Як візначіті потужність резісторів. Потужність резісторів при паралельних з`єднанні

Всі електронні Пристрої містять резистори, что є їх Основним елементом. З его помощью змінюють величину Струму в електричних ланцюзі. У статті наведені Властивості резісторів и методи розрахунку їх потужності.

призначення резистора

Для регулювання Струму в електричних ланцюг застосовуються резистори. Це властівість визначили законом Ома:

I = U / R (1)

З формули (1) добро видно, что чим менше Опір, тім сільніше растет струм, и навпаки, чим менше величина R, тім более струм. Саме це властівість електричного опору вікорістовується в електротехніці. На підставі цієї формули створюються схеми дільніків Струму, широко застосовуються в електротехнічніх прилаштувати.

У Цій схемі струм від джерела діліться на два, тому пропорційніх опорам резісторів.

Кроме регулювання Струму, резистори Використовують в делителях напруги. У цьом випадка знову вікорістовується закон Ома, но немного в іншій форме:

U = I R (2)

З формули (2) віпліває, что при збільшенні опору збільшується напряжение. Ця властівість вікорістовується для побудова схем подільніків напруги.

Зі схеми и формули (2) ясно, что напруги на резисторах розподіляються пропорційно опорам.

Зображення резісторів на схемах

За стандартом резистори зображуються прямокутник з розмірамі 10 х 4 мм и позначаються літерою R. Часто вказується Потужність резісторів на схемі. Зображення цього сертифіката № віконується косімі або прямими ризиками. Если Потужність более 2 Ватт, то Позначення проводитися Римський цифрами. Зазвічай це робиться для дротяними резісторів. У Деяк державах, например у США, застосовуються інші Умовні Позначення. Для полегшення ремонту и АНАЛІЗУ схеми часто наводиться Потужність резісторів, Позначення якіх віконується по ГОСТ 2.728-74.

Технічні характеристики прістроїв

Основна характеристика резистора - Номінальний Опір R_н, Пожалуйста вказується на схемі біля резистора и на его корпусі. Одиниця виміру опору - ом, килоом и мега. Виготовляють резистори з опором від часток ома и до сотень мегаомах. Існує Чимаев технологій виробництва резісторів, всі смороду ма ють і переваги, и Недоліки. В принципі, що не існує технології, яка дозволила б абсолютно точно виготовляти резистор з встановленнi кривої опору.

Другою важлівою характеристикою є відхилення опору. Воно вимірюється в% від номінального R. Існує стандартний ряд відхилення опору: ± 20, ± 10, ± 5, ± 2, ± 1% и далі аж до значення ± 0,001%.

Наступний важлівою характеристикою є Потужність резісторів. При работе смороду нагріваються від проходити по ній Струму. Если розсіює Потужність буде перевіщуваті допустиме значення, то Пристрій Вийди з ладу.

Відео: ВСЕ ПРО резистори [РадіолюбітельTV 31]

Резистори при нагріванні змінюють свой Опір, тому для прістроїв, что Працюють в широкому діапазоні температур, вводитися ще одна характеристика - Температурний коефіцієнт опору. ВІН вимірюється в ppm / ° C, тобто 10^-6 R_н/ ° C (мільйонна частина від R_н на 1 ° C).

Послідовне з`єднання резісторів

Резистори могут з`єднуватися трьома різнімі способами: послідовнім, паралельно и змішанім. при послідовному з`єднанні ток по черзі проходити через всі опору.

При такому з`єднанні струм в будь-Якій точці ланцюга один и тієї ж, его можна візначіті за законом Ома. Опір ланцюга в цьом випадка дорівнює сумі опорів:

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ом;

I = U / R = 100/390 = 0,256 А.

Тепер можна візначіті Потужність при послідовному з`єднанні резісторів, вона розраховується за формулою:

P = I² R = 0,256² 390 = 25,55 Вт.

Аналогічно візначається Потужність других резісторів:

P₁= I² R₁= 0,256² 200 = 13,11 Вт;

P₂= I² R₂= 0,256² 100 = 6,55 Вт;

P₃= I² R₃= 0,256² 51 = 3,34 Вт;

P₄= I² R₄= 0,256² 39 = 2,55 Вт.

Если Скласти Потужність резісторів, то вийди повна P:

P = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 Вт.

Паралельне з`єднання резісторів

При паралельних з`єднанні всі качана резісторів підключаються до одного Вузли схеми, а кінці - до Іншого. При такому з`єднанні струм розгалужується и тече по кожному пристрою. Величина Струму, відповідно до закону Ома, оберніть пропорційна опорам, а напряжение на всех резисторах однаково.

Перш чем найти струм, нужно розрахуваті повну провідність всех резісторів по загальновідомою формулою:

1 / R = 1 / R₁+1 / R₂+1 / R₃+1 / R₄= 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 = 0,005 + 0,01 + 0,0196 + 0,0256 = 0,06024 1 / Ом.

Опір - величина, зворотна провідності:

R = 1 / 0,06024 = 16,6 Ом.

Скоріставшісь законом Ома, знаходять струм через джерело:

I = U / R = 100 0,06024 = 6,024 A.

Знаючи струм через джерело, знаходять Потужність паралельно з`єднаних резісторів за формулою:

P = I² R = 6,024² 16,6 = 602,3 Вт.

Согласно із Законом Ома розраховується струм через резистори:

Відео: 06 Послідовне и паралельне з`єднання резісторів

I₁= U / R₁= 100/200 = 0,5 А;

I₂= U / R₂= 100/100 = 1 А;

I₃= U / R₁= 100/51 = 1,96 А;

I₁= U / R₁= 100/39 = 2,56 А.

Трохи за іншою формулою можна розрахуваті Потужність резісторів при паралельних з`єднанні:

P₁= U²/ R₁= 100²/ 200 = 50 Вт;

Відео: Resistor calculation for LED

P₂= U²/ R₂= 100²/ 100 = 100 Вт;

P₃= U²/ R₃= 100²/ 51 = 195,9 Вт;

P₄= U²/ R₄= 100²/ 39 = 256,4 Вт.

Если все це Скласти, то вийди Потужність всех резісторів:

P = P₁+ P₂+ P₃+ P₄= 50 + 100 + 195,9 + 256,4 = 602,3 Вт.

змішане з`єднання

Схеми зі змішанім з`єднанням резісторів містять послідовне и одночасно паралельне з`єднання. Цю схему нескладно превратить, замінівші паралельне з`єднання резісторів послідовнім. Для цього замінюють спочатку опору R₂ и R₆ на їх загальне R_2,6, вікорістовуючі формулу, наведену нижчих:

R_2,6= R₂ R₆/ R₂+R_6.

Відео: Розрахунок резистора и его потужності для одного ...

Точно так же замінюються два паралельних резистора R₄, R₅ одним R_4,5:

R_4,5= R₄ R₅/ R₄+R₅.

В результате Вихід нова, більш проста схема. Обідві схеми наведені нижчих.

Потужність резісторів на схемі зі змішанім з`єднанням візначається за формулою:

P = U I.

Для розрахунку за цією формулою спочатку знаходять напругу на кожному опорі и величину Струму через него. Можна використовуват Інший метод, щоб візначіті Потужність резісторів. Для цього вікорістовується формула:

P = U I = (I R) I = I² R.

Если відомо только напряжение на резисторах, то застосовують іншу формулу:

P = U I = U (U / R) = U²/ R.

Всі три формули часто Використовують на практике.

Розрахунок параметрів схеми

Розрахунок параметрів схеми Полягає в знаходженні невідоміх струмів и напруг усіх гілок на ділянках електричного кола. Маючі ЦІ дані, можна розрахуваті Потужність кожного резистора, что входити в схему. Прості методи розрахунку були показані вищє, на практике ж справа уходит складніше.

У реальних схемах часто зустрічається з`єднання резісторів зіркою и трикутником, что створює значні Труднощі при розрахунках. Для Спрощення таких схем були розроблені методи превращение зірки в трикутник, и навпаки. Цей метод проілюстровано на схемі, наведеній нижчих:

Перша схема має в своєму складі зірку, підключену до вузлів 0-1-3. До Вузли 1 прієднаній резистор R1, до Вузли 3 - R3, а до Вузли 0 - R5. На іншій схемі до вузлів 1-3-0 підключені резистори трикутника. До Вузли 1 підключені резистори R1-0 и R1-3, до Вузли 3 - R1-3 и R3-0, а до Вузли 0 - R3-0 и R1-0. ЦІ две схеми Повністю еквівалентні.

Для переходу Від першої схеми до Другої розраховуються опору резісторів трикутника:

R1-0 = R1 + R5 + R1 R5 / R3;

R1-3 = R1 + R3 + R1 R3 / R5;

R3-0 = R3 + R5 + R3 R5 / R1.

Подальші превращение зводяться до обчислення паралельно и послідовно з`єднаних опорів. Коли буде знайдено повний Опір ланцюга, знаходять за законом Ома струм через джерело. Вікорістовуючі цею закон, нескладно найти Струм у всех гілках.

Як візначіті Потужність резісторів после знаходження всех струмів? Для цього Використовують загальновідому формулу: P = I² R, застосовуючі ее для шкірного опору, Знайдемо їх потужності.

Експериментальне визначення характеристик елементів схеми

Для експериментального визначення потрібніх характеристик елементів нужно зібраті завдань схему з реальних компонентів. После цього помощью приладів віконують всі необхідні вимірювання. Цей метод трудомісткій и дорогий. Розробник електричних и Електрон прістроїв для цієї мети Використовують моделюють програми. С помощью них віробляються всі необхідні обчислення, и моделюється поведінка елементів схеми в різніх сітуаціях. Тільки после цього собирается дослідний зразок технічного пристрою. Однією з таких Поширення програм є потужна система моделювання Multisim 14.0 фірми National Instruments.

Як візначіті Потужність резісторів с помощью цієї програми? Це можна сделать двома методами. Перший метод - це віміряті струм и напряжение с помощью амперметра и вольтметра. Перемноживши результати вимірювань, отримуються шукану Потужність.

З цієї схеми візначаємо Потужність опору R3:

P₃= U I = 1,032 0,02 = 0,02064 Вт = 20,6 мВт.

Другий метод - це безпосереднє вимірювання потужності с помощью ватметра.

З цієї схеми видно, что Потужність опору R3 дорівнює P₃= 20,8 мВт. Розбіжність з-за похібкі в Першому методі более. Точно так же визначаються потужності других елементів.