Мощность резистора
151
Сегодня поговорим о мощности резисторов. Это тоже очень важный параметр. Я уже рассказывал о том что такое резистор, и какие виды и типы резисторов бывают. Но подробно про мощность мы не говорили.
Мощность резистора — это максимально допустимое значение мощности электрического тока (единица измерения Ватт), которое резистор может пропустить через себя без перегрева и выхода из строя. Резистор в зависимости от своего сопротивления и тока проходящего через него превращает часть электрической энергии в тепло. Это и называется мощностью рассеивания резистора.
Какая мощность будет выделяться (рассеиваться) на резисторе
Как я уже написал чуть выше, мощность рассеивания резистора зависит от его сопротивления и силы тока, проходящего по нему. Для расчета мощности, которая будет рассеиваться в виде тепла на резисторе используется формула: P = I² * R
- P — мощность в Ватт
- I — Сила тока в Ампер
- R — Сопротивление в Ом
Для примера рассчитаем мощность которая будет рассеиваться на резисторе в схеме с подключением светодиода. Вот схема подключения:
Про то как рассчитать номинал резистора для подключения светодиода и силу тока в цепи, а так же как управлять светодиодом с помощью Ардуино я писал в этой статье. В нашем примере используется резистор на 150 Ом и сила тока в цепи составляет 20 миллиампер или 0.02 ампера. Теперь мы можем рассчитать мощность, которая будет рассеиваться на резисторе.
P = I² * R = 0.02² * 150 = 0.0004 * 150 = 0.06 Ватт
Это значит что на нашем резисторе будет рассеиваться 0.06 Ватт. Это совсем не много, поэтому подойдет практически любой резистор кроме самых маломощных SMD элементов.
Если фактическая рассеиваемая мощность превышает допустимую для резистора, то он будет перегреваться и в итоге сгорит. Это не только разорвет электрическую цепь, но и может стать причиной пожара. Поэтому старайтесь использовать резисторы с заявленной мощностью больше чем необходимая в 1.5-2 раза.
Как определить мощность резистора
Как я уже писал в других статьях, обычно резисторы — это мелкие элементы, поэтому на их корпусе сложно описать все их параметры. Для описания номинала и класса точности используется цветовая маркировка или специальная маркировка для SMD резисторов. А для того что бы понять какой мощности резистор нужно его измерить. Вот схема которая поможет узнать мощность резисторов в зависимости от их размера:
Так же существуют резисторы рассчитанные и на более высокие мощности. Они уже крупнее, поэтому их мощность и номинал написаны на корпусе «человеческим языком». Вот керамические резисторы или даже высокомощные с радиатором для рассеивания тепла:
Керамические резисторы с сопротивлением 10 Ом и мощностью 10 ВаттРезистор с радиатором на 10 Ом и мощностью 50 ВаттМощность SMD резисторов
Показатель максимальной мощности в маркировку на таких маленьких корпусах поместить было просто не возможно. Но мы все равно можем определить максимальную мощность смд резистора при помощи штангенциркуля, ну или хотя бы обычной линейки. Дело в том что мощность зависит от размера корпуса smd резистора. Поэтому они делятся на типоразмеры и обозначаются цифрами, которые означают длину и ширину корпуса в дюймах. Вот таблица с помощью которой вы сможете определить допустимую мощность резистора в smd исполнении:
Размер в дюймах | Длинна в мм | Ширина в мм | Мощность при 70°C в Ватт |
0075 | 0,3 | 0,15 | 0,02 |
01005 | 0,4 | 0,2 | 0,03 |
0201 | 0,6 | 0,3 | 0,05 |
0402 | 1 | 0,5 | 0,063 |
0603 | 1,6 | 0,8 | 0,1 |
0805 | 2,0 | 1,25 | 0,125 |
1206 | 3,2 | 1,6 | 0,25 |
1210 | 3,2 | 2,5 | 0,5 |
1218 | 3,2 | 4,8 | 1 |
1812 | 4,5 | 3,2 | 0,75 |
2010 | 5 | 2,5 | 0,75 |
2512 | 6,4 | 3,2 | 2 |
Обратите внимание что при последовательном и параллельном подключении резисторов, рассеиваемая мощность рассчитывается для каждого резистора отдельно.
Мощность резистора по размеру
Внезапно, возникла проблема: на резисторах мощностью до 2 Вт не указана их мощность. А всё потому, что их мощность определяется размером:
Таблица размер-мощность аксиальных (цилиндрических) резисторов. Начиная с 1 Вт и выше мощность резистора на схемах обозначается римскими цифрами (I, II, III, V и т. д.)
Но, всё не так однозначно. Бывают резисторы одинаковой мощности разного размера и разной мощности одинакового размера:
Аксиальные (с осевыми выводами) резисторы с внезапной маркировкой на них мощности ваттах (W)
Мощность чип-резисторов тоже связана с их размером:
Правая часть второй колонки (код типоразмера, состоящий из 4-х цифр) — кодирует длину (первые две цифры) и ширину (вторые две цифры) детали в 1/100 долях дюйма (точнее в 1/1000, а между двумя цифрами подразумевается десятичная точка)
Значения мощности в третьей колонке указаны при температуре 70°С и это некие «стандартные» значения, которые являются «круглыми» долями одного ватта: 0. 031 — это 1/32 ватта, 0.05 — 1/20, 0.063 — 1/16 и т. д. Также у разных производителей существуют резисторы такого же размера повышенной мощности [Panasonic High Power SMD Resistors] и пониженной [зато плоские; Thick Film Chip Resistors].
Что такое мощность резистора?
Вообще, мощность (измеряемая в ваттах) — это энергия (измеряемая в джоулях), передаваемая (или потребляемая, или отдаваемая) в секунду. Энергия электрического тока в проводнике состоит из кинетической энергии скорости электронов и их количества (сила тока, I), и потенциальной энергии сжатости электронного газа (напряжение, U). Мощность электрического тока, проходящего через резистор, определяется по формуле P=U·I=R·I2, где U — падение напряжения на выводах резистора, R — заявленное сопротивление резистора.
Электроны врезаются в молекулы полупроводника-резистора и нагревают их (увеличивают амплитуду колебаний), энергия электронного тока частично переходит в тепловую энергию нагрева резистора.
Резистор рассеивает это тепло в окружающую среду (воздух), спасаясь от перегрева, и чем быстрее он это делает (чем больше джоулей тепла в секунду отдаёт во вне) тем больше его мощность [рассеивания] и тем более мощный ток он может через себя пропустить. Соответственно, резистор тем мощнее, чем больше поверхность его тушки (или радиатора, к которому он привинчен), чем холоднее и плотнее окружающая среда (воздух, вода, масло), чем большую температуру разогрева себя, любимого, может выдержать резистор.
Так вот, мощность резистора — это максимальная мощность тока, проходящего через резистор, которую резистор выдерживает бесконечно долго, не ломаясь от перегрева и не меняя слишком сильно своего исходного (номинального; при 25°С) сопротивления.
Как же может сломаться резистор, если он сделан из таких материалов как графит (температура плавления >3800°С), керамика (>2800°С), сплава «константан» (=1260°С), нихрома, … ? Ломаются резисторы обычно путём трескания напополам их тщедушного тельца или отваливания (отгорания) от тела колпачков-выводов на концах.
Мощный резистор, целый, но обуглилась краска на нём, так что пропала маркировка
поломкой не считается. Но чтобы не терять маркировку, в последнее время стало модно запихивать резистор мощностью ≥ 3 Вт в керамический параллелепипед, который снаружи выглядит как новый даже после многих лет напряжённой работы-разогрева резистора.
Т.к. мощный резистор сильно греется, по сути печка, нагревательный элемент, то его обычно на платах подвешивают в пространстве на длинных ножках,
Дистанцирование мощного резистора от платы
чтобы удалить от деталей на плате, особенно от и без того бодро иссыхающих со временем электролитических конденсаторов.
Полезные ссылки:
- Параметры чип-резисторов — даташит от Panasonic
- Мощность-размер советских резисторов (МЛТ, ВС, КИМ, УЛМ) — картинка-скан таблицы
Базовая электроника — цветовые коды, числовые коды и номинальная мощность резисторов
В предыдущей статье мы представили справочную таблицу выбора резисторов. С помощью этой таблицы вы можете определить, какой тип резистора будет наиболее подходящим для данной схемы или приложения. После того, как вы определили, какой тип резистора подходит лучше всего, пришло время подобрать нужный резистор. Для этого важно определить значение, допуск и номинальную мощность резистора.
Величина и допуск для резисторов из углеродного состава, керамического состава, углеродной пленки, металлической пленки и металлооксидной пленки обозначаются цветовыми кодами. На этикетках указаны значения и допуски металлокерамических, проволочных и фольгированных резисторов. Номинальная мощность всех типов резисторов определяется путем измерения или наблюдения за их физическими размерами. Даже до определения значения, допуска и номинальной мощности резистора важно проверить, доступно ли точное значение желаемого сопротивления или нет. Существуют стандартные значения сопротивлений, доступные для различных типов резисторов. Если доступно точное значение требуемого сопротивления, то его можно подобрать без вопросов. В противном случае необходимо найти подходящую параллельную или последовательную комбинацию резисторов.
Стандартные значения резисторов
Доступны резисторы со стандартными или предпочтительными значениями. Эти стандартные значения являются рекомендацией Международной электротехнической комиссии (IEC) и были впервые опубликованы в стандарте IEC 60063 в 1952 году. Эти предпочтительные значения называются E-серией. Эти стандартные значения также применимы к другим компонентам, таким как конденсаторы, катушки индуктивности и стабилитроны.
Стандартизация номиналов резисторов была полезна не только для инженеров-электронщиков, но и для производителей. Было сложно определить производителя резисторов, так как резисторы довольно малы, чтобы обозначить название или торговую марку производителя. В отсутствие предпочтительных значений инженеры-электронщики должны были определить производителя резистора, а затем определить номинал резисторов с помощью таблиц данных, предоставленных конкретным производителем. Стандартизация номиналов резисторов позволила разработать цветовые коды и числовые коды для значений и допусков резисторов. Итак, после принятия серии E почти всеми производителями по всему миру, инженерам-электронщикам просто необходимо расшифровать цветовую маркировку или числовые коды, напечатанные на резисторах, чтобы определить их значение и допуск.
С другой стороны, предпочтительные значения или серия E помогли производителям производить резисторы со значениями, равными по логарифмической шкале. Это ограничивало различные значения резисторов, которые необходимо производить и хранить. Стандартизация также помогла сохранить совместимость резисторов разных производителей. Помимо серии E IEC, существуют различные национальные стандарты (например, ANSI в США), которые в целом совместимы со стандартом IEC.
E-Series
E-Series являются предпочтительными значениями для резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и стабилитронов. Было 8 E-серий — E1, E3, E6, E12, E24, E48, E96 и E192, из которых E1 сейчас устарела. Каждая серия E делит интервал от 1 до 10 на число, следующее за буквой «E», и округляет номинальное значение до двух или трех значащих цифр. Например, серия E6 делит каждую декаду (сопротивления от 1 Ом до 10 Ом, от 10 Ом до 100 Ом и т. д.) на шесть значений следующим образом:
10 (1/6) = 1,5
Таким образом, каждое стандартное значение в E6 на 50% выше, чем предыдущее значение, округленное до двух значащих цифр в случае серии E-6. Следовательно, для интервала от 1 Ом до 10 Ом в серии E6 есть шесть предпочтительных значений: 1, 1,5, 2,2 и т. д.
При таком делении максимальная погрешность номинального значения резистора для серий Е1, Е3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192 делится на 50%, 40%, 20%, 10%, 5% , 2%, 1% и 0,5% соответственно. Серия E-192 также используется для допусков 0,25% и 0,1% и ниже. Серия E1 в настоящее время устарела, и даже серия E3 редко где используется, поскольку производители теперь производят резисторы с максимальным допуском 20% или меньше. Таким образом, каждая серия E связана с допуском резисторов следующим образом:
Доступны резисторы с допуском до 0,005. Их стоимость указана под E192 – Series. E-серия разделена на две группы: одна от E3 до E24, а другая от E48 до E192. Группа серии E от E3 до E24 имеет две значащие цифры в значении сопротивления, в то время как группа серии E от E48 до E-198 имеет три значащих цифры в значении сопротивления. Чаще всего используются серии E – от E6 до E192. Они имеют следующие предпочтительные значения сопротивлений:
Серия E6 – Серия E6 используется для резисторов с допуском 20%. Он имеет шесть предпочтительных значений, каждое из двух значащих цифр, для каждой декады следующим образом:
10 15 22 33 47 68
Серия E12 – Серия E12 используется для резисторов с допуском 10 %. Он имеет двенадцать предпочтительных значений, каждое из двух значащих цифр, для каждой декады следующим образом:
10 12 15 18 22 27
33 39 47 56 68 82
Серия E24 — серия E24 используется для резисторов с допуском 5 %. Он имеет двадцать четыре предпочтительных значения, каждая из двух значимых цифр, для каждого десятилетия следующим образом:
10 11 12 13 15 16
18 20 22 24 27 27 30
33 36 39 43 47 51
56 62 68 75 82 91
Серия E48 — серия E48 используется для резисторов с допуском 2%. Он имеет 48 предпочтительных значений, каждое из трех значащих цифр, для каждой декады следующим образом –
100 105 110 115 121 127
133 140 147 154 162 169
178 187 196 205 215 226
237 249 261 274 287 301
316 332 348 365 383 402
422 442 464 487 511 536
562 590 619 649 681 715
750 787 825 866 909 953
Серия E96 – Серия E96 используется для резисторов с допуском 1%. Он имеет девяносто шесть предпочтительных значений, каждое из трех значащих цифр, для каждого десятилетия следующим образом:
100 102 105 107 110 113
115 118 121 124 127 130
133 137 140 143 147 150
154 158 162 165 169 174
178 182 187 191 196 200
205 210 215 221 226 232
237 243 249 255 261 267
274 280 287 294 301 309
316 324 332 340 348 357
365 374 383 392 402 412
422 432 442 453 464 475
487 499 511 523 536 549
562 576 590 604 619 634
649 665 681 698 715 732
750 768 787 806 825 845
866 887 909 931 953 976
Серия E192 — серия E192 используется для резисторов, имеющих 0,5% толиса. Он имеет сто девяносто два предпочтительных значения, каждая из трех значительных цифр, для каждого десятилетия следующим образом —
100 101 102 104 105 106
107 109 110 111 113 114
115 117 118 120 121 123
124 126 129 130 132
133 135 137 138 140 142
143 145 147 149 150 152
154 156 158 160 162 164
165 167 169 172 174 176
178 180 182 184 187 189
191 193 198 2008 2003
205 208 210 213 215
191 193 198 2008 2003
205 208 210 213 215 9000 9000 9000 9000 9000 191 193 198 200 203
205 208 213 215 218
191 193 198 221 223 226 229 232 234
237 240 243 246 249 252
255 258 261 264 267 271
274 277 280 284 287 291
294 298 301 305 309 312
316 320 324 328 332 336
340 344 348 352 357 361
365 370 374 379 383 388
392 397 402 407 412 417
422 427 432 437 442 448
453 459 464 470 475 481
487 493 499 505 511 517
523 530 536 542 549 556
562 569 576 583 590 597
604 612 619 626 634 642
649 657 665 673 681 690
698 706 715 723 732 741
750 759 768 777 787 796
806 816 825 835 845 856
866 876 887 898 909 920
931 942 953 965 976 988
Определение наличия точного значения желаемого сопротивления Например, в рамках серии E6 приходится следующие сопротивления-
1,0 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8 (множитель 10 0 )
10 15 22 33 47 68 (множитель 10 1 )
100 150 220 330 470 680 ( Множитель 10 2 ) и так далее.
Итак, теперь вы можете быстро определить, точно ли доступно желаемое значение сопротивления, сопоставив его две или три значащие цифры с предпочтительными значениями Е-серии.
Последовательное и параллельное сочетание сопротивлений
Часто точное значение требуемого сопротивления недоступно. В таком случае два или более резистора могут быть соединены последовательно, параллельно или комбинацией последовательных и параллельных сопротивлений, чтобы получить эквивалентное сопротивление. В последовательном соединении эквивалентное сопротивление представляет собой просто сумму подключенных сопротивлений следующим образом:
Ч экв = Р1 + Р2 +….
При параллельном подключении эквивалентное сопротивление определяется формулами шунтирования следующим образом:
1/R eq = 1/R1 + 1/R2 +….
При последовательном соединении сопротивлений падение напряжения распределяется между резисторами. Поэтому необходимо соблюдать осторожность при подключении эквивалентного сопротивления с помощью ряда комбинаций резисторов, так как может быть непреднамеренная сеть разделения напряжения, добавленная в цепь ложными соединениями с соединениями подключенных резисторов. Точно так же важно позаботиться о параллельном соединении резисторов ветви тока.
Блоки резисторов
Резисторы обычно выпускаются с тремя типами выводов: сквозное металлизированное отверстие (PTH), технология/устройство поверхностного монтажа (SMT/SMD) и безвыводная поверхность с металлическим электродом (MELF). PTH предназначен для использования на макетных платах, прототипировании и сквозном монтаже на печатных платах. Типы разъемов SMT/SMD предназначены для пайки поверх посадочных площадок на печатных платах. Резисторы типа MELF похожи на резисторы SMD/SMT, но имеют цилиндрическую форму и не имеют выводов. Они также предназначены для пайки на посадочных площадках на печатных платах. Преимущество резисторов MELF заключается в более низком тепловом коэффициенте и лучшей стабильности по сравнению с резисторами SMD/SMT, в то время как с ними может быть сложно работать на механизированной сборочной машине. Во всех типах оконечной нагрузки резисторы бывают разных форм и размеров. Эти формы и размеры называются упаковками. Наиболее распространенным является осевой пакет или радиальный пакет с окончанием PTH. Резисторы MELF в основном выпускаются в трех корпусах — MicroMELF, MiniMELF и MELF. Точно так же резисторы SMD/SMT поставляются в нескольких упаковках, которые стандартизированы такими организациями, как JEDEC, с помощью четырехзначных имперских или метрических кодов.
Цветовые коды для резисторов
Стандартные 2-значные и 3-значные предпочтительные значения (серия E) для резисторов позволяют разрабатывать цветовые и числовые коды для резисторов. Резисторы с окончанием PTH или MELF имеют номинал и допуск, обозначенные цветовыми кодами. Резисторы из углеродной композиции, керамической композиции, углеродной пленки, металлической пленки и оксидно-металлической пленки обычно доступны с выводами PTH или MELF в виде осевых или радиальных корпусов. Для резисторов предусмотрены 3-, 4-, 5- и 6-полосные цветовые коды. Чтение этих цветовых кодов объясняется в следующей статье . 3, 4, 5 и 6-диапазонные цветовые коды резисторов.
Цифровые коды для резисторов
Резисторы с выводом SMD/SMT имеют номинал и допуск, указанные числовыми кодами. Резисторы SMD/SMT настолько малы, что на них невозможно использовать цветовую маркировку. Так, существует две системы числовых кодов – трехзначная и четырехзначная система числового кода и система EIA-96 для обозначения их значения и допуска.
Система трех- и четырехзначного числового кода
В этой системе номинал резистора обозначается трех- или четырехзначным числом. В трехзначном числе первые две цифры обозначают значащие разряды номинала резистора, а третья цифра обозначает множитель. В четырехзначном числе первые три цифры обозначают значащие разряды номинала резистора, а четвертая цифра обозначает множитель. Значения сопротивлений с десятичной точкой указываются путем вставки буквы «R» в десятичном разряде в трех- или четырехзначном коде. Например, на резисторе номиналом 0,01 Ом будет напечатан код 0R01. В следующей таблице показаны некоторые примеры трех- и четырехзначных кодов.
Система кодов E96 – Система E96 разработана для обозначения номинала резисторов серии E-96 для поверхностного монтажа/поверхностного монтажа с допуском 1%. В кодовой системе Е96 номинал резистора обозначается тремя символами, из которых первые два — цифры, а третий — буква. Цифры обозначают три значащие цифры значения сопротивления, которые можно проверить с помощью следующей справочной таблицы:
Третий символ, который является буквой, указывает на множитель согласно следующей справочной таблице:
Номинальная мощность резисторов PTH
Номинальная мощность резисторов типа PTH может быть определена путем измерения или наблюдения за их физическими размерами. Резисторы PTH обычно доступны в осевом или радиальном корпусе. Их номинальная мощность может быть определена путем измерения длины тела, диаметра тела, длины провода или диаметра провода. Очевидно, что наиболее удобным и точным будет измерение длины корпуса, поскольку измерение диаметра корпуса или вывода резистора может оказаться сложной задачей, а длина вывода остается неизменной для нескольких номиналов мощности. Кроме того, лиды могут быть прерваны по разным причинам. В следующей справочной таблице номинальная мощность резисторов PTH соотносится с их физическими размерами:
Номинальная мощность резисторов MELF
Резисторы MELF также поставляются в осевых или радиальных корпусах. Следующая справочная таблица связывает номинальную мощность резисторов MELF с их физическими размерами:
Номинальная мощность резисторов SMD/SMT
Номинальная мощность резисторов SMD/SMT может быть определена путем измерения их физических размеров или размеров. их посадочной площадки на печатной плате. Следующая справочная таблица соотносит номинальную мощность резисторов SMD/SMT с их физическими размерами и размером посадочной площадки для пайки:
Обратите внимание, что некоторые производители, особенно проволочных и фольгированных резисторов, используют свои собственные коды и таблицы номинальной мощности или просто печатают номера деталей. На резисторах с проволочной обмоткой обычно напечатана мощность в ваттах вместе с их номинальным значением и допуском или напечатан номер детали. Точно так же производители фольгированных резисторов могут иметь собственную систему кодирования в соответствии со своими национальными стандартами. Итак, в случае, если нет цветового кода, числового кода или E96, напечатанный на резисторе, обратитесь к таблице данных конкретного производителя, чтобы определить значение, допуск и номинальную мощность резистора.
Теперь вы можете определить номинал, допуск и номинальную мощность любого резистора. В следующей статье мы обсудим переменные резисторы.
Рубрики: Избранные материалы
С тегами: Конденсаторы, Электронная часть, Электронные детали, электроника, проекты в области электроники, Резисторы
Калькулятор мощности резистора
Авторы: Мехджабин Абдурразак и Войцех Сас, доктор философии
Отзыв от Rijk de Wet
Последнее обновление: 28 марта 2023 г.
- Как определить мощность резистора?
- Какова формула электрической мощности?
- Как найти мощность, рассеиваемую резистором?
- Как пользоваться калькулятором мощности резистора?
- Как использовать калькулятор мощности резистора для цепей с несколькими резисторами
- Подходит ли этот калькулятор мощности резистора для резисторов в цепях переменного тока?
- Часто задаваемые вопросы
Калькулятор мощности резистора Omni позволяет вычислить сколько электроэнергии поглощает и рассеивает резистор в виде тепла или света . В этой статье также объясняется:
- Как определить мощность резистора;
- Вывод формулы электрической мощности резистора; и
- Как найти мощность, рассеиваемую резистором.
Наш инструмент может быть полезен несколькими способами. Вы можете определить неизвестных переменных среди сопротивлений, мощности, напряжения и тока из любых двух из этих переменных!
Кроме того, вы можете использовать этот калькулятор мощности резистора, чтобы найти мощность, рассеиваемую каждым резистором в параллельной цепи или серии цепи , состоящей из десяти резисторов! Эта часть нашего инструмента также функционирует как калькулятор параллельного/последовательного сопротивления, калькулятор делителя напряжения и калькулятор делителя тока. Так почему бы не попробовать?
Как определить мощность резистора?
Мы не можем определить мощность резистора по его цветовому коду (узнайте, как рассчитать его с помощью нашего калькулятора цветового кода резистора!), но здесь нам может помочь его размер. Размер резистора зависит от его мощности или номинальной мощности.
Например, номинальная мощность наименьшего резистора из углеродного состава составляет 1/8 Вт1/8\ \mathrm{Вт}1/8 Вт, а самый большой резистор из сплава имеет номинальную мощность 5 Вт5\ \mathrm{Вт}. 5 Вт. А толстопленочный чип-резистор размером 20×10 мм20 \× 10\ \mathrm{мм}20×10 мм имеет номинальную мощность 1/20 Вт1/20\ \mathrm{Вт}1/20 Вт, тогда как 250 ×120 мм250 \times 120\ \mathrm{мм}250×120 мм толстопленочного чип-резистора номинальная мощность составляет 1 Вт1\ \mathrm{Вт}1 Вт.
Какова формула для электрической мощности?
Мы знаем, что электричество это поток электронов
![](/800/600/https/www.micros.com.pl/mediaserver/ryc-rys.rez0204.jpg)
W=Q⋅VW = Q \cdot VW=Q⋅V
где:
- WWW — общая работа выполненных работ;
- QQQ — суммарный заряд электронов, прошедших через резистор за заданный промежуток времени; и
- ВВВ — разность потенциалов на резисторе: вы можете рассчитать ее с помощью нашего калькулятора падения напряжения.
Мы знаем, что ток III представляет собой общий заряд, протекающий за период времени ΔtΔtΔt:
I=QΔtI = \frac{Q}{Δt}I=ΔtQ
Таким образом, мы можем переписать проделанную работу как:
Вт=(I⋅Δt)⋅VW = \left(I \cdot Δt\right) \cdot VW=(I⋅Δt)⋅V
Мощность – это скорость выполненной работы, поэтому электрическая мощность равна:
P=WΔt=V⋅I\begin{split} P &= \frac{W}{Δt} \\[1em] &= V\cdot I \end{split}P=ΔtW=V⋅I
⚠️ Не путайте единиц заряда с электроном. Плата за единицу 92}{Р} \\
\end{split}P=I2⋅R=RV2
Итак, мы знаем формулу для электрической мощности и изучили всю теорию расчета мощности, рассеиваемой резистором. Попробуем применить эти знания на практике!
Как пользоваться калькулятором мощности резистора?
Предположим, у нас есть следующая проблема:
❓ Три резистора 20 Ом20\ \mathrm{Ом}20 Ом, 30 Ом30\ \mathrm{Ом}30 Ом и 50 Ом50\ \mathrm{Ом}50 Ом подключен в серии через батарею 125 V125\\mathrm{V}125 В. Определить общая мощность рассеиваемая резисторами.
Давайте посмотрим, как использовать калькулятор мощности резистора для решения этой задачи:
Выберите соответствующие единицы для каждой величины. Единицами сопротивления, тока, напряжения и мощности являются ом (Ω\mathrm{Ω}Ω), ампер (A\mathrm{A}A), вольт (V\mathrm{V}V) и ватт (W\ mathrm{W}W) соответственно по умолчанию.
Определите переменные, указанные в вопросе — в приведенном выше вопросе заданными величинами являются сопротивление и напряжение.
Введите 100 Ω100\ \mathrm{Ω}100 Ω (эквивалентное сопротивление) в поле ввода сопротивления.
Введите 125 V125\ \mathrm{V}125 V в поле ввода напряжения.
Вот оно! Наш калькулятор мощности резистора отображает как ток, протекающий через резистор (1,25 A1,25\\mathrm{A}1,25 A), так и мощность, рассеиваемую резистором (156,25 Вт 156,25\\mathrm{Вт}156,25 Вт).
Как использовать калькулятор мощности резистора для цепей с несколькими резисторами
Для использования калькулятора мощности резистора для цепей с несколькими резисторами :
- Выберите тип цепи из раскрывающегося списка с пометкой
Тип цепи
. - Выберите известный параметр между током и напряжением блока питания из выпадающего списка для
Мой блок питания имеет константу
. Введите известное значение параметра в следующей строке. - Старт ввод сопротивления резисторов из
Resistor 1
(R1R_1R1). Каждый раз, когда вы вводите значение сопротивления, появляется новая строка для добавления следующего сопротивления. Вы можете добавить до десяти резисторов.
Полегче! Наш калькулятор мощности резистора отображает эквивалентное сопротивление , ток через каждый резистор, падение напряжения на каждом резисторе и мощность , рассеиваемую на каждом резисторе !
Подходит ли этот калькулятор мощности резистора для резисторов в цепях переменного тока?
Наш калькулятор использует уравнение для мощности в цепи постоянного тока для определения мощности, поглощаемой резистором, согласно формуле P=V⋅IP = V\cdot IP=V⋅I. Средняя мощность цепи переменного тока является произведением среднеквадратичных (RMS) значений напряжения и тока от источника питания, а также коэффициента мощности:
P=VRMS⋅IRMS⋅PFP = V_{ \rm RMS} \cdot I _{\rm RMS} \cdot \text{PF}P=VRMS⋅IRMS⋅PF
Здесь VRMSV _{\mathrm{RMS}}VRMS и IRMSI_{\mathrm{RMS} }IRMS обозначают среднеквадратичные значения напряжения и тока. PF\text{PF}PF — коэффициент мощности цепи.
Среднеквадратичные значения напряжения и тока эквивалентны постоянному напряжению и току соответственно: если вы запутались, наш калькулятор среднеквадратичного напряжения здесь, чтобы помочь! Для чисто резистивной цепи (цепь, содержащая только резисторы и не содержащая конденсаторов или катушек индуктивности, или цепь, в которой только резисторы рассеивают всю мощность цепи) коэффициент мощности будет равен 1.
Следовательно, мощность, рассеиваемая резистор в цепи переменного тока без конденсаторов и катушек индуктивности равно P=VRMS⋅IRMSP = V_{\mathrm{RMS}} \cdot I _{\mathrm{RMS}}P=VRMS⋅IRMS. Это означает, что вы можете использовать наш инструмент для расчета мощности, рассеиваемой резистором в цепи переменного тока, но только если он чисто резистивный.
Часто задаваемые вопросы
Как резистор влияет на электрическую цепь?
Резисторы замедляют электроны, протекающие в его цепи, а уменьшают общий ток в его цепи. Высокое сродство атомов резистора к электрону заставляет электроны в резисторе замедляться. Эти электроны оказывают отталкивающую силу на электроны, удаляющиеся от отрицательного полюса батареи, замедляя их. Электроны между резистором и положительной клеммой не испытывают сильного отталкивания от электронов вблизи отрицательной клеммы и в резисторе и, следовательно, не ускоряются.
Может ли резистор подавать питание?
№ . Процесс подачи электроэнергии включает преобразование других форм энергии в электрическую энергию. Резисторы преобразуют электрическую энергию в тепловую. Итак, резистор не может подавать питание в цепь, а вместо этого поглощает и рассеивает мощность .
Как найти мощность, рассеиваемую резистором 10 Ом, подключенным параллельно резистору 5 Ом мощностью 40 Вт?
При параллельном соединении резисторов напряжение на каждом резисторе одинаковое .
Найдите напряжение (В) на резисторе R 1 номинальной мощности P 1 по формуле:
В = √(P 1 × R 1 )
Рассчитайте мощность, рассеиваемую вторым резистором (R 2 ), P 2 = V 2 /R 2 .
Общее напряжение равно 14,14 В, поэтому результирующая мощность равна 20 Вт .
Как определить, какой резистор рассеивает наибольшую мощность в цепи?
Компонент с наибольшим сопротивлением рассеивает наибольшую мощность в последовательной цепи . В последовательной цепи через все резисторы протекает одинаковый ток, а мощность равна произведению квадрата тока на сопротивление: I 2 R .
В параллельной цепи компонент с наименьшим сопротивлением рассеивает наибольшую мощность в параллельной цепи , поскольку напряжение на резисторах остается неизменным, а мощность является произведением напряжения и тока ( В×I ).
Для чего используются силовые резисторы?
Мощные резисторы используются для рассеивания больших количеств энергии в виде тепла , так как их сопротивление существенно не изменяется при повышении температуры.