Как найти рассеиваемую мощность резистора

Мощность резистора

2 марта 2022 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:

Мощность 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

Как рассчитать мощность резистора?

Мощность рассеивания резистора

У резистора есть довольно важный параметр, который целиком и полностью влияет на надёжность его работы. Этот параметр называется мощностью рассеивания. Он уже упоминался в статье о параметрах резистора.

Сама по себе мощность постоянного тока рассчитывается по простой формуле:

Здесь, P_(Вт) – мощность;

U_(В) – напряжение;

I_(А) – ток.

Как видим, мощность зависит от напряжения и тока. В реальной цепи через резистор протекает определённый ток. Поскольку резистор обладает сопротивлением, то под действием протекающего тока резистор нагревается. На нём выделяется какое-то количество тепла. Это и есть та мощность, которая рассеивается на резисторе.

Если в схему установить резистор меньшей мощности рассеивания, чем требуется, то резистор будет нагреваться и в результате сгорит. Поэтому, если в схеме нужно заменить резистор мощностью 0,5 Ватт, то ставим на 0,5 Ватт и более. Но никак не меньше!

Каждый резистор рассчитан на свою мощность. Стандартный ряд мощностей рассеивания резисторов состоит из значений:

• 0,125 Вт
• 0,25 Вт
• 0,5 Вт
• 1 Вт
• 2 Вт
• Более 2 Вт.

Чем больше резистор по размерам, тем, как правило, на большую мощность рассеивания он рассчитан.

Допустим, у нас есть резистор с номинальным сопротивлением 100 Ом. Через него течёт ток 0,1 Ампер. На какую мощность должен быть рассчитан этот резистор?

Тут нам потребуется формула. Выглядит она так:

Здесь, P_(Вт) – мощность;

R_(Ом) – сопротивление цепи (в данном случае резистора);

I_(А) – ток, протекающий через резистор.

Все расчёты следует производить, строго соблюдая размерность. Так, если сопротивление резистора не 100 Ом, а 1 кОм, то в формулу нужно подставить значение в Омах, т.е. 1000 Ом (1 кОм = 1000 Ом). Тоже правило касается и других величин (тока, напряжения).

Рассчитаем мощность для нашего резистора:

Мы получили мощность 1 Ватт. Теперь небольшое отступление.

В реальную схему необходимо устанавливать резистор с мощностью в полтора – два раза выше рассчитанной.

Поэтому нам подойдёт резистор мощностью 2 Вт (см. стандартный ряд мощностей резисторов).

Также есть и другая формула для расчёта мощности. Она применяется в том случае, если неизвестен ток, который протекает через резистор.

Всё бы хорошо, но в жизни бывают случаи, когда применяется последовательное или параллельное соединение резисторов. Как рассчитать мощность рассеивания для каждого из резисторов в последовательной или параллельной цепи?

Допустим, нам требуется заменить резистор сопротивлением 100 Ом. Протекающий через него ток равен 0,1 Ампер. Следовательно, мощность этого резистора 1 Ватт.

Для его замены можно применить два соединённых последовательно резистора сопротивлением 20 Ом и 80 Ом. На какую мощность должны быть рассчитаны эти резисторы?

Для последовательной цепи действует одно правило. Через последовательно соединённые резисторы течёт один и тот же ток. Теперь применим формулу для расчёта мощности и получим, что мощность рассеивания резистора на 20 Ом должна быть равна 0,2 Вт, а резистора на 80 Ом – 0,8 Вт. Выбираем резисторы согласно стандартному ряду мощностей:

R₁ – 20 Ом (0,5 Вт);

R₂ – 80 Ом (1 Вт)

Как видим, если сопротивления резисторов будут разные, то и мощность на них будет выделяться разная.

Мощность, рассеивающаяся на резисторе, зависит в первую очередь от тока, который течёт через данный резистор. А ток зависит от сопротивления резистора. Поэтому, если вы соединяете последовательно резисторы разных номиналов, то и рассеивающаяся мощность распределиться между ними.

Это обстоятельство необходимо учитывать при самостоятельном конструировании электронных самоделок иначе при неправильном подборе резисторов может получиться так, что на одном резисторе выделиться больше мощности, чем на другом, и он будет работать в тяжёлом температурном режиме.

Чтобы не ломать голову и не рассчитывать мощность каждого в отдельности резистора, можно поступать так:

Мощность каждого резистора, входящего в составляемую нами цепь (параллельную или последовательную) должна быть равна мощности заменяемого резистора. Иными словами, если нам надо заменить резистор, мощностью 1 Вт, то каждый из резисторов для его замены должен иметь мощность не менее 1 Ватта. На практике это самое быстрое и эффективное решение.

Для параллельного соединения резисторов нужно учитывать, что через резистор с меньшим сопротивлением протекает больший ток. Следовательно, и мощности на нём будет рассеиваться больше.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Научись паять! Минимальный наборчик для пайки.

• Научись паять! Подготовка и уход за паяльником.

Юмор юмором, но человек тут за помощью, раз значения разные, значит допустил ошибку. Fisher, напиши значения U, R, I, которыми ты апиллируешь.

U = 24 В 5,7 В

I = 0.02 А

R = 300 Ом

Спасибо за поддержку) За напряжение брал напряжение источника, а не падение…

Но всё же есть разница в значениях:

1) 5.7 В * 0,02 А = 0,114 Вт;

2) 5,7² В / 300 Ом = 0,108 В.

Разброс маленький, да не суть. А вот собственно, зачем я этим интересуюсь:

Резисторы 1206 имеют мощность 0,25 Вт, значит ли это, что если расчетное значение рассеиваемой мощности (в моём случае это 0,114 Вт) не превышает номинального показателя (т.е. 0,25 Вт), то резистор будет работать исправно, не перегреваясь, или я заблуждаюсь?

Fisher U в данном случае это падение напряжения на резисторе а не напруга на входе схемы. А так-то да опять курс физики средней школы.

Спасибо!

отправить аФтара в школу на курс математики и физики!

Знаете что, никому не пожелаю таких учетелей физики, которые попадались мне на моём учебном пути, что в школе, что в колледже, что в университете!

Изменено 2 февраля, 2016 пользователем -=FISHER=-

1. Расчет мощностей рассеивания на резисторах

Произведем расчет
мощностей, рассеиваемых на резисторах,
и выберем резисторы в соответствии с
ГОСТ 28884-90 с 5% запасом мощности.

При расчетах будем
руководствоваться общей формулой
расчета мощности

,

(6.1)

Мощности, рассеиваемые
на резисторах R₁, R₂, R₃,
R₄, R₅, R₆ определяются
следующим образом:

	(6.2)
	(6.3)
	(6.4)
	(6.5)
,	(6.6)
,	(6.7)

Произведя подстановку
числовых значений в (6.2)–(6.7), получим:

P_R1=((0,18+0,06)∙10^-3)²∙15520=0,894
мВт,

P_R2=(0,18∙10^-3)²∙42910=
1,390 мВт,

P_R3=((2,8+0,06)∙10^-3)²∙230=1,881
мВт,

P_R4=((0,18+0,06)∙10^-3)²∙15520=0,894
мВт,

P_R5=(0,18∙10^-3)²∙42910=
1,390 мВт,

P_R6==(2,8∙10^-3)²∙2500=19,6
мВт,

Мощность, выделяемая
на резисторах фазовращающей цепочки,
при различной частоте, определяется по
формуле:

(6.8)

_{Найдем максимальную
мощность, выделяемую в ветвях фазовращающей
цепи при различных диапазонах частот
по формуле (6.8):}

f₁=10÷50Гц:
P₂ =(4/√2)²/26300=0,3
мВт

f₂=100÷200Гц:
P₁=(4/√2)²/6570=1,2
мВт

В соответствие с
ГОСТ 28884-90 произведем подбор резисторов
с 5% запасом по мощности:

R₁:
МЛТ-0,125-16
кОм5%;

R₂:
МЛТ-0,125-43
кОм5%;

R₃:
МЛТ-0,125-240
Ом5%;

R₄:
МЛТ-0,125-51
кОм5%;

R₅:
МЛТ-0,125-1,6
Ом5%;

R₆:
МЛТ-0,125-2,7
кОм5%;

R₇,
R₈, R₉
: МЛТ-0,125-6,8
кОм5%;

R_7’,
R_8’, R_9’
: МЛТ-0,125-27
кОм5%;

Заключение

В процессе расчета
RC-генератора гармонических
колебаний были изучены схема генератора
и принципы его действия; также был
произведен электрический расчет
генератора, фазовращающей цепи и расчет
номиналов резисторов и конденсаторов.
Был произведен графоаналитический
расчет генератора, определены постоянные
составляющие токов коллектора и базы,
напряжений коллектор-эмиттер и
база-эмиттер, найдены амплитуды токов
и напряжений; Были построены выходные
и входные характеристики транзистора,
графики которых представлены в приложении
А.

Список используемой литературы

1.
Каяцкас А.А. Основы
радиоэлектроники: учебное пособие
для студентов ВУЗов по специальности
«Конструирование и производство
радиоаппаратуры»-М.:Высш.шк.,1988.

2.
Справочник по полупроводниковым диодам,
транзисторам и интегральным схемам/под
общ. ред. Н.Н.Горюнова-М,:Энергия,1972.

3.
Терещук P.M..
Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые
приемно-усилительные устройства:
Справочник радиолюбителя-Киев :Hayкова
думка, 1982.

4.
Скаржепа В.А., Сенько В.И. Электроника и
микросхемотехника: Сборник задач/под
общ, ред. Красношеиной, -Киев: Выщя школа,
1989.

5.
Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники:
учеб. для вузов. – М.: МИРЭА,

1997–
512 с.

6.
Нефёдов В.И. Основы радиоэлектроники:
учеб. для вузов. – М.: В.Ш., 2000

– 398
с.

7.
Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А. Теория нелинейных
электрических цепей. М.:

Связь.,
1974 –383с.

8.
Ушаков В.Н. Основы радиоэлектроники. –
М.: В.Ш., 1979 – 287 с.

9.
Гусев В.Г., ГусевЮ.М. Электроника. – М.:
В.Ш., 1982 – 495 с.

10.
Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная
электроника. – М.:

Энергоатомиздат.,
1988 – 320 с.

11.
Методические указания к лабораторным
раб

Резисторы:
Справочник/ В.В. Дубровский, Д.М. Иванов,
Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И.
Четверткова и В.М. Терехова. – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1991.
-528 с.: ил.

Приложение
А

RC-
генератор гармонических колебаний –
принципиальная схема

RC-
генератор гармонических колебаний –
входная характеристика

RC-
генератор гармонических колебаний –
выходная характеристика

RC-
генератор гармонических колебаний –
перечень элементов

26

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #