Site Loader

Содержание

Что такое сливной резистор: работа и его применение

В большинстве случаев, когда устройство выключено и находится в режиме питания. В конденсатор фильтра Используемый в устройстве сохраняет некоторую энергию на выходе. Если кто-либо неожиданно коснется вилки устройства, он может получить удар электрическим током от системы вилок. Итак, чтобы преодолеть эту проблему, кровотечение резистор используется. Этот резистор подключен параллельно конденсатору для разряда энергии, которая хранится на выходе. В данной статье рассматривается обзор резистора отвода воздуха, схема с рабочим.



Что такое сливной резистор?

Этот резистор является стандартным и дорогостоящим и используется в схема фильтра для разряда конденсатора. Разрядка конденсаторов очень важна в схеме, потому что они могут вызвать электрический разряд даже после отключения источника питания. Поэтому обязательно использовать резистор, а именно резистор утечки, чтобы преодолеть удары тока. Таким образом, эти резисторы используются в целях безопасности.


дренажный резистор



Цепь спускного резистора

Чтобы понять важность этого резистора, мы даем краткую информацию о применении спускного резистора.

В следующей схеме питание подается через выпрямитель, что означает, что выходное напряжение выпрямителя подключено как вход в схему. Итак, здесь на выходе выпрямителя пульсирует постоянный ток.



цепь резистора утечки

Теперь вход в эту схему дает выпрямитель, а на выходе выпрямителя пульсирует постоянный ток. Таким образом, даже мы должны использовать схему фильтра, которая включает в себя катушку индуктивности, а также конденсатор.

В приведенной выше схеме фильтра резистор подключен параллельно к конденсатор . Если мы не подключили этот резистор параллельно конденсатору, это может вызвать шок у оператора. После подачи питания на схему конденсатор в схеме начнет заряжаться. Если мы не можем использовать


Роль в источнике питания

Основная причина этого поражения электрическим током в цепи заключается в том, что после подачи питания на цепь конденсатор заряжается до своего пикового значения. После отсоединения источника питания от схемы конденсатор по-прежнему заряжается за счет ранее накопленной энергии.

Итак, нам нужен этот спускной резистор для правильной разрядки конденсатора после отсоединения блок питания . В результате резистор стандартного номинала соединен с конденсатором параллельно, что помогает при разрядке после ограничения мощности.

Как выбрать сливной резистор?

Чтобы выбрать подходящий резистор, мы должны рассмотреть связь между мгновенным напряжением (Vt) на конденсаторе, сопротивлением (R), предназначенным для разряда, и «Vu» — это первичное напряжение, мгновенное время’t »и все емкость конденсатора — «С». Затем для расчета номинала резистора используется следующее уравнение.

Vt = 𝐕u * 𝒆 (−𝒕 / 𝑹𝑪)

Часто происходит переключение между рабочей скоростью резистора и величиной потерь мощности в канале прокачки. Меньшие значения сопротивления дренажа могут помочь нам быстрее достичь безопасных напряжений, поскольку мощность цепи падает, однако они также будут неправильно использовать дополнительную мощность во время работы.

Применение спускного резистора

Использование кровотечения резисторы в основном включают следующее.

  • В целях безопасности от поражения электрическим током
  • Этот резистор используется для регулирования напряжения.
  • Этот резистор используется в делении напряжения.

Итак, это все об обзоре прокачки. резистор что используется для обеспечения безопасности, регулирования напряжения и разделения напряжения? Вот вам вопрос, какое значение имеет этот резистор?

Использование тормозных резисторов с ПЧ

При работе преобразователя частоты для остановки электродвигателя используются два режима: режим выбега (двигатель останавливается по инерции) и режим торможения с управляемым временем замедления.

Режим остановки на выбеге

Остановка на свободном выбеге означает, что при подаче команды STOP выходы преобразователя отключаются от двигателя, и его ротор вращается по инерции. Время торможения при этом будет неопределенным, зависящим только от инерционных свойств нагрузки. Этот режим выбирается, когда нагрузка имеет большой момент инерции, а время торможения не критично.

Режимы остановки с замедлением

При остановке электродвигателя в режиме торможения время замедления задается пользователем в настройках частотного преобразователя, и может быть как больше, так и меньше времени остановки на выбеге.

В режиме с относительно большим временем замедления выходная частота преобразователя плавно уменьшается до заданной минимальной, затем напряжение с двигателя снимается. Фактически происходит не торможение, а плавное понижение оборотов двигателя.

При уменьшении времени замедления двигатель может переходить в генераторный режим с накоплением излишней энергии в звене постоянного тока ПЧ.

Это происходит не только при замедлении, но и при отрицательном крутящем моменте, когда двигатель поддерживает заданную скорость, а нагрузка пытается ее увеличить.

Напряжение в звене постоянного тока может превышать допустимые значения в определенных пределах. В подобных случаях нужно либо увеличить время торможения, либо использовать тормозной резистор.

На тормозном резисторе выделяется мощность, которую нагрузка передает через двигатель в преобразователь частоты при быстром снижении скорости или остановке. Резистор используется вместе со специальной схемой управления – тормозным модулем. Модели ПЧ низкой мощности оснащаются встроенным модулем. В этом случае в преобразователе есть клеммы «+» и «PB», к которым непосредственно подключается тормозной резистор, как показано на схеме ниже.

При мощностях более 18,5 кВт и в дешевых моделях тормозной модуль, как правило, является выносным устройством и покупается отдельно. Подключение производится к клеммам преобразователя «+» и «-». Модуль содержит пороговое устройство и мощный ключевой транзистор. Когда напряжение превышает допустимое, транзистор открывается, и напряжение прикладывается к тормозному резистору.

Модель тормозного модуля и номинал резистора выбираются в соответствии с рекомендациями производителя, исходя из мощности ПЧ и условий его работы. Также при проектировании и эксплуатации оборудования нужно учитывать, что резистор может значительно нагреваться в процессе работы.

Частотник без тормозного резистора

В некоторых моделях частотных преобразователей предусмотрена функция ограничения перенапряжения на шине постоянного тока. Тормозной резистор в таком случае не используется, при этом автоматически поддерживается максимальный тормозной момент, а время замедления может быть минимальным для данной нагрузки.

Без тормозного резистора можно обойтись еще в одном случае. Если в оборудовании используется несколько преобразователей частоты с одинаковым напряжением шины постоянного тока, их шины можно объединять. В результате ПЧ могут взаимно поглощать излишнее напряжение при торможении.

В завершение упомянем о других режимах торможения:

  • режим торможения постоянным током, который можно использовать для экстренной остановки двигателя.
  • режим удержания двигателя в остановленном состоянии с помощью постоянного тока. Вследствие возможного перегрева двигателя этот режим рекомендуется использовать непродолжительное время.

Другие полезные материалы:
Зачем нужен контактор байпаса в УПП
Назначение сетевых и моторных дросселей
Выбор преобразователя частоты

Схема с общим коллектором, включающая коллекторный резистор

Читайте также

Схема WS XML

Схема WS XML Синтаксис элементов, составляющих структуру WS-файла, в общем виде можно представить следующим образом:<element [attribute1=»value1″ [attribute2=»value2″ . .. ]]> Содержимое (content)</element>Открывающий тег элемента состоит из следующих компонентов:? открывающей угловой скобки «<»;?

Схема WSC XML

Схема WSC XML Ранее в главе 3 отмечалось, что объектная модель, которая используется при создании многозадачных сценариев (WS-файлов), была в основном позаимствована из схемы WSC XML, поэтому многие элементы WSC-файлов окажутся вам знакомыми.В листинге 10.1 приводится несколько

Центр управления сетями и общим доступом

Центр управления сетями и общим доступом Пожалуй, один из самых главных и важных механизмов операционной системы. С его помощью организуется подключение компьютера к локальной сети и Интернету. Здесь настраиваются параметры сетевых адаптеров, сетевых служб и

Центр управления сетями и общим доступом

Центр управления сетями и общим доступом В подавляющем большинстве случаев для работы с локальной сетью нужно перейти в Центр управления сетями и общим доступом. Именно здесь содержатся почти все основные инструменты, необходимые для настройки и администрирования

Усилитель с общим эмиттером и шунтирующим конденсатором

Усилитель с общим эмиттером и шунтирующим конденсатором Обычно в усилителе с общим эмиттером (ОЭ) используют шунтирующий конденсатор, подобный Се на рис. 4.5, включенный параллельно Re, что позволяет увеличить коэффициент усиления по напряжению. Проблема состоит в том,

Усилитель с общим эмиттером с параллельной обратной связью по напряжению

Усилитель с общим эмиттером с параллельной обратной связью по напряжению В качестве примера, относящегося уже не к колебательному контуру, а к усилителю, на рис. 4.18 показана упрощенная гибридная ?-модель для усилителя ОЭ с параллельной обратной связью по напряжению. Рис.

Амплитудно-частотные характеристики для трехкаскадного усилителя с общим эмиттером

Амплитудно-частотные характеристики для трехкаскадного усилителя с общим эмиттером Рассмотрим теперь трехкаскадный усилитель с общим эмиттером. Анализировать эту схему без использования компьютера слишком трудно. Здесь также приходит на помощь PSpice, позволяя провести

Выходные характеристики схемы с общим эмиттером

Выходные характеристики схемы с общим эмиттером Чтобы представить модель биполярного транзистора, мы используем схему смещения усилителя с ОЭ, представленную на рис. 9.19. Такую схему вы могли бы использовать, если бы вам пришлось исследовать выходные характеристики

Входные характеристики схемы с общим эмиттером 

Входные характеристики схемы с общим эмиттером  Входные характеристики могут быть получены из входного файла, который ссылается на встроенную модель следующим образом:BJT Input CharacteristicsIBB 0 1 100uARs 1 0 1000kRL 2 3 1kQ1 2 1 0 BJTVCC 3 0 12V.MODEL BJT NPN.DC IBB 0 100uA 1uA.PROBE.ENDИз рис. 9.21 видно, что для этой

Усилители с общим эмиттером

Усилители с общим эмиттером Простая схема каскада с ОЭ показана на рис. 10.5. Входной контур получен путем преобразования более сложной цепи с помощью теоремы Тевенина. Мы проводим анализ при частоте 5 кГц, при которой конденсаторы могут рассматриваться просто как короткое

Усилитель с общим эмиттером с нешунтированным эмиттерным резистором

Усилитель с общим эмиттером с нешунтированным эмиттерным резистором Когда усилитель ОЭ использует эмиттерный резистор, не шунтированный конденсатором, коэффициент усиления по напряжению схемы уменьшается, зато улучшается частотная характеристика. Схема с

Фазовые соотношения в усилителе с общим эмиттером

Фазовые соотношения в усилителе с общим эмиттером Когда в усилителе с ОЭ для стабилизации параметров смещения используется эмиттерный резистор RЕ, он шунтируется конденсатором СЕ с такой емкостью, чтобы на частоте входного сигнала эмиттер можно было бы считать

Нелинейный резистор

Нелинейный резистор Нелинейный резистор или другой пассивный элемент можно моделировать с помощью зависимых источников. Схема на рис. 13.1 состоит из источника напряжения и двух резисторов: Ri и RL1. Ток через резистор RL1 всегда является функцией приложенного к нему

Изучение схем с общим эмиттером на биполярных транзисторах

Изучение схем с общим эмиттером на биполярных транзисторах Для изучения цепей смещения в главе 10 была использована схема на рис. 10.7. Соберите эту схему в Capture, создав новый проект Bjtcase. Напомним, что необходимо трижды повернуть резисторы, чтобы первый полюс каждого

Схема ИЛИ-НЕ

Схема ИЛИ-НЕ В последнем примере главы 9 мы рассматривали логическую схему 7400: 2-входовую схему ИЛИ-НЕ. В качестве источников V1 и V2 были использованы источники напряжения типа PWL с выходным напряжением в виде последовательностей импульсов, представляющих уровни

R.

5.13 Поразрядная (включающая) операция ИЛИ

R.5.13 Поразрядная (включающая) операция ИЛИ выражение-ИЛИ: выражение-исключающего-ИЛИ выражение-ИЛИ | выражение-исключающего-ИЛИВыполняются обычные арифметические преобразования, результат — поразрядная функция ИЛИ от операндов. Операция применима только к

Серия

и схемы параллельных резисторов

Электронные компоненты соединяются разными способами. Две простейшие формы соединений — последовательное и параллельное. соединения.

Если компоненты соединены в цепи последовательно, то цепь называется последовательной. Если резисторы соединены последовательно в цепи, то цепь называется цепью последовательного резистора.

Если компоненты соединены в цепи параллельно, то цепь называется параллельной. Если резисторы соединены в цепи параллельно, то цепь называется параллельной цепью резисторов.

Резистор серии

схема

А Цепь последовательного резистора представляет собой электронную схему, в которой все резисторы подключены один за другим по одному и тому же пути чтобы через каждый и каждый резистор.

полное сопротивление такой цепи получается просто суммирование значений сопротивления отдельных резисторов.

Р Т = Р 1 + Р 2 + Р 3 + Р 4 ……..и т.д.

Для Например, если пять резисторов соединены последовательно. Тогда полное сопротивление цепи равно:

Р Т = Р 1 + Р 2 + Р 3 + Р 4 + Р 5

Все ток, протекающий через первый резистор, не имеет другого путь идти. Следовательно, он также должен пройти через второй резистор, третий резистор, четвертый резистор и так далее.

Пример:

А Схема последовательного резистора показана на рисунке ниже. Этот схема состоит из пяти резисторов, соединенных последовательно и источник постоянного напряжения.

Если значения пяти резисторов: R 1 = 4 Ом, R 2 = 4 Ом, R 3 = 2 Ом, R 4 = 2 Ом, R 5 = 3 Ом и батарея постоянного тока = 15 В, тогда

Общее сопротивление это Р Т = Р 1 + Р 2 + Р 3 + Р 4 + R 5 = 4 + 4 + 2 + 2 + 3 = 15 Ом.

Вспомните формулу закона Ома, V = I R

Зная любые две переменные в приведенное выше уравнение, мы можем легко найти оставшееся неизвестное Переменная.

Нам известно значение полного сопротивления, т.е. R T = 15 Ом и значение напряжения I.e. В = 15 В

Теперь нам нужно найти оставшееся неизвестное значение тока I.

Текущий ток через каждый резистор будет 1 А.

Напряжение на каждый резистор в последовательной цепи отличается. Если все резисторы в последовательной цепи имеют одинаковое значение сопротивления тогда напряжение через каждый резистор одинаковый. С другой стороны, если каждый резистор имеет другое значение сопротивления, то напряжение на каждом резисторе разный.

Напряжение на резистор (R 1 ) равен В 1 = I × R 1 = 1 × 4 = 4 В

Напряжение на резистор (R 2 ) равен В 2 = I × R 2 = 1 × 4 = 4 В

Напряжение на резистор (R 3 ) равен В 3 = I × R 3 = 1 × 2 = 2 В

Напряжение на резистор (R 4 ) равен В 4 = I × R 4 = 1 × 2 = 2 В

Напряжение на резистор (R 5 ) равен В 5 = I × R 5 = 1 × 3 = 3 В

Суммарное напряжение в последовательная цепь равна сумме всех отдельных суммарные напряжения

И. е. В Т = В 1 + В 2 + В 3 + В 4 + ……….+В Н

В нашей схеме общее напряжение равно сумме разностей потенциалов по Р 1, , Р 2 , Р 3 , R 4 и R 5 .

т.е. В Т = В 1 + В 2 + В 3 + В 4 + В 5 = 4 + 4 + 2 + 2 + 3 = 15 В.

Параллельно схема резистора

А Цепь параллельных резисторов представляет собой электронную схему, в которой все резисторы соединены рядом в разные пути, чтобы один и тот же ток не протекал через каждый резистор. Параллельная схема показывает несколько путей к протекать электрический ток.

ток в параллельной цепи распадается, при этом некоторый ток протекающие по каждой параллельной ветви и воссоединяющиеся, когда ветви встречаются снова.Следовательно, электрический ток через каждый резистор будет другим. Однако напряжение на каждый резистор одинаковый.

полное сопротивление параллельной цепи резистора получается по формуле суммируя обратные величины (1/R) значений сопротивления отдельные резисторы, а затем взяв обратную величину Всего.

Для Например, если три резистора соединены параллельно.потом общее сопротивление цепи

Пример:

А Схема параллельного резистора показана на рисунке ниже. Этот схема состоит из трех резисторов, соединенных параллельно и источник постоянного напряжения.

Если значения трех резисторов: R 1 = 8 Ом, R 2 = 8 Ом, R 3 = 4 Ом и батарея постоянного тока = 14 В, затем

общее сопротивление



Суммарный ток течет по цепи


Как напряжение на каждом резисторе параллельно схема, мы можем использовать омы закон найти ток отдельной ветви следующим образом.

ток через резистор (R 1 ) is I 1 = В / Р 1 = 14 / 8 = 1,75 А

ток через резистор (R 2 ) is I 2 = В / Р 2 = 14 / 8 = 1,75 А

ток через резистор (R 3 ) is I 3 = В / Р 3 = 14 / 4 = 3. 5 А

Тогда сумма ток равен сумме токов отдельных ветвей

т.е. Я Т = Я 1 + I 2 + I 3 = 1,75 + 1,75 + 3,5 = 7 А

Резисторы: Работа и как использовать в цепях

Резистор

— это самый основной компонент, с которого каждый энтузиаст или инженер-электронщик начинает свой путь в мир электроники.Поэтому, чтобы помочь новичкам, я составил учебник, в котором собираюсь объяснить работу резистора и ответить на три важных вопроса о резисторах.

  1. Что такое резистор?
  2. Как работает резистор?
  3. Как использовать резистор в ваших цепях?

К концу этого урока вы сможете объяснить, что такое резистор, как он работает и каковы наиболее важные области применения резистора в электронной схеме. Этот урок будет очень длинным, поэтому я настоятельно рекомендую вам добавить эту страницу в закладки и прочитать ее с небольшими перерывами.

ЧТО ТАКОЕ РЕЗИСТОР:

Резистор

— это пассивный компонент, который используется почти во всех печатных платах в электронике. Назначение резистора — оказывать сопротивление протекающему через него току, поэтому он и получил название «резистор» (вы, должно быть, уже догадались). Противодействие протеканию тока, проявляемое резистором, называется сопротивлением, и каждое сопротивление характеризуется значением сопротивления в Омах.

СОСТАВ РЕЗИСТОРА:

Состав резистора

Чтобы понять резистор, представьте его как простой провод, который вместо того, чтобы позволить свободному потоку электронов через него, резисторы оказывают сопротивление и пытаются замедлить поток электронов AKA ток.Резисторы обычно изготавливаются из таких материалов, как углерод, металл или пленка оксида металла. Свойство сопротивления резистора зависит от типа и количества смеси или материала, из которого состоит резистор. На приведенной выше диаграмме вы можете видеть смесь углерода между двумя выводами резистора, которая оказывает сопротивление току. Подробнее о составе резисторов.

VI ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИСТОРА:

Вольт-амперные характеристики резистора

Чтобы понять работу резистора, обратите внимание на приведенные выше характеристики VI.VI – График вольтамперных характеристик обычно показывает зависимость между напряжением и током для конкретного компонента. Характеристики VI для резистора довольно линейны. Как вы можете заметить, когда ток, протекающий через резистор, увеличивается, это приводит к увеличению напряжения, развиваемого на резисторе. Хотя разные резисторы с разным сопротивлением дают разные напряжения, когда через них протекает одинаковый ампер тока. Проще говоря, мы можем сказать, что напряжение на резисторе пропорционально току, протекающему через него.Да, резистор следует закону Ома, поскольку их зависимость между током и напряжением носит линейный характер. Помните закон Ома, который гласит, что «Ток через проводник прямо пропорционален напряжению, развиваемому на нем. Это приводит к популярной формуле V = IR

.

РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Использование более одного резистора бывает двух видов: последовательное и параллельное. На приведенной выше схеме показано последовательное и параллельное соединение резисторов.Важно помнить, что когда резисторы соединены последовательно, сопротивление складывается. Между тем, когда резисторы подключены параллельно, общее эквивалентное сопротивление уменьшается.

Эквивалентное сопротивление последовательных резисторов R1 и R2 будет Req = 10k + 10k = 20k

Эквивалентное сопротивление параллельных резисторов R1 и R2 будет равно 1/Req = (1/10k + 1/10k) = 5K

Совет для быстрого определения параллельного сопротивления: если параллельные резисторы, используемые в цепи, имеют одинаковое значение, разделите значение резистора на количество резисторов, соединенных параллельно. Например, если 3 резистора по 10 кОм соединены параллельно, 10 кОм / 3 даст 3,33 кОм, что является эквивалентным сопротивлением.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗИСТОРА:

Теперь мы подошли к самой интересной части этого урока. К настоящему времени вы должны иметь четкое представление о том, что такое резистор и как он работает. Давайте посмотрим на его приложения и как он используется в схемах. Резистор используется

  1. As Делитель напряжения для подачи опорного напряжения
  2. Ограничители тока для предотвращения повреждения компонентов
  3. Чтобы оставить отзыв
  4. Как фильтры для входных сигналов
  5. Синхронизирующие цепи для создания временной задержки
  6. Подтягивающие и подтягивающие резисторы для фиксации логических уровней в цифровых схемах.
  7. Нагрузочные резисторы

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ:

Делитель напряжения

— довольно известная схема, использующая резисторы и широко используемая в цепях. Основная задача делителя напряжения состоит в том, чтобы разделить входное напряжение на выходное. Это особенно полезно для создания опорного напряжения в наших схемах. Опорные напряжения часто используются в компараторах, схемах датчиков, схемах запуска и так далее. Давайте рассмотрим пример схемы, в которой используется делитель напряжения для получения опорного напряжения.

Резисторы в делителе напряжения

Как вы можете видеть на схеме выше. Входное напряжение от Vcc составляет около +9 В до делителя напряжения, а выходное напряжение составляет 3 В. Здесь происходит то, что резистор R1 падает на 6 В, а R2 падает на 3 В, всего 9 В. Выходное напряжение делителя напряжения определяется уравнением

Vвых = Vin x R2 / (R1 + R2) .

Выход = 9 В x 5 кОм / (10 кОм + 5 кОм)

= 3В

Как уже говорилось, делитель напряжения широко используется в электронных схемах для получения опорного напряжения, смещения уровней сигналов и так далее.Но всегда помните, что делители напряжения нельзя использовать в качестве источника напряжения для силовых цепей. Если вы попытаетесь это сделать, напряжение от делителя значительно упадет. Это происходит из-за того, что делитель напряжения не может подавать ток для удовлетворения потребностей цепей, поэтому он падает, когда от него потребляется больше тока.

Еще несколько вещей, которые следует помнить о делителях напряжения, это то, что когда резисторы R1 и R2 равны, выходное напряжение будет составлять половину входного напряжения. Если R1 намного больше, чем R2 ( R1 >> R2 ), то выходное напряжение будет близко или почти равно нулю.Когда R1 намного меньше, чем R2 (R1<

ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТОР:

Это еще одно важное применение резистора. Как следует из названия, он ограничивает протекание тока по цепи. Причина, по которой мы делаем это, заключается в том, что есть несколько случаев, когда нам нужно пропустить только определенное количество тока, иначе схема/компонент может быть повреждена. Токоограничивающие резисторы обычно используются для светодиодов, двигателей, зарядки аккумуляторов, реле и т. д.

Резистор для ограничения тока

Здесь в приведенной выше схеме показан токоограничивающий резистор для светодиода. Приступим к расчетной части приведенного выше ограничительного резистора. Схема питается от батареи 9 В, однако светодиод, который у нас есть, имеет прямое напряжение 2,2 В и потребляет для работы всего 20 мА. Поэтому нам нужно ограничить ток от батареи 9 В до 20 мА с помощью резистора.

R = V – V светодиод / I светодиод

= 9 – 2.2 / 20 мА

6,8/20 мА

= 340 Ом

и в качестве R1 выбираем ближайшее значение 330 Ом. Этот резистор на 330 Ом ограничивает ток до 20 мА для светодиода и защищает его от повреждения от тока. Приведенная выше формула применяется, когда вам нужно ограничить ток двигателя, реле, аккумуляторов и т.п.

РЕЗИСТОР КАК ЭЛЕМЕНТЫ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ:

Обратная связь

— это концепция, используемая в операционных усилителях, широко известных как операционные усилители. Чтобы понять необходимость резистора в качестве элемента обратной связи, нам нужно понять работу ОУ. Я не собираюсь вдаваться в подробности об операционных усилителях, но собираюсь немного поцарапать поверхность. Проще говоря, операционный усилитель — это усилительное устройство, которое усиливает разницу между двумя входными клеммами (неинвертирующей и инвертирующей). Этот операционный усилитель имеет бесконечное усиление, что означает, что он способен бесконечно усиливать входной сигнал. Хотя это практически невозможно, но коэффициент усиления операционного усилителя настолько высок, что при подаче входного сигнала выходной сигнал достигает своего пикового напряжения насыщения.Мы не хотим этого в усилителе, потому что нам нужна усиленная копия нашего входного сигнала, и поэтому мы используем усилитель.

Отрицательный отзыв

Если нам нужно получить усиленный сигнал от операционного усилителя, мы должны контролировать его усиление. Для этого часть выходного сигнала подается обратно на инвертирующий вход операционного усилителя, что делает его системой с отрицательной обратной связью. В приведенной выше схеме R1 является резистором обратной связи. Это возвращает часть выходного сигнала обратно на инвертирующий вход операционного усилителя. Отрицательная обратная связь влияет на усиление операционного усилителя и держит усиление под контролем.Таким образом, мы получим усиленный сигнал, который все еще можно использовать для нашей цели. Таким образом, в двух словах обратная связь — это корректирующий механизм в цепи, позволяющий ей работать в стабильном и равновесном состоянии.

Для системы с положительной обратной связью часть выходного сигнала возвращается на неинвертирующий вход ОУ. Этот тип обратной связи используется для увеличения усиления. Положительная обратная связь не так широко используется, как конфигурация отрицательной обратной связи.

ФИЛЬТРЫ:

Резисторы

также используются для фильтрации входящих сигналов при использовании с конденсаторами.Фильтры широко используются во многих электронных схемах, где они пропускают сигнал определенной частоты и ослабляют нежелательные частоты. Существует две формы фильтров: пассивные и активные. Резистор является неотъемлемой частью пассивных фильтров наряду с конденсаторами и индукторами. Существует три важных типа фильтров, которые можно построить с использованием пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Фильтр нижних частот, фильтр высоких частот и полосовой фильтр.

ФИЛЬТР НЧ:

Конструкция фильтра нижних частот

Выше показан простой фильтр нижних частот, разработанный с использованием резистора и конденсатора.Фильтр нижних частот пропускает только низкочастотные сигналы, то есть сигналы с частотой ниже частоты среза, и блокирует высокочастотные компоненты входящего сигнала. Здесь происходит то, что на низких частотах конденсатор имеет высокое реактивное сопротивление по сравнению с резистором R. Напряжение на конденсаторе в этой точке очень высокое по сравнению с напряжением на резисторе. Поэтому он безопасно пропускает низкочастотные сигналы. На высоких частотах реактивное сопротивление конденсатора становится низким, поэтому падение напряжения на резисторе становится большим, что приводит к ослаблению входящего сигнала.

ФИЛЬТР ВЧ:

Конструкция фильтра верхних частот

Выше показана схема фильтра верхних частот, который ослабляет низкочастотный сигнал ниже точки отсечки и пропускает только высокочастотные сигналы. Что происходит здесь, так это то, что когда частота входящего сигнала очень низкая, конденсатор показывает высокое реактивное сопротивление, поэтому действует как разомкнутая цепь, что приводит к затуханию. Когда входящая частота выше частоты среза, конденсатор имеет низкое реактивное сопротивление, что позволяет сигналу проходить.

ПОЛОСНЫЙ ФИЛЬТР:

Конструкция полосового фильтра

Полосовой фильтр

представляет собой комбинацию фильтра высоких и низких частот. В отличие от вышеперечисленных фильтров полосовые фильтры имеют две частоты среза. Следовательно, этот фильтр пропускает сигнал только в определенной полосе частот. Сигнал с частотой за пределами этой полосы будет ослаблен.

Во всем вышеизложенном частота среза очень важна, так как она определяет частоту, на которой сигнал будет пропущен или ослаблен.Дизайн фильтра — это довольно большая концепция, которую нужно объяснить в этой статье. Вскоре для нее будет написан специальный учебник. Для целей этой статьи важно понимать роль резисторов в фильтрах.

ЦЕПИ ВРЕМЕНИ:

Использование резисторов в синхронизирующих цепях является довольно распространенным применением. Элементы синхронизации широко известны как RC-цепи, в которых резистор и конденсатор работают вместе для создания определенной временной задержки на основе значений компонентов.

RC-временная цепь

Вышеприведенная схема представляет собой RC-цепь, в которой используются только резистор и конденсатор для создания требуемой временной задержки.Это время регулируется формулой T = RC, где T обозначается как постоянная времени. Таким образом, применение приведенных выше значений в этой формуле даст 1 секунду временной задержки с использованием этой схемы. Но это еще не все с этой схемой, чтобы полностью понять RC-цепь, вам нужно понять работу конденсатора, особенно его кривую зарядки. Я не буду подробно обсуждать работу конденсатора, но коснусь поверхности, чтобы лучше понять эту схему синхронизации и какова роль резистора в ней.

