Меню

Мощностью рассеивания что это

Рассеяние мощности

Видео: Расчет резистора и его мощности для одного . 2021, Март

Рассеяние мощности

Глава 2 — Основные понятия и тестовое оборудование

ЧАСТИ И МАТЕРИАЛЫ

  • Калькулятор (или карандаш и бумага для выполнения арифметики)
  • 6-вольтовая батарея
  • Два резистора 1/4 Вт: 10 Ом и 330 Ом.
  • Малый термометр

Значения резисторов не обязательно должны быть точными, но в пределах пяти процентов от указанных цифр (+/- 0, 5 Ом для резистора 10 Ом, +/- 16, 5 Ом для резистора 330 Ом). Цветовые коды для сопротивления 5% 10 Ом и резисторы 330 Ом: коричневый, черный, черный, золотой (10, +/- 5%) и оранжевый, оранжевый, коричневый, золотой (330, +/- 5%),

Не используйте для этого эксперимента размер батареи, отличный от 6 вольт.

Термометр должен быть как можно меньше, чтобы облегчить быстрое обнаружение тепла, создаваемого резистором. Я рекомендую медицинский термометр, тип, используемый для измерения температуры тела.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки в электрических цепях, том 1, глава 2: «Закон Ома»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

  • Использование вольтметра
  • Использование амперметра
  • Использование Омметра
  • Использование закона Джоуля
  • Важность номинальных мощностей компонентов
  • Значение электрически общих точек

СХЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Image

ИЛЛЮСТРАЦИИ

Image

ИНСТРУКЦИИ

Измерьте сопротивление каждого резистора с помощью омметра, отметив точные значения на листе бумаги для последующего использования.

Подключите резистор 330 Ом к 6-вольтовой батарее, используя пару перемычек, как показано на рисунке. Подсоедините провода перемычек к клеммам резистора, прежде чем подключать другие концы к батарее. Это гарантирует, что ваши пальцы не касаются резистора при подаче питания от батареи.

Возможно, вам интересно, почему я не советую физически связаться с резистором. Это связано с тем, что он будет горячим при питании от аккумулятора. Вы будете использовать термометр для измерения температуры каждого резистора при питании.

Когда резистор 330 Ом подключен к аккумулятору, измерьте напряжение с помощью вольтметра. При измерении напряжения существует более одного способа получения правильного показания. Напряжение может измеряться непосредственно через батарею или непосредственно через резистор. Напряжение батареи такое же, как напряжение резистора в этой цепи, так как эти два компонента имеют один и тот же набор электрических точек: одна сторона резистора напрямую подключена к одной стороне батареи, а другая сторона резистора подключена напрямую на другую сторону батареи.

Image

Все точки соприкосновения вдоль верхнего провода на иллюстрации (окрашенные в красный цвет) являются электрически общими друг для друга. Все точки соприкосновения вдоль нижнего провода (цветные черные) также являются электрически общими друг с другом. Напряжение, измеренное между любой точкой верхнего провода и любой точкой на нижнем проводе, должно быть одинаковым. Однако напряжение, измеренное между любыми двумя общими точками, должно быть равным нулю.

Используя амперметр, измерьте ток через контур. Опять же, нет никакого «правильного» способа измерения тока, если амперметр помещается внутри протока электронов через резистор, а не через источник напряжения. Чтобы сделать это, сделайте перерыв в цепи и поместите амперметр в этот разрыв: подключите два испытательных зонда к двум проводам или клеммам, оставленным открытым от разрыва. Один жизнеспособный вариант показан на следующем рисунке:

Image

Теперь, когда вы измерили и зафиксировали сопротивление резистора, напряжение цепи и ток цепи, вы готовы рассчитать рассеивание мощности . В то время как напряжение является мерой электрических «толчков», стимулирующих электроны для перемещения по цепи, а ток является мерой скорости потока электронов, мощность — это показатель скорости работы : как быстро выполняется работа в цепи. Требуется определенная работа, чтобы подтолкнуть электроны через сопротивление, а сила — описание того, насколько быстро эта работа происходит. В математических уравнениях мощность обозначается буквой «Р» и измеряется в блоке Watt (W).

