Site Loader
Постоянный резистор. Номиналы и цветовая маркировка резисторов.

Продолжаем изучать основы электроники! И сегодня наш разговор будем посвящен одному компоненту, без которого невозможно представить ни одну электрическую цепь, а именно резистору 🙂

Содержание

Резистор.

Итак, начнем с основного определения резистора. Резистор – это, в первую очередь, пассивный элемент электрической цепи, который имеет определенное значение сопротивления (оно может быть постоянным и переменным). Предназначен этот элемент для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот. Ведь как мы помним из закона Ома, напряжение и сила тока связаны друг с другом как раз через величину сопротивления:

I = \frac{U}{R}

Резисторы являются одними из самых широко используемых компонентов. Редко можно встретить схему, в которой бы не было ни одного резистора 😉 Основным параметром резистора, как уже понятно из определения, является его электрическое сопротивление, измеряемое в Омах (Ом).

Обозначение резисторов на схеме.

Давайте рассмотрим обозначение резисторов на схемах. Существуют два возможных варианта:

Обозначение резисторов

Кроме того, используются немного измененные символы, которые характеризуют резисторы на схеме по величине номинальной мощности рассеивания. Тут возникает вполне закономерный вопрос – а что это за параметр такой – номинальная мощность рассеивания? При протекании тока через резистор в нем будет выделяться мощность, что приведет к нагреву резистора. И если мощность будет превышать допустимую величину, то резистор будет перегреваться и просто сгорит. Таким образом, номинальная рассеиваемая мощность – это величина мощности, которая может рассеиваться резистором без превышения предельно допустимой температуры. То есть если мощность в цепи будет меньше или равна номинальной, то с резистором все будет в порядке! Итак, вернемся к обозначению резисторов:

Номинальная мощность

Вот так обозначаются наиболее часто встречающиеся на схемах резисторы в зависимости от их номинальной рассеиваемой мощности. Тут даже особо нечего дополнительно комментировать 🙂

Сопротивление резистора на схемах указывается рядом с условным обозначением, причем единицу измерения обычно опускают. Если увидите на схеме рядом с резистором число 68, то не сомневайтесь ни секунды – сопротивление резистора равно 68 Ом. Если же величина сопротивления составляет, к примеру, 1500 Ом (1,5 КОм), то на схеме будет обозначение “1.5 К”:

Сопротивление резисторов

С этим все просто… Несколько сложнее ситуация обстоит с цветовой маркировкой резисторов. Сейчас мы разберемся и с этим!

Цветовая маркировка резисторов.

Цветовая маркировка

Большинство резисторов имеют цветовую маркировку, такую как на этом рисунке. Она представляет из себя 4 или 5 полос (чаще всего, хотя их может быть, например, и 6) определенных цветов, и каждая из этих полос несет определенный смысл. Первые две полоски абсолютно всегда обозначают первые две цифры номинального сопротивления резистора. Если всего полосок 3 или 4, то третья полоса будет означать множитель, на который необходимо умножить число, полученное из первых двух полос. Когда на резисторе 4 полосы, то четвертая будет указывать на точность резистора. А в случае, когда полос всего пять, то ситуация несколько меняется – первые три полосы означают три цифры сопротивления резистора, четвертая – множитель, пятая – точность. Соответствие цифр цветам приведено в таблице:

Маркировка резисторов

Тут есть еще один немаловажный момент – а какую именно полосу считать первой? Чаще всего первой считается та полоса, которая находится ближе к краю резистора. Кроме того, можно заметить, что золотая и серебряная полосы не могут быть первыми, поскольку не несут информации о величине сопротивления. Поэтому если на резисторе есть полосы этого цвета и они расположены с краю, то можно точно утверждать, что первая полоса находится с противоположной стороны. Давайте рассмотрим практический пример:

Маркировка

Поскольку у нас здесь 5 полос, то первые три указывают на сопротивление резистора. Посмотрев нужные значения в таблице, мы получаем величину 510. Четвертая полоса – множитель – в данном случае он равен 10

3. И, наконец, пятая полоса – погрешность – 10%. В итоге мы получаем резистор 510 КОм, 10%.

В принципе, если нет желания разбираться с цветами и значениями, то можно обратиться к какому-нибудь автоматизированному сервису, определяющему сопротивление по цветовой маркировке. Там нужно будет только выбрать цвета, которые нанесены на резистор и сервис сам выдаст величину сопротивления и точность.

Итак, с цветовой маркировкой резисторов мы разобрались, переходим к следующему вопросу…

Кодовая маркировка резисторов.

Помимо цветовой маркировки используется так называемая кодовая. Для обозначения номинала резистора в данном случае используются буквы и цифры (четыре или пять знаков). Первые знаки (все, кроме последнего) используются для обозначения номинала резистора и включают в себя две или три цифры и букву. Буква определяет положение запятой десятичного знака, а также множитель. Последний же символ определяет допустимое отклонение сопротивления резистора. Возможны следующие значения:

Кодовая маркировка

Для букв, обозначающих множитель возможны такие варианты:

Обозначение множителя

Давайте для наглядности рассмотрим несколько примеров:

Примеры маркировки

С этим типом маркировки мы разобрались, давайте теперь изучим всевозможные способы маркировки SMD резисторов.

Маркировка SMD резисторов.

Для SMD резисторов также существуют разные варианты обозначения номиналов. Итак, давайте разбираться:

  • Маркировка тремя цифрами. В данном случае первые две цифры – это величина сопротивления в Омах, а третья цифра – множитель. То есть величину в Омах нужно умножить на десять в соответствующей множителю степени.
  • Маркировка четырьмя цифрами. Тут все похоже на предыдущий вариант, вот только для обозначения номинала сопротивления в Омах используются первые три цифры, а не две. Четвертая цифра – множитель.
  • Маркировка резисторов двумя цифрами и символом. В данном случае две цифры определяют сопротивление резистора, но не напрямую, а через специальный код. Ниже я приведу таблицу всех возможных кодов. Если на резисторе указан код “02”, то из таблицы мы получаем значение 102 Ома. Но и это не является финальным значением сопротивления 🙂 Нужно еще учесть третий символ, который является множителем. Для этого символа возможны такие варианты: S=10
    -2
    ; R=10-1; B=10; C=102; D=103; E=104;

Таблица соответствия кодов величине сопротивления:

SMD резисторы

Клик левой кнопкой мыши – для увеличения.

В первых двух вариантах маркировки возможно также использование латинской буквы “R” – она ставится для обозначения положения десятичной запятой.

По традиции рассмотрим пару примеров:

Примеры маркировки

Номиналы резисторов.

Сопротивления резисторов не являются произвольными числами. Существуют специальные ряды номиналов, которые представляют из себя значения от 0 до 10. Так вот номиналы резисторов (значения сопротивления) могут иметь величины, которые определяются как значение из соответствующего ряда, умноженное на 10 в целой степени. Рассмотрим основные ряды – E3, E6, E12 и E24:

Номиналы резисторов

Цифра в названии ряда означает количество чисел ряда номиналов в диапазоне от 0 до 10. В ряде E3 – три числа – 1.0, 2.2, 4.7, аналогично, и в других рядах. Таким образом, если резистор из ряда E3, то его номинал (сопротивление) может быть равен 1 Ом, 2.2 Ом, 4.7 Ом, 10 Ом, 22 Ом, 47 Ом … 1 КОм … 22 КОм и т. д. Также существуют номинальные ряды Е48, Е96, Е192 – их отличие от рассмотренного нами ряда состоит лишь в том, что допустимых значений еще больше 🙂

На этом заканчиваем нашу статью! Мы рассмотрели основные моменты, которые будут важны при работе с резисторами, а в одной из следующих статей мы продолжим эту тему, и на очереди будут переменные резисторы. Следите за обновлениями и заходите на наш сайт!

Что такое резистор, классификация резисторов и их обозначения на схемах

Резистор (англ. resistor от лат. resisto — сопротивляюсь) —один из самых распространенных радиоэлементов. Даже в простом транзисторном приемнике число резисторов достигает нескольких десятков, а в современном теле-иизоре их не менее двух-трех сотен.

Резисторы используют в качестве нагрузочных и токоограничительных элементов, делителей напряжения, добавочных сопротивлений и шунтов в измерительных цепях и т. д.

Основным параметром резистора является сопротивление, характеризующее его способность препятствовать протеканию электрического тока. Сопротивление измеряется в омах, килоомах (тысяча Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).

Постоянные резисторы

Вначале резисторы изображали на схемах в виде ломаной линии — меандра (рис. 1,а, б), которая обозначала высокоомный прокол, намотанный на изоляционный каркас. По мере усложнения радиоприборов число резисторов в них увеличивалось, и, чтобы облегчить начертание, их с шли изображать на схемах в виде зубчатой линии (рис. 1,в).

На смену этому символу пришел символ в виде прямоугольника (рис. 1,г), который стали применять для обозначения любого резистора, независимо от его конструкции и особенностей.

Постойнные резисторы обозначение

Рис. 1. Постойнные резисторы и их обозначение.

Постоянные резисторы могут иметь один или несколько отводов от резистивного элемента. На условном обозначении такого резиетора дополнительные выводы изображают в том же порядке, как это имеет место в самом резисторе (рис. 2). При большом числе отводов длину символа допускается увеличивать.

Постоянные резисторы с отводами обозначение

   Рис. 2. Постоянные резисторы с отводами — обозначение.

Сопротивление постоянного резистора, как говорит само название, изменить невозможно. Поэтому, если в цепи требуется установить определенный ток или напряжение, то для этого приходится подбирать отдельные элементы цепи, которыми часто являются резисторы. Возле символов этих элементов на схемах ставят звездочку * — знак, говорящий о необходимости их подбора при настройке или регулировке.

Обозначение сопротивления резисторов

Нимннальную мощность рассеяния резистора (от 0,05 до 5 Вт) обозначают специальными знаками, помещаемыми внутри символа (рис. 3). Заметим, мм ни таки не должны касаться контура условного обозначения резистора.

Обозначение мощности резисторов

Рис. 3. Обозначение мощности резисторов.

На принципиальной схеме номинальное сопротивление резистора указывают рядом с условным обозначением (рис. 4). Согласно ГОСТ 2.702—7S сопротивлении от 0 до 999 Ом указывают числом без единицы измерения (2,2; 33, 120…), от 1 до 999 кОм — числом с бумвой к (47 к, 220 к, 910к и т. д.),свыше 1 мегаома — числом с буквой М (1 М, 3,6М и т. д.).

Обозначение сопротивления резисторов

   Рис. 4. Обозначение сопротивления для резисторов на схемах.

На резисторах отечественного производства номинальное сопротивление, допускаемое отклонение от него, а если позволяют размеры, и номинальную мощность рассеяния указывают в виде полного или сокращенного (кодированного) обозначения.

Согласно ГОСТ 11076—69 единицы сопротивления в кодированной системе обозначают буквами Е (ом), К (килоом) и М (мегаом). Так, резисторы сопротивлением 47 Ом маркируют 47Е, 75 Ом —75Е, 12 кОм — 12К, 82 кОм —82К и т. д.

Сопротивления от 100 до 1000 Ом и от 100 до 1000 кОм выражают в долях килоома и мегаома соответственно, причем на месте нуля и запятой ставят соответствующую единицу измерения:

  • 180 Ом = 0,18 кОм = К18;
  • 910 Ом = 0,91 кОм = К91;
  • 150 к0м = 0,15 МОм = М15;
  • 680 к0м = 0,68 МОм = М68 и т. д.

Если же номинальное сопротивление выражено целым числом с дробью, то единицу измерения ставят на месте запятой: 2,2 Ом — 2Е2; 5,1 кОм —5К1; 3,3 МОм — ЗМЗ и т. д.

Кодированные буквенные обозначения установлены и для допускаемых отклонений сопротивления от номинального. Допускаемому отклонению ±1% -соответствует буква Р, ±2%—Л, ±5%—И, ±10% —С, ±20%—В. Таким образом, надпись на корпусе резистора К75И обозначает номинальное сопротивление 750 Ом с допускаемым отклонением ±5%; надпись МЗЗВ — 330 кОм ±20% и т. д.

Переменные резисторы

Переменные резисторы, как правило, имеют минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и от щеточного контакта, который может перемещаться по нему. С целью уменьшения размеров и упрощения конструкции токопроводящий элемент обычно выполняют в виде незамкнутого кольца, а щеточный контакт закрепляют на валике, ось которого проходит через его центр.

Таким образом, при вращении валика контакт перемещается по поверхности токопроводящего элемента, в результате сопротивление между ним и крайними выводами изменяется.

В непроволочных переменных резисторах обладающий сопротивлением то-копроводящий слой нанесен на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или впрессован в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО).

В проволочных резисторах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе. Для надежного соединения между обмоткой и подвижным контактом провод зачищают на глубину до четверти его диаметра, а в некоторых случаях и полируют.

Существуют две схемы включения переменных резисторов в электрическую цепь. В одном случае их используют для регулирования тока в цепи, и тогда регулируемый резистор называют реостатом, в другом — для регулирования напряжения, тогда его называют потенциометром. Показанное на рис. 5 условное графическое обозначение используют, когда необходимо изобразить реостат в общем виде.

Для регулирования тока в цепи переменный резистор можно включить диумя выводами: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента (рис. 6,а). Однако такое включение не всегда допустимо.

Реостаты и переменные резисторы условное обозначение

Условное обозначение резисторов на схемах

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto—сопротивляюсь) — радиокомпонент, основное назначение которого оказывать активное сопротивление электрическому току. Основные характеристики резистора — номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность. Наиболее широко используются постоянные резисторы, реже — переменные, подстроечные, а также резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием внешних факторов.

Постоянные резисторы бывают проволочными (из провода с высоким и стабильным удельным сопротивлением) и непроволочными (с резистивным элементом, например, в виде тонкой пленки из оксида металла, пиролитического углерода и т. д.). Однако на схемах их обозначают одинаково — в виде прямоугольника с линиями электрической связи, символизирующими выводы резистора (рис. 1). Это условное графическое обозначение — основа, на которой строятся обозначения всех разновидностей резисторов. Указанные на рис. 1 размеры резисторов установлены ГОСТом и их следует соблюдать при вычерчивании схем.

Условное обозначение резисторов

Рис.1. Условное обозначение резисторов

На схемах рядом с обозначением резистора (по возможности сверху или справа) указывают его условное буквенно-цифровое позиционное обозначение и номинальное сопротивление. Позиционное обозначение состоит из латинской буквы R (Rezisto) и порядкового номера резистора но схеме. Сопротивление от 0 до 999 Ом указывают числом без обозначения единицы измерения (51 Ом —> 51), сопротивления от 1 до 999 кОм — числом со строчной буквой к (100 кОм —> 100 к), сопротивления от 1 до 999 МОм — числом с прописной буквой М (150 МОм —> 150 М).

Если же позиционное обозначение резистора помечено звездочкой (резистор R2* на рис.1), то это означает, что сопротивление указано ориентировочно и при налаживании устройства его необходимо подобрать по определённой методике.

Номинальную рассеиваемую мощность указывают специальными значками внутри условного графического обозначения (рис. 2).

Обозначение мощности резисторов

Рис.2. Обозначение мощности резисторов

Постоянные резисторы могут иметь отводы от резистивного элемента (рис. 3, а), причем, если необходимо, то символ резистора вытягивают в длину (рис. 3, б).

Обозначение постоянных резисторов с отводами

Рис.3. Обозначение постоянных резисторов с отводами

Переменные резисторы используют для всевозможных регулировок. Как правило, у такого резистора минимум три вывода: два — от резистивного элемента, определяющего номинальное (а практически — максимальное) сопротивление, и один — от переметающегося по нему токосъемника — движка. Последний изображают в виде стрелки, перпендикулярной длинной стороне основного условного графического изображения (рис. 4, а). Для переменных резисторов в реостатном включении допускается использовать условное графическое изображение рис. 4, б. Переменные резисторы с дополнительными отводами обозначаются так, как показано на рис. 4, е. Отводы у переменных резисторов показывают так же, как и у постоянных (см. рис. 3).

Обозначение переменных резисторов

Рис.4. Обозначение переменных резисторов

Для регулирования громкости, тембра, уровня в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов применяют сдвоенные переменные резисторы. На схемах условных графических изображений входящие в них резисторы стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 5, а). Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на удалении один от другого, то механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 5, б). Принадлежность резисторов к сдвоенному блоку указывают в позиционном обозначении (R2.1 — первый резистор сдвоенного переменного резистора R2, R2.2 — второй).

Обозначение сдвоенных переменных резисторов

Рис.5. Обозначение сдвоенных переменных резисторов

В бытовой аппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с условным графическим изображением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны обозначения, при перемещении к которой движок воздействует на выключатель, (рис. 6, а). При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае если обозначение резистора и выключателя на схеме удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 6, б).

Обозначение переменных резисторов совмещенных с выключателем

Рис.6. Обозначение переменных резисторов совмещенных с выключателем

Подстроенные резисторы — это разновидность переменных. Узел перемещения движка таких резисторов чаще всего приспособлен для управления отверткой и не рассчитан на частые регулировки. Обозначение подстроечного резистора (рис. 7) наглядно отражает его назначение: практически это постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.

Обозначение подстроечных резисторов

Рис.7. Обозначение подстроечных резисторов

Из резисторов, изменяющих свое сопротивление под действием внешних факторов, наиболее часто используют терморезисторы (обозначение RK) и варисторы (RU). Общим для условного графического изображения резисторов этой группы является знак нелинейного саморегулирования в виде наклонной линии с изломом внизу (рис. 8).

Обозначение терморезисторов и варисторов

Рис.8. Обозначение терморезисторов и варисторов

Для указания внешних факторов воздействия используют их общепринятые буквенные обозначения: f (температура), U (напряжение) и т. д.

Знак температурного коэффициента сопротивления терморсзисторов указывают только в том случае, если он отрицательный (см. рис. 8, резистор RK2).

