قوة المقاوم: تعيين على الرسم البياني ، وكيفية زيادة ما يجب القيام به إذا لم يكن هناك مناسبة

في دوائر المعدات الإلكترونية ، أحد العناصر الأكثر شيوعًا هو المقاوماسمه الآخر هو المقاومة. لديها عدد من الخصائص ، من بينها القوة. في هذه المقالة ، سنتحدث عن المقاومات ، وماذا تفعل إذا لم يكن لديك عنصر طاقة مناسب ، ولماذا يحترق.

خصائص المقاوم

1. المعلمة الرئيسية للمقاومة هي المقاومة الاسمية.

2. المعلمة الثانية التي يتم تحديدها هي الحد الأقصى (أو النهائي) لتبديد الطاقة.

3. معامل درجة الحرارة للمقاومة - يصف مقدار تغير المقاومة عندما تتغير درجة حرارتها بمقدار 1 درجة مئوية.

4. الانحراف المسموح به عن القيمة الاسمية. عادة ، فإن مبعثر معلمات المقاوم من المعلنة في حدود 5-10 ٪ ، فإنه يعتمد على GOST أو المواصفات الفنية التي يتم إنتاجها ، وهناك مقاومات دقيقة مع انحراف يصل إلى 1 ٪ ، وعادة ما تكلف أكثر.

5. يعتمد الحد الأقصى لجهد التشغيل على تصميم العنصر ، ففي الأجهزة الكهربائية المنزلية ذات الجهد الكهربائي 220 فولت ، يمكن استخدام أي مقاومات تقريبًا.

6. خصائص الضوضاء.

7. درجة الحرارة المحيطة القصوى. هذه هي درجة الحرارة التي يمكن أن تكون عند الوصول إلى الحد الأقصى لتبديد الطاقة من المقاوم نفسه. سنتحدث عن هذا بمزيد من التفصيل في وقت لاحق.

8. الرطوبة ومقاومة الحرارة.

هناك نوعان من الخصائص التي غالباً ما لا يعرفها المبتدئين:

1. الحث الزائف.

2. السعة الزائفة.

كل المعلمات تعتمد على نوع وتصميم ميزات المقاوم. الحث لديه في أي موصل ، والسؤال هو حجمها. القيم النموذجية من الحث الطفيلي والسعة لا معنى لها. يجب أخذ المكونات الزائفة في الاعتبار عند تصميم وإصلاح الأجهزة عالية التردد.

في الترددات المنخفضة (على سبيل المثال ، داخل نطاق الصوت يصل إلى 20 كيلو هرتز) ، فإنها لا تحدث تأثيرًا كبيرًا على تشغيل الدائرة. في الأجهزة عالية التردد ، مع ترددات التشغيل التي تصل إلى مئات الآلاف وما فوق هيرتز ، حتى موقع المسارات على اللوحة وشكلها يكون له تأثير كبير.

المقاوم السلطة

من خلال الفيزياء ، يتذكر الكثيرون صيغة الطاقة الكهربائية ، وهي:P = U * I

ويترتب على ذلك أنه يعتمد خطيًا على التيار والجهد. يعتمد التيار عبر المقاوم على مقاومته والجهد المطبق عليه ، أي:

أنا = U / R

يعتمد انخفاض الجهد عبر المقاوم (مقدار الجهد المتبقي من الجهد المطبق على الدائرة التي تم تثبيتها) على التيار والمقاومة:

أنا = U / R

الآن نوضح بكلمات بسيطة ما قوة المقاوم وأين يتم تخصيصها.

أي معدن له مقاومته الخاصة ؛ فهذه القيمة تعتمد على هيكل هذا المعدن نفسه. عندما تتدفق ناقلات الشحن (في حالتنا ، الإلكترونات) ، تحت تأثير التيار الكهربائي ، عبر موصل ، فإنها تتصادم مع الجزيئات التي يتكون منها المعدن.

نتيجة لهذه التصادمات ، يتم إعاقة تدفق التيار. إذا تم تعميمها بشكل كبير ، اتضح أن كثافة الهيكل المعدني ، زادت صعوبة تدفق التيار (كلما زادت المقاومة).

تُظهر الصورة مثالاً لشبكة شعرية بلورية ، من أجل الوضوح.

هذه الاصطدامات تولد الحرارة. يمكن تخيل هذا كما لو كنت تسير عبر حشد من الناس (مقاومة كبيرة) ، حيث كانوا يدفعون بك ، أو إذا كنت تمشي على طول ممر فارغ ، حيث تتعرق أكثر؟

نفس الشيء يحدث مع المعدن. يتم تحرير الطاقة كالحرارة. في بعض الحالات ، يكون هذا أمرًا سيئًا ، نظرًا لتقليل كفاءة الجهاز.في حالات أخرى ، هذه خاصية مفيدة ، على سبيل المثال في عمل عناصر التسخين. في المصابيح المتوهجة ، بسبب مقاومتها ، ترتفع درجة الحرارة إلى التوهج اللامع.

ولكن كيف يرتبط هذا بالمقاومات؟

والحقيقة هي أن المقاومات تستخدم للحد من التيار عند تغذية أي أجهزة أو عناصر الدائرة ، أو لضبط أوضاع تشغيل أجهزة أشباه الموصلات. وصفنا ذلك في مقال عن الترانزستورات ثنائية القطب. من الصيغة أعلاه ، سوف يصبح من الواضح أن التيار قد انخفض بسبب انخفاض الجهد. يمكن القول بأن الجهد الزائد يحترق في شكل حرارة على المقاوم ، بينما يتم اعتبار القوة بنفس الصيغة مثل الطاقة الكلية:

P = U * I

هنا U هو عدد فولت "حرق" على المقاوم ، وأنا هو التيار الذي يتدفق عبره.

يتم تفسير توليد الحرارة على المقاوم بواسطة قانون جول لينز ، الذي يربط كمية الحرارة المنبعثة للتيار والمقاومة. أكبر الأول أو الثاني ، سيتم إطلاق المزيد من الحرارة.

لجعلها مريحة من هذه الصيغة ، عن طريق استبدال قانون أوم لقسم من السلسلة ، يتم اشتقاق صيغتين أخريين.

لتحديد الطاقة من خلال الجهد المطبق على المقاوم:

P = (U ^ 2) / R

لتحديد الطاقة من خلال التيار المتدفق عبر المقاوم:

P = (I ^ 2) / R

قليلا من الممارسة

على سبيل المثال ، دعونا نحدد مقدار الطاقة التي يتم تخصيصها لمقاومة 1 أوم متصلة بمصدر جهد 12V.

أولاً ، دعنا نحسب التيار في الدائرة:

أنا = 12/1 = 12A

الآن السلطة وفقا للصيغة الكلاسيكية:

P = 12 * 12 = 144 واط.

يمكن تجنب إجراء واحد في العمليات الحسابية إذا استخدمت الصيغ أعلاه ، دعنا نتحقق من هذا:

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

كل ذلك يناسب الجميع. سوف تولد المقاوم الحرارة مع قدرة 144W. هذه هي القيم الشرطية التي اتخذت كمثال. في الممارسة العملية ، لن تجد هذه المقاومات في المعدات الإلكترونية ، باستثناء مقاومات كبيرة لتنظيم محركات التيار المستمر أو بدء تشغيل آلات متزامنة قوية في وضع غير متزامن.

ما هي المقاومات وكيف يتم الإشارة إليها على الرسم البياني

وهناك عدد من السعات المقاوم هو المعيار: 0.05 (0.62) - 0.125 - 0.25 - 0.5 - 1 - 2 - 5

هذه هي القيم النموذجية للمقاومات الشائعة ، وهناك أيضًا قيم كبيرة ، أو قيم أخرى. ولكن هذه السلسلة هي الأكثر شيوعا. عند تجميع الالكترونيات ، يتم استخدام الدائرة الكهربائية ، مع الرقم التسلسلي للعناصر. يشار إلى المقاومة الاسمية أقل في كثير من الأحيان ، ويشار إلى المقاومة الاسمية والسلطة حتى في كثير من الأحيان.

لتحديد قوة المقاوم بسرعة في الدائرة ، تم تقديم UGOs المقابلة (اصطلاحات رسومية) وفقًا لـ GOST. يتم عرض ظهور هذه التسميات وتفسيرها في الجدول أدناه.

بشكل عام ، تتم الإشارة إلى هذه البيانات ، وكذلك اسم نوع محدد من المقاوم ، في قائمة العناصر ، كما يشار إلى التسامح المسموح به في٪ هناك.

في الخارج ، تختلف في الحجم ، وكلما كان العنصر أقوى ، زاد حجمها. حجم أكبر يزيد من مساحة التبادل الحراري للمقاومة مع البيئة. لذلك ، يتم إعطاء الحرارة المنبعثة عندما يمر التيار عبر المقاومة بسرعة إلى الهواء (إذا كانت البيئة عبارة عن هواء).

وهذا يعني أن المقاوم يمكن أن يسخن بمزيد من الطاقة (لإطلاق كمية معينة من الحرارة في كل وحدة زمنية). عندما تصل درجة حرارة المقاومة إلى مستوى معين ، تبدأ الطبقة الخارجية التي تحمل العلامة في الاحتراق ، ثم الطبقة الخارجية (فيلم أو سلك أو أي شيء آخر) تحترق.

لتقييم مقدار قدرة المقاوم على التسخين ، ألقِ نظرة على ملف التسخين الخاص بمقاوم قوي مفكك (أكثر من 5 واط) في علبة خزفية.

في الخصائص كان هناك مثل هذه المعلمة مثل درجة الحرارة المحيطة المسموح بها. يشار إلى الاختيار الصحيح للعنصر. والحقيقة هي أنه نظرًا لأن قوة المقاوم محدودة بسبب القدرة على نقل الحرارة ، وفي الوقت نفسه ، ليس ارتفاع درجة الحرارة ، ولكن لنقل الحرارة ، أييجب أن يكون تبريد العنصر بواسطة الحمل الحراري أو تدفق الهواء القسري كبيرًا بقدر الإمكان ، الفرق في درجة حرارة العنصر والبيئة.

لذلك ، إذا كان العنصر ساخنًا للغاية حول العنصر ، فسيتم تسخينه وحرقه بسرعة ، حتى لو كانت الطاقة الكهربائية الموجودة عليه أقل من الحد الأقصى المتبدد. درجة الحرارة العادية هي 20-25 درجة مئوية.

متابعة هذا الموضوع:

كيفية خفض الجهد مع المقاوم

حساب واختيار المقاوم للصمام

حساب مقسم الجهد على المقاومات

استخدام مقاومات إضافية

ماذا لو لم يكن هناك مقاومة للسلطة المطلوبة؟

مشكلة شائعة مع لحم الخنزير هي عدم وجود مقاوم للطاقة المطلوبة. إذا كان لديك مقاومات أقوى مما تحتاج - فلا حرج في ذلك ، يمكنك ضبطه دون تردد. إلا إذا كان لائقا في الحجم. إذا كانت جميع المقاومات المتاحة في السلطة أقل من اللازم ، فهذه مشكلة بالفعل.

في الواقع ، حل هذه المشكلة بسيط للغاية. تذكر قوانين السلسلة والاتصال الموازي للمقاومات.

1. عندما يتم توصيل المقاومات في سلسلة ، فإن مجموع الجهد يسقط على الدائرة بأكملها يساوي مجموع قطرات على كل منها. والحالي الذي يتدفق عبر كل المقاوم يساوي التيار الكلي ، أي يتدفق تيار واحد في الدائرة من عناصر متصلة بالسلسلة ، ولكن يتم تحديد الفولتية المختلفة المطبقة على كل منها وفقًا لقانون أوم لقسم الدائرة (انظر أعلاه) Utotal = U1 + U2 + U3

2. مع اتصال موازٍ للمقاومات ، يكون الإنخفاض في جميع الفولتية متساويًا ، والتيار المتدفق في كل فرع من الفروع يتناسب عكسًا مع مقاومة الفرع. إجمالي تيار سلسلة المقاومات المتوازية يساوي مجموع التيارات لكل فرع من الفروع.

هذه الصورة توضح كل ما سبق ، في شكل مناسب للتذكر.

لذلك ، كما هو الحال مع سلسلة من المقاومات ، ينخفض ​​الجهد الكهربائي لكل منهما ، وباتصال متوازي ، التيار ، ثم إذا كانت P = U * I

ستنخفض القوة المخصصة لكل منها وفقًا لذلك.

لذلك ، إذا لم يكن لديك مقاوم من 100 أوم إلى 1 وات ، فيمكنك دائمًا استبداله بمقاومتي 50 أوم و 0.5 وات متصلتين في سلسلة ، أو 2 200 أوم و 0.5 وات مقاومتين متصلتين على التوازي.

لقد كتبت للتو "دائمًا ما يكون دائمًا". والحقيقة هي أن ليس كل المقاومات تحمل التيارات الصدمية بشكل جيد على قدم المساواة ، في بعض الدوائر ، على سبيل المثال ، متصلة بشحنة المكثفات الكبيرة ، في اللحظة الأولى من الوقت يقومون بنقل حمولة صدمة كبيرة ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بطبقتها المقاومة. يجب التحقق من هذه الحزم في الممارسة أو عن طريق الحسابات الطويلة وقراءة الوثائق والمواصفات الفنية للمقاومات ، والتي لا تقريبًا أبدًا ولا أحد يفعلها.

استنتاج

قوة المقاوم لا تقل أهمية عن المقاومة الاسمية. إذا لم تهتم باختيار المقاومة التي تحتاج إليها ، فسوف تحترق وتسخن بشدة ، وهو أمر سيء في أي دائرة.

عند إصلاح المعدات ، وخاصة الصينية ، لا تحاول وضع مقاومات منخفضة الطاقة بأي حال من الأحوال ، فمن الأفضل أن تضع بهامش ، إذا كانت هناك مثل هذه الفرصة لوضعها في الحجم على السبورة.

من أجل التشغيل المستقر والموثوق للجهاز الإلكتروني ، يلزمك تحديد الطاقة ، على الأقل بهامش نصف المتوقع ، أو الأفضل ، مرتين. هذا يعني أنه إذا تم ، حسب الحسابات ، تخصيص 0،9-1 واط على المقاوم ، فإن قوة المقاوم أو تجميعها يجب ألا تقل عن 1.5-2 واط.