Мощность может быть рассчитана любым из трех уравнений, которые в совокупности называются Законом Джоуля, даны любые два из трех величин напряжения, тока и сопротивления:

Image

Попробуйте вычислить мощность в этой цепи, используя три измеренных значения напряжения, тока и сопротивления. Как бы вы его ни вычислили, показатель рассеиваемой мощности должен быть примерно одинаковым. Предполагая, что батарея с напряжением 6000 вольт и резистор ровно 330 Ом, рассеиваемая мощность будет равна 0, 1090909 Вт или 109, 0909 мВт (мВт), чтобы использовать метрический префикс. Поскольку резистор имеет мощность 1/4 Вт (0, 25 Вт или 250 мВт), он более чем способен выдерживать этот уровень рассеивания мощности. Поскольку фактический уровень мощности составляет почти половину номинальной мощности, резистор должен стать заметно теплым, но он не должен нагреваться. Прикоснитесь к концу термометра к середине резистора и посмотрите, насколько он теплый.

Читайте также:  Субстраты окисляющиеся при нагрузке максимальной мощности это

Номинальная мощность любого электрического компонента не говорит нам, сколько энергии оно рассеивает, а просто, сколько энергии он может рассеять, не получая при этом повреждений. Если фактическое количество рассеиваемой мощности превышает номинальную мощность компонента, этот компонент увеличит температуру до точки повреждения.

Для иллюстрации отключите резистор 330 Ом и замените его резистором 10 Ом. Опять же, не дотрагивайтесь до резистора после завершения цепи, так как она быстро нагревается. Самый безопасный способ сделать это — отсоединить один провод перемычки от клеммы аккумулятора, затем отключить резистор 330 Ом от двух зажимов крокодила, затем подключить резистор 10 Ом между двумя зажимами и, наконец, снова подключить перемычку обратно к батарее Терминал.

Осторожно: держите резистор 10 Ом от любых легковоспламеняющихся материалов, когда он питается от аккумулятора!

У вас может не хватить времени для измерения напряжения и тока, прежде чем резистор начнет дымить. При первых признаках бедствия отсоедините один из проводов перемычки от клеммы аккумулятора, чтобы прервать ток цепи, и дать резистору несколько секунд, чтобы остыть. При отключенной мощности измерьте сопротивление резистора омметром и обратите внимание на существенное отклонение от его первоначального значения. Если резистор все еще измеряет в пределах +/- 5% от его рекламируемого значения (от 9, 5 до 10, 5 Ом), повторно подключите провод перемычки и дайте ему немного курить.

Какую тенденцию вы замечаете при значении резистора, поскольку он все больше и больше повреждается, подавляя «скрытый-пейджер»>

Источник



Мощность резистора

Как рассчитать мощность резистора?

Мощность рассеивания резистораМощность рассеивания резистора

У резистора есть довольно важный параметр, который целиком и полностью влияет на надёжность его работы. Этот параметр называется мощностью рассеивания. Он уже упоминался в статье о параметрах резистора.

Сама по себе мощность постоянного тока рассчитывается по простой формуле:

Формула мощности постоянного тока

Как видим, мощность зависит от напряжения и тока. В реальной цепи через резистор протекает определённый ток. Поскольку резистор обладает сопротивлением, то под действием протекающего тока резистор нагревается. На нём выделяется какое-то количество тепла. Это и есть та мощность, которая рассеивается на резисторе.

Если в схему установить резистор меньшей мощности рассеивания, чем требуется, то резистор будет нагреваться и в результате сгорит. Поэтому, если в схеме нужно заменить резистор мощностью 0,5 Ватт, то ставим на 0,5 Ватт и более. Но никак не меньше !

