Мощность резистора
Как рассчитать мощность 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:
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.
Каждый резистор рассчитан на свою мощность. Стандартный ряд мощностей рассеивания резисторов состоит из значений:
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:
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?
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.
Что такое мощность резистора?
Номинальная мощность резистора определяет, какое максимальное количество энергии может рассеять резистор без риска перегрева.
Как вытекает из закона Ома, электрическая мощность связана с напряжением и током:
Если электрическая мощность, выделяемая на резисторе, не превышает его номинальную рассеиваемую мощность, температура резистора будет стабильной. Следует отметить, что температура на самом резисторе распределена не равномерно. Его корпус немного теплее, чем выводы, а самая высокая температура в центре корпуса.
Чем выше скорость теплоотдачи в окружающую среду, тем ниже температура на резисторе. Крупные резисторы с большой площадью поверхности, как правило, могут рассеивать значительное количество тепловой мощности.
Если мощность выделяемая на резисторе превышает его номинальную мощность, то резистор может быть поврежден. Это может иметь несколько последствий:
Определение: мощность резистора — номинальная мощность, которую может рассеять резистор, сохраняя при этом свою работоспособность.
Мощность резистора
Номинальная мощность резистора определяется для определенной температуры окружающей среды на открытом воздухе. Обратите внимание, что на практике количество энергии, которую резистор может рассеять без повреждения сильно зависит от условий эксплуатации и, следовательно, не равна номинальной мощности.
Например, повышение температуры окружающей среды может значительно уменьшить номинальную мощность резистора.
Как определить мощность резистора.
17 Авг 2015г | Раздел: Радио для дома
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Резистор является самым используемым радиокомпонентом, без которого не обходится ни одна электронная схема. Основными параметрами резистора являются электрическое сопротивление, мощность и допуск.
Если с сопротивлением и допуском все понятно, то определение мощности малогабаритных резисторов вызывает некоторые трудности, особенно на первых порах занятием радиолюбительством. В статье о цветовой и цифровой маркировке резисторов я уже рассказывал о мощности резисторов, но судя по Вашим комментариям, этот параметр был раскрыт не полностью. В этой статье я постараюсь устранить этот пробел.
Итак. Резисторы бывают разного устройства и конструкции, но в большинстве случаев они представляют собой небольшой цилиндр из фарфора или какого-нибудь другого изолятора, на который нанесен токопроводящий слой, обладающий определенным электрическим сопротивлением. В других конструкция на цилиндр наматывается требуемое количество витков тонкой проволоки из сплавов, обладающих большим сопротивлением.
Резисторы применяют согласно мощности, на которую он рассчитан, и которую может выдержать без риска быть испорченным при прохождении через него электрического тока. Поэтому на схемах внутри прямоугольника прописывают условные обозначения, указывающие мощность резистора в ваттах (Вт): двойной косой чертой обозначают резистор мощностью 0,125 Вт; прямой чертой, расположенной вдоль значка резистора, обозначают мощность 0,5 Вт; римской цифрой обозначается мощность от 1 Вт и выше.
Как правило, резисторы разной мощности отличаются размерами и чем больше мощность резистора, тем размер его больше. На крупногабаритных резисторах величина мощности указывается на корпусе в виде цифрового значения, а вот малогабаритные резисторы приходится определять на «глаз».
Но все же определить мощность того или иного резистора не так уж и трудно, так как габаритные размеры соответствуют стандарту, которого стараются придерживаться все производители электронных компонентов. В Советском Союзе даже выпускались таблицы для определения мощности резисторов по их размерам: диаметру и длине.
На отечественных резисторах типа МЛТ и некоторых зарубежных мощностью 1Вт и выше величина мощности указывается на корпусе цифровым значением. На остальных импортных резисторах рядом с цифрой дополнительно ставят латинскую букву W.
Правда, встречаются некоторые зарубежные экземпляры, где после цифрового значения может стоять другая буква. Как правило, подобную маркировку ставит производитель, который сам изготавливает некоторые компоненты для своей аппаратуры, не придерживаясь стандартов.
Однако с размерами есть небольшой нюанс, который надо знать: габариты отечественных и импортных резисторов одинаковой мощности немного отличаются друг от друга — отечественные резисторы чуть больше своих зарубежных собратьев.
Это объясняется тем, что отечественные радиокомпоненты выпускаются с некоторым запасом по мощности, тогда как у зарубежных аналогов такого запаса нет. Поэтому при замене отечественных резисторов зарубежными, зарубежный аналог следует брать на порядок мощнее.
Есть еще один тип резисторов, выпускаемые как зарубежными, так и отечественными производителями, габариты которых не подходят под стандартные размеры. Как правило, это низкоомные высокоточные резисторы, имеющие допуск по номинальному сопротивлению от 1% и ниже. Такие резисторы применяются в измерительных приборах, медицинском, военном или высокоточном оборудовании.
Если с крупногабаритными резисторами все понятно, то малогабаритные резисторы мощностью 0,5 Вт и ниже приходится различать только исходя из их размеров. Но и в этом случае сложного ничего нет, так как на первое время достаточно в качестве образца иметь по одному резистору с мощностями от 0,125Вт до 0,5Вт, чтобы сравнивать их с искомыми резисторами.
А в дальнейшем, когда придет опыт, Вы сможете без труда определять мощность резисторов по их габаритам.
Ну и в довершении статьи картинка с резисторами отечественного и зарубежного производства в порядке возрастания их мощности. А чтобы легче было ориентироваться в габаритах, на каждой картинке предоставлена спичка, относительно которой можно судить о размерах того или иного резистора.
И еще надо сказать о замене: резистор мощностью 0,125Вт можно заменить резистором мощностью 0,125Вт и выше. Лишь бы позволял размер платы. А вот резистор мощностью 0,5Вт нельзя заменить резисторами 0,125Вт и 0,25Вт, так как их мощность меньше и в процессе работы они могут перегреться и выйти из строя.
И по традиции видеоролик, где показывается еще один вариант определения мощности резисторов.
Как узнать мощность резистора по размеру
Классификация по условиям эксплуатации
По особенностям применения и использования виды резисторов делятся на группы.
Постоянные
Сопротивление неизменное с допустимой нормированной погрешностью и соответствует норме. На электрической схеме изображаются прямоугольником со сторонами 10х4 мм. От центра узкой стороны изображаются линии выводов. Рядом с изображением ставят литеру «R» с порядковым номером корпуса по схеме. Тут же проставляют величину номинала.
Менее килоома отражается числом без указания единиц измерения, например: 33 = 33 Ом. Диапазон килоом-мегом принято обозначать литерой «К»(4,7К = 4,7 кОм). «М» применяется при сопротивлении мегом и выше (5,6М = 5,6 мОм).
Переменные и подстроечные
Компоненты переменного потенциометра оснащены тремя и более выводами, и механизмом перемещения ползунка – токосъемника. Диапазон изменения простирается от нуля до максимума, ограниченного установленным номиналом.
Изменение характеристик оборудования в процессе эксплуатации, выглядящее, например, как настройка тюнера, регулировка уровня громкости или освещения, выполняется переменным компонентом.
Механизм перемещения ползунка завершается ручкой, позволяющей оперативно проводить регулировку. Если настройка выполняется при наладке и ежедневно меняться не должна, применяются подстроечники. Положение токосъемника в них устанавливается отверткой.
Нелинейные
Устройства автоматики и электронной защиты активно пользуются полупроводниковыми нелинейными приборами, проводимость которых изменяется автоматически при колебаниях внешних факторов окружающей среды. Отрицательный температурный коэффициент у термисторов увеличивает проводимость при повышении температуры и уменьшает при понижении.
Прибор с положительным ТКС называются позистором. У фоторезистора проводимость полупроводникового слоя возрастает при увеличении освещенности в видимом, инфракрасном или ультрафиолетовом спектре.
Варисторы способны увеличить проводимость при возрастании приложенного к нему напряжения
Магниторезисторы реагируют на магнитное поле, а тензисторы фиксируют приложенное к ним механическое усилие.
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.
Примерно определить мощность резистора можно по размерам
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.
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).
Маркировка советских и современных резисторов и их обозначение
Радиолюбителям часто приходится сталкиваться с резисторами, и если это происходит не в первый раз, то большинство уже знает, как определить по маркировке характеристики элемента схемы. Но не все могут это сделать, да и к тому же нередко даже знатокам приходится поломать голову, столкнувшись, к примеру, с печатной платой на smd компонентах.
Имеет смысл проследить пошагово эволюцию резисторов и их маркировок. Для начала рассмотреть самые простейшие из них, а уже после продвигаться к сложным и высокотехнологичным smd резисторам.
Итак, разделяют три вида подобных элементов. Это советские резисторы, которые используются, однако и сейчас, современные – т.е. те, которые имеют разноцветные полоски, ну и конечно смд компоненты.
Советские резисторы
Конечно, как ни стараться, но без советской электроники не обойтись, а по тому есть смысл изучить маркировки подобных резисторов.
На первый взгляд, визуально можно попробовать определить предельные мощности рассеивания этих элементов.
На изображении выше видна разница в их размерах. Начиная с самого верхнего их мощность:
Первые два резистора, на 1Вт. и 2Вт. промаркированы литерой МЛТ-1 и МЛТ-2 – это наиболее широко известная разновидность. МЛТ – это аббревиатура Металлоплёночного, Лакированного, Теплоустойчивого элемента.
