parametre de direncin tipine ve tasarım özelliklerine bağlıdır. Endüktans herhangi bir iletkende vardır, soru büyüklüğündedir. Parazitik indüktansların ve kapasitansların tipik değerleri anlamsızdır. Yüksek frekanslı aygıtlar tasarlanırken ve onarılırken sahte bileşenler dikkate alınmalıdır.

Düşük frekanslarda (örneğin, 20 kHz'e kadar ses aralığında), devrenin çalışması üzerinde önemli bir etki yapmazlar. Yüz binlerce ve hertz'in üzerinde çalışma frekanslarına sahip yüksek frekanslı cihazlarda, paletlerin tahtadaki yeri ve şekilleri bile önemli bir etki yapar.

Güç direnci

Fizik dersinden, çoğu elektrik için güç formülünü hatırlıyor, bunlar:P = U * I

Bunu lineer olarak akım ve gerilime bağlı olduğu izler. Direnç boyunca akım, direncine ve ona uygulanan voltaja bağlıdır, yani:

I = U / R

Direnç boyunca voltaj düşüşü (takılı olduğu devreye uygulanan terminalden terminallerinde ne kadar voltaj kalır) ayrıca akıma ve dirence bağlıdır:

I = U / R

Şimdi bir direncin gücünün ne olduğunu ve nerede tahsis edildiğini basit bir şekilde açıklıyoruz.

Herhangi bir metalin kendine özgü direnci vardır; bu, bu metalin kendisinin yapısına bağlı olan bir değerdir. Yük taşıyıcılar (bizim durumumuzda, elektronlar), bir elektrik akımının etkisi altında bir iletkenden geçtiğinde, metalin oluşturduğu parçacıklarla çarpışırlar.

Bu çarpışmaların bir sonucu olarak, akım akışı engellenir. Çok genelleştirilmişse, metal yapı ne kadar yoğun olursa, akımın akması o kadar zor olur (direnç artar).

Resim netlik için bir kristal kafes örneğini göstermektedir.

Bu çarpışmalar ısı üretir. Bu sanki bir kalabalığın arasından geçiyormuşsunuz gibi (büyük direniş), sizi zorluyorlar ya da daha fazla terlediğiniz boş bir koridorda yürüyor musunuz?

Aynı şey metal için de geçerlidir. Güç ısı olarak açığa çıkar. Bazı durumlarda, bu kötüdür, çünkü cihazın verimliliği azalır.Diğer durumlarda, bu yararlı bir özelliktir, örneğin ısıtma elemanlarının çalışmasında. Akkor lambalarda, direnci nedeniyle, spiral parlak bir ışıltıya kadar ısınır.

Fakat bunun dirençlerle ilişkisi nedir?

Gerçek şu ki, dirençler herhangi bir cihaza veya devre elemanına güç verirken akımı sınırlamak veya yarı iletken cihazlar için çalışma modlarını ayarlamak için kullanılır. Biz tarif ettik bipolar transistörler hakkında bir makalede. Yukarıdaki formülden, gerilimin azaltılması nedeniyle akımın azaldığı açıklığa kavuşacaktır. Aşırı voltajın direnç üzerindeki ısı şeklinde yandığı söylenirken, güç toplam güçle aynı formülle kabul edilir:

P = U * I

Burada U, direnç üzerinde "yakılan" volt sayısıdır ve ben içinden geçen akımdır.

Direnç üzerindeki ısı üretimi, akıma ve dirence salınan ısı miktarını ilişkilendiren Joule-Lenz yasası ile açıklanmaktadır. Birinci veya ikinci büyüdükçe, daha fazla ısı açığa çıkacaktır.

Bu formülden uygun hale getirmek için, Ohm yasasını zincirin bir bölümü ile değiştirerek iki formül daha türetilir.

Dirençe uygulanan voltaj yoluyla gücü belirlemek için:

P = (U ^ 2) / R

Direnç üzerinden akan akımdaki gücü belirlemek için:

P = (I ^ 2) / R

Biraz pratik yapın

Örneğin, bir 12V voltaj kaynağına bağlı 1 ohm'luk bir dirence ne kadar güç tahsis edildiğini belirleyelim.

İlk olarak, devredeki akımı hesaplayalım:

I = 12/1 = 12A

Şimdi klasik formüle göre güç:

P = 12 * 12 = 144 watt.

Yukarıdaki formülleri kullanırsanız, hesaplamalarda bir eylemden kaçınılabilir, bunu kontrol edelim:

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

Hepsi birbirine uyuyor. Direnç, 144W kapasiteli ısı üretecektir. Bunlar örnek olarak alınan koşullu değerlerdir. Pratikte, DC motorları düzenlemek veya senkronize olmayan modda güçlü senkron makineleri başlatmak için büyük dirençler dışında, elektronik cihazlarda bu tür dirençleri bulamazsınız.

Dirençler nelerdir ve şemada nasıl gösterilirler

Bir dizi direnç kapasitesi standarttır: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Bunlar ortak dirençlerin tipik değerleridir, ayrıca büyük değerler veya diğer değerler de vardır. Ancak bu seri en yaygın olanıdır. Elektronikleri monte ederken, elemanların seri numarası ile bir elektrik devresi kullanılır. Nominal direnç daha az, nominal direnç ve güç daha da az belirtilir.

Devredeki direncin gücünü hızlı bir şekilde belirlemek için, karşılık gelen UGO'lar (grafiksel kurallar) GOST'ye göre getirildi. Bu tür gösterimlerin görünümü ve yorumlanması aşağıdaki tabloda sunulmaktadır.

Genel olarak, bu veriler ve belirli bir direnç tipinin adı, elemanlar listesinde belirtilir,% olarak izin verilen tolerans da burada belirtilir.

Dışa doğru, boyut olarak farklılık gösterirler, eleman ne kadar güçlü olursa, boyutu da o kadar büyük olur. Daha büyük bir boyut, direncin çevre ile ısı değişim alanını arttırır. Bu nedenle, akım dirençten geçtiğinde açığa çıkan ısı hızla havaya verilir (ortam hava ise).

Bu, direncin daha fazla güçle ısınabileceği anlamına gelir (birim zaman başına belirli bir miktarda ısıyı serbest bırakmak için). Direnç sıcaklığı belirli bir seviyeye ulaştığında, önce işaretli dış katman yanmaya başlar, daha sonra dirençli katman (film, tel veya başka bir şey) yanar.

Bir direncin ne kadar ısınabileceğini değerlendirmek için, seramik bir kasada sökülmüş güçlü bir direncin (5 W'dan fazla) ısıtma bobinine bakın.

Karakteristiklerde izin verilen ortam sıcaklığı gibi bir parametre vardı. Elemanın doğru seçimi için gösterilir. Gerçek şu ki, direncin gücü ısıyı transfer etme kabiliyeti ve aynı zamanda aşırı ısınma değil, ısı aktarma kabiliyeti ile sınırlıdır.elemanın konveksiyon veya cebri hava akışı ile soğutulması, elemanın ve ortamın sıcaklık farkı olabildiğince büyük olmalıdır.

Bu nedenle, eleman elemanın etrafında çok sıcaksa, üzerindeki elektrik gücü maksimum yayılanın altında olsa bile, hızla ısınır ve yanar. Normal sıcaklık 20-25 santigrat derecedir.

Bu konuya devam ediliyor:

Bir direnç ile voltaj nasıl düşürülür

LED için bir direnç hesaplanması ve seçimi

Dirençlerdeki voltaj bölücünün hesaplanması

Ek dirençlerin kullanımı

Gerekli güçte direnç yoksa ne olur?

Jambonlarla ilgili yaygın bir sorun, gerekli gücün bir direncinin olmamasıdır. İhtiyacınız olandan daha güçlü dirençleriniz varsa - bununla ilgili yanlış bir şey yoktur, tereddüt etmeden ayarlayabilirsiniz. Sadece bedene uyarsa. Güçteki mevcut tüm dirençler gerekenden daha azsa, bu zaten bir sorundur.

Aslında, bu sorunu çözmek oldukça basittir. Dirençlerin seri ve paralel bağlantı yasalarını hatırlayın.

1. Dirençler seri bağlandığında, tüm devredeki voltaj düşüşlerinin toplamı, her birinin üzerindeki düşüşlerin toplamına eşittir. Ve her bir dirençten akan akım toplam akıma eşittir, yani. Bir akım seri bağlı elemanlardan bir devrede akar, ancak her birine uygulanan FARKLI voltajlar, devrenin bir bölümü için Ohm yasasına göre belirlenir (yukarıya bakın) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Dirençlerin paralel bağlanmasıyla, tüm gerilimlerdeki düşüş eşittir ve dalların her birinde akan akım dalın direnci ile ters orantılıdır. Paralel bağlı dirençler zincirinin toplam akımı, dalların her birinin akımlarının toplamına eşittir.

Bu resim yukarıdakilerin tümünü hatırlamak için uygun bir biçimde göstermektedir.

Böylece, bir dizi direnç bağlantısında olduğu gibi, her birindeki voltaj azalır ve paralel bir bağlantı ile akım, o zaman P = U * I

Her birine tahsis edilen güç buna göre azalacaktır.

Bu nedenle, 100 Ohm ila 1 W direnciniz yoksa, neredeyse her zaman seri olarak bağlı 2 50 Ohm ve 0,5 W direnç veya paralel bağlı 2 200 Ohm ve 0,5 W direnç ile değiştirebilirsiniz.

Az önce “DAİMA DA” yazdım. Gerçek şu ki, tüm dirençler, örneğin büyük kapasitörlerin şarjı ile bağlantılı bazı devrelerde, ilk anda direnç katmanına zarar verebilecek büyük bir şok yükü transfer ettikleri için şok akımlarını eşit derecede iyi taşımazlar. Bu tür paketlerin pratikte veya uzun hesaplamalar ve dirençler için teknik dokümantasyon ve spesifikasyonların okunması, neredeyse hiç kimsenin yapmadığı ve kontrol edilmemesi gerekir.

Sonuç

Bir direncin gücü, nominal direncinden daha az önemli değildir. Eğer güce ihtiyacınız olan dirençlerin seçimine dikkat etmezseniz, yanarlar ve çok ısınırlar, bu da herhangi bir devrede kötüdür.

Ekipmanı, özellikle Çin'i onarırken, hiçbir durumda düşük güç dirençlerini koymaya çalışmayın, eğer tahtaya boyut koymak için böyle bir fırsat varsa, bir marj koymak daha iyidir.

Elektronik cihazın kararlı ve güvenilir çalışması için, gücü en az beklenen ya da daha iyi bir şekilde 2 kat daha fazla bir marjla seçmeniz gerekir. Bu, hesaplamalara göre, direnç üzerine 0,9-1 W tahsis edilirse, direncin veya montajlarının gücünün 1,5-2 W'dan az olmaması gerektiği anlamına gelir.