Каждый резистор рассчитан на свою мощность. Стандартный ряд мощностей рассеивания резисторов состоит из значений:

  • 0,125 Вт
  • 0,25 Вт
  • 0,5 Вт
  • 1 Вт
  • 2 Вт
  • Более 2 Вт.

Чем больше резистор по размерам, тем, как правило, на большую мощность рассеивания он рассчитан.

Резисторы разной мощности

Допустим, у нас есть резистор с номинальным сопротивлением 100 Ом. Через него течёт ток 0,1 Ампер. На какую мощность должен быть рассчитан этот резистор?

Тут нам потребуется формула. Выглядит она так:

Формула: Сопротивление - Мощность

R(Ом) – сопротивление цепи (в данном случае резистора);

I(А) – ток, протекающий через резистор.

Все расчёты следует производить, строго соблюдая размерность. Так, если сопротивление резистора не 100 Ом, а 1 кОм, то в формулу нужно подставить значение в Омах, т.е. 1000 Ом (1 кОм = 1000 Ом). Тоже правило касается и других величин (тока, напряжения).

Рассчитаем мощность для нашего резистора:

Расчёт мощности резистора

Мы получили мощность 1 Ватт. Теперь небольшое отступление.

В реальную схему необходимо устанавливать резистор с мощностью в полтора – два раза выше рассчитанной.

Поэтому нам подойдёт резистор мощностью 2 Вт (см. стандартный ряд мощностей резисторов).

Также есть и другая формула для расчёта мощности. Она применяется в том случае, если неизвестен ток, который протекает через резистор.

Формула расчёта мощности через напряжение и сопротивление

Всё бы хорошо, но в жизни бывают случаи, когда применяется последовательное или параллельное соединение резисторов. Как рассчитать мощность рассеивания для каждого из резисторов в последовательной или параллельной цепи?

Допустим, нам требуется заменить резистор сопротивлением 100 Ом. Протекающий через него ток равен 0,1 Ампер. Следовательно, мощность этого резистора 1 Ватт.

Для его замены можно применить два соединённых последовательно резистора сопротивлением 20 Ом и 80 Ом. На какую мощность должны быть рассчитаны эти резисторы?

Для последовательной цепи действует одно правило. Через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же ток. Теперь применим формулу для расчёта мощности и получим, что мощность рассеивания резистора на 20 Ом должна быть равна 0,2 Вт, а резистора на 80 Ом — 0,8 Вт. Выбираем резисторы согласно стандартному ряду мощностей:

Читайте также:  Мощность двигателя мини купера

Как видим, если сопротивления резисторов будут разные, то и мощность на них будет выделяться разная.

Мощность, рассеивающаяся на резисторе, зависит в первую очередь от тока, который течёт через данный резистор. А ток зависит от сопротивления резистора. Поэтому, если вы соединяете последовательно резисторы разных номиналов, то и рассеивающаяся мощность распределиться между ними.

Это обстоятельство необходимо учитывать при самостоятельном конструировании электронных самоделок иначе при неправильном подборе резисторов может получиться так, что на одном резисторе выделиться больше мощности, чем на другом, и он будет работать в тяжёлом температурном режиме.

Чтобы не ломать голову и не рассчитывать мощность каждого в отдельности резистора, можно поступать так:

Мощность каждого резистора, входящего в составляемую нами цепь (параллельную или последовательную) должна быть равна мощности заменяемого резистора. Иными словами, если нам надо заменить резистор, мощностью 1 Вт, то каждый из резисторов для его замены должен иметь мощность не менее 1 Ватта. На практике это самое быстрое и эффективное решение.

Для параллельного соединения резисторов нужно учитывать, что через резистор с меньшим сопротивлением протекает больший ток. Следовательно, и мощности на нём будет рассеиваться больше.

Источник

Как определить и подобрать мощность резистора (сопротивления)

Резисторы есть в любой электрической схеме. Но в разных схемах протекают различной величины ток. Не могут же одни и те же элементы работать при 0,1 А и при 100 А. Ведь при прохождении тока сопротивление греется. Чем выше ток, тем более интенсивный нагрев. Значит, и резисторы должны быть на разную величину тока. Так и есть. Отображает их способность работать при различных токах такой параметр, как мощность резистора. На деталях покрупнее она указывается прямо на корпусе. Для мелких корпусов есть другой метод определения (см. ниже).