Остальные можно определить только по габаритам, маркировка на них отсутствует. Естественно, что чем крупнее резистор, тем больше и мощность рассеивания – законы физики никем не отменены.
Единица измерения сопротивления у МЛТ как и у других резисторов это Ом – указывается буквами R или Е, КОм – литерой К, ну а МОм – как М. Разобраться тут совершенно не сложно. Стоит маркировка М33, значит это резистор, сопротивление которого составляет 33 Мега Ома. Но в некоторых случаях бывает ещё проще. На элементе можно найти надпись 2КО, и конечно любому становится понятно, что сопротивление будет равным 2 кило Омам.
Так что резисторы советских времён определить по маркировке, узнав их технические характеристики, достаточно просто, чего, конечно же, не скажешь об элементах с нанесёнными на них разноцветными полосками.
Современные резисторы
Обычно при появлении в разговоре темы о современных резисторах у собеседников начинает портиться настроение. А дело всё в том, что на них нет привычной всем буквенной или числовой маркировки. Определить их характеристики можно при наличии таблицы, но тратить при этом придется невероятно огромное количество времени, т.к. все параметры зашифрованы в различных цветах и расположениях полосок на конденсаторе.
Современный резистор с цветными полосками
Для определения характеристик этого элемента для начала необходимо его развернуть так, чтобы золотистая либо серебристая полоса оказалась по правую руку. При отсутствии таковой нужно посмотреть, к какой стороне ближе находятся несколько полос и развернуть, чтобы они оказались по левую руку.
Далее, определяется цвет двух первых полос, при этом каждый из них имеет своё цифровое обозначение. Полоска может быть:
Ещё одна полоса покажет число нулей, необходимое к добавлению к цифрам, получившимся из первых двух. Итак, если полоса:
При условии, что полосок на резисторе не 3, а 4 (не считая серебристой или золотистой), то первые три – цифры, а 4-я – количество нулей.
Обычно на элементе 3 или 4 полосы, но бывает и 5-6. Начинать следует с более широкой, но иногда производитель не отмечает её. Находиться она будет ближе к выводу.
Но вообще, для того, чтобы определить технические характеристики резистора, проще обратиться к онлайн-калькулятору, который всегда можно найти в сети интернет. У многих радиолюбителей такие программы уже установлены в компьютерах. Останется лишь отметить нужные цвета и калькулятор определит все параметры.
SMD – резисторы
Об этих компонентах можно говорить бесконечно. Самое интересное, что непонятно что человек видит перед собой – это несколько транзисторов, резисторов или ещё чего то. Но немного разобравшись в маркировках всё же можно понять и прочитать их характеристики.
Сложность в том, что элементы малого типоразмера (к примеру, 0402) вообще никак не обозначаются, т.к. практически невозможно нанести на них что либо. Smd компоненты, допуск которых составляет 10 % немного крупнее и обозначаются 3-мя числами, 2 начальных – это номинал, а 3-я – степень 10-ти.
К примеру, на резисторе проставлены цифры 332. Значит, сопротивление этого компонента будет равным 33х10 во второй степени Ом = 3300 Ом = 3.3 кОм.
Если допуск резистора от 1%, то маркируется он уже 4-хзначным числом, но при прочтении изменений никаких, так же последняя цифра обозначает степень 10-ти, ну а первые три – номинал.
Иногда можно встретить такую кодировку резисторов, как 000. Такие элементы имеют незначительное, почти нулевое сопротивление и используются в печатных платах в качестве обычных перемычек. Ведь аккуратнее смотрится такой смд компонент, чем кусок проводка.
Дополнительная информация
Конечно, при желании вполне возможно разобраться с маркировками различных резисторов. Остаётся лишь так называемая «проблема бренда». Это определение отражает попытку больших фирм не ремонтировать своё оборудование «чужими» запасными частями. А по тому многие из них вводят свои маркировки смд компонентов, отличные от общепринятых. Но всё же при наличии схемы и омметра (либо мультиметра) с любой печатной платой можно найти общий язык.
Мощность при последовательном соединение
При соединение резисторов последовательно электрический ток по очереди проходит через каждое сопротивление. Значение тока в любой точке цепи будет одинаковым. Данный факт определяется с помощью закона Ома. Если сложить все сопротивления, приведенные на схеме, то получится следующий результат: R = 200+100+51+39 = 390 Ом.
Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, по закону Ома сила тока будет составлять I = U/R = 100/390 = 0,256 A. На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле: P = I2 x R = 0,2562 x 390 = 25,55 Вт.
Таким же образом можно рассчитать мощность каждого отдельно взятого резистора:
Если сложить полученные мощность, то полная Р составит: Р = 13,11+6,55+3,34+2,55 = 25,55 Вт.
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.
Как определить мощность резистора: стоит в маркировке
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.
Размеры SMD-резисторов — вот по какому признаку можно определить мощность этих элементов
| 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.
