Резистор мощность: Страница не найдена – Электрознаток

Номинальной мощностью рассеяния резистора называют максимально допустимую мощность, которую  [c. 45]

Находим допустимую мощность рассеяния резистора (см, главу XV)  [c.118]

Примечание. Если необходимо указать величину номинальной мощности рассеяния резисторов, то для диапазона от 0,05 до 5 В допускается использовать следующие обозначения резисторов, номинальная мощность рассеяния которых равна  [c.1092]

Резисторы рассчитывают на номинальную мощность рассеяния (Вт), соответствуюп ю ряду 0,01 0,025 0,05 0,125 0,25 0,5 1 2 5 о 10 16 25 50 75 100 160 250 500.  [c.130]

Пример обозначения Резистор МТ-0,5—510 кОм — 5% — АТ ГОСТ 7113—66 — резистор постоянный типа МТ с мощностью рассеяния 0,5 Вт, с номинальной величиной сопротивления 510 кОм и допустимым отклонением от номинала Ь5%. уровнем шумов не более  [c.132]

Тонкопленочные резисторы (ТПР) являются наиболее распространенными тонкопленочными элементами гибридных интегральных схем, формированию которых уделяется наибольшее внимание при производстве гибридных схем. Основными параметрами ТПР, определяющими выбор их конструкции и материалов для их изготовления, являются величина сопротивления, номинальная мощность рассеяния, временная и температурная стабильность, слабая зависимость удельного сопротивления от различных факторов технологического процесса (Армирования.  [c.433]

Методом испарения в вакууме или катодным распылением в инертном газе создают резистивные пленки из материала на основе твердого раствора дисилицидов титана и хрома. Изготовленные из них высокоомные и низкоомные пленочные резисторы интегральных схем имеют линейную зависимость электросопротивления от температуры в диапазоне 400 – 4,2 К и удельную мощность рассеяния до 2 кВт/см против 0,2 кВт/см для других известных материалов.  [c.205]

По второму способу эмалируемое изделие нагревают до высокой температуры и посыпают порошком эмали, который, оплавляясь, прилипает к поверхности изделия. В радиопромышленности стеклоэмали употребляют главным образом для покрытия проволочных резисторов типа ПЭВ больших номиналов мощности рассеяния. Однако употреблять эмали можно шире, особенно ссли применять метод вихревого напыления. Эмаль надежно защищает от коррозии металлические части аппаратуры.  [c.226]

В аппаратуре связи применяют разнообразные резисторы с номинальными значениями сопротивления от нескольких ом до 10 ом, с номинальной мощностью рассеяния от десятых долей до 500 вт.  [c.315]

Коэффициентом нагрузки К называют величину, характеризующую электрическую нагрузку резистора, которая находится из отношения мощности рассеяния реальной (Р) к мощности рассеяния номинальной  [c.318]

[c. 321]

Резисторы типа УЛИ имеют следующие данные мощность рассеяния Р = 0,1-т-1 ст, R = ол -г- 1 Мом  [c.325]

Тип резистора Мощность рассеяния, вт Пределы сопротивления раб, предельное рабочее напряжение при 33 тор  [c.326]

Номинальная мощность рассеяния этих резисторов —  [c.327]

Мощность рассеяния указывается только для резисторов типа КИМ (КИМ-0,125 КИМ-0,05), а для резисторов КЛМ и КВМ не указывается. Параметры для композиционных резисторов указаны в табл. 8.6.  [c.330]

Нелинейные резисторы — варисторы изготовляются на напряжение от 3 до 1500 в, рабочие токи от 0,1 до 1 ООО лса, с коэффициентом нелинейности от 2 до 7 и мощностью рассеяния от 0,1 до 200 вт.  [c.357]

Пленочная технология является гибкой и позволяет быстро создавать схемы, аналогичные схемам из обычных дискретных элементов. Пленочные микросхемы наиболее широко применяются при создании аналоговой аппаратуры Вообще их целесообразно использовать там, где велика номенклатура схем, где требуются конденсаторы с большой емкостью и резисторы с большими номиналами, высокой стабильностью, высокой допустимой мощностью рассеяния.  [c.685]

Минимальная длина а и ширина Ь резистора подсчитываются по заданной величине сопротивления 7 , величине удельного сопротивления рд заданной мощности рассеяния Р допустимой мощности рассеяния Рц для данного материала пленки по формулам  [c.690]

К недостаткам следует отнести необходимость введения дополнительных технологических операций. Кроме того, пленочные резисторы имеют более низкую допустимую мощность рассеяния.  [c.699]

Статическая регулировка поддерживаемого напряжения производится по схеме рнс. 64. На схеме буквами РИ указан регулируемый стабилизированный источник постоянного тока с напряжением от 11 до 15 В и током не менее 3 А, например, типа ВС-26 или Б1-21 резистор l, имитирующий обмотку возбуждения генератора — любого типа мощностью рассеяния не менее 25 Вт (например, реостат, рассчитанный на ток не менее 2 А) вольтметр ИП, любого типа на напряжение 15—50 В, служащий в качестве индикатора тока в цепи шунтовой обмотки генератора вольтметр ИП2 на напряжение 15—  [c. 107]

Постоянные резисторы могут быть любого типа с мощностью рассеяния не ниже указанной на схеме. Переменные резисторы также могут быть любого типа но обязательно с фиксированием осей. Все переменные резисторы доступа к осям снаружи тестера не имеют. Конденсаторы также могут быть любого типа.  [c.119]

Я2 так, чтобы через отверстие в крышке можно было регулировать напряжение в сети, вращая ось этого резистора. Резистор Яг должен быть проволочным, например ППЗ-43, так как в резисторах типа СПО при длительных вибрациях нарушается контакт. Резистор Яб должен быть изготовлен из высокоомной проволоки диаметром 0,5—0,8 мы. Для его намотки можно использовать спираль электрической плитки и каркас одного из резисторов, снятых со стандартного регулятора. Остальные резисторы следует рассчитать на мощность рассеяния ие менее 0,25 Вт.  [c.45]

В тех случаях, когда номинальная мощность рассеяния резистора превышает 2 Вт, могут быть применены прецизионные нрово лочные резисторы типо вС5 -5ВиС5 -42В (табл. 4).  [c.14]

Номинальные мощности рассеяния (Вт) резисторов типов ВС от 0,125 до 10 УЛИ от 0,125 до 1 МТ, ОМЛТ МЛТ, МУН от 0,125 до 2 МГП только 0,5 КИМ только 0,05 и 0,125 ТВО от 0,125 до 20 и 60 ПЭ, ПЭВ, ПЭВР от 7,5 до 150.  [c.132]

Резисторы переменные подразделяют на непроволочные и проволочные. Непроволочные резисторы выпускают следующих типов СПО — объемные СПО-Е — повышенной долгвечности СП — лакопленочные СП-3 — для печатного и объемного монтажа ВК, ВКУ, ТК, ТКД, СНК. СНВКД — одинарные и сдвоенные с выключателем и без выключателя в обычном и тропическом исполнениях. Переменные проволочные резисторы выпускают следующих типов СП5 — низкочастотные (до 1000 Гц) для печатного и навесного монтажа ЮС — низкочастотные юстировочные ППЗ — одинарные и сдвоенные (имеют три варианта конструкции осей) РП-25, РП-80 — мощные резисторы с керамическим основанием. Переменные резисторы подразделяют на три группы в зависимости от формы функциональной характеристики изменения величины сопротивления от угла поворота оси А —линейная, Б —логарифмическая, В —обратная логарифмическая. Номинальные значения резисторов типа СП от 20 Ом до 4.7 МОм, допустимые отклонения от номинала 20% (до 220 кОм) и 30% (свыше 220 кОм) номинальные мощности рассеяния 0,125 0,5 и 1 Вт ТКС не более —0,1% на ГС при номинальной величине сопротивления до 68 кОм и —0,2% на Г С при 100 кОм и выше э. д. с. шумов в зависимости от характеристики и номинала от 4 до 40 мкВ/В.  [c.132]

Мощность катодной станции на выходе, Вт, Wk. = Iw.Mk. – Мощность рассеяния регулировочных резисторов, Вт, с учетом возможных отклонений фактических сопротивлений в цепях УКЗ от расчетных следует выбирать по току наиболее нагруженного анода W pj = /LmaxZpi. Если максимальное падение напряжения в цепи УКЗ больше стандартного напряжения катодной станции при соответствующем номинальном токе, необходимо в зависимости от конкретных условий и с учетом экономических соображений увеличить площадь сечения дренажных кабелей, уменьшить сопротивление растеканию анодов, либо выбрать катодную станцию с меньшим номинальным током и соответственно изменить расстояния между УКЗ.  [c.137]

I Отношение номинальной мощности рассеяния Р к величине теплоотдающей поверхности 8 называется удельной нагрузкой резистора, вт1см .  [c.317]

Резисторы типа УНУ — углеродистые, незащищенные, ультравысокочастотные. Предназначены для работы при температурах от —60 до +125° С, а также в условиях тропического влажного климата. Выпускают мощностью рассеяния от 0,1 до 100 вт на номинальные сопротивления 7,5-ь100 ом на импульсные напряжения при атмосферном давлении 64 тор и 5 тор, соответственно, от 70 до 12 500 в и от 70 до 8750 в.  [c.325]

Резисторы типа УНУ-Ш — углеродистые, незащищенные, ультравысокочастотные, шайбовые. Предназначены для работы в высокочастотных цепях, при температурах от —60 до 70° С. Выпускаются на номинальную мощность рассеяния от 0,1 до 0,25 ет и на пределы сопротивления от 4,5 до 75 ом, на импульсное напряжение от 25 до 120 в.  [c.325]

Промышленностью СССР изготовляют резисторы типа МОУ (металлоокисные ультравысокочастотные) и типа МОН (металлоокисные, низкоомные). Первые применяют в качестве поглотительных омических элементов, с номинальной мощностью рассеяния от 0,1 до 200 вт. Пределы номинальных сопротивлений резисторов от 4,3 до 150 ом. Резисторы типа МОУ-Ш выпускают с мощностью рассеяния 0,15 и 0,5 ет. ТК у сопротивлений МОУ не превышает 0,0005 град- , а у МОУ-Ш — не более 0,0015 грс .  [c.327]

Существуют ОТ с косвенным подогревом, в к-рых сопротивление определяется током в спец. подогревной обмотке, электрически изолированной от полупроводника при этом мощность рассеяния в последнем обычно мала. Такие Т. применяются в системах автоматич. регулирования, если нужно разделить управляющую и управляемую цепи (переменные резисторы без скользящего контакта с дистанционным управлением, автоматич. стабилизация усиления усилителей, измерение скоростей движения жидкости или газа и др.).  [c.168]

Резисторы

Добавлено 6 октября 2020 в 13:15

Сохранить или поделиться

Поскольку соотношение между напряжением, током и сопротивлением в любой цепи настолько постоянное, мы можем надежно контролировать в цепи любую из этих переменных, просто управляя двумя другими. Возможно, самой простой для управления переменной в любой цепи является ее сопротивление. Это управление сопротивлением можно реализовать, изменив материал, размер и форму проводящих компонентов (помните, как тонкая металлическая нить накала лампы создавала большее электрическое сопротивление, чем толстый провод?).

Что такое резистор?

Специальные компоненты, называемые резисторами, созданы специально для создания точного количества сопротивления, добавляемого в схему. Обычно они изготавливаются из металлической проволоки или углерода и спроектированы так, чтобы поддерживать стабильное значение сопротивления в широком диапазоне условий окружающей среды. В отличие от ламп, они не излучают свет, но выделяют тепло, поскольку в работающей схеме ими рассеивается электрическая энергия. Однако обычно резистор предназначен не для выработки полезного тепла, а просто для обеспечения точного количества электрического сопротивления.

Условные обозначения и номиналы резисторов на схеме

Условное обозначение резистора на схеме согласно ГОСТу – прямоугольник размером 4 мм x 8 мм. В англоязычной литературе распространено обозначение резистора в виде пилообразной линии:

Номиналы резисторов в омах обычно отображаются на схеме в виде чисел рядом с условным обозначением, а если в цепи присутствует несколько резисторов, они будут помечены уникальным идентификационным номером, таким как R₁, R₂, R₃ и т. д. Как видите, обозначения резисторов могут быть показаны горизонтально или вертикально:

Ниже показано несколько примеров резисторов разных типов и размеров:

Также на схеме можно показать, что резистор имеет переменное, а не фиксированное сопротивление. Это может быть сделано с целью описания реального физического устройства, разработанного для обеспечения регулируемого сопротивления, или может быть для того, чтобы показать какой-то компонент, который просто имеет нестабильное сопротивление:

Фактически, каждый раз, когда вы видите обозначение компонента с нарисованной по диагонали стрелкой, это означает, что этот компонент имеет переменное, а не фиксированное значение. Этот символ «модификатор» (диагональная стрелка) является стандартным дополнением к обозначению электронных компонентов.

Переменные резисторы

Переменные резисторы должны иметь какие-то физические средства регулировки, либо вращающийся вал, либо рычаг, который можно перемещать, чтобы изменять величину электрического сопротивления. На фотографии ниже показаны устройства, называемые потенциометрами, которые можно использовать как переменные резисторы:

Номинальная мощность резисторов

Поскольку резисторы рассеивают тепловую энергию по мере того, как электрические токи через них преодолевают «трение» их сопротивления, то резисторы также оцениваются с точки зрения того, сколько тепловой энергии они могут рассеять без перегрева и повреждения. Естественно, эта номинальная мощность указывается в физических единицах измерения, «ватт». Большинство резисторов, используемых в небольших электронных устройствах, таких как портативные радиоприемники, рассчитаны на 1/4 (0,25) Вт или меньше. Номинальная мощность любого резистора примерно пропорциональна его физическому размеру. Обратите внимание на первую фотографию резисторов, как номинальная мощность соотносится с размером: чем больше резистор, тем выше его номинальная мощность. Также обратите внимание на то, что сопротивление (в омах) не имеет ничего общего с размером! Хотя сейчас может показаться бессмысленным иметь устройство, которое не делает ничего, кроме сопротивления электрическому току, резисторы – чрезвычайно полезные устройства в схемах. Поскольку они просты и так часто используются в мире электричества и электроники, мы потратим много времени на анализ схем, состоящих только из резисторов и источноков питания.

Чем полезны резисторы?

Для практической иллюстрации полезности резисторов посмотрите фотографию ниже. Это изображение печатной платы: сборка, состоящая из изолирующих слоев стеклотекстолита и слоем проводящих медных дорожек, в которую можно вставлять компоненты и закреплять их с помощью процесса низкотемпературной сварки, называемого «пайкой». Различные компоненты на этой печатной плате обозначены напечатанными метками. Резисторы обозначаются любой меткой, начинающейся с буквы «R».

Эта конкретная печатная плата представляет собой дополнение к компьютеру, называемое «модемом», которое позволяет передавать цифровую информацию по телефонным линиям. На плате этого модема можно увидеть, как минимум, дюжину резисторов (все с номинальной рассеиваемой мощностью 0,25 Вт). Каждый из черных прямоугольников (называемых «интегральными схемами» или «микросхемами», или «чипами») также содержит свой собственный массив резисторов, необходимый для работы. На другом примере печатной платы показаны резисторы, упакованные в еще меньшие корпуса, называемые SMD («surface mount device», «устройство поверхностного монтажа»). Эта конкретная печатная плата является нижней стороной жесткого диска компьютера; и снова припаянные к ней резисторы обозначены метками, начинающимися с буквы «R»:

На этой печатной плате более сотни резисторов поверхностного монтажа, и это количество, конечно, не включает резисторы, встроенные в черные «чипы». Эти две фотографии должны убедить любого, что резисторы (устройства, которые «просто» препятствуют прохождению электрического тока) – очень важные компоненты в области электроники!

«Нагрузка» на принципиальных схемах

На схемах символы резисторов иногда используются для иллюстрации обобщенного типа устройств, выполняющих что-то полезное с электрической энергией. Любое неконкретизированное электрическое устройство обычно называется нагрузкой, поэтому, если вы видите схему с символом резистора с пометкой «нагрузка», особенно в учебной принципиальной схеме, объясняющей какие-либо концепции, не связанные с фактическим использованием электроэнергии, этот символ может просто быть своего рода сокращением чего-то еще более практичного, чем резистор.

Анализ резисторных схем

Чтобы обобщить то, что мы узнали в этой статье, давайте проанализируем следующую схему, определив всё, что можем, исходя из предоставленной информации:

Всё, что нам здесь дано для начала, – это напряжение батареи (10 вольт) и сила тока в цепи (2 ампера). Нам неизвестно сопротивление резистора в омах или рассеиваемая им мощность в ваттах. Вспоминая формулы закона Ома, мы находим два уравнения, которые дают нам ответы на основе известных значений напряжения и силы тока:

\(R=\frac{E}{I} \qquad и \qquad P=IE\)

Подставляя известные значения напряжения (E) и силы тока (I) в эти два уравнения, мы можем определить сопротивление цепи (R) и рассеиваемую мощность (P):

\(R = \frac{10 \ В}{2 \ А} = 5 \ Ом\)

\(P = (2 \ А)(10 \ В) = 20 \ Вт\)

Для заданных условий цепи (10 В и 2 А) сопротивление резистора должно быть 5 Ом. Если бы мы проектировали схему для работы при этих значениях, нам пришлось бы использовать резистор с минимальной номинальной мощностью 20 Вт, иначе бы он перегрелся и вышел из строя.

Материалы, из которых изготавливаются резисторы

В мире можно найти резисторы, изготовленные из самых разных материалов, каждый из которых имеет свои свойства и определенные области применения. Большинство инженеров-электронщиков используют типы, указанные ниже.

Проволочные резисторы

Проволочные резисторы изготавливаются путем наматывания по спирали проволоки с высоким сопротивлением вокруг непроводящего сердечника. Обычно они применяются там, где нужна высокая точность или большая мощность. Сердечник обычно изготавливается из керамики или стекловолокна, а резистивная проволока из никель-хромового сплава, которая не подходит для приложений с частотами выше 50 кГц. Достоинствами проволочных резисторов являются низкий уровень шума и устойчивость к колебаниям температуры. Доступны резисторы со значениями сопротивления от 0,1 до 100 кОм и с точностью от 0,1% до 20%.

Металлопленочные резисторы

Для металлопленочных резисторов обычно используют нитрид нихрома или тантала. Резистивный материал обычно составляет комбинация керамического материала и металла. Значение сопротивления изменяется путем вырезания с помощью лазера или абразива спирального рисунка в пленке, очень похожей на углеродную пленку. Металлопленочные резисторы обычно менее стабильны при изменениях температуры, чем проволочные резисторы, но лучше справляются с более высокими частотами.

Металлооксидные пленочные резисторы

В металлооксидных резисторах используются оксиды металлов, такие как оксид олова, что немного отличает их от металлопленочных резисторов. Эти резисторы надежны и стабильны и работают при более высоких температурах, чем металлопленочные резисторы. По этой причине металлооксидные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой износостойкости.

Фольговые резисторы

Фольговый резистор, разработанный в 1960-х годах, по-прежнему остается одним из самых точных и стабильных типов резисторов, которые вы найдете, и которые используются в приложениях с высокими требованиями к точности. Резистивный элемент составляет тонкая объемная металлическая фольга, которая приклеена на керамическую подложку. Фольговые резисторы имеют очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

Углеродные композиционные резисторы

До 1960-х годов углеродные композиционные резисторы были стандартом для большинства приложений. Они надежны, но не очень точны (их допуск не может быть лучше примерно 5%). Для резистивного элемента углеродных резисторов используется смесь мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала. Резистивному веществу придают форму цилиндра и запекают. Величину сопротивления определяют размеры корпуса и соотношение углерода и керамики. Использование большего количества углерода в процессе означает более низкое сопротивление. Углеродные композиционные резисторы по-прежнему полезны для определенных приложений из-за своей способности выдерживать мощные импульсы, хорошим примером применения может быть источник питания.

Углеродные пленочные резисторы

Углеродные пленочные резисторы представляют собой тонкую углеродную пленку (разрезанную по спирали для увеличения резистивного пути) на изолирующем цилиндрическом сердечнике. Такая конструкция позволяет получить более точное значение сопротивления, а также увеличивает величину сопротивления. Углеродные пленочные резисторы намного точнее, чем углеродные композиционные резисторы. В приложениях, требующих стабильности на высоких частотах, используются специальные углеродные пленочные резисторы.

Ключевые показатели эффективности (KPI)

Ключевые показатели эффективности резисторов для каждого материала можно найти ниже:

Резюме

• Устройства, называемые резисторами, предназначены для обеспечения точного значения сопротивления в электрических цепях. Резисторы оцениваются как по их сопротивлению (Ом), так и по их способности рассеивать тепловую энергию (Вт).
• Номинальное сопротивление резистора не может быть определено по его физическому размеру, хотя судя по размеру можно сказать о приблизительном значении номинальной мощности. Чем больше резистор, тем большую мощность он может рассеять без повреждений.
• Любое устройство, которое выполняет с помощью электроэнергии какую-либо полезную задачу, обычно называют нагрузкой. Иногда символ резисторов используется в схемах для обозначения неконкретизированной нагрузки, а не для реального резистора.

Оригинал статьи:

Теги

Сохранить или поделиться

Какая реальная мощность резисторов-обманок, или, почему мощность, написанная на корпусе резистора отличается от реальной

Какая реальная мощность резисторов-обманок, или, почему мощность, написанная на корпусе резистора отличается от реальной

Многие наши клиенты при покупке резисторов-обманок задают следующий вопрос: «Почему мощность, указанная на сайте, отличается от мощности, которая указана на корпусе самого резистора?»

Многие наши клиенты при покупке резисторов-обманок задают следующий вопрос: «Почему мощность, указанная на сайте, отличается от мощности, которая указана на корпусе самого резистора?»

Для примера возьмем резистор-обманку 17W. Как видим, на его корпусе указано 27W.

Дело в том, что резистор-обманка представляет собой обычный резистор со своими характеристиками. У резистора есть максимальная излучаемая мощность, которая зависит от размера и типа резистора. И есть реально потребляемая мощность, она зависит от сопротивления и напряжения. На корпусе же указана именно максимальная излучаемая мощность. Поэтому подбирать резистор необходимо именно по мощности, которая дана на сайте.

Для примера возьмем резистор-обманку 32W. На корпусе указаны максимальная излучаемая мощность 50W и сопротивление 6 Ом.

По закону Ома для участка цепи I = U/R.

U(напряжение) в сети составляет 14V, соответственно, I (сила тока) = 14V/6Ом=2,3А.

Мощность рассчитываем по формуле W = I * U=2,3А*14V=32 Вт. Это те самые 32W, которые указаны на сайте.

Так, если Вы решили установить светодиодную лампу с цоколем, к примеру, P21W,  Ваш автомобиль оснащен бортовым компьютером, либо же при установке светодиодов увеличилась частота мерцания «поворотников», необходимо выбирать резистор либо на 17 или 20 Вт., в зависимости от потребляемой мощности светодиодной лампы, которая, обычно, не превышает 5 Вт. Если мы суммируем потребляемую мощность резистор (17Вт.) и потребляемую мощность светодиодной лампы (3-5 Вт.), получаем число, близкое к 21 Вт. В этом случае бортовой компьютер воспримет светодиодную лампу и резистор как штатную лампу накаливания и не выдаст ошибку. Аналогичное произойдет с частотой мерцания «поворотников», которая не будет превышать штатной.

резисторов последовательно и параллельно

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Нарисуйте цепь с резисторами, включенными параллельно и последовательно.
• Рассчитайте падение напряжения тока на резисторе, используя закон Ома.
• Contrast Способ расчета общего сопротивления для резисторов, включенных последовательно и параллельно.
• Объясните, почему полное сопротивление параллельной цепи меньше наименьшего сопротивления любого из резисторов в этой цепи.
• Вычислить общее сопротивление цепи, которая содержит смесь резисторов, соединенных последовательно и параллельно.

Большинство схем имеет более одного компонента, называемого резистором , который ограничивает поток заряда в цепи. Мера этого предела расхода заряда называется сопротивлением . Простейшие комбинации резисторов – это последовательное и параллельное соединение, показанное на рисунке 1. Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от способа их подключения.

Рис. 1. (a) Последовательное соединение резисторов. (б) Параллельное соединение резисторов.

Когда резисторы в серии ? Резисторы включены последовательно всякий раз, когда поток заряда, называемый током , должен проходить через устройства последовательно. Например, если ток течет через человека, держащего отвертку, в землю, тогда R ₁ на Рисунке 1 (а) может быть сопротивлением вала отвертки, R ₂ сопротивлением ее ручки , R ₃ сопротивления тела человека и R ₄ сопротивления его обуви.На рисунке 2 показаны резисторы, последовательно подключенные к источнику напряжения . Кажется разумным, что полное сопротивление является суммой отдельных сопротивлений, учитывая, что ток должен проходить через каждый резистор последовательно. (Этот факт был бы преимуществом для человека, желающего избежать поражения электрическим током, который мог бы уменьшить ток, надев обувь с резиновыми подошвами с высоким сопротивлением. прибор, уменьшающий рабочий ток.)

Рис. 2. Три резистора, подключенных последовательно к батарее (слева), и эквивалентное одиночное или последовательное сопротивление (справа).

Чтобы убедиться, что последовательно соединенные сопротивления действительно складываются, давайте рассмотрим потерю электроэнергии, называемую падением напряжения , в каждом резисторе на рисунке 2. Согласно закону Ома, падение напряжения, В, , на резистор, когда через него протекает ток, рассчитывается по формуле V = IR , где I равно току в амперах (A), а R – сопротивление в омах (Ω).Другой способ представить это: В, – это напряжение, необходимое для протекания тока I через сопротивление R . Таким образом, падение напряжения на R ₁ составляет В ₁ = IR ₁ , что на R ₂ составляет В ₂ = IR ₂ и что для R ₃ это V ₃ = IR ₃ .Сумма этих напряжений равна выходному напряжению источника; то есть

В = В ₁ + В ₂ + В ₃ .

Это уравнение основано на сохранении энергии и сохранении заряда. Электрическая потенциальная энергия может быть описана уравнением PE = qV , где q – электрический заряд, а V – напряжение. Таким образом, энергия, отдаваемая источником, составляет кв.кв. , а энергия, рассеиваемая резисторами, составляет

qV ₁ + qV ₂ + qV ₃ .

Установление связей: законы сохранения

Вывод выражений для последовательного и параллельного сопротивления основан на законах сохранения энергии и сохранения заряда, которые гласят, что общий заряд и полная энергия постоянны в любом процессе. Эти два закона непосредственно участвуют во всех электрических явлениях и будут многократно использоваться для объяснения как конкретных эффектов, так и общего поведения электричества.

Эти энергии должны быть равны, потому что в цепи нет другого источника и другого назначения для энергии.Таким образом, qV = qV ₁ + qV ₂ + qV ₃ . Плата q аннулируется, давая V = V ₁ + V ₂ + V ₃ , как указано. (Обратите внимание, что одинаковое количество заряда проходит через батарею и каждый резистор за заданный промежуток времени, поскольку нет емкости для хранения заряда, нет места для утечки заряда и заряд сохраняется.) Теперь подстановка значений для отдельных напряжений дает

В = IR ₁ + IR ₂ + IR ₃ = I ( R ₁ + R ₂ + R ₃ ).

Обратите внимание, что для эквивалентного сопротивления одной серии R _с , мы имеем

В = ИК _с .

Это означает, что полное или эквивалентное последовательное сопротивление R _с трех резисторов составляет R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ .Эта логика действительна в общем для любого количества резисторов, включенных последовательно; таким образом, полное сопротивление R _с последовательного соединения составляет

R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ +…,

, как предлагается. Поскольку весь ток должен проходить через каждый резистор, он испытывает сопротивление каждого, а последовательно соединенные сопротивления просто складываются.

Пример 1. Расчет сопротивления, тока, падения напряжения и рассеиваемой мощности: анализ последовательной цепи

Предположим, что выходное напряжение батареи на рисунке 2 равно 12.0 В, а сопротивления равны R ₁ = 1,00 Ом, R ₂ = 6,00 Ом и R ₃ = 13,0 Ом. а) Каково полное сопротивление? (б) Найдите ток. (c) Рассчитайте падение напряжения на каждом резисторе и покажите, как они складываются, чтобы равняться выходному напряжению источника. (d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Общее сопротивление – это просто сумма отдельных сопротивлений, определяемая следующим уравнением:

[латекс] \ begin {array} {lll} {R} _ {\ text {s}} & = & {R} _ {1} + {R} _ {2} + {R} _ {3} \ \ & = & 1.00 \ text {} \ Omega + 6.00 \ text {} \ Omega + 13.0 \ text {} \ Omega \\ & = & 20.0 \ text {} \ Omega \ end {array} \\ [/ latex].

Ток определяется по закону Ома: В = IR . Ввод значения приложенного напряжения и общего сопротивления дает ток для цепи:

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {s}}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {20.0 \ text {} \ Omega} = 0.60 \ text {A }\\[/латекс].

Напряжение – или падение IR – на резисторе определяется законом Ома.Ввод тока и значения первого сопротивления дает

В ₁ = IR ₁ = (0,600 A) (1,0 Ом) = 0,600 В.

Аналогично

В ₂ = IR ₂ = (0,600 A) (6,0 Ом) = 3,60 В

и

V3 = IR ₃ = (0,600 A) (13,0 Ом) = 7,80 В.

Три капли IR добавляют к 12.0 В, прогноз:

В ₁ + В ₂ + В ₃ = (0,600 + 3,60 + 7,80) В = 12,0 В.

Самый простой способ рассчитать мощность в ваттах (Вт), рассеиваемую резистором в цепи постоянного тока, – это использовать закон Джоуля , P = IV , где P – электрическая мощность. В этом случае через каждый резистор протекает одинаковый полный ток.Подставляя закон Ома V = IR в закон Джоуля, мы получаем мощность, рассеиваемую первым резистором, как

P ₁ = I ² R ₁ = (0,600 A) ² (1,00 Ом) = 0,360 Вт

Аналогично

P ₂ = I ² R ₂ = (0,600 A) ² (6,00 Ом) = 2,16 Вт

и

P ₃ = I ² R ₃ = (0.{2}} {R} \\ [/ latex], где В, – это падение напряжения на резисторе (а не полное напряжение источника). Будут получены те же значения.

Самый простой способ рассчитать выходную мощность источника – использовать P = IV , где В, – напряжение источника. Это дает

P = (0,600 A) (12,0 В) = 7,20 Вт.

Обратите внимание, что по совпадению общая мощность, рассеиваемая резисторами, также равна 7.20 Вт, столько же, сколько мощность, выдаваемая источником. То есть

P ₁ + P ₂ + P ₃ = (0,360 + 2,16 + 4,68) W = 7,20 Вт.

Мощность – это энергия в единицу времени (ватт), поэтому для сохранения энергии требуется, чтобы выходная мощность источника была равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Основные характеристики резисторов серии

1. Последовательные сопротивления добавляют: R _с = R ₁ + R ₂ + R ₃ +….
2. Одинаковый ток протекает последовательно через каждый резистор.
3. Отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его.

На рисунке 3 показаны резисторы , включенные параллельно , подключенные к источнику напряжения. Резисторы включены параллельно, когда каждый резистор подключен непосредственно к источнику напряжения с помощью соединительных проводов с незначительным сопротивлением. Таким образом, к каждому резистору приложено полное напряжение источника. Каждый резистор потребляет такой же ток, как если бы он один был подключен к источнику напряжения (при условии, что источник напряжения не перегружен).Например, автомобильные фары, радио и т. Д. Подключены параллельно, так что они используют полное напряжение источника и могут работать полностью независимо. То же самое и в вашем доме, или в любом другом здании. (См. Рисунок 3 (b).)

Рис. 3. (a) Три резистора, подключенных параллельно батарее, и эквивалентное одиночное или параллельное сопротивление. (б) Электроснабжение в доме. (Источник: Dmitry G, Wikimedia Commons)

Чтобы найти выражение для эквивалентного параллельного сопротивления R _p , давайте рассмотрим протекающие токи и их связь с сопротивлением.Поскольку каждый резистор в цепи имеет полное напряжение, токи, протекающие через отдельные резисторы, равны [латекс] {I} _ {1} = \ frac {V} {{R} _ {1}} \\ [/ latex] , [латекс] {I} _ {2} = \ frac {V} {{R} _ {2}} \\ [/ latex] и [латекс] {I} _ {3} = \ frac {V} {{R} _ {3}} \\ [/ латекс]. Сохранение заряда подразумевает, что полный ток I , производимый источником, является суммой этих токов:

I = I ₁ + I ₂ + I ₃ .

Подстановка выражений для отдельных токов дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {1}} + \ frac {V} {{R} _ {2}} + \ frac {V} {{R} _ {3}} = V \ left (\ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} \ справа) \\ [/ латекс].

Обратите внимание, что закон Ома для эквивалентного одиночного сопротивления дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {p}} = V \ left (\ frac {1} {{R} _ {p}} \ right) \\ [/ latex].

Члены в круглых скобках в последних двух уравнениях должны быть равны. Обобщая для любого количества резисторов, общее сопротивление R _p параллельного соединения связано с отдельными сопротивлениями на

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ гидроразрыв {1} {{R} _ {\ text {.} 3}} + \ text {.} \ Text {…} \\ [/ latex]

Это соотношение приводит к общему сопротивлению R _p , которое меньше наименьшего из отдельных сопротивлений. (Это видно в следующем примере.) При параллельном подключении резисторов от источника течет больше тока, чем протекает по любому из них по отдельности, поэтому общее сопротивление ниже.

Пример 2. Расчет сопротивления, тока, рассеиваемой мощности и выходной мощности: анализ параллельной цепи

Пусть выходное напряжение батареи и сопротивления в параллельном соединении на Рисунке 3 будут такими же, как в ранее рассмотренном последовательном соединении: В = 12.0 В, R ₁ = 1,00 Ом, R ₂ = 6,00 Ом и R ₃ = 13,0 Ом. а) Каково полное сопротивление? (б) Найдите полный ток. (c) Рассчитайте токи в каждом резисторе и покажите, как они складываются, чтобы равняться общему выходному току источника. (d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Общее сопротивление для параллельной комбинации резисторов находится с помощью следующего уравнения.Ввод известных значений дает

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} = \ frac {1} {1 \ text {.} \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {6 \ text {. } \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {\ text {13} \ text {.} 0 \ text {} \ Omega} \\ [/ latex].

Таким образом,

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1.00} {\ text {} \ Omega} + \ frac {0 \ text {.} \ Text {1667}} {\ текст {} \ Omega} + \ frac {0 \ text {.} \ text {07692}} {\ text {} \ Omega} = \ frac {1 \ text {.} \ text {2436}} {\ text { } \ Omega} \\ [/ латекс].

(Обратите внимание, что в этих расчетах каждый промежуточный ответ отображается с дополнительной цифрой.) Мы должны перевернуть это, чтобы найти полное сопротивление R _p . Это дает

[латекс] {R} _ {\ text {p}} = \ frac {1} {1 \ text {.} \ Text {2436}} \ text {} \ Omega = 0 \ text {.} \ Text { 8041} \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Общее сопротивление с правильным количеством значащих цифр составляет R _p = 0,804 Ом

R _p , как и предполагалось, меньше наименьшего индивидуального сопротивления.

Полный ток можно найти из закона Ома, заменив полное сопротивление R _p . Это дает

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {\ text {12.0 V}} {0.8041 \ text {} \ Omega} = \ text {14} \ text {.} \ text {92 A} \\ [/ latex].

Ток I для каждого устройства намного больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно (см. Предыдущий пример).Схема с параллельным соединением имеет меньшее общее сопротивление, чем резисторы, включенные последовательно.

Отдельные токи легко вычислить по закону Ома, поскольку каждый резистор получает полное напряжение. Таким образом,

[латекс] {I} _ {1} = \ frac {V} {{R} _ {1}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {1.00 \ text {} \ Omega} = 12.0 \ text {A} \\ [/ латекс].

Аналогично

[латекс] {I} _ {2} = \ frac {V} {{R} _ {2}} = \ frac {12.0 \ text {V}} {6.00 \ text {} \ Omega} = 2 \ text {.} \ text {00} \ text {A} \\ [/ latex]

и

[латекс] {I} _ {3} = \ frac {V} {{R} _ {3}} = \ frac {\ text {12} \ text {.} 0 \ text {V}} {\ text {13} \ text {.} \ Text {0} \ text {} \ Omega} = 0 \ text {.} \ Text {92} \ text {A} \\ [/ latex].

Общий ток складывается из отдельных токов:

I ₁ + I ₂ + I ₃ = 14,92 A.

Это соответствует сохранению заряда.{2}} {13.0 \ text {} \ Omega} = 11.1 \ text {W} \\ [/ latex].

Мощность, рассеиваемая каждым резистором при параллельном подключении, значительно выше, чем при последовательном подключении к тому же источнику напряжения.

Общую мощность также можно рассчитать несколькими способами. Выбрав P = IV и введя полный ток, получим

P = IV = (14,92 A) (12,0 В) = 179 Вт.

Общая мощность, рассеиваемая резисторами, также составляет 179 Вт:

P ₁ + P ₂ + P ₃ = 144 Вт + 24,0 Вт + 11,1 Вт = 179 Вт

Это соответствует закону сохранения энергии.

Обратите внимание, что как токи, так и мощность при параллельном подключении больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно.

1. Параллельное сопротивление определяется из [latex] \ frac {1} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} { {R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3}} + \ text {…} \\ [/ latex], и оно меньше любого отдельного сопротивления в комбинации.
2. На каждый параллельно включенный резистор подается такое же полное напряжение источника. (В системах распределения электроэнергии чаще всего используются параллельные соединения для питания бесчисленных устройств, обслуживаемых одинаковым напряжением, и для того, чтобы они могли работать независимо.)
3. Параллельные резисторы не получают суммарный ток каждый; они делят это.

Сочетания последовательного и параллельного

Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного. Они часто встречаются, особенно если учитывать сопротивление провода. В этом случае сопротивление провода включено последовательно с другими сопротивлениями, включенными параллельно. Комбинации последовательного и параллельного подключения можно свести к одному эквивалентному сопротивлению, используя технику, показанную на рисунке 4.Различные части идентифицируются как последовательные или параллельные, уменьшаются до их эквивалентов и далее уменьшаются до тех пор, пока не останется единственное сопротивление. Процесс занимает больше времени, чем труден.

Рис. 4. Эта комбинация из семи резисторов имеет как последовательные, так и параллельные части. Каждое из них идентифицируется и приводится к эквивалентному сопротивлению, а затем уменьшается до тех пор, пока не будет достигнуто единичное эквивалентное сопротивление.

Самая простая комбинация последовательного и параллельного сопротивления, показанная на рисунке 4, также является наиболее поучительной, поскольку она используется во многих приложениях.Например, R ₁ может быть сопротивлением проводов от автомобильного аккумулятора к его электрическим устройствам, которые подключены параллельно. R ₂ и R ₃ могли быть стартером и светом салона. Ранее мы предполагали, что сопротивление провода незначительно, но, когда это не так, оно имеет важные последствия, как показывает следующий пример.

Пример 3. Расчет сопротивления,

На рис. 5 показаны резисторы из двух предыдущих примеров, подключенные другим способом – сочетание последовательного и параллельного.Можно считать R ₁ сопротивлением проводов, ведущих к R ₂ и R ₃ . (а) Найдите полное сопротивление. (b) Что такое падение IR в R ₁ ? (c) Найдите текущие значения от I ₂ до R ₂ . (d) Какую мощность рассеивает R ₂ ?

Рис. 5. Эти три резистора подключены к источнику напряжения, так что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, и эта комбинация включена последовательно с R ₁ .

Чтобы найти полное сопротивление, отметим, что R ₂ и R ₃ находятся параллельно, и их комбинация R _p находится последовательно с R ₁ . Таким образом, полное (эквивалентное) сопротивление этой комбинации составляет

R _до = R ₁ + R _p .

Сначала мы находим R _p , используя уравнение для параллельных резисторов и вводя известные значения:

[латекс] \ frac {1} {{R} _ {\ text {p}}} = \ frac {1} {{R} _ {2}} + \ frac {1} {{R} _ {3 }} = \ frac {1} {6 \ text {.} \ text {00} \ text {} \ Omega} + \ frac {1} {\ text {13} \ text {.} 0 \ text {} \ Omega} = \ frac {0.2436} {\ text {} \ Омега} \\ [/ латекс].

Инвертирование дает

[латекс] {R} _ {\ text {p}} = \ frac {1} {0,2436} \ text {} \ Omega = 4.11 \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Таким образом, общее сопротивление равно

R _до = R ₁ + R _p = 1,00 Ом + 4,11 Ом = 5,11 Ом.

Общее сопротивление этой комбинации является промежуточным между значениями чистой серии и чистой параллели (20.0 Ом и 0,804 Ом соответственно), найденные для тех же резисторов в двух предыдущих примерах.

Чтобы найти падение IR в R ₁ , отметим, что полный ток I протекает через R ₁ . Таким образом, его падение IR составляет

В ₁ = ИК ₁

Мы должны найти I , прежде чем сможем вычислить V ₁ .Полный ток I находится с помощью закона Ома для схемы. То есть

[латекс] I = \ frac {V} {{R} _ {\ text {tot}}} = \ frac {\ text {12.0} \ text {V}} {5.11 \ text {} \ Omega} = 2.35 \ text {A} \\ [/ latex].

Вводя это в выражение выше, мы получаем

В ₁ = IR ₁ = (2,35 А) (1,00 Ом) = 2,35 В.

Напряжение, приложенное к R ₂ и R ₃ , меньше полного напряжения на величину В ₁ .Когда сопротивление провода велико, это может существенно повлиять на работу устройств, представленных R ₂ и R ₃ .

Чтобы найти ток через R ₂ , мы должны сначала найти приложенное к нему напряжение. Мы называем это напряжение В _p , потому что оно приложено к параллельной комбинации резисторов. Напряжение, приложенное как к R ₂ , так и к R ₃ , уменьшается на величину В ₁ , и поэтому оно составляет

В _p = V – V ₁ = 12.0 В – 2,35 В = 9,65 В.

Теперь ток I ₂ через сопротивление R ₂ находится по закону Ома:

[латекс] {I} _ {2} = \ frac {{V} _ {\ text {p}}} {{R} _ {2}} = \ frac {9.65 \ text {V}} {6.00 \ текст {} \ Omega} = 1,61 \ text {A} \\ [/ latex].

Ток меньше, чем 2,00 А, которые протекали через R ₂ , когда он был подключен параллельно к батарее в предыдущем примере параллельной цепи.

Мощность, рассеиваемая R ₂ равна

P ₂ = ( I ₂ ) ² R ₂ = (1,61 A) ² (6,00 Ом) = 15,5 Вт

Мощность меньше 24,0 Вт, рассеиваемых этим резистором при параллельном подключении к источнику 12,0 В.

Одним из следствий этого последнего примера является то, что сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемую на резистор.Если сопротивление провода относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными. Если потребляется большой ток, падение IR в проводах также может быть значительным.

Например, когда вы роетесь в холодильнике и включается мотор, свет холодильника на мгновение гаснет. Точно так же вы можете увидеть тусклый свет в салоне, когда вы запускаете двигатель вашего автомобиля (хотя это может быть связано с сопротивлением внутри самой батареи).

То, что происходит в этих сильноточных ситуациях, показано на рисунке 6. Устройство, обозначенное номером R ₃ , имеет очень низкое сопротивление, поэтому при его включении протекает большой ток. Этот увеличенный ток вызывает большее падение IR в проводах, представленных R ₁ , уменьшая напряжение на лампочке (которое составляет R ₂ ), которое затем заметно гаснет.

Рис. 6. Почему гаснет свет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

Проверьте свое понимание

Можно ли любую произвольную комбинацию резисторов разбить на последовательную и параллельную? Посмотрите, сможете ли вы нарисовать принципиальную схему резисторов, которые нельзя разбить на комбинации последовательно и параллельно.

1. Нарисуйте четкую принципиальную схему, обозначив все резисторы и источники напряжения. Этот шаг включает список известных проблем, поскольку они отмечены на вашей принципиальной схеме.
2. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен.
3. Определите, подключены ли резисторы последовательно, параллельно или в комбинации последовательно и параллельно.Изучите принципиальную схему, чтобы сделать эту оценку. Резисторы включены последовательно, если через них должен последовательно проходить один и тот же ток.
4. Используйте соответствующий список основных функций для последовательных или параллельных подключений, чтобы найти неизвестные. Есть один список для серий, а другой – для параллелей. Если ваша проблема представляет собой комбинацию последовательного и параллельного соединения, уменьшайте ее поэтапно, рассматривая отдельные группы последовательных или параллельных соединений, как это сделано в этом модуле и примерах. Особое примечание: при нахождении R необходимо соблюдать осторожность.
5. Проверьте, являются ли ответы разумными и последовательными. Единицы и числовые результаты должны быть разумными. Общее последовательное сопротивление должно быть больше, а общее параллельное сопротивление, например, должно быть меньше. Мощность должна быть больше для одних и тех же устройств, подключенных параллельно, по сравнению с последовательными и так далее.

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

1. Переключатель имеет переменное сопротивление, близкое к нулю в замкнутом состоянии и очень большое в разомкнутом, и он включен последовательно с устройством, которым он управляет.Объясните влияние переключателя на рис. 7 на ток в разомкнутом и замкнутом состоянии.

Рис. 7. Выключатель обычно включается последовательно с источником сопротивления и напряжения. В идеале переключатель имеет почти нулевое сопротивление в замкнутом состоянии, но имеет чрезвычайно большое сопротивление в разомкнутом состоянии. (Обратите внимание, что на этой диаграмме скрипт E представляет напряжение (или электродвижущую силу) батареи.)

2. Какое напряжение на разомкнутом переключателе на Рисунке 7?

3. На разомкнутом переключателе есть напряжение, как на Рисунке 7.Почему же тогда мощность, рассеиваемая разомкнутым переключателем, мала?

4. Почему мощность, рассеиваемая замкнутым переключателем, как на Рисунке 7, мала?

5. Студент в физической лаборатории по ошибке подключил электрическую лампочку, батарею и выключатель, как показано на рисунке 8. Объясните, почему лампочка горит, когда выключатель разомкнут, и гаснет, когда выключатель замкнут. (Не пытайтесь – батарея сильно разряжается!)

Рис. 8. Ошибка подключения. Включите этот переключатель параллельно устройству, обозначенному [латекс] R [/ латекс].(Обратите внимание, что на этой диаграмме скрипт E представляет напряжение (или электродвижущую силу) батареи.)

6. Зная, что сила электрического шока зависит от величины тока, протекающего через ваше тело, вы бы предпочли, чтобы он был включен последовательно или параллельно с сопротивлением, таким как нагревательный элемент тостера, если он шокирован им? Объяснять.

7. Были бы ваши фары тусклыми при запуске двигателя автомобиля, если бы провода в вашем автомобиле были сверхпроводниками? (Не пренебрегайте внутренним сопротивлением батареи.) Объяснять.

8. Некоторые гирлянды праздничных огней соединены последовательно для экономии затрат на проводку. В старой версии использовались лампочки, которые при перегорании прерывали электрическое соединение, как открытый выключатель. Если одна такая лампочка перегорит, что случится с остальными? Если такая цепочка работает от 120 В и имеет 40 одинаковых лампочек, каково нормальное рабочее напряжение каждой? В более новых версиях используются лампы, которые при перегорании замыкаются накоротко, как замкнутый выключатель. Если одна такая лампочка перегорит, что случится с остальными? Если такая цепочка работает от 120 В и в ней осталось 39 идентичных лампочек, каково тогда рабочее напряжение каждой?

9.Если две бытовые лампочки мощностью 60 и 100 Вт подключить последовательно к бытовой электросети, какая из них будет ярче? Объяснять.

10. Предположим, вы проводите физическую лабораторию, в которой вас просят вставить резистор в цепь, но все прилагаемые резисторы имеют большее сопротивление, чем запрошенное значение. Как бы вы соединили доступные сопротивления, чтобы попытаться получить меньшее запрошенное значение?

11. Перед Второй мировой войной некоторые радиостанции получали питание через «шнур сопротивления», который имел значительное сопротивление.Такой резистивный шнур снижает напряжение до желаемого уровня для ламп радиоприемника и т.п., и это экономит расходы на трансформатор. Объясните, почему шнуры сопротивления нагреваются и тратят энергию при включенном радио.

12. У некоторых лампочек есть три уровня мощности (не включая ноль), получаемые от нескольких нитей накала, которые индивидуально переключаются и соединяются параллельно. Какое минимальное количество нитей нити необходимо для трех режимов мощности?

Задачи и упражнения

Примечание. Можно считать, что данные, взятые из цифр, имеют точность до трех значащих цифр.

1. (а) Каково сопротивление десяти последовательно соединенных резисторов сопротивлением 275 Ом? (б) Параллельно?

2. (a) Каково сопротивление последовательно соединенных резисторов 1,00 × 10 ² Ом, 2,50 кОм и 4,00 кОм? (б) Параллельно?

3. Какое наибольшее и наименьшее сопротивление можно получить, соединив резисторы на 36,0 Ом, 50,0 Ом и 700 Ом?

4. Тостер на 1800 Вт, электрическая сковорода на 1400 Вт и лампа на 75 Вт подключены к одной розетке в цепи 15 А, 120 В.(Три устройства работают параллельно, если подключены к одной розетке.) а) Какой ток потребляет каждое устройство? (b) Перегорит ли эта комбинация предохранитель на 15 А?

5. Фара мощностью 30,0 Вт и стартер мощностью 2,40 кВт обычно подключаются параллельно в систему на 12,0 В. Какую мощность потребляли бы одна фара и стартер при последовательном подключении к батарее 12,0 В? (Не обращайте внимания на любое другое сопротивление в цепи и любое изменение сопротивления в двух устройствах.)

6.(a) Учитывая батарею на 48,0 В и резисторы на 24,0 и 96,0 Ом, найдите для каждого из них ток и мощность при последовательном соединении. (b) Повторите, когда сопротивления включены параллельно.

7. Ссылаясь на пример комбинирования последовательных и параллельных цепей и рисунок 5, вычислите I ₃ двумя следующими способами: (a) по известным значениям I и I ₂ ; (б) используя закон Ома для R ₃ . В обеих частях явно показано, как вы следуете шагам, описанным выше в стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов .

Рис. 5. Эти три резистора подключены к источнику напряжения, так что R ₂ и R ₃ параллельны друг другу, и эта комбинация включена последовательно с R ₁ .

8. Ссылаясь на рисунок 5: (a) Вычислите P ₃ и обратите внимание на его сравнение с P ₃ , найденным в первых двух примерах задач в этом модуле. (b) Найдите полную мощность, отдаваемую источником, и сравните ее с суммой мощностей, рассеиваемых резисторами.

9. См. Рисунок 6 и обсуждение затемнения света при включении тяжелого прибора. (a) Учитывая, что источник напряжения составляет 120 В, сопротивление провода составляет 0,400 Ом, а номинальная мощность лампы составляет 75,0 Вт, какая мощность будет рассеиваться лампой, если при включении двигателя через провода пройдет в общей сложности 15,0 А? Предположите незначительное изменение сопротивления лампы. б) Какая мощность потребляет двигатель?

Рис. 6. Почему гаснет свет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

10. Линия электропередачи 240 кВ с 5,00 × 10 ² подвешена к заземленным металлическим опорам с помощью керамических изоляторов, каждый из которых имеет сопротивление 1,00 × 10 ⁹ Ом (рисунок 9 (a)). Какое сопротивление на землю у 100 изоляторов? (b) Рассчитайте мощность, рассеиваемую 100 из них. (c) Какая доля мощности, переносимой линией, составляет это? Ясно покажите, как вы следуете шагам, описанным выше в стратегии решения проблем для последовательных и параллельных резисторов .

Рис. 9. Высоковольтная (240 кВ) линия электропередачи 5,00 × 10 ² подвешена к заземленной металлической опоре электропередачи. Ряд керамических изоляторов обеспечивает сопротивление 1,00 × 10 ⁹ Ом каждый.

11. Покажите, что если два резистора R ₁ и R ₂ объединены, и один из них намного больше другого ( R ₁ >> R ₂ ): (a ) Их последовательное сопротивление почти равно большему сопротивлению R ₁ .(б) Их параллельное сопротивление почти равно меньшему сопротивлению R ₂ .

12. Необоснованные результаты Два резистора, один из которых имеет сопротивление 145 Ом, подключены параллельно, чтобы получить общее сопротивление 150 Ом. а) Каково значение второго сопротивления? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения необоснованны или непоследовательны?

13. Необоснованные результаты Два резистора, один из которых имеет сопротивление 900 кОм, соединены последовательно, чтобы получить общее сопротивление 0.500 МОм. а) Каково значение второго сопротивления? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие предположения необоснованны или непоследовательны?

Глоссарий

серия:

последовательность резисторов или других компонентов, включенных в цепь один за другим

резистор:

компонент, обеспечивающий сопротивление току, протекающему через электрическую цепь

сопротивление:

вызывает потерю электроэнергии в цепи

Закон Ома:

соотношение между током, напряжением и сопротивлением в электрической цепи: В = IR

напряжение:

электрическая потенциальная энергия на единицу заряда; электрическое давление, создаваемое источником питания, например аккумулятором

падение напряжения:

потеря электроэнергии при прохождении тока через резистор, провод или другой компонент

ток:

поток заряда через электрическую цепь мимо заданной точки измерения

Закон Джоуля:

взаимосвязь между потенциальной электрической мощностью, напряжением и сопротивлением в электрической цепи, определяемая следующим образом: [latex] {P} _ {e} = \ text {IV} [/ latex]

параллельно:

разводку резисторов или других компонентов в электрической цепи, так что каждый компонент получает одинаковое напряжение от источника питания; часто изображается на диаграмме в виде лестницы, где каждый компонент находится на ступеньке лестницы

Избранные решения проблем и упражнения

1.(а) 2,75 кОм (б) 27,5 Ом

3. (а) 786 Ом (б) 20,3 Ом

5. 29,6 Вт

7. (а) 0,74 А (б) 0,742 А

9. (а) 60,8 Вт (б) 3,18 кВт

11. (a) [латекс] \ begin {array} {} {R} _ {\ text {s}} = {R} _ {1} + {R} _ {2} \\ \ Rightarrow {R} _ {\ text {s}} \ приблизительно {R} _ {1} \ left ({R} _ {1} \ text {>>} {R} _ {2} \ right) \ end {array} \\ [/ латекс]

(b) [латекс] \ frac {1} {{R} _ {p}} = \ frac {1} {{R} _ {1}} + \ frac {1} {{R} _ {2} } = \ frac {{R} _ {1} + {R} _ {2}} {{R} _ {1} {R} _ {2}} \\ [/ latex],

, так что

[латекс] \ begin {array} {} {R} _ {p} = \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {1} + {R} _ {2}} \ приблизительно \ frac {{R} _ {1} {R} _ {2}} {{R} _ {1}} = {R} _ {2} \ left ({R} _ {1 } \ text {>>} {R} _ {2} \ right) \ text {.} \ end {array} \\ [/ latex]

13. (a) –400 кОм (b) Сопротивление не может быть отрицательным. (c) Считается, что последовательное сопротивление меньше, чем у одного из резисторов, но должно быть больше, чем у любого из резисторов.

и резисторы большой мощности от Riedon Manufacturing

Введите параметры компонента и позвольте нам указать ваш резистор:

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Мощные тормозные резисторы в металлической оболочке

от 60 до 500

0.1 к 1000

1

260

BR & BRT

Тормозные резисторы высокой мощности с тонким профилем в металлической оболочке

от 100 до 500

от 1 до 5000

1

260

BRS

Блок предохранителей класса T CFB

от 110 до 400

от 0 до 0

0

0

CFB

Блок предохранителей FB класса T

от 110 до 400

от 0 до 0

0

0

FB

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Фольга (CuNiMn)

от 350 до 2500

0.001 до 500

0,1

15

FHR 2 / 4-8065, 80110, 80216, 80320, 80370

Фольга (CuNiMn)

от 60 до 80

от 0,001 до 100

0,1

15

ФПР ФНР 2-Т227, 4-Т227

Фольга (CuNiMn)

от 0 до 30

0,002 до 20

0.1

15

FPR 2-T218

Резисторы высокой импульсной мощности

от 3 до 10

10 до 20000

2

200

ГЭС

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

с проволочной обмоткой

5–15

0.01 по 22000

0,05

20

HR

Токоограничивающие предохранители класса T

от 110 до 400

от 0 до 0

0

0

JLLN

Резистор считывания тока с низким TCR

от 3 до 40

0,005 до 20

0,5

2

шт.

Тонкая пленка

от 5 до 20

0.01 до 51000

1

50

ПФ1262

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Тонкая пленка

от 10 до 50

0.02 по 51000

0,1

50

ПФ2200

Тонкая пленка

от 200 до 600

0,1 до 1000000

1

100

ПФ2270

Силовая пленка

0 до 140

0,02 до 51000

1

50

ПФ2470

Толстопленочный Power SMD

0.С 5 по 25

0,1 до 51000

1

100

PFC

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Силовая пленка

от 100 до 100

0.1 до 51000

5

100

ЧФМ

Тонкая пленка

от 0 до 35

0,01 до 51000

1

50

PFS35

Резисторы большой мощности / резисторы высокого напряжения

от 800 до 1000

0,5 до 1000000

5

100

PFU

Шунты для амперметра постоянного тока / Шунты для шин

от 15 до 600

0.000083 до 0,003333

0,25

0

РШ

Щелкните изображение
, чтобы выбрать

Технологии

Мощность (Вт)

Сопротивление

Допуск (%)

TCR (ppm / ºC)

Номер детали

Прецизионные токовые резисторы / шунты для шин

от 5 до 200

0.00025 до 0,01

0,25

0

RSW

с проволочной обмоткой

от 5 до 300

0,01 до 250000

0,01

20

UAL

Фольга (NiCr)

от 30 до 50

от 0,05 до 650

0,01

1

ЕГР ООН 4-3425, 4020

Керамические резисторы высокой мощности с проволочной обмоткой

от 20 до 100

0.5 к 1000

5

260

UWP

Силовые резисторы: детали и функции электроники

Что нужно знать

• Силовые резисторы используются в электронике для рассеивания энергии путем управления током и напряжением.
• Номинальная мощность резистора определяет, с какой мощностью резистор может безопасно выдержать, прежде чем он начнет необратимо повреждаться.
• В большинстве электронных приложений используются резисторы малой мощности, обычно 1/8 Вт или меньше.Резисторы большой мощности рассчитаны на 1 ватт или лучше, включая киловаттный диапазон.

В этой статье объясняется, как работают эти резисторы, и рассматриваются различные типы резисторов.

Основы силового резистора

Мощность, рассеиваемая резистором, может быть найдена с помощью первого закона Джоуля (мощность = напряжение x ток). Рассеиваемая мощность преобразуется в тепло и увеличивает температуру резистора. Температура резистора продолжает расти, пока не достигнет точки, в которой тепло, рассеиваемое через воздух, печатную плату и окружающую среду, уравновешивает выделяемое тепло.

В зависимости от требуемой мощности устройству может потребоваться резистор большой мощности для предотвращения перегрева. Поддержание низкой температуры резистора необходимо для того, чтобы выдерживать большие токи без ухудшения характеристик или повреждений.

Эксплуатация силового резистора выше его номинальной мощности и температуры может привести к серьезным последствиям, включая изменение значения сопротивления, сокращение срока службы, разомкнутые цепи или электрические пожары. Чтобы избежать таких отказов, силовые резисторы часто уменьшаются в зависимости от ожидаемых условий эксплуатации.

Силовые резисторы обычно больше, чем их аналоги. Увеличенный размер помогает рассеивать тепло и часто используется для обеспечения вариантов монтажа радиаторов. Резисторы большой мощности также доступны в огнестойких корпусах, чтобы снизить риск опасного состояния отказа.

Резисторы большой мощности и малой мощности

В большинстве электронных приложений используются резисторы малой мощности, обычно 1/8 Вт или меньше.Однако такие приложения, как источники питания, динамические тормоза, преобразователи мощности, усилители и нагреватели, часто требуют мощных резисторов. Обычно резисторы большой мощности рассчитаны на 1 Вт или больше. Некоторые доступны в диапазоне киловатт.

Снижение номинальных характеристик силового резистора

Номинальная мощность силовых резисторов указана при температуре 25 ° C. Когда температура силового резистора поднимается выше 25 ° C, мощность, с которой резистор может безопасно работать, начинает падать. Чтобы приспособиться к ожидаемым условиям эксплуатации, производители предоставляют диаграмму снижения номинальных характеристик.Эта диаграмма снижения номинальных характеристик показывает, с какой мощностью резистор может справиться при повышении температуры резистора.

Поскольку 25 ° C – это типичная комнатная температура, и любая мощность, рассеиваемая силовым резистором, выделяет тепло, использование силового резистора на его номинальном уровне часто затруднено. Чтобы учесть влияние рабочей температуры резистора, производители предоставляют кривую снижения мощности, чтобы помочь разработчикам приспособиться к реальным ограничениям. Лучше всего использовать кривую снижения мощности в качестве ориентира и оставаться в пределах рекомендованной рабочей области.У каждого типа резистора своя кривая снижения номинальных характеристик и разные максимальные рабочие допуски.

Несколько внешних факторов могут повлиять на кривую снижения мощности резистора. Добавление принудительного воздушного охлаждения, радиатора или лучшего крепления для компонентов, которые помогают рассеивать тепло, выделяемое резистором, позволяет ему обрабатывать большую мощность и поддерживать более низкую температуру. Однако другие факторы работают против охлаждения, такие как корпус, удерживающий тепло, выделяемое в окружающей среде, близлежащие компоненты, выделяющие тепло, и факторы окружающей среды, такие как влажность и высота над уровнем моря.

Типы мощных резисторов

Каждый тип силового резистора предлагает разные возможности для разных применений резистора. Например, резисторы с проволочной обмоткой бывают различных форм-факторов, включая конструкции для поверхностного, радиального, осевого и монтажа на шасси для оптимального рассеивания тепла. Неиндуктивные резисторы с проволочной обмоткой также доступны для приложений с высокой импульсной мощностью. Для очень мощных приложений, таких как динамическое торможение, резисторы из нихромовой проволоки идеально подходят, особенно когда ожидается, что нагрузка составит сотни или тысячи ватт.Резисторы из нихромовой проволоки также можно использовать в качестве нагревательных элементов.

К распространенным типам резисторов относятся:

• Резисторы с проволочной обмоткой
• Цементные резисторы
• Пленочные резисторы
• Металлическая пленка
• Углеродный композит
• Нихромовая проволока

Различные типы резисторов могут иметь разные форм-факторы, такие как:

• резисторы DPAK
• Резисторы для монтажа на шасси
• Резисторы радиальные (стоячие)
• Резисторы осевые
• Резисторы поверхностного монтажа
• Резисторы сквозные

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Посмотрите на номинальную мощность резисторов

Вас могут спросить: «Какую номинальную мощность резисторов вы хотите купить?» при покупке резистора для построения определенной схемы.Для резисторов самого стандартного класса вам может быть просто дан резистор ¼ Вт.

Номинальная мощность резистора – это технические характеристики резистора, которые служат для определения максимальной мощности, которую может выдержать резистор.

Таким образом, если номинальная мощность резистора составляет Вт, Вт – это максимальная мощность, которая должна подаваться на резистор.