Что такое мощность резистора

Мощность определяется как произведение силы тока на сопротивление: P = I * R и измеряется в ваттах (закон Ома). Рассеиваемая мощность резистора — это максимальный ток, который сопротивление может выдерживать длительное время без ущерба для работоспособности. То есть, этот параметр надо выбирать для каждой схемы отдельно — по максимальному рабочему току.

Физически рассеиваемая мощность резистора — это то количество тепла, которое его корпус может «отдать» в окружающую среду и не перегреться при этом до фатальных последствий. При этом, нагрев не должен слишком сильно влиять на сопротивление резистора.

Стандартный ряд мощностей резисторов и их обозначение на схемах

Обратите внимание, что резисторы одного номинала могут быть с разной мощностью рассеивания. Этот параметр зависит от технологии изготовления, материала корпуса. Есть определенный ряд мощностей и их графическое обозначение по ГОСТу.

Графическое обозначение мощности резисторов на схеме — черточки и римские цифры, нанесенные на поверхность сопротивления. Самое малое стандартное значение 0,05 Вт, самое большое — 25 Вт, но есть и более мощные. Но это уже специальная элементная база и в бытовой аппаратуре не встречается.

Как обозначаются мощность маломощных резисторов надо просто запомнить. Это косые линии на прямоугольниках, которыми обозначают сопротивления на схемах. Количество косых черточек обозначает количество четвертей дюйма. При номиналах сопротивлений от 1 Вт на изображении ставятся римские цифры: I, II, III, V, VI и т.д. Цифра эта и обозначает мощность резистора в ваттах. Тут немного проще, так как соответствие прямое.

Как определить по внешнему виду

На принципиальной схеме указана нужная мощность резистора — тут все понятно. Но как определить мощность сопротивления по внешнему виду на печатной плате? Вообще, чем больше размер корпуса, тем больше тепла он рассеивает. На достаточно крупных по размеру сопротивлениях указывается номинальное сопротивление и его мощность в ваттах.

Тут есть некоторая путаница, но не все так страшно. На отечественных сопротивлениях рядом с цифрой ставят букву В. В зарубежных ставят W. Но эти буквы есть не всегда. В импортных может стоять V или SW перед цифрой. Еще в импортных может тоже стоять буква B, а в отечественных МЛТ может не стоять ничего или буква W. Запутанная история, конечно. Но с опытом появляется хоть какая-то ясность.

Читайте также:  Замена двигателя постоянного тока по мощности

А ведь есть маленькие резисторы, на которых и номинал-то с трудом помещается. В импортных он нанесен цветными полосками. Как у них узнать мощность рассеивания?

В старом ГОСТе была таблица соответствий размеров и мощностей. Резисторы отечественного производства по прежнему делают в соответствии с этой таблицей. Импортные, кстати, тоже, но они по размерам чуть меньше отечественных. Тем не менее их также можно идентифицировать. Если сомневаетесь, к какой группе отнести конкретный экземпляр, лучше считать что он имеет более низкую способность рассеивать тепло. Меньше шансов, что деталь скоро перегорит.

Тип резистора Диаметр, мм Длинна, мм Рассеиваемая мощность, Вт
ВС 2,5 7,0 0,125
УЛМ, ВС 5,5 16,5 0,25
ВС 5,5 26,5 0,5
7,6 30,5 1
9,8 48,5 2
25 75 5
30 120 10
КИМ 1,8 3,8 0,05
2,5 8 0,125
МЛТ 2 6 0,125
3 7 0,125
4,2 10,8 0,5
6,6 13 1
8,6 18,5 2

С размерами сопротивлений и их мощностью вроде понятно. Не все так однозначно. Есть резисторы большого размера с малой рассеивающей способностью и наоборот. Но в таких случаях, проставляют этот параметр в маркировке.

Мощность SMD-резисторов

SMD-компоненты предназначены для поверхностного монтажа и имеют миниатюрные размеры. Мощность резисторов SMD определяется по размерам. Также она есть в характеристиках, но необходимо знать серию и производителя. Таблица мощности СМД резисторов содержит наиболее часто встречающиеся номиналы.

Код imperial Код metrik Длинна inch/mm Ширина inch/mm Высота inch/mm Мощность, Вт
0201 0603 0,024/0,6 0,012/0,3 0,01/0,25 1/20 (0,05)
0402 1005 0,04/1,0 0,02/0,5 0,014/0,35 1/16 (0,062)
0603 1608 0,06/1,55 0,03/0,85 0,018/0,45 1/10 (0,10)
0805 2112 0,08/2,0 0,05/1,2 0,018/0,45 1/8 (0,125)
1206 3216 0,12/3,2 0,06/1,6 0,022/0,55 1/4 (0,25)
1210 3225 0,12/3,2 0,10/2,5 0,022/0,55 1/2 (0,50)
1218 3246 0,12/3,2 0,18/4,6 0,022/0,55 1,0
2010 5025 0,20/2,0 0,10/2,5 0,024/0,6 3/4 (0,75)
2512 6332 0,25/6,3 0,12/3,2 0,024/0,6 1,0

В общем-то, у этого типа радиоэлементов нет другого оперативного способа определения тока, при котором они могут работать, кроме как по размерам. Можно узнать по характеристикам, но их найти не всегда просто.

Как рассчитать мощность резистора в схеме

Чтобы рассчитать мощность резисторов в схеме, кроме сопротивления (R) необходимо знать силу тока (I). На основании этих данных можно рассчитать мощность. Формула обычная: P = I² * R. Квадрат силы тока умножить на сопротивление. Силу тока подставляем в Амперах, сопротивление — в Омах.

Если номинал написан в килоомах (кОм) или мегаомах (мОм), его переводим в Омы. Это важно, иначе будет неправильная цифра.

Для примера рассмотрим схему на рисунке выше. Последовательное соединение сопротивлений характерно тем, что через каждый отдельный резистор цепи протекает одинаковый ток. Значит мощность сопротивлений будет одинаковой. Последовательно соединенные сопротивления просто суммируется: 200 Ом + 100 Ом + 51 Ом + 39 Ом = 390 Ом. Ток рассчитаем по формуле: I = U/R. Подставляем данные: I = 100 В / 390 Ом = 0,256 А.

По расчетным данным определяем суммарную мощность сопротивлений: P = 0,256² * 390 Ом = 25,549 Вт. Аналогично рассчитывается мощность каждого из резисторов. Например, рассчитаем мощность резистора R2 на схеме. Ток мы знаем, его номинал тоже. Получаем: 0,256А² * 100 Ом = 6,55 Вт. То есть, мощность этого резистора должна быть не ниже 7 Вт. Брать с более низкой мощностью точно не стоит — быстро перегорит. Если позволяет конструктив прибора, то можно поставить резистор большей мощности, например, на 10 Вт.

При параллельном подключении расчет аналогичен. Нужно только правильно рассчитать ток, но это тема другой статьи. А формула расчета мощности резистора от типа соединения не зависит.

Как подобрать резистор на замену

Если вам необходимо поменять резистор, брать надо либо той же мощности, либо выше. Ни в коем случае не ниже — ведь резистор и без того вышел из строя. Происходит это обычно из-за перегрева. Так что установка резистора меньшей мощности исключена. Вернее, вы его поставить можете. Но будьте готовы к тому, что скоро его снова придется менять.

Если место на плате позволяет, лучше поставить деталь с большей мощностью рассеивания, чем была у заменяемой детали. Или поднять резистор той же мощности повыше (можно вообще не подрезать выводы) — чтобы охлаждение было лучше. В общем, при замене резистора, мощность берем либо ту же, либо выше на шаг.

Источник