Мощность резистора
151
Сегодня поговорим о мощности резисторов. Это тоже очень важный параметр. Я уже рассказывал о том что такое резистор, и какие виды и типы резисторов бывают. Но подробно про мощность мы не говорили.
Мощность резистора — это максимально допустимое значение мощности электрического тока (единица измерения Ватт), которое резистор может пропустить через себя без перегрева и выхода из строя. Резистор в зависимости от своего сопротивления и тока проходящего через него превращает часть электрической энергии в тепло. Это и называется мощностью рассеивания резистора.
Какая мощность будет выделяться (рассеиваться) на резисторе
Как я уже написал чуть выше, мощность рассеивания резистора зависит от его сопротивления и силы тока, проходящего по нему. Для расчета мощности, которая будет рассеиваться в виде тепла на резисторе используется формула: P = I² * R
- P — мощность в Ватт
- I — Сила тока в Ампер
- R — Сопротивление в Ом
Для примера рассчитаем мощность которая будет рассеиваться на резисторе в схеме с подключением светодиода.
Вот схема подключения:
Про то как рассчитать номинал резистора для подключения светодиода и силу тока в цепи, а так же как управлять светодиодом с помощью Ардуино я писал в этой статье. В нашем примере используется резистор на 150 Ом и сила тока в цепи составляет 20 миллиампер или 0.02 ампера. Теперь мы можем рассчитать мощность, которая будет рассеиваться на резисторе.
P = I² * R = 0.02² * 150 = 0.0004 * 150 = 0.06 Ватт
Это значит что на нашем резисторе будет рассеиваться 0.06 Ватт. Это совсем не много, поэтому подойдет практически любой резистор кроме самых маломощных SMD элементов.
Если фактическая рассеиваемая мощность превышает допустимую для резистора, то он будет перегреваться и в итоге сгорит. Это не только разорвет электрическую цепь, но и может стать причиной пожара. Поэтому старайтесь использовать резисторы с заявленной мощностью больше чем необходимая в 1.5-2 раза.
Как определить мощность резистора
Как я уже писал в других статьях, обычно резисторы — это мелкие элементы, поэтому на их корпусе сложно описать все их параметры.
Для описания номинала и класса точности используется цветовая маркировка или специальная маркировка для SMD резисторов. А для того что бы понять какой мощности резистор нужно его измерить. Вот схема которая поможет узнать мощность резисторов в зависимости от их размера:
Так же существуют резисторы рассчитанные и на более высокие мощности. Они уже крупнее, поэтому их мощность и номинал написаны на корпусе «человеческим языком». Вот керамические резисторы или даже высокомощные с радиатором для рассеивания тепла:
Керамические резисторы с сопротивлением 10 Ом и мощностью 10 ВаттРезистор с радиатором на 10 Ом и мощностью 50 ВаттМощность SMD резисторов
Показатель максимальной мощности в маркировку на таких маленьких корпусах поместить было просто не возможно. Но мы все равно можем определить максимальную мощность смд резистора при помощи штангенциркуля, ну или хотя бы обычной линейки. Дело в том что мощность зависит от размера корпуса smd резистора.
Поэтому они делятся на типоразмеры и обозначаются цифрами, которые означают длину и ширину корпуса в дюймах. Вот таблица с помощью которой вы сможете определить допустимую мощность резистора в smd исполнении:
| Размер в дюймах | Длинна в мм | Ширина в мм | Мощность при 70°C в Ватт |
| 0075 | 0,3 | 0,15 | 0,02 |
| 01005 | 0,4 | 0,2 | 0,03 |
| 0201 | 0,6 | 0,3 | 0,05 |
| 0402 | 1 | 0,5 | 0,063 |
| 0603 | 1,6 | 0,8 | 0,1 |
| 0805 | 2,0 | 1,25 | 0,125 |
| 1206 | 3,2 | 1,6 | 0,25 |
| 1210 | 3,2 | 2,5 | 0,5 |
| 1218 | 3,2 | 4,8 | 1 |
| 1812 | 4,5 | 3,2 | 0,75 |
| 2010 | 5 | 2,5 | 0,75 |
| 2512 | 6,4 | 3,2 | 2 |
Обратите внимание что при последовательном и параллельном подключении резисторов, рассеиваемая мощность рассчитывается для каждого резистора отдельно.
Мощность усилителей и сопротивление колонок
Время публикации:15:44/
02.06.2022
С ростом популярности стерео в 90-х годах производители электроники начали преувеличивать номинальную мощность своих усилителей. Все это делалось для привлечения покупателей. Например, усилители с номинальной мощностью 30 Ватт на канал рекламировались, как имеющие «240 Ватт полной музыкальной пиковой мощности». Во избежание недоразумений параметр выходной мощности усилителей нужно было как-то стандартизовать. В 1974 году в Соединенных Штатах был разработан стандарт FTC (Federal Trading Commission – Федеральная Торговая Комиссия), который и должен был навести порядок в этой области.
Скромнее надо быть
Одним из рекомендаций (то есть фактически требований) стандарта FTC был «предварительный прогон» усилителя на 1/3 заявленной выходной мощности. Усилители должны были в течение часа отработать на 1/3 от мощности, указываемой в их характеристиках, и лишь затем можно приступать к измерению их характеристик.
Ресивер Sherwood S-7100A один из лучших недорогих аппаратов своего времени
Однако проблема заключалась в том, что при работе в течение часа на 1/3 мощности усилители класса A/B (которыми в то время были практически все усилители) сильно нагревались, особенно при 4-омной нагрузке. Для того, чтобы аппарат мог стабильно работать на такую нагрузку при сохранении заявленной мощности, требовался более массивный радиатор, более мощный блок питания и выходные транзисторы с большим рабочим током. То есть усилитель получался более дорогим, а значит, менее конкурентоспособным на рынке. Разумеется, можно было просто указать более скромный показатель выходной мощности, ничего не меняя в конструкции аппарата.
Колонки для вечеринок
Дело в том, что в 1970-х усилители и ресиверы должны были уметь работать с нагрузкой 4 Ом. Это было связано с тем, что акустика с таким сопротивлением была очень популярна на массовом рынке. Например, компания Advent хотела, чтобы у ее компактной модели Smaller Advent были такие же басы (до 40 Гц со спадом -3 дБ), что и у более крупных и дорогих Large Advent.
Акустика Advent Smaller – король студенческих вечеринок
Чтобы добиться этого, разработчики снизили резонансную частоту басовика колонки за счет увеличения массы его диффузора.
Это сработало, но закономерно привело к снижению чувствительности. Small Advent требовалось много энергии от усилителя, чтобы обеспечить громкий звук, столь ценимой молодежью, основным покупателем такой акустики. В результате было решено сделать акустику 4-омной, а задачу ее прокачки возложить на усилитель. Разумеется, производители электроники не могли игнорировать этот факт и были вынуждены снижать заявленную мощность своих усилителей, измеренную в соответствии с FTC, сохраняя совместимость с 4-омной акустикой.
Интегральный усилитель Pro-Ject Stereo Box DS2 работает с 8 и 4-омной акустикой
Сегодня изготовители колонок научились добиваться от компактных колонок убедительных басов без существенного снижения их чувствительности и с сохранением 8-омного сопротивления. Поэтому современная недорогая электроника начального уровня обычно не рассчитана на работу с 4-омными колонками и имеет существенно более высокую номинальную выходную мощность, чем винтажные модели сравнимого класса.
Мощность и внутреннее сопротивление
Мощность и внутреннее сопротивлениеДалее: Примеры работы Вверх: Электрический ток Предыдущий: Энергия в цепях постоянного тока Рассмотрим простую схему, в которой батарея ЭДС и внутренних сопротивление управляет током через внешний резистор сопротивления (см. рис. 17). Внешний резистор обычно называют в качестве нагрузочного резистора . Это может означать либо электрический свет, электрический нагревательный элемент или, может быть, электродвигатель. основная цель схема заключается в передаче энергии от батареи к нагрузке, где она фактически делает что-то полезное для нас (
Эквивалентное сопротивление цепи (поскольку сопротивление нагрузки равно
последовательно с внутренним сопротивлением), поэтому ток, протекающий в
схема задается
| (145) |
Выходная мощность ЭДС просто
Мощность, рассеиваемая в виде тепла на внутреннем сопротивлении батареи, равна
| (147) |
Аналогично, мощность, передаваемая в нагрузку, равна
| (148) |
Обратите внимание, что
Таким образом, часть выходной мощности батареи немедленно теряется по мере рассеивания тепла.
внутреннее сопротивление аккумулятора. Остаток передается в нагрузку. Пусть
и . Это следует из
уравнение (148) что
| (150) |
Функция монотонно возрастает от нуля при увеличивается в диапазоне, достигает максимальное значение при , а затем монотонно убывает с ростом В диапазоне . Другими словами, если сопротивление нагрузки изменяется при постоянна, а затем передаваемая мощность достигает максимума значение
| (151) |
когда . Это очень важный результат в электротехнике. Передача мощности между источником напряжения и внешней нагрузкой наиболее эффективна, когда сопротивление нагрузки соответствует внутреннему сопротивлению источника напряжения.
Если сопротивление нагрузки слишком низкое, то большая часть выходной мощности напряжения
источник рассеивается в виде тепла внутри самого источника. Если сопротивление нагрузки
слишком велик, то ток, протекающий в цепи, слишком мал для
передавать энергию в нагрузку с заметной скоростью. Отметим, что в оптимальном случае
, всего Далее: Примеры работы Вверх: Электрический ток
Калькулятор формул уравнений закона Ома
Электрические отношения между сопротивлением (R), током (I), мощностью (P) и напряжением (E) определяются законом Ома.
Один Ом определяется как сопротивление, которое позволяет
ток в один ампер при разности потенциалов в 1 вольт.
Решение для сопротивления при заданной мощности и токе
Входы:
Преобразования:
Мощность (P)
= 0
watt
Current (I)
= 0
amp
Solution:
Resistance (R)
= NOT CALCULATED
Other Units:
Change Equation
Выберите, чтобы решить для другого неизвестного
Решить для мощности с учетом напряжения и тока | |
Решить для мощности с учетом сопротивления и тока | |
Solve for power given resistance and current | |
Solve for current given resistance and voltage | |
Solve for current given power and voltage | |
Решение для тока при заданной мощности и сопротивлении | |
Решение для сопротивления при заданной мощности и токе | |
Solve for resistance given voltage and power | |
Solve for resistance given voltage and current | |
Solve for voltage given current and resistance | |
Решение для напряжения при заданных токе и мощности | |
Решение для напряжения при заданных мощности и сопротивлении |
Where
| P | = | power |
| E | = | voltage |
| I | = | current |
| R | = | resistance |
Справочник — Книг:
Неизвестный Автор.