Когда к конденсатору приложено напряжение, через него протекает ток, и конденсатор постепенно начинает заряжаться. Это вызывает увеличение напряжения на его клеммах. Напряжение на конденсаторе увеличивается постепенно, а не мгновенно, что приводит к временной задержке. Как только конденсатор достигает напряжения питания или Vcc, он прекращает зарядку и не пропускает ток. В этом состоянии конденсатор считается полностью заряженным. Время, необходимое от состояния нулевого заряда до состояния полного заряда, создает временную задержку, и это показано на кривой зарядки конденсатора, как показано на диаграмме ниже.

КРИВАЯ ЗАРЯДКИ:

Кривая зарядки конденсатора

Если вы наблюдаете приведенную выше кривую зарядки, мы можем сделать вывод, что для достижения 100% заряда, что соответствует подаваемому напряжению, требуется 5 постоянных времени или 5 Тл. Как мы видели ранее, одна постоянная времени T = R x C, которая дает только период времени 63% от общего заряда конденсатора. Таким образом, для расчета времени, необходимого для полной зарядки конденсатора, используется формула T = 5 x R x C или 5T. Основная функция резистора в RC-цепи или цепи синхронизации заключается в управлении потоком тока на конденсаторе.Это повлияет на генерируемую временную задержку.

Таким образом, в приведенной выше схеме требуется 1 с или 1 Тл, чтобы зарядить конденсатор до 63% от напряжения постоянного тока (9 В). И конденсатору требуется 5 секунд или 5 Тл, чтобы достичь подаваемого напряжения 9 В. Таким образом, эта простая RC-цепочка способна генерировать временную задержку в 5 секунд. Этот RC-элемент используется вместе с другими цепями таким образом, что напряжение на конденсаторе контролируется как входное и достигается желаемая временная задержка.

ПОДТЯГИВАЮЩИЕ И ПОДТЯГИВАЮЩИЕ РЕЗИСТОРЫ:

Использование подтягивающих резисторов

Резисторы

Pull Up и Pull down — это то, что вы найдете в большинстве цифровых схем.Мы все знали, что цифровые схемы работают с помощью логических уровней. Давайте рассмотрим логику TTL, чтобы лучше объяснить это. В логических устройствах 5 В TTL для достижения логического 0 входное напряжение должно быть в пределах от 0 до 0,8 В, тогда как для логической 1 входное напряжение должно быть в пределах от 2 до 5 В. Так что происходит, цифровые входные контакты очень восприимчивы к электромагнитным помехам из внешней среды. Эти электромагнитные помехи индуцируют напряжение на этих входных контактах, что приводит к тому, что микросхема считывает неправильный уровень напряжения.

Чтобы избежать описанной выше ситуации, мы используем резисторы двумя способами: Pull up и Pull down.Подтягивающий резистор подтягивает уровень напряжения входного контакта к уровню Vcc. Подтягивающий резистор снижает уровень напряжения на входных контактах до 0 В. Таким образом, мы можем быть уверены, что наш цифровой вход остается в предсказуемом состоянии.

Использование подтягивающих резисторов

Я написал подробное руководство по подтягивающим и подтягивающим резисторам и руководство по их использованию в цепях. Пожалуйста, просмотрите это для получения дополнительной информации о них.

НАГРУЗОЧНЫЙ РЕЗИСТОР:

В электронике Нагрузка относится к устройству или компоненту, который получает ток из цепи и подключается к ее выходу.Таким образом, нагрузочный резистор — это резистор, который подключается к выходному каскаду цепи для получения тока из цепи. Термин «нагрузочный резистор» часто используется при математическом моделировании цепи. Здесь можно использовать любое устройство со схемой для получения тока с ее выхода. В таких случаях в качестве нагрузочного резистора выбирается резистор определенного номинала, чтобы имитировать потребление тока, эквивалентное устройству, которое предполагается использовать на выходе. Проще говоря, нагрузочный резистор используется для выполнения математических расчетов и анализа схемы на предмет ее способности выдерживать потребление тока под нагрузкой.

Использование резистора в качестве нагрузки

С учетом того, что было сказано о нагрузочных резисторах, есть случаи, когда нагрузочные резисторы будут частью практической схемы, а не просто использоваться только для математического моделирования. Существуют регуляторы напряжения, в которых необходимо использовать нагрузочный резистор. В приведенной выше схеме резистор R1 используется в качестве нагрузочного резистора. Это потребляет минимальный ток, чтобы поддерживать стабильную работу регулятора. А в транзисторных усилителях обычно используется нагрузочный резистор для предотвращения протекания избыточного тока между коллектором и эмиттером, что, в свою очередь, предотвращает повреждение транзистора.Подводя итог, нагрузочные резисторы используются для математического моделирования. Но есть случаи, когда он используется в практических схемах.

НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ РЕЗИСТОРА:

Это один из важных критериев резистора, о котором мы должны знать. Резисторы сопротивляются протеканию тока при заданном напряжении, когда это происходит, резистор нагревается из-за рассеиваемой мощности. Номинальная мощность — это не что иное, как мощность, которую резистор может безопасно рассеять. Когда рассеиваемая мощность превышает номинальную мощность резистора, он, вероятно, будет разрушен или задымлен.Каждый резистор имеет свою номинальную мощность. Компоненты сквозного отверстия обычно оцениваются как 0,25 Вт и имеют рейтинг выше этого.

Мощность, рассеиваемая на резисторе, может быть рассчитана по формулам P = I 2 R или P = V 2 / R. Представьте, что вы управляете светодиодом 2,2 В с 12 В с последовательным резистором 330 Ом. В этом случае мощность рассеяния на резисторе составит

В Рез = 12 – 2,2 = 9,8 В

P = 9,8 2 / 330 = 0.29 Вт

В этом случае вы должны использовать резистор 0,5 Вт для безопасной работы в цепи.

ПОСЛЕДНИЕ СЛОВА:

Надеюсь, что этот урок будет очень полезен для всех вас. Вышеупомянутые применения резисторов имеют большое значение и широко используются. Добавьте эту страницу в закладки и вернитесь позже. Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с этим руководством, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже. Я буду рад ответить на них. Пожалуйста, поделитесь своими отзывами и мыслями об этом уроке ниже.

Я работаю над учебниками по важным компонентам, используемым в электронике, и опубликую их в ближайшие дни. Подпишитесь на наш еженедельный информационный бюллетень и следите за нами в социальных сетях, чтобы получать обновления этих руководств. Приятного обучения 🙂

Связанный контент

Диодно-резисторная схема — PAL3_Electronics — ~Confluence~Institute~Creative~Technologies

Эта схема гарантирует, что ток будет течь только в направлении стрелки диода через резистор (и любую нагрузку, подключенную параллельно резистору).Эта конкретная схема используется не очень часто, потому что более сложные схемы, как правило, создают более практичные сигналы (например, производят более сильный и / или более ровный сигнал).

Очень простое применение диодов представляет собой цепь, состоящую из последовательно соединенных диода, резистора и источника напряжения. Вот одна из таких схем:

Вы можете увидеть версии этой схемы, где диод перевернут, или резистор находится на другой стороне диода. Все подобные вариации по сути являются одной и той же схемой.

Источник напряжения обеспечивает напряжение, которое колеблется около нуля, например, эта синусоида:

 

Диод пропускает через себя ток только в одном направлении, а именно в том направлении, на которое указывает его треугольник. Таким образом, на рисунке выше ток может течь только по часовой стрелке. Когда через него протекает ток, говорят, что диод смещен в прямом направлении.

Ток течет только от положительного источника напряжения к отрицательному источнику напряжения, поэтому в приведенной выше схеме ток течет только тогда, когда верхняя клемма источника напряжения положительна по отношению к нижней клемме.

Когда диод смещен в прямом направлении, диод имеет очень низкое сопротивление, около 100 Ом. Большинство резисторов имеют гораздо более высокое сопротивление, поэтому, когда диод прямого смещения и резистор соединены последовательно, как в этой схеме, общее сопротивление почти равно сопротивлению резистора. Таким образом, величина протекающего тока определяется законом Ома (V = I*R), где R — сопротивление резистора. Чем больше резистор, тем меньше ток течет.

Когда диод смещен в прямом направлении, это почти короткое замыкание, поэтому напряжение в средней точке между диодом и резистором (V_L на схеме выше) почти равно напряжению на вершине источника напряжения.8 Ом (100 000 000). Таким образом, общее сопротивление комбинации диод-резистор очень велико, поэтому закон Ома объясняет, почему ток такой маленький.

Когда диод смещен в обратном направлении, это почти разомкнутая цепь, поэтому напряжение в средней точке между диодом и резистором почти равно напряжению в нижней части источника напряжения.

Резистор Урок для детей: определение и факты

Что такое резистор?

Резистор — это часть электрической цепи, которая сопротивляется или ограничивает мощность электрического тока в цепи.Резистор также помогает уменьшить или уменьшить количество электричества, проходящего через цепь.

Резистор для электрической цепи

Резисторы важны для цепей, потому что они уменьшают количество электричества, проходящего через цепь. Это гарантирует, что нужное количество электроэнергии будет подаваться к объекту, который нуждается в электроэнергии для работы.

Как резистор работает в цепи?

Подумайте о водяных шлангах.Когда водяной шланг запутан или имеет узел, пространство, через которое может проходить вода, становится намного меньше. Следовательно, меньше воды может пройти через эти области.

Это похоже на то, как работает резистор в электрической цепи. Когда электричество движется по цепи, оно имеет свое полное количество или мощность, пока не достигнет резистора. Резистор сопротивляется или уменьшает величину электрического тока, протекающего по цепи. Это делается для того, чтобы через цепь не проходило слишком много электричества.

В большинстве резисторов используются химические вещества, такие как углерод и связующее вещество, которые хорошо сопротивляются электрическому току.

Как измеряется сопротивление в электрической цепи?

Ученый по имени Георг Саймон Ом открыл способ измерения сопротивления электрического тока. Это открытие известно как Закон Ома . Этот закон использует математическую формулу для определения величины сопротивления, необходимого в цепи. Формула Сопротивление = Напряжение / Ток .

Мы можем измерять расстояния между двумя объектами в дюймах, футах, метрах и даже милях. Однако, когда вы используете закон Ома для расчета сопротивления, ответ измеряется в единицах, называемых Ом .

Устройства, называемые омметрами и мультиметрами, используются для проверки величины сопротивления в электрической цепи, чтобы убедиться в наличии нужного сопротивления.

Этот американский символ резистора используется инженерами-электриками для рисования принципиальных схем.

Краткий обзор урока

Резистор — это часть электрической цепи, которая сопротивляется или ограничивает мощность электрического тока в цепи. Резистор помогает уменьшить количество электричества, проходящего через цепь, и убедиться, что слишком много электричества не проходит через цепь, что может повредить электронику, которой требуется электричество для работы. Закон Ома используется для измерения сопротивления электрического тока, а сопротивление измеряется с помощью Ом .

Резисторные цепи и Закон о сопротивлении


Основные термины

  • Резистор
  • Идеальный проводник
  • Сопротивление
  • Закон Ома
  • Падение напряжения
  • Рассеиваемая мощность

Объективы

  • Определение сопротивления и роли резисторов в электрических цепях
  • Используйте закон Ома, чтобы связать напряжение, ток и сопротивление
  • Определите, сколько тепла выделяется резистором по отношению к его напряжению и току

Размещение проводника (например, провода) на клеммах батареи (тип источника питания) быстро истощает накопленную энергию.Но что, если мы поместим в цепь какой-нибудь предмет или устройство, которое «сопротивляется» протеканию тока? То есть мы хотим использовать электрическую потенциальную энергию для выполнения какой-то полезной работы. Такое устройство называется резистором , потому что оно сопротивляется или препятствует протеканию тока по цепи.


Обратите внимание: не пытайтесь воспроизвести схемы, иллюстрации или инструкции из этой статьи в реальных условиях. Это может привести к поражению электрическим током, травме или смерти.Эти примеры приведены только для теоретического обсуждения, а не для фактического/физического использования.

Идеальные проводники

Однако, прежде чем мы обсудим резисторы, нам сначала нужно сделать оговорку относительно проводников (проводов), которые мы используем в наших моделях цепей. В частности, мы будем считать, что они являются идеальными проводниками: они никоим образом не сопротивляются и не препятствуют потоку заряда. Следовательно, мы можем логически заключить, что напряжение в любой точке непрерывного проводника относительно земли одинаково, независимо от его формы или длины.По соглашению и для простоты мы обычно будем говорить, что заземление равно 0 В (так же, как мы могли бы сказать, что физическая земля вокруг нас измеряется как 0 метров). Таким образом, в случае показанной ниже батареи на 1,5 В везде на верхнем проводе напряжение 1,5 В относительно земли, а на нижнем проводе везде 0 В.


Цепи резисторов

Простая схема резистора просто включает подключение резистора к клеммам источника питания.Символ цепи для резистора показан ниже.

А вот простая схема резистора.

Теперь давайте попытаемся понять, что происходит в цепи резистора по сравнению с гравитацией. Вспомните, что заряд, перемещаемый электрической силой, очень похож на движение массы гравитационной силой.

А что, если ввести слой воды или какой-либо другой жидкости, через которую должна провалиться масса? Эта жидкость замедлит мяч по сравнению с его (относительно) беспрепятственным падением в воздухе (или, что еще лучше, его совершенно беспрепятственным падением в вакууме).Когда мяч падает через этот слой жидкости, часть его гравитационной потенциальной энергии преобразуется в тепловую энергию. (Это же явление вызывает горение и свечение метеоров, которые с большой скоростью врезаются в атмосферу Земли.)

Поскольку часть гравитационной потенциальной энергии преобразуется в тепло посредством трения («трение» — например, когда вы потираете руки друг о друга, они становятся теплее), мяч не достигает земли с той же энергией движения. что было бы при отсутствии слоя жидкости.

Схема резистора почти полностью аналогична этой ситуации. Вместо вакуума и жидкости у нас есть проводник и резистор. В (идеальном) проводнике заряд течет свободно, и его движение беспрепятственно. Однако в резисторе поток заряда затруднен, что приводит к выделению тепла, когда заряженные частицы (электроны) «врезаются» в атомы, заставляя их замедляться. В результате часть потенциальной электрической энергии преобразуется в тепло.

Закон Ома

Степень, в которой резистор препятствует потоку заряда, представляет собой параметр, называемый сопротивлением, , который часто выражается как Ом. Вспомним, что мы говорили, что более высокое напряжение обычно создает более высокий ток в цепи. И наоборот, более высокое сопротивление обычно снижает величину тока в цепи больше, чем более низкое сопротивление. Таким образом, мы можем определить сопротивление цепи как отношение напряжения к току в этом резисторе. Записав это математически, где ток выражается как I , а напряжение как В,

Немного переформулировав это уравнение, мы получим знакомую форму закона Ома.

Единицами сопротивления являются омы (записывается как ?). Один ом равен одному джоулю-секунде на квадратный кулон (не спрашивайте, что это значит!).

Теперь вернемся к нашей схеме резистора. Мы отметили, что напряжение постоянно на каждом проводе (который мы моделируем как идеальные проводники — в действительности провода имеют некоторое сопротивление, но для наших целей оно незначительно). Таким образом, напряжение на нашем резисторе в данном случае такое же, как и напряжение на блоке питания.

Поскольку заряд теряет потенциальную энергию при протекании через резистор, напряжение на этом резисторе называется падением напряжения.

Практическая задача : Какой ток протекает через резистор R в цепи ниже?

Решение : Нам нужно использовать закон Ома для расчета тока ( I ), используя информацию, представленную на принципиальной схеме.

Во-первых, мы знаем, что напряжение источника питания ( В ) равно 10 вольт, а сопротивление резистора ( R ) равно 5 Ом. Ниже приведена форма закона Ома, которую мы должны использовать.

Подстановка чисел и вычисление результатов дает ответ.

Сила тока в цепи составляет 2 ампера.

Рассеиваемая мощность

Вспомните из приведенного выше обсуждения, что когда заряд проходит через резистор, он теряет потенциальную энергию в виде тепла.Таким образом, когда вы подключаете лампочку накаливания к источнику питания (либо приспособлению, такому как лампа, либо батарейки в фонарике), нить накаливания в лампочке (не что иное, как проволочный резистор) нагревается до тех пор, пока не начнет светиться, создавая свет. Как оказалось, количество потенциальной энергии, преобразованной в тепло — также называемое рассеиваемой мощностью , — это просто произведение напряжения ( В ) и тока ( I ) «в «резистор. Назовем это рассеивание мощности P .

Если мы проанализируем единицы измерения, мы обнаружим, что рассеиваемая мощность выражается в джоулях в секунду, которые мы также называем ваттами. Так, например, 100-ваттная лампочка преобразует 100 джоулей потенциальной энергии в секунду в тепло, заставляя нить накаливания в лампочке светиться и освещать ее окрестности. В качестве альтернативы, выполнив некоторые алгебраические манипуляции с этим выражением в сочетании с законом Ома, мощность также эквивалентна произведению сопротивления на квадрат тока.

Для наших целей оба этих уравнения являются законными средствами расчета мощности, рассеиваемой резистором R.

Практическое задание: На две клеммы (не заземленные) в обычной электрической розетке подается напряжение 120 В. Если вы подключите к этой розетке лампочку мощностью 30 Вт, какой ток будет течь по цепи?

Решение : Эта задача требует, чтобы мы сначала построили схему цепи, а затем использовали наши знания об электронике, чтобы найти ток, протекающий в лампочке (или цепи).Давайте смоделируем электрическую розетку, используя наш символ источника питания. Поскольку лампочка — это не что иное, как резистор, мы будем использовать наш символ резистора.

Обратите внимание, что резистор расположен в схеме немного иначе, чем в наших предыдущих примерах. Это не имеет никакого физического значения, потому что напряжения на проводах (которые мы называем идеальными проводниками) везде одинаковы. Таким образом, падение напряжения на резисторе по-прежнему составляет 120В.

Теперь воспользуемся уравнением мощности для расчета тока через лампочку мощностью 30 Вт.

Таким образом, через лампочку протекает четверть ампера (0,25 ампера).

Серия

/ Цепи параллельных резисторов — Проблемы

Здесь показана схема последовательного/параллельного резисторов.

Значение сопротивления указано рядом с каждым резистором. Точки соединения (провода, соединяющие два или более резистора вместе, обозначаются прописной буквой. A и Z зарезервированы для наименований точек соединения, которые являются конечными точками цепи.Наша цель — рассчитать эквивалентное сопротивление цепи (т. е. эквивалентное сопротивление между A и Z ).

В цепи резистор может быть задан тройкой, состоящей из точек соединения в любой конечной точке и сопротивления. Резистор с маркировкой « 9 » может быть указан как ( C , D , 9 ) или ( D , C , 9 ). Спецификация схемы — это набор всех спецификаций резисторов.

Пара резисторов включена последовательно, если одна из их конечных точек имеет общую точку соединения, которая не используется никаким другим резистором (например, резисторы, обозначенные « 6 » и « 9 », оба подключены к C , который больше ни с чем не связан). Два последовательных резистора можно заменить эквивалентным одиночным резистором, сопротивление которого равно сумме замененных резисторов ( 15 , в предыдущем примере).

Пара резисторов параллельна, если оба их конца имеют общие точки соединения (например,g., резисторы с маркировкой « 3 » и « 10 » выше подключены к R и D ). Два параллельных резистора можно заменить эквивалентным одиночным резистором, сопротивление которого является обратной суммой обратных величин двух резисторов (( 1 / 3 + 1 / 10 ) — 1 = 2,307692 в предыдущем примере).

Эквивалентное сопротивление правильной схемы последовательно-параллельных резисторов можно определить, последовательно заменяя пару последовательных или параллельных резисторов одним эквивалентным резистором, пока не останется только один.

Не все схемы можно разложить на последовательные и параллельные компоненты. Мост Уитстона, показанный здесь, является классическим примером схемы, которая не считается правильной последовательно-параллельной схемой резисторов.

Вход

Будет несколько спецификаций цепи. Первая входная строка для каждой спецификации схемы представляет собой целое число N ( N < 1000 ), количество резисторов в схеме.Затем следуют N строк, каждая из которых представляет собой спецификацию резистора в форме: X Y r , где X и Y — символы верхнего регистра, а r — положительное целое сопротивление ( r < 100 ). Гарантируется, что эквивалентное сопротивление никогда не превысит 100 .

Контур с N = 0 указывает последний контур и не должен обрабатываться.

Выход

Для каждой цепи, если цепь правильно построена и сводится к одному эквивалентному сопротивлению между A и Z , выведите эквивалентное сопротивление цепи от A до Z , округляется (и отображается) до 3 знаков после запятой. Если схема сформирована неправильно или если между A и Z нет эквивалентного сопротивления, просто напечатайте число « -1,000 ».Между выводами не должно быть пустых строк.

Использование резисторов для повышения эффективности системы

Первая задача проектировщика, которому нужно измерить ток, — это выбрать, какой из четырех традиционных методов измерения тока использовать.

Они перечислены ниже с указанием преимуществ и недостатков каждого из них. Токоизмерительные резисторы с такими преимуществами , как низкая стоимость и точное широкополосное измерение , часто являются лучшим решением.

Глава 3

Как выбрать и использовать токоизмерительный резистор:

Размер и выбор 

Во многих приложениях важно измерять ток, подаваемый на нагрузку, которой может быть, например, нагреватель, двигатель или печатная плата.Есть много вопросов, связанных с этой фундаментальной задачей. Некоторые из них включают в себя использование изолированного или неизолированного датчика, использование датчиков высокого или низкого уровня и предоставление аналогового входного каскада для датчика (например, изолированный/неизолированный, максимальное синфазное напряжение и т. д.). .

Из соображений производительности, простоты и стоимости измерение тока на стороне высокого напряжения с помощью резистора с дискретным датчиком является одним из наиболее распространенных подходов. Резистор помещается между шиной питания и нагрузкой, и измеряется напряжение на резисторе.По основному применению закона Ома I = V/R, поэтому ток легко определить.

 

Измерительный резистор на стороне высокого напряжения часто используется для измерения тока, подаваемого на нагрузку через падение ИК-излучения на ней; здесь он показан с изолирующим усилителем между резистором и входным каскадом и аналого-цифровым преобразователем.

 

Первый и самый очевидный вопрос:

«Каково правильное значение чувствительного резистора?» Именно здесь простой инженерный вопрос раскрывает дилемму компромисса.

С одной стороны, вы бы хотели, чтобы этот резистор был достаточно большим, чтобы напряжение на нем достигало нескольких вольт. Это повышает точность показаний за счет повышения отношения сигнал/шум (SNR), минимизирует влияние шума и поддерживает значимое разрешение в нижней части диапазона.

Но напряжение на резисторе также имеет несколько недостатков. Он вычитается из напряжения, подаваемого на нагрузку, и его присутствие может нарушить любое регулирование с обратной связью, поскольку реальная нагрузка теперь последовательно с этим промежуточным элементом.

Кроме того, он рассеивает мощность по базовому расчету I 2 R. Этот последний фактор имеет два аспекта:

  1. Представляет собой потерю мощности, не поступающую в нагрузку, что снижает эффективность системы.
  2. Это тепло, которое необходимо отводить, и оно может повлиять на надежность.

Быстрый расчет проясняет проблему. Предположим скромный максимальный ток 10 А и резистор 0,5 Ом. Максимальное напряжение на резисторе будет 5В, что, несомненно, является хорошим значением для точного измерения.Тем не менее, потеря 5 В от запаса по питающей шине и тепловыделение 50 Вт, вероятно, будут серьезными проблемами.

Этот компромисс позволяет решить, что в большинстве конструкций со средним и высоким током размер резистора остается небольшим, порядка нескольких миллиом и менее, например серия LMRA от TT Electronics с диапазоном сопротивления от 0,5 мОм до 300 мОм.

Однако это означает, что интерфейс резистора должен улавливать относительно небольшие напряжения и их изменения, что требует тщательной компоновки и хорошего отношения сигнал/шум.Проблема усугубляется тем, что номинальная мощность резистора должна соответствовать рассеиваемой мощности, которая легко может достигать многих ватт, поскольку рассеиваемая мощность пропорциональна квадрату тока.

По этой причине доступны токоизмерительные резисторы на миллиомы с номинальной мощностью от долей ватта до десятков ватт и более. Например, низкоомные силовые резисторы из металлического сплава серии LRMAP3920 имеют стандартную номинальную мощность до 5 Вт и номинальную мощность тепловой подложки до 10 Вт при значениях сопротивления от 0.от 2 мОм до 3 мОм.

Несмотря на небольшую площадь основания 5,2 мм × 10 мм серии низкоомных мощных резисторов из металлического сплава LRMAP3920, они могут рассеивать до 5 Вт и иметь номинальную мощность тепловой подложки до 10 Вт.

 

Резистор должен быть расположен в месте, где он будет иметь достаточное охлаждение, и может потребоваться радиатор с большими медными площадями. Поскольку такой резистор состоит в основном из сварных металлических элементов, температура, при которой может работать такой резистор, ограничена только необходимостью предотвращения приближения паяных соединений к температуре плавления.Как правило, поддерживается температура элементов до 170°C, что делает их пригодными для использования в автомобилях под капотом.

Для токоизмерительных резисторов компоновка печатной платы имеет решающее значение для достижения точного результата. Даже для двухвыводных резисторов дорожки соединения должны быть сконфигурированы по четырехпроводной схеме Кельвина . Следует избегать включения медной дорожки в цепь измеряемого тока; даже если ошибку сопротивления можно откалибровать, это привнесет в схему ненужную температурную чувствительность.

Вывод: выбор конкретного значения, стиля и установки даже компонента, производительность которого можно полностью понять с помощью двух основных уравнений, а именно, V = IR и P = I 2 R — включает компромиссы, ограничения и конкурирующие приоритеты.

Что такое конфигурация Кельвина?

Резистор конфигурации Кельвина имеет четыре вывода или клеммы. Четырехполюсное измерение также известно как «измерение Кельвина» в честь Уильяма Томсона, лорда Кельвина, который изобрел мост Кельвина в 1861 году для измерения очень низких сопротивлений с использованием четырехполюсного измерения.» [источник] 

Эти резисторы с четырьмя выводами позволяют подавать ток через два противоположных вывода и измерять напряжение считывания через два других вывода. Конфигурация Кельвина эффективно устраняет сопротивление и температурный коэффициент проводов.

Глава 4

Разработка наконечников с токоизмерительными резисторами для точного измерения тока

1. Выбор наилучшего сопротивления

Выбор наилучшего сопротивления – это вопрос баланса.Если оно слишком велико, то мощность будет растрачиваться впустую, будет выделяться избыточное тепло, а регулировка напряжения будет нарушена. Если оно слишком низкое, то напряжение считывания будет соответственно низким, поэтому проблемы с шумом и разрешением будут ограничивать точность измерения.

2. Выбор правильной номинальной мощности

Номинальная мощность иногда зависит от конструкции печатной платы, а также от выбора компонентов.

3. Выбор технологии резисторов

Различные приложения требуют различных технологий резисторов.Многие токоизмерительные резисторы относятся к категории технологии объемных металлов. Это означает, что элемент представляет собой самонесущий элемент из резистивного металлического сплава.

4. Оптимизация конструкции печатной платы

Конструкция дорожек печатной платы

вокруг токоизмерительных резисторов, как правило, более критична для производительности, чем для обычных резисторов.

5. Управление теплом

Независимо от того, требует ли ваша конструкция, чтобы резистор рассеивал мощность, составляющую значительную часть его номинальной мощности, или чтобы его температура была минимальной, чтобы свести к минимуму ошибки TCR, важно понимать, как будет отводиться тепло и куда оно пойдет.

6. Учет скачков тока

Часто конструкция должна выдерживать высокие скачки тока, превышающие максимальный ток, который необходимо точно измерить.

7. Снижение номинальных характеристик при высокой температуре

Как и для любого резистора, если температура окружающей среды выше номинальной температуры, необходимо применить снижение мощности.

8. Понимание термо-ЭДС

При использовании шунта с металлическим элементом с высокой теплоотдачей и низким напряжением считывания может потребоваться рассмотрение термоэлектрических напряжений.

9. Снижение индуктивных ошибок

Сочетание сильноточного тракта и низкого напряжения сигнала делает цепи токоизмерительных резисторов особенно уязвимыми к индуктивным ошибкам.

10. Объединение нескольких резисторов

Разработчики иногда вынуждены использовать более одного резистора для измерения тока, подключенного параллельно, либо для обеспечения высокой мощности или номинальных перенапряжений, либо для достижения сопротивления ниже минимально доступного.

Полная статья: 10 советов по проектированию с помощью токоизмерительных резисторов

Заключение

Измерение текущего расхода необходимо для управления производительностью системы.

TT Electronics — один из ведущих мировых поставщиков прецизионных электрических компонентов.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.