Материал с сайта http://www.radiolibrary.ru

виды кодирования параметров, стандартное обозначение на схеме

Автор Aluarius На чтение 10 мин. Просмотров 319 Опубликовано

Что такое номинал резистора

Номинальная мощность резистора – это спецификация, которая служит для определения максимальной мощности, которую может выдержать резистор. Таким образом, если резистор имеет номинальную мощность 1/4 Вт, 1/4 Вт – это максимальная мощность, которая должна подаваться на резистор.

Когда ток проходит через электрические компоненты, он обычно генерирует тепло. Если ток достаточно мал и подходит для цепи, это тепло обычно незначительно и незаметно в цепи. Но если ток достаточно велик, он может создать значительное количество тепла в цепи. Ток может расплавить компоненты и, возможно, создать замыкания в цепи.

Вот почему резисторы имеют номинальную мощность – для указания максимально допустимого количества энергии, которое может проходить через него. Если эта мощность будет превышена, резистор может не выдержать питания и может расплавиться и создать короткое замыкание в цепи, что может привести к еще большей опасности для цепи.

resistor

Как образуется ряд, какие бывают, принципы построения

Давайте теперь определим силу так, чтобы мы точно знали, что имеется в виду, когда речь идет о власти. Мощность определяется как электрическая энергия, которую может обеспечить цепь. Уравнение, которое показывает мощность цепи, равно P = VI, где P – мощность, V – напряжение, а I – ток. В качестве альтернативы, поскольку закон Ома может быть подставлен в это уравнение, мощность также выражается как resistorи resistor. Мы можем использовать эти формулы, чтобы определить, на какой мощности будет работать схема, и, таким образом, мы можем знать, какая номинальная мощность нам нужна для резистора.

Давайте сейчас рассмотрим несколько примеров резисторов и номиналов мощности, которые нам понадобятся для того, чтобы вы получили практическую идею:
– Допустим, у нас есть резистор 800 Ом с напряжением 12 вольт, питающий цепь для зажигания светодиода. Пренебрегая сопротивлением провода и светодиода, которые пренебрежимо малы, мощность, которую будет обеспечивать схема, будет:

resistor

Здесь достаточно 1/4 Вт резистора, который подходит для схемы.
– Допустим, теперь у нас есть резистор 150 Ом с напряжением 15 В, питающий цепь для управления двигателем. Мощность, которую схема будет подавать на двигатель, – это:
resistor
2-ваттный резистор подходит для схемы. Резистор с более низкой номинальной мощностью, такой как резистор 0,25 Вт, 0,5 Вт или 1 Вт, скорее всего, вызовет дым в цепи, поскольку резистор будет получать больше энергии, чем он мог бы выдержать.

Обычно в электронных цепях номинальная мощность не учитывается, поскольку обычно подходит стандартный резистор 0,25 Вт, поскольку электронные схемы в подавляющем большинстве работают с низким напряжением и низким током; и, таким образом, низкая мощность. По таким характеристикам можно легко узнать Е24 резисторы.

Но в случае цепей с высоким напряжением и низким сопротивлением (высокая мощность) следует тщательно выбирать номиналы мощности резисторов, поскольку в цепи подается больше энергии. Всегда выбирайте резистор с более высокой номинальной мощностью, чем мощность, используемая в цепи, чтобы резистор не разрушался из-за перегрева; это только послужит причиной других опасностей или неисправностей в цепи.

Стандартные номинальные значения мощности резисторов: 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт и 25 Вт. Таким образом, разработчик схемы должен выбрать соответственно для схемы.

rezistori

Номиналы у резисторов постоянного и переменного сопротивления

Когда электрический ток проходит через резистор из-за наличия на нем напряжения, электрическая энергия теряется резистором в виде тепла, и чем больше этот ток протекает, тем горячее резистор. Это известно как номинальная мощность резистора .

Резисторы оцениваются по значению их сопротивления и электрической мощности, выраженной в ваттах ( Вт ), которые они могут безопасно рассеивать, основываясь в основном на их размере. Каждый резистор имеет максимальную номинальную мощность, которая определяется его физическим размером, поскольку, как правило, чем больше площадь его поверхности, тем большую мощность он может безопасно рассеивать в окружающем воздухе или в радиаторе.

Резистор может использоваться при любой комбинации напряжения (в пределах разумного) и тока, если его «Номинальная мощность рассеивания» не превышена, а номиналы резисторов указывают, сколько мощности резистор может преобразовывать в тепло или поглощать без какого-либо ущерба для себя.

Резистор. Номинальная мощность

Иногда называют Резисторы Ваттность Оценка и определяется как количество тепла , что резистивный элемент может рассеивать в течение неопределенного периода времени без ухудшения его производительности. Рассмотрим далее как обозначается резистор.

Номинальная мощность резистора, пример №1

Какова максимальная номинальная мощность в ваттах фиксированного резистора, который имеет напряжение 12 вольт на своих клеммах и ток 50 миллиампер, протекающий через него.

Учитывая то , что мы знаем значения напряжения и тока выше, мы можем подставить эти значения в следующее уравнение: P = V * I .

Номинальная мощность резистора, пример №2

Рассчитайте максимальный безопасный ток, который может пройти через резистор 1,8 кОм, рассчитанный на 0,5 Вт.

Опять же , как мы знаем , рейтинг резисторов питания и его сопротивление, теперь мы можем подставить эти значения в стандартное уравнение мощности: P = I 2 R .

Все резисторы имеют максимальную мощность рассеиваемой мощности , которая представляет собой максимальное количество энергии, которое оно может безопасно рассеивать без ущерба для себя. Резисторы, которые превышают максимальную номинальную мощность, как правило, поднимаются в дыму, обычно довольно быстро, и повреждают цепь, к которой они подключены. Если резистор должен использоваться вблизи его максимальной номинальной мощности, тогда требуется некоторая форма радиатора или охлаждения.

Номинальная мощность резистора является важным параметром, который следует учитывать при выборе резистора для конкретного применения. Его работа заключается в сопротивлении току, протекающему через цепь, и это происходит за счет рассеивания нежелательной энергии в виде тепла. Выбор резистора с малым значением мощности, когда ожидается высокое рассеивание мощности, приведет к перегреву резистора, разрушая как резистор, так и цепь.

До сих пор мы рассматривали резисторы, подключенные к постоянному источнику постоянного тока, но в следующем уроке о резисторах мы рассмотрим их поведение, подключенных к синусоидальному источнику переменного тока, и покажем, что напряжение, ток и, следовательно, потребляемая мощность резистором, используемым в цепи переменного тока, все в фазе друг с другом.

Виды кодирования параметров с использованием цветных колец

Номинальная мощность резисторов может варьироваться от менее одной десятой ватта до многих сотен ватт в зависимости от его размера, конструкции и рабочей температуры окружающей среды. Максимальная резистивная мощность большинства резисторов дана для температуры окружающей среды +70 o C или ниже.

Электрическая мощность – это скорость, с которой энергия используется или потребляется (преобразуется в тепло). Стандартной единицей электрической мощности является ватт , символ W, а номинальная мощность резисторов также указывается в ваттах. Как и в случае других электрических величин, к слову «Ватт» добавляются префиксы при выражении очень больших или очень малых величин мощности резистора. Некоторые из наиболее распространенных из них:

Единицы электропитания

Единица измерения Символ Ценность Сокращение
милливатт мВт 1/1000 Вт 10 -3 Вт
киловатт кВт 1000 Вт 10 3 Вт
мегаватт МВт 1 000 000 Вт 10 6 Вт

Мощность резистора (P)

Из закона Ома мы знаем, что когда ток протекает через сопротивление, на него падает напряжение, создавая продукт, связанный с мощностью. Обычно за стандарт для сравнения берут Е24 резисторы, резистор R1 используется куда реже.

Другими словами, если сопротивление подвергается воздействию напряжения или оно проводит ток, то оно всегда будет потреблять электроэнергию, и мы можем наложить эти три величины мощности, напряжения и тока в треугольник, называемый силовым треугольником, с мощностью , который будет рассеиваться в виде тепла в резисторе сверху, с потребляемым током и напряжением на нем внизу, как показано. Ряд сопротивлений резисторов рассмотрим ниже.

Стандартная цветовая маркировка резисторов

Стандартное обозначение резисторов. Маркировка резисторов по мощности.

Стандартная цветовая маркировка резисторов

Нестандартная цветная маркировка импортных резисторов

Ряд резисторов Е24 маркируется так:

cvetovoe-oboznachenie-rezistora_7

Маркировка советских резисторов

Маркировка советских резисторов

 

Цифро-буквенная маркировка

Стандартная таблица маркировки:

Маркировка резисторов: буквенная, цветовая, для SMD (с примерами)

Маркировка помогает использовать треугольник мощности, который отлично подходит для расчета мощности, рассеиваемой в резисторе, если мы знаем значения напряжения на нем и тока, протекающего через него. Но мы также можем рассчитать мощность, рассеиваемую сопротивлением, используя закон Ома. Ряды резисторов невозможно было бы установить без таких рассчетов.

resistor-

 

Закон Ома позволяет нам рассчитать рассеиваемую мощность с учетом значения сопротивления резистора. Используя закон Ома, можно получить два альтернативных варианта приведенного выше выражения для мощности резистора, если нам известны значения только двух, напряжения, тока или сопротивления, следующим образом:

[P = V x I] Мощность = Вольт х Ампер

[P = I 2 x R] Мощность = ток 2 x Ом

[P = V 2 ÷ R] Мощность = Вольт 2 ÷ Ом

Рассеивание электрической мощности любого резистора в цепи постоянного тока может быть рассчитано с использованием одной из следующих трех стандартных формул:

где:

  • V – напряжение на резисторе в вольтах
  • Я в ток, протекающий через резистор в амперах
  • R – сопротивление резистора в омах (Ом)

Поскольку номинальная мощность рассеиваемого резистора связана с его физическим размером, резистор 1/4 (0,250) Вт физически меньше, чем резистор 1 Вт, и резисторы с одинаковым омическим значением также доступны в различных номиналах мощности. Углеродные резисторы, например, обычно изготавливаются с номинальной мощностью 1/8 (0,125) Вт, 1/4 (0,250) Вт, 1/2 (0,5) Вт, 1 Вт и 2 Вт.

Вообще говоря, чем больше их физический размер, тем выше его номинальная мощность. Однако всегда лучше выбрать резистор определенного размера, который способен рассеивать в два или более раз больше расчетной мощности. Когда требуются резисторы с более высокой номинальной мощностью, резисторы с проволочной обмоткой обычно используются для отвода избыточного тепла.

Номиналы резисторов. Таблица:

Тип Оценка мощности Стабильность
Металлическая пленка Очень низкий, менее 3 Вт Высокий 1%
углерод Низкая, менее 5 Вт Низкий 20%
Проволочный Высокая до 500 Вт Высокий 1%

Маркировка SMD резисторов

Силовые резисторы с проволочной обмоткой бывают самых разных конструкций и типов: от стандартного меньшего алюминиевого корпуса с 25-ваттным радиатором, установленного на радиаторе, как мы видели ранее, до больших трубчатых керамических или фарфоровых силовых резисторов мощностью 1000 Вт, используемых для нагревательных элементов.

Значение сопротивления проволочных резисторов очень низкое (низкие омические значения) по сравнению с углеродной или металлической пленкой. Диапазон сопротивления силового резистора колеблется от менее 1 Ом (R005) до всего 100 кОм, поскольку для больших значений сопротивления потребуется провод с тонкой калибровкой, который может легко выйти из строя.

Резисторы с низким омическим сопротивлением и низким значением мощности, как правило, используются для датчиков тока, по закону Ома ток, протекающий через сопротивление, вызывает падение напряжения на нем.

Это напряжение может быть измерено, чтобы определить значение тока, протекающего в цепи. Этот тип резистора используется в испытательном измерительном оборудовании и контролируемых источниках питания.

Силовые резисторы большего размера с проволочной обмоткой изготовлены из коррозионностойкой проволоки, намотанной на формирователь из фарфора или керамического сердечника, и обычно используются для рассеивания высоких пусковых токов, например, возникающих в цепях управления электродвигателем, электромагнитом или элеватором / краном и тормозных цепях двигателя.

Обычно эти типы резисторов имеют стандартную номинальную мощность до 500 Вт и, как правило, соединяются вместе, образуя так называемые «банки сопротивления».

Еще одна полезная особенность силовых резисторов с проволочной обмоткой заключается в использовании нагревательных элементов, таких как те, которые используются для электрического огня, тостера, утюгов и т. Д. В этом типе применения значение мощности сопротивления используется для производства тепла, а тип проволоки из сплава сопротивления используется, как правило, из никель-хрома (нихрома), допускающего температуру до 1200 o C.

Все резисторы, будь то углерод, металлическая пленка или проволока, подчиняются закону Ома при расчете значения их максимальной мощности (мощности). Стоит также отметить, что, когда два резистора соединены параллельно, их общая мощность увеличивается. Если оба резистора имеют одинаковое значение и одинаковую номинальную мощность, общая номинальная мощность удваивается.

Стандартное обозначение резисторов на схеме

Как обозначается резистор на схеме:

Резистор

Обозначение резисторов на схеме может отличаться от международного стандарта.

Что такое резистор? Конструкция, принципиальная схема и области применения

Резистор является одним из наиболее важных электрических и электронных компонентов, который используется в различных электронных устройствах. Они доступны в различных размерах, а также формах на рынке в зависимости от приложения. Мы знаем, что любая базовая электрическая и электронная схема работает с током. Кроме того, это также подразделяется на два типа, а именно проводников, а также изоляторы .Основная функция проводника — пропускать ток, тогда как изолятор не допускает протекание тока. Всякий раз, когда через проводник, подобный металлу, подается высокое напряжение, через него подается полное напряжение. Если к этому проводнику подключен резистор, то ток и напряжение будут ограничены. В этой статье обсуждается обзор резистора.

Что такое резистор?

Определение резистора в соответствии с заключается в том, что это базовый двухполюсный электрический и электронный компонент , используемый для ограничения протекания тока в цепи.Сопротивление току приведет к падению напряжения. Эти устройства могут обеспечивать постоянное, регулируемое значение сопротивления. Значение резисторов можно выразить в омах.


Resistor Resistor Резистор

Резисторы используются в нескольких электрических, а также электронных цепях для создания известного падения напряжения, в противном случае соотношение тока к напряжению (C-to-V). Когда поток тока в цепи идентифицирован, тогда резистор может использоваться для создания идентифицированной разности потенциалов, которая пропорциональна току.Точно так же, если падение напряжения в двух точках в цепи идентифицировано, резистор может использоваться для создания идентифицированного тока, который пропорционален этому различию. Пожалуйста, обратитесь к ссылке, чтобы узнать больше о:

Resistor Symbol Resistor Symbol Resistor Symbol

Что такое сопротивление?

Сопротивление может зависеть от закона Ома , который был открыт немецким физиком, а именно « Georg Simon Ohm ».

Ohms Law Ohms Law Ом Закон

Закон Ом можно определить как ; напряжение на резисторе прямо пропорционально току, протекающему через него.Уравнение закона Ома имеет вид;

В = I * R

PCBWay PCBWay

Где «V» — напряжение, «I» — ток, а «R» — сопротивление

Единицами сопротивления являются омы, а несколько старших значений в омах включают в себя KΩ (Килоом), МОм (Мега), Милли Ом и т. Д.

Конструкция резистора

Например, для получения подробной информации о конструкции резистора используется резистор из углеродной пленки. Конструкция резистора показана на диаграмме ниже.Этот резистор состоит из двух клемм, как обычный резистор. Конструкция углеродного пленочного резистора может быть выполнена путем размещения углеродного слоя на керамической подложке. Углеродная пленка является резистивным материалом для протекания тока в этом резисторе. Тем не менее, он блокирует некоторое количество тока.

Carbon Film Resistor Construction Carbon Film Resistor Construction Конструкция из углеродного пленочного резистора

Подложка из керамики действует как токопроводящий материал. Так что не пропускает тепло через керамику. Таким образом, эти резисторы могут выдерживать высокие температуры без какого-либо вреда.Торцевые крышки на резисторе металлические, которые размещены на обоих концах клемм. Две клеммы соединены на двух металлических торцевых крышках резистора.

Резистивный резистивный элемент покрыт эпоксидной смолой, предназначенной для обеспечения безопасности. Эти резисторы в основном используются из-за меньшего шума, который они производят, по сравнению с резисторами с углеродным составом. Значение допуска этих резисторов ниже, чем у резисторов с углеродным составом. Значение допуска может быть определено как различие между нашим предпочтительным значением сопротивления, а также подлинной конструкционной стоимостью.Резисторы доступны в диапазоне от 1 Ом до 10 МОм.

В этом резисторе предпочтительное значение сопротивления может быть достигнуто путем сокращения ширины углеродного слоя в спиральном стиле и его длины. Как правило, это можно сделать с помощью LASER . Как только требуемое значение сопротивления будет достигнуто, резка металла будет остановлена.

В этом типе резисторов, когда сопротивление этих резисторов уменьшается при повышении температуры, что известно как высокий отрицательный температурный коэффициент.

Схема цепи резистора

Схема цепи резистора показана ниже. Эта схема может быть разработана с использованием резистора, батареи и светодиода. Мы знаем, что функция сопротивления заключается в ограничении протекания тока через компонент. Схема цепи резистора

resistor Circuit Diagram resistor Circuit Diagram

В следующей схеме, если мы хотим напрямую подключить светодиод к батарее источника напряжения, он сразу же повредит. Поскольку светодиод не пропускает через него большое количество тока, по этой причине между батареей используется резистор, а также светодиод для управления потоком тока к батарее от батареи.

Значение сопротивления в основном зависит от номинала батареи. Например, если номинал батареи высокий, то мы должны использовать резистор с высоким значением сопротивления. Значение сопротивления можно измерить по формуле закона Ома.

Например, номинальное напряжение светодиода составляет 12 вольт, а номинальный ток равен 0,1 А, в противном случае — 100 мА, затем рассчитайте сопротивление по закону Ом.

Известно, что закон Ом V = I X R

Из приведенного выше уравнения можно измерить сопротивление как R = V / I

R = 12/0.1 = 120 Ом

Таким образом, в вышеупомянутой схеме резистор 120 Ом используется для предотвращения повреждения светодиода из-за перенапряжения батареи.

Резисторы в последовательном и параллельном соединениях

Простой способ подключения резисторов в последовательном и параллельном соединении в схеме обсуждается ниже.

Последовательное соединение резисторов

При последовательном соединении цепей, когда резисторы последовательно соединены в цепи, ток через резисторы будет одинаковым.Напряжение на всех резисторах эквивалентно числу напряжений на каждом резисторе. Принципиальная схема резисторов в последовательном соединении показана ниже. Здесь резисторы, используемые в схеме, обозначены как R1, R2, R3. Общее сопротивление трех резисторов может быть записано как

R Total = R1 + R2 = R3

Resistors in Series Connection Resistors in Series Connection Резисторы в последовательном соединении

Резисторы в параллельном соединении

В соединении с параллельными цепями , когда резисторы соединены параллельно в цепи, то напряжение на каждом резисторе будет одинаковым.Поток тока через три компонента будет таким же, как величина тока на каждом резисторе.

Принципиальная схема резисторов при параллельном соединении показана ниже. Здесь резисторы, используемые в схеме, обозначены как R1, R2 и R3. Общее сопротивление трех резисторов можно записать как

R Total = R1 + R2 = R3

1 / R Total = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.

В результате Rtotal = R1 * R2 * R3 / R1 + R2 + R3

Resistors in Parallel Connection Resistors in Parallel Connection Сопротивление в параллельном соединении

Расчет значения сопротивления

Значение сопротивления резистора можно рассчитать, используя следующие два методы

    • Расчет значения сопротивления с использованием цветового кода
  • Расчет значения сопротивления с использованием мультиметра
Расчет значения сопротивления с использованием цветового кода

Значение сопротивления резистора можно рассчитать с использованием цветовых полос резистора.Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать различных типов резисторов и его цветовой код расчета в электронике.

Resistor Color Code Resistor Color Code Цветовой код резистора
Расчет значения сопротивления с использованием мультиметра

Пошаговая процедура расчета сопротивления резистора с использованием мультиметра обсуждается ниже.

Multimeter Multimeter Мультиметр
    • Второй метод расчета сопротивления можно выполнить с помощью мультиметра или омметра.Основное назначение мультиметра — вычислить три функции, такие как сопротивление, ток и напряжение.
    • Мультиметр состоит из двух зондов, таких как черный халат и красный халат.
    • Поместите черный щуп в COM-порт, а также поместите красный щуп в VΩmA на мультиметре.
    • Можно рассчитать сопротивление резистора, используя два разных датчика мультиметра.
    • Перед расчетом сопротивления необходимо установить круглый диск в направлении ома, что указано на мультиметре символом Ом (Ω).

Применение резистора

Применение резистора включает следующее.

    • Высокочастотные приборы
    • Модуляторы и демодуляторы
    • Усилители обратной связи

Таким образом, это все, что касается резистора, то есть резистора. , построение резистора, резисторной цепи, резисторов последовательно и параллельно, расчет значения сопротивления и приложения.Вот вам вопрос, каковы преимущества резистора ?

.

Роль резисторов в электрических цепях

Роль резисторов в электрических цепях: ПРИМЕЧАНИЕ. Диаграммы, ссылки и практические вопросы в этом документе еще не добавлены: В электрических цепях постоянного тока (переменного тока) или переменного тока (переменного тока), которые имеют резистор, как следует из его названия, сопротивление потоку электронов. Это один из самых основных электрических компонентов. Он может использоваться для уменьшения доступного напряжения или тока, присутствующего в цепи. Хотя существуют различия в том, как резистор влияет на два разных типа источников тока (постоянного или переменного тока), в зависимости от конструкции резистора и частоты переменного тока, можно предположить, что следующее относится в равной степени к обоим.Для цепей переменного тока может потребоваться указать, как отображается напряжение, среднее значение, пиковое значение или среднеквадратичное значение (RMS). Если нет указания на тип напряжения переменного тока, обычно предполагается, что это значение (RMS)

Как обсуждалось в разделе Закона Ома, в электрической цепи напряжение (измеряется в вольтах и ​​обозначается буквой V) равно току (измеряется в амперах и обозначается буквой I), умноженному на сопротивление (измеряется в омах и обозначается буквой R) присутствует в цепи.Это представлено следующей формулой.

 V = IR или E = IR (закон Ома)
 

(напряжение иногда обозначается буквой «Е», обозначающей электродвижущую силу)

Электрическая цепь может включать в себя множество резисторов. То, как эти резисторы воздействуют на цепь, зависит от того, как они расположены в цепи. Резисторы могут быть расположены последовательно или параллельно источнику напряжения питания. Обратитесь к примеру ниже.

Файл: Wiki принципиальная схема.JPEG

На рисунке 1 представлена ​​электрическая схема с двумя резисторами в последовательном расположении. Чтобы ток завершил электрическую цепь, он должен протекать от источника напряжения (B1) и проходить через резистор 1 (R1) и резистор 2 (R2), а затем возвращаться к B1.

Общее сопротивление в цепи является суммой двух значений резистора (измеряется в омах, обозначается греческой буквой Ω). Следовательно, на рисунке 1 полное сопротивление цепи (RT) равно R1 + R2, что равно 100 Ом.

На рисунке 2 представлена ​​электрическая схема с двумя резисторами в параллельном расположении. Чтобы ток завершил электрическую цепь, он должен протекать от источника напряжения (B1), а затем ток имеет два доступных пути, чтобы вернуться к B1. Часть тока будет проходить через резистор 1 (R1) назад к B1, а часть будет проходить через резистор 2 (R2), а затем обратно к B1.

Полное сопротивление в параллельной цепи не так просто, как в последовательной цепи. Общее сопротивление в цепи для рисунка 2 является обратной величиной суммы обратной суммы двух значений резистора (измеряется в омах, обозначенных греческой буквой Ω).Следовательно, на рисунке 2 полное сопротивление цепи (RT) равно 1 / (1 / R1 + 1 / R2), что равно 25 Ом.

Важно отметить влияние на цепь, которое оказывает расположение резисторов. Используя закон Ома, мы можем определить, что суммарный ток, протекающий в каждой из двух цепей, значительно отличается, даже если для обоих использовались одни и те же компоненты.

Применяя небольшую алгебру к уравнению закона Ома, мы можем определить полный ток для каждой цепи.

Для цепи, показанной на рисунке 1, общий ток в цепи выражается уравнением: I = V / R.Подставляя в числа, которые мы знаем, где V = 10 вольт и R = 100 Ом, мы получаем общий ток в цепи, равный 10/100, что равно 0,1 ампер.

Для цепи, показанной на рисунке 2, общий ток в цепи снова выражается уравнением: I = V / R. Подставляя в числа, которые мы знаем, где V = 10 вольт и R = 25 Ом, мы получаем общий ток в цепи, равный 10/25, что равно 0,4 А


Резисторы в серии:

При последовательном использовании резисторы можно назвать «сетью деления напряжения».Это связано с тем, что в последовательной цепи ток, протекающий через каждый резистор, имеет одинаковое значение, но напряжение, присутствующее на каждом резисторе, является лишь частью общего значения напряжения цепи. Еще раз посмотрев на схему из рисунка 1, мы можем получить напряжение, присутствующее на каждом резисторе.

<схема>

Основываясь на том факте, что в последовательной цепи ток, протекающий через каждый резистор, одинаков, мы можем снова использовать закон Ома, чтобы предсказать, какое напряжение будет присутствовать на каждом резисторе.Поскольку мы уже знаем, что полный ток цепи равен 0,1 А, а R1 равен 50 Ом, общее напряжение, присутствующее на R1, равно 0,1 А х 50 Ом = 5 Вольт. Поскольку R2 — это то же значение, что и R1, 5 вольт также будут присутствовать на R2.

Мы можем дважды проверить нашу математику, сложив вместе все напряжения, присутствующие на всех резисторах. В этом случае 5 В + 5 В = 10 В, что соответствует общему присутствующему напряжению.


Параллельные резисторы:

При параллельном использовании резисторы можно назвать «текущей разделительной сетью».Это связано с тем, что в параллельной цепи напряжение на каждом резисторе является одним и тем же значением, но ток, протекающий через каждый резистор, является лишь частью общего значения тока в цепи. Еще раз посмотрев на схему из рисунка 2, мы можем получить ток, протекающий через каждый резистор.

На основании того факта, что в параллельной цепи напряжение на каждом резисторе одинаково, мы можем снова использовать закон Ома, чтобы предсказать, какой ток будет протекать через каждый резистор. Поскольку мы уже знаем, что общее напряжение цепи равно 10 вольтам, а R1 равно 50 Ом, общий ток, протекающий через R1, равен 10 В / 50 Ом = 0.2 ампера Поскольку R2 соответствует значению R1, 0,2 ампер также будут присутствовать на R2.

Мы можем перепроверить нашу математику, сложив весь ток, текущий через все резисторы. В этом случае 0,2А + 0,2А = 0,4А, что согласуется с общим током, который мы ранее определили для рисунка 2.


Сопротивление сложной цепи:

В некоторых цепях вы найдете как последовательные, так и параллельные резисторы. Те же правила применяются в этих более сложных цепях, где присутствуют оба типа цепей, как в более простых цепях, где присутствует только одна.В сложных последовательных / параллельных резистивных цепях лучше всего переопределить параллельные части схемы в последовательную эквивалентную схему, а затем использовать закон Ома для определения общего тока и сопротивления. Затем вы можете использовать значения полного тока и напряжения для определения напряжений и токов, присутствующих на каждом из резисторов в цепи.

<ДИАГРАММА>

Начните с определения общего сопротивления параллельной комбинации R2 и R3, которое равно:

 [R2 & 3 = 1 / (1 / R2 + 1 / R3)] → [R2 & 3 = 1 / (1/100 + 1/400)] → [R2 & 3 = 1 / (0.01 + 0,0025)] → [R2 & 3 = 1 / (0,0125)] → R2 & 3 = 80Ω

 

Затем можно перерисовать схему на рисунке 3 в последовательную эквивалентную схему, которая выглядит как на рисунке 4.

<ДИАГРАММА>

Теперь мы можем определить полное сопротивление цепи, просто добавив все резисторы в последовательную эквивалентную цепь:

 [RT = R1 + R2 & 3 + R4 + R5] → [RT = 50 + 80 + 100 + 20] → RT = 250 Ом
 

Вооружившись полным сопротивлением цепи и общим напряжением цепи, мы можем теперь вычислить полный ток цепи, используя закон Ома:

 [VT = ITRT] → [IT = VT / RT] → [IT = 10 В / 250 Ом] → IT = 0.04A
 


Теперь мы можем вычислить напряжение и ток, присутствующие на каждом из резисторов, используя закон Ома и два правила для цепей сопротивления:

1) В последовательной цепи ток одинаков через все резисторы — цепь делителя напряжения. 2) В параллельной цепи напряжение присутствует одинаково для всех резисторов — схема делителя тока.

для R1:

 [VR1 = IT X R1] → [VR1 = 0,04A X 50Ω] → VR1 = 2 В
 

для R2 и 3:

 [VR2 & 3 = IT X R2 & 3] → [VR2 & 3 = 0.04A X 80Ω] → VR2 & 3 = 3,2 В
 

для R2:

 [IR2 = VR2 & 3 / R2] → [IR2 = 3,2 В / 100] → I R2 = .032A
 

для R3:

 [IR3 = VR2 & 3 / R3] → [IR2 = 3,2 В / 400] → I R2 = .008A
 

для R4:

 [VR4 = IT X R4] → [VR4 = 0,04A X 100Ω] → VR4 = 4 В
 

для R5:

 [VR5 = IT X R5] → [VR5 = 0,04A X 20Ω] → VR5 = 0,8 В
 

Двойная проверка для проверки точности нашего анализа схемы подтверждает, что все отдельные напряжения, присутствующие на каждом резисторе в последовательной эквивалентной схеме, составляют в сумме до 10 вольт, доступных от источника, и все токи в параллельной части схемы складываются в суммарный ток по цепи 0.04A.

,
Обобщение импеданса для расширения закона Ома на конденсаторы и индукторы

  1. Образование
  2. Наука
  3. Электроника
  4. Обобщение сопротивления для расширения закона Ома на конденсаторы и индукторы

Джон Сантьяго

Используйте понятие импеданса для генерализации закона Ома в фазорной форме, чтобы вы могли применять и распространять закон на конденсаторы и индукторы. После описания импеданса вы используете фазовые диаграммы, чтобы показать разность фаз между напряжением и током.Эти диаграммы показывают, как фазовое соотношение между напряжением и током отличается для резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности.

закон Ома и импеданс

Для цепи с только резисторами закон Ома гласит, что напряжение равно току, умноженному на сопротивление, или В = IR . Но когда вы добавляете запоминающие устройства в схему, отношение i-v становится немного более сложным. Резисторы избавляются от энергии в виде тепла, а конденсаторы и индукторы накапливают энергию.

Конденсаторы противостоят изменениям напряжения, в то время как катушки индуктивности противостоят изменениям тока. Импеданс обеспечивает прямую связь между напряжением и током для резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, когда вы анализируете цепи с помощью фазорных напряжений или токов.

Подобно сопротивлению, вы можете думать об импедансе как о константе пропорциональности, которая связывает напряжение вектора В, и ток вектора I в электрическом устройстве. С точки зрения закона Ома, вы можете соотнести В , I и полное сопротивление Z следующим образом:

V = I Z

Сопротивление Z представляет собой комплексное число:

Z = R + JX

Вот что означают реальные и воображаемые части Z :

  • Реальная часть R — это сопротивление от резисторов .Вы никогда не получите обратно потерянную энергию, когда ток течет через резистор. Когда у вас есть резистор, подключенный последовательно с конденсатором, начальное напряжение конденсатора постепенно уменьшается до 0, если батарея не подключена к цепи.

    почему? Потому что резистор использует начальную накопленную энергию конденсатора в виде тепла, когда ток протекает через цепь. Точно так же резисторы заставляют начальный ток индуктора постепенно уменьшаться до 0.

  • Мнимая часть X — это реактивное сопротивление , которое возникает в результате воздействия конденсаторов или индукторов .Всякий раз, когда вы видите воображаемое число для импеданса, оно имеет дело с запоминающими устройствами. Если мнимая часть полного сопротивления отрицательна, то в мнимой части полного сопротивления преобладают конденсаторы. Если оно положительное, на импедансе преобладают индукторы.

Если у вас есть конденсаторы и катушки индуктивности, сопротивление изменяется с частотой. Это большое дело! Зачем? Вы можете разработать схемы для принятия или отклонения определенных диапазонов частот для различных применений. Когда в этом контексте используются конденсаторы или катушки индуктивности, схемы называются фильтрами.Вы можете использовать эти фильтры для таких вещей, как установка модных новогодних дисплеев с разноцветными огнями и танцами под музыку.

Обратная величина импеданса Z называется входом Y :

Действительная часть G называется проводимостью , а мнимая часть B называется восприимчивостью .

Фазовые диаграммы и резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности

Фазовые диаграммы объясняют различия между резисторами, конденсаторами и индукторами, где напряжение и ток находятся либо в фазе, либо в противофазе на 90 o .Напряжение и ток резистора находятся в фазе, потому что мгновенное изменение тока соответствует мгновенному изменению напряжения.

Но для конденсаторов напряжение не меняется мгновенно, поэтому, даже если ток меняется мгновенно, напряжение будет отставать от тока. Для индукторов ток не изменяется мгновенно, поэтому при мгновенном изменении напряжения ток отстает от напряжения.

Вот векторные диаграммы для этих трех устройств.Для резистора ток и напряжение находятся в фазе, поскольку векторное описание резистора составляет В R = I R R . Напряжение на конденсаторе отстает от тока на 90 o из-за — j / (ω C) , а напряжение индуктивности опережает ток на 90 o из-за j ω L ,

Положите закон Ома для конденсаторов в виде вектора

Для конденсатора с емкостью C у вас есть следующий ток:

Поскольку производная от вектора просто умножает вектор на j ω , описание вектора для конденсатора равно

Описание вектора для конденсатора имеет форму, аналогичную закону Ома, показывающую, что сопротивление конденсатора равно

Ранее вы видели векторную диаграмму конденсатора.Напряжение на конденсаторе отстает от тока на 90 o , как видно из формулы Эйлера:

Представьте себе воображаемое число j как оператора, который поворачивает вектор на 90 o в направлении против часовой стрелки. A –j вращает вектор по часовой стрелке. Следует также отметить, что j 2 поворачивает вектор на 180 o и равен –1.

Мнимая составляющая для конденсатора отрицательна.При увеличении радиальной частоты ω импеданс конденсатора снижается. Поскольку частота батареи равна 0, а батарея имеет постоянное напряжение, сопротивление конденсатора бесконечно. Конденсатор действует как разомкнутая цепь для источника постоянного напряжения.

Положите закон Ома для индукторов в фазорной форме

Для индуктора с индуктивностью L , напряжение составляет

Соответствующее векторное описание для индуктора

Сопротивление индуктивности

Z L = jωL

Ранее вы видели векторную диаграмму индуктора.Напряжение индуктора опережает ток на 90 o по формуле Эйлера:

Мнимая составляющая положительна для индукторов. При увеличении радиальной частоты ω импеданс индуктора возрастает. Поскольку радиальная частота для батареи равна 0, а батарея имеет постоянное напряжение, импеданс равен 0. Индуктор действует как короткое замыкание для источника постоянного напряжения.

Об авторе книги

Джон М.Сантьяго младший, доктор философии, служил в ВВС США (ВВС США) в течение 26 лет. В течение этого времени он занимал различные руководящие должности в области управления техническими программами, развития приобретения и исследования операций. Находясь в Европе, он возглавлял более 40 международных научно-технических конференций / семинаров.

,
Чтение и понимание схем переменного и постоянного тока в реле защиты и управления

Схемы реле защиты и управления

Эта техническая статья объясняет схематическое представление AC / DC систем защиты и управления, используемых в электрических сетях. Это включает в себя схемы переменного тока и схемы постоянного тока, а также диаграммы, которые заметно показывают ретрансляцию.

Reading Guidelines For AC and DC Schematics In Protection And Control Relaying Руководство по чтению для схем переменного и постоянного тока в реле защиты и управления (на фото: панель защиты 110 кВ; кредит: eon -ести.CZ)

Существуют и другие не менее важные типы чертежей, которые не являются предметом данной статьи, включая логические схемы, таблицы данных и однолинейные схемы, электрические схемы, схемы передачи данных, а также те однолинейные схемы, которые не имеют существенного отношения к ретрансляции.

Содержание:

  1. AC схема
    1. Инструментальные трансформаторы
      1. Трансформаторы напряжения (VT) или потенциальные трансформаторы (PT)
      2. Трансформаторы тока (CT)
    2. Защитные реле
    3. Функции измерения
  2. DC схемы
      1. Общая практика
      2. уникальных стандартов
      3. Схема
      4. постоянного тока и микропроцессорное реле
      5. Схема постоянного тока
      6. и станция МЭК 61850

1.Схема переменного тока

Схемы

переменного тока, которые также называются элементарными схемами переменного тока или трехлинейными схемами , будут показывать все три фазы первичной системы по отдельности.

Примеры этого можно увидеть на рисунках 1, 2 и 3. Как и в одной строке, будет показано расположение всего значимого оборудования. Втулки обозначены на автоматических выключателях и силовых трансформаторах.

Чертеж также будет включать в себя оборудование с постоянными тепловыми характеристиками, автоматические выключатели в амперах, трансформаторы в МВА.Пример этой информации преобразователя можно увидеть на рисунке 2.

Также будут показаны подробные подключения ко всему оборудованию, использующему входы переменного тока . Эти подробные соединения часто включают номера клемм. Приведенные в качестве примера цифры не включают все номера клемм для удобства чтения.

Пример A — Схема AC

Example A of an AC Schematic Example A of an AC Schematic Рисунок 1 — Пример A схемы AC (нажмите, чтобы развернуть)

Пример B — Схема AC

Example B of an AC Schematic (click to expand) Example B of an AC Schematic (click to expand) Рисунок 2 — Пример B схемы AC (нажмите, чтобы развернуть)

Пример B — продолжение схемы AC

 Continuation of example B of an AC schematic  Continuation of example B of an AC schematic Рисунок 3 — Продолжение примера B схемы AC (нажмите, чтобы развернуть)

Вернуться к содержанию ↑


1.Инструментальные трансформаторы

трансформаторы напряжения (VT) или потенциальные трансформаторы (PT)

Схема переменного тока покажет точку в высоковольтной системе, к которой подключен каждый VT, и предоставит подробную информацию о первичном и вторичном соединении для каждой из фаз.

Подробности обычно включают в себя отношения обмоток, количество первичных и вторичных отводов, метки полярности, номинальные напряжения и конфигурацию обмоток (например, треугольник, заземленный контакт). Если используются вторичные предохранители, их расположение и размер также будут показаны.

Также распространенной практикой является включение имен вторичных проводов, например, P1, P2, P3 и P0 для трех вторичных напряжений и нейтрали заземленного источника Wye , как показано на рисунке 1. Это может использоваться в качестве источника для поставка защитного релейно-измерительного оборудования.

Вернуться к содержанию ↑


Трансформаторы тока (CT)

Трансформаторы тока с большим соотношением обычно используются для защитных реле. Расположение КТ, полное и подключенное соотношение, полярность и конфигурация обмотки (например,грамм. дельта или уай) будет указан на чертеже.

Номинальный номинальный ток вторичной обмотки (обычно 1A или 5A) также будет показан вместе с названиями вторичных проводов, например, C1, C2, C3 и C0 для набора трансформаторов тока, подключенных в конфигурации Wye на рисунке 1.

Вернуться к содержанию ↑


2. Защитные реле

Защитные реле, которые применяются для контроля изменений в системе переменного тока, будут показаны на схеме переменного тока, подключенной к вторичным выходам трансформатора тока и напряжения.На диаграммах должна быть показана подробная информация о подключении, соответствующая рекомендациям производителя, для обеспечения правильной работы.

Если цепь защищена несколькими однофункциональными устройствами (обычно это электромеханические реле), важно показать подключения тока и напряжения к каждому из элементов, которые составляют эти реле.

Это соединение с отдельными элементами тока можно увидеть на рисунке 3 между катушками 50 / 51TBU и 51 / 87TP в элементарных элементах переменного тока .Эта деталь должна включать номера клемм, метки полярности и любую другую важную информацию, которая относится к входам переменного тока. Это обеспечит ценную информацию относительно входных величин, конкретно используемых элементами реле, а также информацию о направленной чувствительности (если применимо).

При использовании микропроцессорных реле параметры программы внутреннего реле будут определять способ измерения вторичных входных величин, а также чувствительность по направлению конкретных элементов.На этом чертеже потребуется дополнительная информация, если необходимо подробно описать используемые функции.

Другая важная функция схемы переменного тока — показать , как цепи переменного тока и напряжения могут быть изолированы для тестирования . Подробная информация о подключении и работе этих тестовых переключателей включена в эти схемы, и пример можно увидеть в левом нижнем углу рисунка 1.

Здесь текущий тестовый переключатель 6 TC четко показывает номер клеммы и то, что каждый тестовый переключатель делает при работе.Например, тестовый выключатель 1-2 при размыкании замыкает цепь от точки 2 к точке 4.

Этот уровень детализации необходим , чтобы обеспечить простоту тестирования и избежать ошибок при тестировании .

Вернуться к содержанию ↑


3. Функции измерения

Измерительная информация, обычно требуемая для коммунальных операций, может включать напряжение, ток, мощность (в ваттах и ​​ВАР), а также другие значения. Современные микропроцессорные реле часто способны предоставлять эту информацию с приемлемой точностью.

Дискретные измерительные устройства, включая щитовые измерительные приборы и преобразователи, часто более не требуются.

Если функции измерения должны быть включены в микропроцессорное реле, эти функции могут быть указаны на схематическом чертеже переменного тока или даже однолинейной схеме. Это то место, где можно увидеть влияние микропроцессорных реле на схематическое изображение.

При использовании этих реле для выполнения функций измерения больше нет необходимости тщательно детализировать все датчики, необходимые для выполнения тех же функций.

Вернуться к содержанию ↑


2. Схемы постоянного тока

Схемы

постоянного тока, часто называемые элементарными электрическими схемами , являются конкретными схемами, которые изображают систему постоянного тока и обычно показывают функции защиты и управления оборудованием на подстанции. Следует отметить, что иногда функции управления обеспечиваются переменным током и включены в элементарную диаграмму (см. Рисунки 6 и 8).

Одним из примеров схемы постоянного тока является схема управления автоматическим выключателем , которая показывает отключение и замыкание автоматического выключателя как от органов управления или защитных устройств, так и от аварийных сигналов для автоматического выключателя.

Примеры типичных элементарных диаграмм показаны на рисунках 4, 5, 6, 7 и 8.

Электроэнергетические компании использовали элементарные электрические схемы для демонстрации своих конструкций в течение многих лет. По мере роста опыта использования этих чертежей возникли общие для отрасли практики, и в то же время коммунальные службы разработали множество стандартов, касающихся деталей элементарной электрической схемы, которая лучше всего подходит для них.

Example A: DC Schematic of Relays Operating Switcher in Figure 4 Example A: DC Schematic of Relays Operating Switcher in Figure 4 Рисунок 4 — Пример A: Схема постоянного тока реле, работающего Switcher на рисунке 5 (нажмите, чтобы развернуть)

Поскольку детали в этих стандартах часто незначительно, но существенно различаются в зависимости от полезности, важно понимать стандарты при рассмотрении чертежей этих типов .

За последние годы коммунальные услуги претерпели некоторые корпоративные изменения, такие как слияние различных компаний, поэтому выбор общего стандарта часто может быть сложным процессом.

Вернуться к содержанию ↑


Общая практика

Существует ряд распространенных практик, которые можно увидеть в схемах постоянного тока. Если сложность системы требует этого, устройства, управляющие оборудованием, , подобно двум реле, показанным на фиг.4, могут быть показаны на одном чертеже .

Управляемое оборудование будет показано на другом чертеже, например, переключатель на рисунке 5 ниже.

 Example A – DC Schematic of Switcher Operated by Relays of Figure 3  Example A – DC Schematic of Switcher Operated by Relays of Figure 3 Рисунок 5 — Пример A — Схема постоянного тока коммутатора, управляемого реле 4, нажмите (чтобы развернуть)

Цепь постоянного тока обычно отображается с положительной шиной ближе к верхней части страницы и отрицательной шиной ближе к нижней части. Общая схема этих чертежей такова, что источник постоянного тока обычно показан на левом конце чертежа, а инициирующие контакты показаны над рабочими элементами.

Например, на рис. 5, , когда контакты с маркировкой 51 / 87TP замыкаются, а контакты 89 / a замыкаются, тогда положительный постоянный ток в верхней части подключается «вниз» к катушке отключения (TC), и переключатель работает.

Существуют также функциональные сходства со схемами переменного тока. Подобно схемам переменного тока, схемы постоянного тока будут включать номинальные параметры для элементов схемы, таких как предохранители, нагреватели и резисторы.

Например, на рисунке 6 мы видим, что FU-1 рассчитан на 20 А, что HTR2 рассчитан на 300 Вт при 240 В и что резистор 7500 Ом необходим при подключении к 250 В постоянного тока .

И точно так же, как на схеме переменного тока, расположение тестовых переключателей показано подробно, поэтому выходы и входы могут быть изолированы для тестирования.

Обратитесь к рисункам 5 и тестовых переключателей для выходов реле 87TP и 50 / 51TBU .

Example B of a DC Schematic (click to expand) Example B of a DC Schematic (click to expand) Рисунок 6 — Пример B схемы постоянного тока (щелкните, чтобы развернуть)

На рисунке 6 приведены примеры перехода между функциональным дизайном и физическим дизайном. Рядом с центром рисунка находится число 13 прямо над текстом «79« NLR21U ».

Обратите внимание, что 13 повторяется справа рядом с контактом, помеченным R2, и слева рядом с контактом, помеченным C1. Повторение 13 на этой схеме не требуется для сообщения о том, что все эти точки электрически одинаковы, этот факт можно легко увидеть на чертеже.

Однако 13 также используется в физической конструкции, показанной на электрических схемах.

Клеммные блоки будут отмечены этим номером, и в этом приложении это означает, что все точки электрически одинаковы и могут быть идентифицированы одинаковыми 13 на этой схеме.

Вернуться к содержанию ↑


Уникальные Стандарты

На рисунке 6 приведены примеры стандартов, которые были разработаны в отношении деталей проекта. Например, черные треугольники и ромбы на всем чертеже имеют конкретные значения, касающиеся расположения проводов.

Они символизируют переходы из одного места в другое. Необходимо позаботиться о том, чтобы оценить разницу между символом черного треугольника, используемым для обозначения переходов, и символом черного треугольника, используемым в правом нижнем углу для обозначения диода.

Другие примеры из рисунка 6 уникальных стандартов включают в себя использование символа ~ для омов и использование круга с линией через него для конечных точек . Хотя эти символы можно объяснить ключом где-то на чертеже, это не всегда так.

Вернуться к содержанию ↑


Схема постоянного тока и микропроцессорное реле

Сегодня возникает новая проблема, поскольку коммунальные предприятия перешли от своих традиционных конструкций с использованием электромеханических реле к конструкциям с использованием микропроцессорных реле и современных систем связи.

Основой проблемы является проект системы защиты, которая перешла из аппаратной системы в программную систему с небольшим опытом в лучших методах документирования этих конструкций .

Документирование логики в микропроцессорных реле добавляет один уровень проблем, а появление схем, использующих реле для ретрансляции соединений и протоколов, таких как IEC 61850, добавляет еще один уровень проблем.

Как и в традиционных проектах, утилиты будут продолжать документировать аппаратное соединение на элементарной электрической схеме.Поскольку микропроцессорные реле настолько мощные и гибкие, возникает новый акцент на том, чтобы показать не только то, что такое конструкция защиты, но и то, чем она не является.

Другими словами, документация должна охватывать ресурсы IED, доступные, если проект когда-либо изменяется и требуются новые ресурсы (входы и выходы IED).

Реле ввода / вывода

Одна полезная таблица, обычно включаемая в схему постоянного тока или однострочную, была бы таблицей входов и выходов микропроцессорного реле, указывающей, какие из них использовались (помечены соответствующей функцией) и какие были доступны.Эта таблица удобна для привязки требуемой функциональности настроек и логики к физической проводке и настройкам реле.

Эта таблица показана справа на рисунке 7. Другой подход, показанный на рисунке 8, состоит в том, чтобы показать все доступные релейные входы и выходы в графической форме на одном чертеже.

Example C of a DC Schematic Example C of a DC Schematic Рисунок 7 — Пример C схемы постоянного тока (щелкните, чтобы развернуть)

Соединения, показывающие выходные и входные контакты, будут показаны на принципиальных схемах, но проблема остается , как один документирует, что происходит в программировании .Будут представлены несколько альтернатив, которые сработали для других утилит.

Одна из этих альтернатив может показаться лучшим выбором, или может подойти комбинация подходов. Также отмечается, что эти альтернативы не являются всеобъемлющими, и может быть разработана лучшая идея. Альтернативы, которые будут кратко обсуждены, включают только документацию по аппаратному обеспечению, программное обеспечение, показанное как часть традиционной элементарной диаграммы, и показ логической схемы по элементарному элементу.

Первый подход — это для документирования только оборудования, которое подключено к реле .В дополнение к показу конкретных контактов, которые используются в конструкции, можно использовать метки, которые могут показывать небольшие детали относительно контакта, такого как «51» для контакта реле максимального тока.

Основная проблема с этим подходом — — возможное отсутствие достаточной информации относительно дизайна . Для простых конструкций может быть достаточно ярлыка контакта, но если этот подход выбран для сложных конструкций, то необходимо будет предоставить дополнительную документацию.

Одним из вариантов будет включение дополнительной информации в лист настройки реле или другой тип документации, прилагаемой к реле.

Example D of a DC Schematic Example D of a DC Schematic Рисунок 8 — Пример D схемы постоянного тока (щелкните, чтобы развернуть)

Дополнительный документ может включать в себя словесное описание логики реле, которое позволяет понять, когда сработает контакт. Логические диаграммы также могут быть использованы в качестве дополнительной документации, чтобы показать, как разрабатывается дизайн.

Одним из преимуществ этого подхода является то, что упрощает простую схему соединений для тех, кому не нужны детали . Для тех, кому нужны подробности, они могут получить его из дополнительной документации.

Еще одним преимуществом этого подхода является повышение гибкости для большинства организаций. Изменения элементарных электрических схем часто требуют получения одобрений, что часто затрудняет внесение изменений.

Одним из преимуществ использования микропроцессорных реле является то, что облегчает изменение конструкции, если можно улучшить . Если никаких изменений в проводке не производится, то использование дополнительной документации или таблиц настройки для документирования изменений часто менее трудоемко, чем изменение элементарных схем соединений.

Второй вариант — показать детали логики в виде элементарной схемы соединений. Таким образом, аналогично схеме соединений, если логика использует функцию «ИЛИ», переменные отображаются параллельно. Если используется функция «И», то переменные отображаются последовательно.

Сложность в этой альтернативе состоит в том, что проводит различие между аппаратными соединениями , которые имеют физические контакты, и логикой, которая изображает логические выходы в виде контактов.Поэтому может быть полезно использовать разные цвета или типы линий для программной логики.

Еще одной альтернативой является для использования логических схем на элементарной электрической схеме . Логические диаграммы представляют собой графический дисплей, который показывает, что происходит в логике реле или системы связи.

Вернуться к содержанию ↑


Схема постоянного тока

и станция МЭК 61850

Ранние применения протоколов ретрансляции предоставляли инженерам основные инструменты для автоматизации подстанций, но они часто были ограничены в функциональности.Некоторые из них являются собственностью, и по этой причине необходимо обратиться к руководствам реле производителя производителя для схематического представления методов.

МЭК 61850 отличается от других стандартов / протоколов тем, что содержит несколько стандартов, описывающих клиент / сервер и одноранговую связь, проектирование и настройку подстанции, а также тестирование .

МЭК 61850 предоставляет метод межоператорной совместимости между устройствами IED разных производителей. Благодаря открытой архитектуре он свободно поддерживает выделение C37.2 функции устройства.

Благодаря этой функции он устраняет большинство выделенных управляющих проводов, которые обычно подключаются от реле к реле (т. Е. Выходной контакт отключения от одного реле к входной катушке другого реле).

Из-за этой цифровой связи между реле одна типичная схема постоянного тока не является адекватным методом для описания системы.

Поэтому сообщения (сигналы) GOOSE по МЭК 61850 лучше всего представлять в виде списка 9001 «точка-точка» или в формате электронной таблицы (например,грамм. дифференциальное реле на шине подписывалось бы на все связанные реле защиты фидера на этой шине, или группа главных магистральных реле соединялась бы друг с другом для выполнения блокировки выключателя).

Этот список «точка-точка» (издатель / подписчик) не поддерживается компьютером в сети Ethernet, но вместо этого инженер-защитник использует программный инструмент System Configurator для программирования каждого устройства IED для подписки друг на друга в зависимости от схемы защиты ,

Возможно, что одно IED-устройство может одновременно передавать одно и то же защитное сообщение нескольким другим IED-устройствам.Устройства IED, однажды запрограммированные для связи друг с другом, будут управлять сообщениями, которые они были запрограммированы для приема и передачи.

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Схематическое представление ретрансляции энергосистемы Комитетом по ретрансляции энергосистем IEEE Power Engineering Society

,

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *