Potência do resistor: designação no diagrama, como aumentar o que fazer se não houver um adequado

Nos circuitos de equipamentos eletrônicos, um dos elementos mais comuns é resistor, seu outro nome é resistência. Tem várias características, entre as quais há poder. Neste artigo, falaremos sobre resistores, o que fazer se você não tiver um elemento adequado à energia e por que eles queimam.

Características do resistor

1. O principal parâmetro do resistor é a resistência nominal.

2. O segundo parâmetro pelo qual é selecionado é a dissipação de potência máxima (ou final).

3. Coeficiente de temperatura da resistência - descreve quanta resistência muda quando sua temperatura muda em 1 grau Celsius.

4. Desvio admissível do valor nominal. Normalmente, a dispersão dos parâmetros do resistor de um declarado na faixa de 5 a 10%, depende do GOST ou das especificações técnicas para as quais é produzido, existem resistores exatos com um desvio de até 1%, geralmente custam mais.

5. A tensão máxima de operação depende do design do elemento; em eletrodomésticos com tensão de alimentação de 220V, quase todos os resistores podem ser usados.

6. Características de ruído.

7. Temperatura ambiente máxima. Essa é uma temperatura que pode ser alcançada ao atingir a dissipação máxima de energia do próprio resistor. Falaremos sobre isso com mais detalhes posteriormente.

8. Umidade e resistência ao calor.

Existem mais duas características que os iniciantes geralmente desconhecem são:

1. Indutância espúria.

2. Capacitância espúria.

Ambos os parâmetros dependem do tipo e das características do projeto do resistor. A indutância está em qualquer condutor, a questão está em sua magnitude. Valores típicos de indutâncias e capacitâncias parasitárias não têm sentido. Componentes espúrios devem ser considerados ao projetar e reparar dispositivos de alta frequência.

Em frequências baixas (por exemplo, dentro da faixa de áudio de até 20 kHz), elas não afetam significativamente a operação do circuito. Em dispositivos de alta frequência, com frequências de operação de centenas de milhares e acima de hertz, até a localização das faixas na placa e sua forma causam um impacto significativo.

Resistor de potência

Do curso da física, muitos se lembram da fórmula para o poder da eletricidade, são eles:P = U * I

Daqui resulta que depende linearmente da corrente e da tensão. A corrente através do resistor depende de sua resistência e da tensão aplicada a ele, ou seja:

I = U / R

A queda de tensão no resistor (quanta tensão resta da tensão aplicada ao circuito em que está instalado) também depende da corrente e da resistência:

I = U / R

Agora, explicamos em palavras simples qual é a potência de um resistor e onde ele está alocado.

Qualquer metal tem sua própria resistência específica, este é um valor que depende da estrutura do próprio metal. Quando portadores de carga (no nosso caso, elétrons), sob a influência de uma corrente elétrica, fluem através de um condutor, eles colidem com as partículas das quais o metal consiste.

Como resultado dessas colisões, o fluxo de corrente é impedido. Se muito generalizada, verifica-se que quanto mais densa a estrutura metálica, mais difícil é o fluxo da corrente (maior a resistência).

A imagem mostra um exemplo de uma treliça de cristal, para maior clareza.

Essas colisões geram calor. Isso pode ser imaginado como se você estivesse andando por uma multidão (grande resistência), onde eles estavam empurrando você, ou se você estivesse andando por um corredor vazio, onde você suava mais?

O mesmo acontece com o metal. A energia é liberada como calor. Em alguns casos, isso é ruim, porque a eficiência do dispositivo é reduzida.Em outras situações, essa é uma propriedade útil, por exemplo no trabalho de elementos de aquecimento. Nas lâmpadas incandescentes, devido à sua resistência, a espiral aquece até um brilho intenso.

Mas como isso se relaciona com os resistores?

O fato é que os resistores são usados ​​para limitar a corrente ao alimentar qualquer dispositivo ou elemento do circuito, ou para definir modos de operação para dispositivos semicondutores. Nós descrevemos em um artigo sobre transistores bipolares. A partir da fórmula acima, ficará claro que a corrente é reduzida devido à redução de tensão. Pode-se dizer que a tensão excessiva queima sob a forma de calor no resistor, enquanto a potência é considerada pela mesma fórmula que a potência total:

P = U * I

Aqui U é o número de volts "queimados" no resistor, e eu é a corrente que flui através dele.

A geração de calor no resistor é explicada pela lei de Joule-Lenz, que relaciona a quantidade de calor liberada com a corrente e a resistência. Quanto maior o primeiro ou o segundo, mais calor será liberado.

Para torná-lo conveniente a partir desta fórmula, substituindo a lei de Ohm por uma seção da cadeia, mais duas fórmulas são derivadas.

Para determinar a potência através da tensão aplicada ao resistor:

P = (U ^ 2) / R

Para determinar a potência através da corrente que flui através do resistor:

P = (I ^ 2) / R

Um pouco de prática

Por exemplo, vamos determinar quanta energia é alocada para um resistor de 1 ohm conectado a uma fonte de tensão de 12V.

Primeiro, vamos calcular a corrente no circuito:

I = 12/1 = 12A

Agora potência de acordo com a fórmula clássica:

P = 12 * 12 = 144 watts.

Uma ação nos cálculos pode ser evitada, se você usar as fórmulas acima, vamos verificar isso:

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

Tudo se encaixa. O resistor irá gerar calor com uma capacidade de 144W. Esses são valores condicionais tomados como exemplo. Na prática, você não encontrará esses resistores em equipamentos eletrônicos, com exceção de grandes resistências para regular motores CC ou iniciar máquinas síncronas poderosas no modo assíncrono.

Quais são os resistores e como eles são indicados no diagrama

Um número de capacidades do resistor é padrão: 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5

Estes são valores típicos de resistores comuns, também existem valores grandes ou outros valores. Mas esta série é a mais comum. Ao montar a eletrônica, é usado um circuito elétrico, com o número de série dos elementos. A resistência nominal é indicada com menos frequência e a resistência nominal e a potência são indicadas com menos frequência.

Para determinar rapidamente a potência do resistor no circuito, as UGOs correspondentes (convenções gráficas) foram introduzidas de acordo com o GOST. A aparência dessas designações e sua interpretação são apresentadas na tabela abaixo.

Em geral, esses dados, assim como o nome de um tipo específico de resistor, são indicados na lista de elementos, a tolerância permitida em% também é indicada lá.

Externamente, eles diferem em tamanho, quanto mais poderoso o elemento, maior seu tamanho. Um tamanho maior aumenta a área de troca de calor do resistor com o ambiente. Portanto, o calor liberado durante a passagem da corrente pela resistência é rapidamente fornecido ao ar (se o ambiente for o ar).

Isso significa que o resistor pode aquecer com mais energia (para liberar uma certa quantidade de calor por unidade de tempo). Quando a temperatura da resistência atinge um certo nível, primeiro a camada externa com a marcação começa a queimar, depois a camada resistiva (filme, fio ou outra coisa) queima.

Para avaliar quanto um resistor pode aquecer, observe a bobina de aquecimento de um resistor poderoso desmontado (mais de 5 W) em uma caixa de cerâmica.

Nas características, havia um parâmetro como a temperatura ambiente permitida. É indicado para a seleção correta do elemento. O fato é que, uma vez que a potência do resistor é limitada pela capacidade de transferir calor e, ao mesmo tempo, não superaquecer, mas transferir calor, ou seja,o resfriamento do elemento por convecção ou fluxo de ar forçado deve ser o maior possível, a diferença de temperatura do elemento e do ambiente.

Portanto, se o elemento estiver muito quente ao redor do elemento, ele se aquecerá rapidamente e queimará, mesmo se a energia elétrica nele estiver abaixo do máximo dissipado. A temperatura normal é 20-25 graus Celsius.

Continuando este tópico:

Como diminuir a tensão com um resistor

Cálculo e seleção de um resistor para o LED

Cálculo do divisor de tensão nos resistores

O uso de resistores adicionais

E se não houver resistor da energia necessária?

Um problema comum com os presuntos é a falta de um resistor da potência necessária. Se você tem resistores mais potentes do que precisa - não há nada errado com isso, você pode configurá-lo sem hesitar. Se ao menos ele se encaixasse no tamanho. Se todos os resistores disponíveis em potência forem inferiores ao necessário, isso é um problema.

De fato, resolver esse problema é bastante simples. Lembre-se das leis de série e conexão paralela de resistores.

1. Com uma conexão em série de resistores, a soma da tensão cai em todo o circuito é igual à soma das gotas em cada um deles. E a corrente que flui através de cada resistor é igual à corrente total, ou seja, UMA corrente flui no circuito a partir de elementos conectados em série, mas as tensões DIFERENTES aplicadas a cada um deles são determinadas de acordo com a lei de Ohm para a seção do circuito (veja acima) Utotal = U1 + U2 + U3

2. Com uma conexão paralela de resistores, a queda em todas as tensões é igual e a corrente que flui em cada uma das ramificações é inversamente proporcional à resistência da ramificação. A corrente total da cadeia de resistores conectados em paralelo é igual à soma das correntes de cada um dos ramos.

Esta imagem mostra todas as opções acima, de uma forma conveniente para lembrar.

Assim, como em uma conexão em série de resistores, a tensão em cada um deles diminui e, em uma conexão paralela, a corrente, se P = U * I

A energia alocada para cada um deles diminuirá de acordo.

Portanto, se você não tiver um resistor de 100 Ohm a 1 W, poderá quase sempre substituí-lo por 2 resistores de 50 Ohm e 0,5 W conectados em série ou 2 resistores de 200 Ohm e 0,5 W conectados em paralelo.

Eu acabei de escrever "QUASE SEMPRE". O fato é que nem todos os resistores transportam correntes de choque igualmente bem; em alguns circuitos, por exemplo, conectados à carga de capacitores grandes, no momento inicial eles transferem uma grande carga de choque, o que pode danificar sua camada resistiva. Esses pacotes devem ser verificados na prática ou por longos cálculos e lendo a documentação e as especificações técnicas dos resistores, o que quase nunca e ninguém o faz.

Conclusão

A potência de um resistor não é menos importante que sua resistência nominal. Se você não prestar atenção à seleção de resistências que precisa de energia, elas queimarão e ficarão muito quentes, o que é ruim em qualquer circuito.

Ao reparar equipamentos, especialmente chineses, em nenhum caso tente colocar resistores de menor potência, é melhor colocar com uma margem, se houver essa oportunidade de colocá-lo em tamanho no quadro.

Para uma operação estável e confiável do dispositivo eletrônico, é necessário selecionar a potência, pelo menos com uma margem de metade do esperado, ou melhor, duas vezes mais. Isso significa que se, de acordo com os cálculos, 0,9-1 W for alocado no resistor, a potência do resistor ou de seu conjunto não deverá ser inferior a 1,5-2 W.