Как найти мощность выделяющуюся на резисторе формула

Мощность резистора

Как рассчитать мощность резистора?

Мощность 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:

Здесь, P_(Вт) – мощность;

U_(В) – напряжение;

I_(А) – ток.

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.

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:

Здесь, P_(Вт) – 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:

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.

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:

R₁ – 20 Ом (0,5 Вт);

R₂ – 80 Ом (1 Вт)

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.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Научись паять! Минимальный наборчик для пайки.

• Научись паять! Подготовка и уход за паяльником.

Резисторы присутствуют в каждой электросхеме. Но в различных схемах течет разной величины ток. Не могут же одни и те же компоненты функционировать при 0,1 А и при 100 Ампер. Ведь при протекании тока сопротивление нагревается. Чем выше сила тока, тем интенсивнее нагрев. Значит, и резисторные компоненты должны быть на разную токовую величину. Отражает их возможность функционировать при различных токах такой параметр, как мощность.

Мощность резистора — что это такое, на что влияет

Рассеиваемая мощность резисторного элемента — это макс. ток, который может выдерживать сопротивление долгое время без ущерба для работоспособности.

То есть, этот параметр необходимо подбирать для каждой электросхемы отдельно. Мощность вычисляется с помощью следующей формулы: P = I * R.

Физически рассеиваемый параметр резисторного устройства — это то количество тепла, которое его корпус может «передать» и не сгореть. Мощность в первую очередь влияет на надёжность работы резисторного устройства.

Важно! Все резисторные компоненты, вне зависимости от установленных параметров, функционируют на основании закона Ома, это главный ключ благодаря которому определяется напряжение. Спад напряжения – это разница в показателях на входе и выходе. Внутри механизма протекающий ток меняется или ограничивается – электроны сталкиваются с неоднородной структурой материала проводниковой.

Стандартный ряд мощностей резисторов и их обозначение на схемах

Не забывайте, что резисторные компоненты одного номинала, могут иметь разную мощность. Все зависит от техники создания, материала корпуса. Ниже указан ряд мощностей и их официальное обозначение.

Графическая кодировка мощностей резисторов на электросхеме — черточки и римские символы. Самое маленькое типовое значение 0,05 Ватт, максимальное — 25 Ватт, но есть и помощнее.
Как указывается мощность слабых деталей необходимо запомнить. Это косого типа линии на прямоугольниках, которыми выделяют сопротивления. При номиналах сопротивлений от 1 Ватта на схеме выставляются определенные римские символы: I, II, III, и так далее. Цифровые обозначения выделяют мощность резисторного компонента в ваттах. О том как определить сопротивление резистора по цвету читайте здесь. 

Формула для расчета мощности тока в резисторе, как узнать сколько ватт

Мощность резистора формула:

Здесь, P_(Вт) – показатели мощности;

U_(В) – напряжение;

I_(А) – ток.

Расчет выполнить несложно, как можно заметить, мощность зависит от напряжения и тока.
Если вы не любите формулы, можете попробовать воспользоваться мультиметром, он поможет определить, сколько потребляет резистор.

Как рассчитать мощность рассеивания резистора

Вот мы и узнали, что мощность тока в резисторе рассчитывается по формуле. В реальной цепочке(последовательной или параллельной) через резисторные элементы протекает ток. Поскольку резистор имеет сопротивление, то под влиянием проходящего тока резисторный компонент греется. На нём выделяется немного тепловой энергии. Это и есть та мощность, которая рассеивается на резисторном элементе.

Если в электросхему вмонтировать резистор с мощностью меньше, чем надо, то резисторный компонент в итоге сгорит из-за перегрева. Поэтому, если в схеме требуется заменить резисторное устройство мощностью 0,5 Вт, то устанавливает на 0,5 Ватт и больше.
Каждый резисторный компонент рассчитан на конкретные показатели мощности. Типовой ряд мощностей рассеивания резисторных компонент состоит из значений:

• 0,125 В.
• 0,25 В.
• 0,5 В.
• 1 Ватт.
• 2 Ватт.
• Более 2 Ватт.

Чем крупнее резистор, тем, он мощнее.
К примеру, у нас есть резисторный элемент с сопротивлением 100 Ом. Через него течет ток 0,1 Ампер. Как вычислить его хар-ки мощности?
Тут потребуется сопротивление резистора формула:

P_(Вт) – мощность;

R_(Ом) – сопротивление цепочки (а точнее резистора);

I_(А) – ток.

Все расчёты необходимо выполнять, помня про размерность, даже связанные с площадью.
Определим показатели мощности для нашего резисторного компонента:
на выходе, получается мощность 1 Ватт.
Здесь подойдёт резисторный компонент мощностью 2 В.
Мощность резистора должна быть равна мощности заменяемого.

Как определить по внешнему виду

На принципиальной электросхеме выделена, необходимая мощность резисторного элемента — тут все ясно. Но как вычислить мощность по визуальному виду на плате для печати? В общем, чем огромнее корпус, тем больше он может рассеивать тепла.

На российских сопротивлениях рядом с цифрами ставят букву В и все. А в зарубежных указывают W. Но эти символы есть не всегда. В иностранных может выделяться V или SW перед цифрами. Еще в импортных может также красоваться буква B, а в российских МЛТ может быть пустота или буква W. Сложно что-то понять, конечно. Подробнее о буквенной маркировке резисторов, читайте тут.

Еще есть небольшие замкнутые резисторные устройства, на которых и номинал невозможно поместить. В зарубежных он нанесен цветовыми полосами. Как в таком случае вычислить мощность рассеивания, насколько важен цвет?
В старом ГОСТе была табличка соответствий габаритов и мощностей. Отечественные резисторные элементы по-прежнему изготавливают в соответствии с ней. Импортные, кстати, тоже, но они по габаритам уступают нашим. Однако и с ними можно разобраться.

Если не можете решить, к какой группе причислить определенный экземпляр, лучше считать что он слабый в плане мощности. Тогда компонент точно не сгорит.

Важно! Есть резисторные элементы крупные с малой рассеивающей способностью и наоборот. Но в подобных случаях, обозначают этот параметр в маркировке, как и информацию о соединении.

Определение мощности SMD-резистора по размерам

Так же, как и иные детали, SMD-резисторы рассчитаны на конкретную мощность рассеивания. Но, как её вычислить? Мощность стандартных чип-резисторов, которых сейчас много, можно определить исходя из их размерных характеристик.

Ниже, будет показана табличка №1, в которой выделено соответствие типоразмера СМД-резисторного компонента и его мощности. Также там выделен типовой размер резисторов в дюймовой системе маркировки, а реальные размерные хар-ки указаны в мм.

Так сделали, потому что самой популярной считается система маркировки типоразмера чип-резисторных компонентов в дюймах. Её все эксплуатируют: изготовители, люди занимающиеся поставками и магазины. А для того, чтобы вычислить типовой размер и мощность выделяемую на резисторе, вы должны определить длину и ширину с помощью линейки.
Таблица №1.

Необходимо выделить тот факт, что в колонке (Мощность, PR 70°C) для некоторых типовых размеров указано много значений мощностей. Дело в том, что компании занимающиеся производством, создают разные модели СМД-резисторов. В одних модификациях мощность компонентов для типового размера 0,5 Ватт, а в иной 0,25 Ватт.

К примеру, чип-резисторные элементы серии CRM компании Bourns^® рассчитаны на макс. параметры мощности: CRM0805 (0,25W), CRM1206 (0,5W), CRM2010 (1W). Эксплуатируются такие в импульсных питательных источниках в виде токовых сенсоров, токоограничительных резисторов, и так далее.

Об этом необходимо помнить, если вы будете эксплуатировать электрический резистор, мощность которого была установлена исходя из типовых размеров. Еще придется остановиться на минимальном значении мощности, взятом из таблички №1. Увеличить нельзя.

Данные в табличке №1 можно отнести лишь к стандартным SMD-резисторам.
Чаще всего, это чип резисторные компоненты на базе толстенькой плёнки. Они недорогие и самые популярные.

Уже давно известно, что есть немало специальных SMD-резисторов, которые выделяются своими фишками. К таким можно причислить элементы, которые функционируют при высоких температурных нагрузках (до 230°C), в агрессивных условиях среды, миллиомные чип резисторы, СМД резисторы-перемычки.

Их хар-ки, в том числе и мощность рассеивания, может быть отличной от значений, которые указаны в табличке №1 и считаются типовыми для обычных СМД-резисторов, количество которых в электронном графическом документе бывает огромным.

1. Расчет мощностей рассеивания на резисторах

Произведем расчет
мощностей, рассеиваемых на резисторах,
и выберем резисторы в соответствии с
ГОСТ 28884-90 с 5% запасом мощности.

При расчетах будем
руководствоваться общей формулой
расчета мощности

Мощности, рассеиваемые
на резисторах R₁, R₂, R₃,
R₄, R₅, R₆ определяются
следующим образом:

Произведя подстановку
числовых значений в (6.2)–(6.7), получим:

P_R1=((0,18+0,06)∙10^-3)²∙15520=0,894
мВт,

P_R2=(0,18∙10^-3)²∙42910=
1,390 мВт,

P_R3=((2,8+0,06)∙10^-3)²∙230=1,881
мВт,

P_R4=((0,18+0,06)∙10^-3)²∙15520=0,894
мВт,

P_R5=(0,18∙10^-3)²∙42910=
1,390 мВт,

P_R6==(2,8∙10^-3)²∙2500=19,6
мВт,

Мощность, выделяемая
на резисторах фазовращающей цепочки,
при различной частоте, определяется по
формуле:

_{Найдем максимальную
мощность, выделяемую в ветвях фазовращающей
цепи при различных диапазонах частот
по формуле (6.8):}

f₁=10÷50Гц:
P₂ =(4/√2)²/26300=0,3
мВт

f₂=100÷200Гц:
P₁=(4/√2)²/6570=1,2
мВт

В соответствие с
ГОСТ 28884-90 произведем подбор резисторов
с 5% запасом по мощности:

R₁:
МЛТ-0,125-16
кОм5%;

R₂:
МЛТ-0,125-43
кОм5%;

R₃:
МЛТ-0,125-240
Ом5%;

R₄:
МЛТ-0,125-51
кОм5%;

R₅:
МЛТ-0,125-1,6
Ом5%;

R₆:
МЛТ-0,125-2,7
кОм5%;

R₇,
R₈, R₉
: МЛТ-0,125-6,8
кОм5%;

R_7’,
R_8’, R_9’
: МЛТ-0,125-27
кОм5%;

Заключение

В процессе расчета
RC-генератора гармонических
колебаний были изучены схема генератора
и принципы его действия; также был
произведен электрический расчет
генератора, фазовращающей цепи и расчет
номиналов резисторов и конденсаторов.
Был произведен графоаналитический
расчет генератора, определены постоянные
составляющие токов коллектора и базы,
напряжений коллектор-эмиттер и
база-эмиттер, найдены амплитуды токов
и напряжений; Были построены выходные
и входные характеристики транзистора,
графики которых представлены в приложении
А.

Список используемой литературы

1.
Каяцкас А.А. Основы
радиоэлектроники: учебное пособие
для студентов ВУЗов по специальности
«Конструирование и производство
радиоаппаратуры»-М.:Высш.шк.,1988.

2.
Справочник по полупроводниковым диодам,
транзисторам и интегральным схемам/под
общ. ред. Н.Н.Горюнова-М,:Энергия,1972.

3.
Терещук P.M..
Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые
приемно-усилительные устройства:
Справочник радиолюбителя-Киев :Hayкова
думка, 1982.

4.
Скаржепа В.А., Сенько В.И. Электроника и
микросхемотехника: Сборник задач/под
общ, ред. Красношеиной, -Киев: Выщя школа,
1989.

5.
Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники:
учеб. для вузов. – М.: МИРЭА,

1997–
512 с.

6.
Нефёдов В.И. Основы радиоэлектроники:
учеб. для вузов. – М.: В.Ш., 2000

– 398
с.

7.
Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А. Теория нелинейных
электрических цепей. М.:

Связь.,
1974 –383с.

8.
Ушаков В.Н. Основы радиоэлектроники. –
М.: В.Ш., 1979 – 287 с.

9.
Гусев В.Г., ГусевЮ.М. Электроника. – М.:
В.Ш., 1982 – 495 с.

10.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная
электроника. – М.:

Энергоатомиздат.,
1988 – 320 с.

11.
Методические указания к лабораторным
раб

Резисторы:
Справочник/ В.В. Дубровский, Д.М. Иванов,
Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И.
Четверткова и В.М. Терехова. – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1991.
-528 с.: ил.

Приложение
А

RC-
генератор гармонических колебаний –
принципиальная схема

RC-
генератор гармонических колебаний –
входная характеристика

RC-
генератор гармонических колебаний –
выходная характеристика

RC-
генератор гармонических колебаний –
перечень элементов

26

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #