Rezistor má poměrně důležitý parametr, který zcela ovlivňuje spolehlivost jeho provozu. Tento parametr se nazývá disipační výkon. Bylo to zmíněno již v článku o parametrech rezistorů.
Samotný DC výkon se vypočítá pomocí jednoduchého vzorce:
Jak vidíte, výkon závisí na napětí a proudu. V reálném obvodu protéká určitý proud odporem. Protože rezistor má odpor, rezistor se vlivem protékajícího proudu zahřívá. Uvolňuje trochu tepla. To je výkon, který je rozptylován rezistorem.
Pokud nainstalujete rezistor s menším ztrátovým výkonem, než je požadováno v obvodu, rezistor se zahřeje a nakonec shoří. Pokud tedy potřebujete vyměnit 0,5W rezistor v obvodu, nastavte jej na 0,5W nebo více. Ale ne méně!
Každý rezistor je navržen pro svůj vlastní výkon. Standardní řada odporů pro ztrátový výkon se skládá z následujících hodnot:
Čím větší je odpor, tím větší výkon je zpravidla navržen k rozptýlení.
Řekněme, že máme rezistor s nominálním odporem 100 ohmů. Protéká jím proud 0,1 Ampér. Na jaký výkon by měl být tento odpor dimenzován?
Zde potřebujeme vzorec. Vypadá to takto:
R(Ohm) – odpor obvodu (v tomto případě odpor);
I(A) – proud protékající rezistorem.
Všechny výpočty by měly být prováděny s přísným dodržováním rozměrů. Pokud tedy odpor rezistoru není 100 Ohmů, ale 1 kOhm, musíte do vzorce dosadit hodnotu v Ohmech, tzn. 1000 Ohm (1 kOhm = 1000 Ohm). Stejné pravidlo platí i pro ostatní veličiny (proud, napětí).
Vypočítejme výkon našeho odporu:
Dostali jsme výkon 1 Watt. Nyní malá odbočka.
V reálném obvodu je nutné instalovat rezistor s výkonem jeden a půl až dvakrát vyšším, než je vypočtený.
Proto je pro nás vhodný rezistor o výkonu 2 W (viz standardní řada výkonů rezistorů).
Existuje také další vzorec pro výpočet výkonu. Používá se, když je neznámý proud procházející rezistorem.
Všechno by bylo v pořádku, ale v životě existují případy, kdy se používá sériové nebo paralelní zapojení rezistorů. Jak vypočítat ztrátový výkon pro každý z rezistorů v sériovém nebo paralelním obvodu?
Řekněme, že potřebujeme vyměnit rezistor s odporem 100 ohmů. Proud jím protéká je 0,1 Ampér. Proto je výkon tohoto odporu 1 Watt.
K jeho výměně můžete použít dva rezistory zapojené do série s odporem 20 Ohmů a 80 Ohmů. Na jaký výkon by měly být tyto odpory dimenzovány?
Pro sedmikrásku platí jedno pravidlo. Stejný proud protéká odpory zapojenými do série. Nyní použijeme vzorec pro výpočet výkonu a zjistíme, že ztrátový výkon rezistoru 20 Ohm by měl být roven 0,2 W a ztrátový výkon odporu 80 Ohm by měl být 0,8 W. Rezistory vybíráme podle standardního výkonového rozsahu:
Jak vidíte, pokud jsou odpory rezistorů různé, bude se lišit i výkon jim přidělený.
Výkon rozptýlený rezistorem závisí především na proudu, který rezistorem protéká. A proud závisí na odporu rezistoru. Pokud tedy zapojíte odpory různých hodnot do série, bude mezi ně distribuován rozptýlený výkon.
Tuto okolnost je třeba vzít v úvahu při nezávislém navrhování elektronických domácích výrobků, jinak, pokud jsou odpory vybrány nesprávně, může se ukázat, že na jednom odporu je uvolněno více energie než na druhém a bude pracovat v náročných teplotních podmínkách.
Abyste si nelámali hlavu a vypočítali výkon každého jednotlivého odporu, můžete to udělat takto:
Výkon každého rezistoru obsaženého v obvodu, který skládáme (paralelní nebo sériový), se musí rovnat výkonu vyměnitelné odpor. Jinými slovy, pokud potřebujeme vyměnit rezistor s výkonem 1 W, pak každý z rezistorů, který ho vyměníme, musí mít výkon alespoň 1 Watt. V praxi se jedná o nejrychlejší a nejefektivnější řešení.
Pro paralelní zapojení rezistorů je třeba počítat s tím, že rezistorem s nižším odporem protéká větší proud. V důsledku toho se na něm rozptýlí více energie.
Dnes budeme mluvit o síle rezistorů. To je také velmi důležitý parametr. Již jsem mluvil o tom, co je rezistor a jaké typy a typy rezistorů existují. Ale podrobně jsme o moci nemluvili.
Výkon rezistoru – to je maximální přípustná hodnota výkonu elektrického proudu (měrná jednotka Watt), kterou může rezistor sám projít bez přehřátí a poruchy. Rezistor v závislosti na svém odporu a procházejícím proudu přeměňuje část elektrické energie na teplo. Toto se nazývá ztrátový výkon rezistoru.
Kolik energie uvolní (rozptýlí) rezistor
Jak jsem psal výše, ztrátový výkon rezistoru závisí na jeho odporu a síle proudu, který jím prochází. Pro výpočet výkonu, který bude rozptýlen jako teplo na rezistoru, se používá vzorec: P = I² * R
- P – výkon ve Wattech
- I – Proud v ampérech
- R – Odpor v Ohmech
Spočítejme si například výkon, který bude rozptylován rezistorem v obvodu se zapojením LED. Zde je schéma zapojení:
O tom, jak vypočítat hodnotu odporu pro připojení LED a proud v obvodu, a také jak ovládat LED pomocí Arduina, jsem psal v tomto článku. V našem příkladu je použit odpor 150 ohmů a proud v obvodu je 20 miliampérů nebo 0.02 ampérů. Nyní můžeme vypočítat výkon, který bude rozptylován rezistorem.
P = I² * R = 0.02² * 150 = 0.0004 * 150 = 0.06 Watt
To znamená, že přes náš rezistor se rozptýlí 0.06 Wattu. To není vůbec mnoho, takže bude stačit téměř každý rezistor, s výjimkou většiny nízkoenergetických SMD prvků.
Pokud skutečná ztráta výkonu překročí kapacitu rezistoru, přehřeje se a nakonec shoří. Tím se nejen přeruší elektrický obvod, ale může také dojít k požáru. Zkuste proto použít rezistory s deklarovaným výkonem větším než požadovaný výkon 1.5-2krát.
Jak určit výkon rezistoru
Jak jsem již psal v jiných článcích, rezistory jsou většinou malé prvky, takže je těžké popsat všechny jejich parametry na jejich těle. Pro popis jmenovitého výkonu a třídy přesnosti se používá barevné značení nebo speciální značení pro SMD rezistory. A abychom pochopili, jak velký výkon je třeba změřit odpor. Zde je schéma, které vám pomůže zjistit výkon rezistorů v závislosti na jejich velikosti:
Výkon rezistoru v závislosti na velikosti
Existují i odpory určené pro vyšší výkony. Jsou již větší, takže jejich síla a hodnocení jsou na pouzdru napsány „lidskou řečí“. Zde jsou keramické odpory nebo dokonce vysoce výkonné odpory s chladičem pro odvod tepla:
Keramické rezistory s odporem 10 Ohmů a výkonem 10 Wattů
Rezistor s 10 Ohm radiátorem a výkonem 50 Wattů
Výkon SMD rezistorů
Zahrnout indikátor maximálního výkonu na tak malá pouzdra bylo prostě nemožné. Stále ale můžeme určit maximální výkon SMD rezistoru pomocí posuvného měřítka, nebo alespoň běžného pravítka. Faktem je, že výkon závisí na velikosti pouzdra rezistoru SMD. Proto jsou rozděleny do standardních velikostí a označeny čísly, která udávají délku a šířku pouzdra v palcích. Zde je tabulka, pomocí které můžete určit přípustný výkon rezistoru SMD:
| Velikost v palcích | Délka v mm | Šířka v mm | Výkon při 70°C ve wattech |
| 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 |
Tabulka výkonu SMD rezistorů
Upozorňujeme, že při sériovém a paralelním zapojení rezistorů se ztrátový výkon vypočítává pro každý rezistor zvlášť.
Železo
Jedná se o rozšířenou startovací sadu. Stavebnice obsahuje Arduino Mega R3, vývojové desky, mnoho senzorů, řízené mechanismy a potřebné elektronické součástky. Úplný seznam.
Arduino Uno je deska založená na mikrokontroléru ATmega328P s frekvencí 16 MHz. Deska má vše, co potřebujete pro pohodlnou a rychlou práci.
