Как подобрать резистор для понижения напряжения: формула падения на резисторе, онлайн-калькулятор

Содержание

Принципы подбора резистора для понижения мощности: параметры, маркировка

Резисторы – радиоэлементы, без которых нельзя построить ни одну электрическую схему. На их долю приходится примерно половина всех монтируемых в схеме деталей. Резисторы позволяют контролировать, ограничивать и распределять ток между другими элементами. Их основной характеристикой является сопротивление, измеряемое в Ом.

Обозначение резисторов

Графический знак резистора, принятый среди наших соотечественников, – прямоугольник. За рубежом его изображают в виде ломаной линии, напоминающей букву W. На схемах рядом с графическим изображением указывают буквенно-цифровую маркировку, которая включает букву R, число, которое обозначает номер элемента на схеме, значение сопротивления. Если к номеру позиции элемента добавлен значок «*», то это означает, что величина сопротивления указана приблизительно. Точное значение придется подбирать при настройке устройства. Поэтому постоянные резисторы для данной области применения не пригодны. Внутри графического символа может указываться номинальная мощность рассеивания.

Виды резисторов

Производители предлагают широчайший ассортимент резисторов, из которого нужно подобрать деталь, подходящую по конструкции, назначению и цене. Рассмотрим характеристики самых распространенных видов этих радиоэлементов. По материалу резистивного элемента различают изделия проволочные, непроволочные, металлофольговые.

Проволочные

Это традиционная разновидность, применяемая нашими папами и дедушками. Токопроводящую проволоку с большим удельным сопротивлением изготавливают на основе сплавов из меди, никеля, марганца – манганина, константана, никелина. В ходе работы могут нагреваться.

Непроволочные

В конструкцию входят: диэлектрическое основание и покрытие, обладающее определенным сопротивлением. Такое покрытие называют резистивом, оно может быть пленочным или объемным. Пленочные бывают:

  • Тонкопленочными. Их толщина измеряется в нанометрах. Резистив наносят вакуумным напылением на диэлектрическую подложку. Стоимость такой продукции выше стоимости толстопленочных аналогов. Ее преимущества: хороший температурный коэффициент сопротивления, невысокие – паразитная индуктивность и уровень шума. Востребованы в основном для устройств СВЧ, в которых требуется точность и стабильность.
  • Толстопленочными. Эти изделия имеют толщину в десятых долях миллиметра. Бывают – лакосажевые, керметные, на базе токопроводящих пластмасс. Это недорогие резисторы, их отклонение от номинального значения составляет 1-2%.

Сопротивление пленочных резисторов регулируют за счет толщины покрытия. Основные характеристики этих изделий: стабильность, точность, широкий диапазон значений сопротивления – от нескольких Ом до МОм.

Классификация резисторов по принципу работы

В зависимости от области применения, используют резисторы:

  • Постоянные. Эти элементы лишены способности менять сопротивление во время эксплуатации.
  • Подстроечные. Такие элементы имеют три вывода. Сопротивление между двумя выводами постоянное. Если третий связывают с подвижным контактом, то получают делитель напряжения. Используются для настройки чувствительности датчиков и другой аппаратуры.
  • Переменные, называемые «потенциометрами». С их помощью регулируют работу аппаратуры путем изменения сопротивления.

Разновидности полупроводниковых резисторов

В категорию полупроводниковых резисторов входят:

  • Терморезисторы. Сопротивление таких элементов изменяется, в зависимости от температуры окружающей среды.
  • Варисторы. Изменение сопротивления происходит в соответствии с изменением величины напряжения. Используйте эти детали, если хотите защитить основные элементы схемы от скачков напряжения в сети.
  • Фоторезисторы – очень популярная продукция, используемая в электронных схемах часов, управления уличным освещением. Реагирует на степень освещенности. При ее низком уровне сопротивление этого элемента достигает 1 мОм, при ярком освещении оно резко падает.

Параметры, учитываемые при покупке резисторов

При покупке этих деталей учитывают:

  • Самый важный параметр – сопротивление, которое определяется нормативной документацией. Его номинальное значение указывается на корпусе детали. Значения до 999 Ом выражаются в Ом, 1000-99000 Ом – в кОм, от 1 000 000 Ом – в МОм. Помимо сопротивления, необходимо правильно подобрать допуск на точность, который может находиться в пределах 0,5-10%. При выборе величины допуска следует помнить: чем выше точность, тем меньше эксплуатационный температурный интервал.
  • Номинальная мощность – это максимально допустимая мощность, рассеиваемая на резисторном элементе, при которой рабочие характеристики резистора сохраняются в течение всего установленного эксплуатационного периода. Например, если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может составить 90-110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью замера омметром или мультиметром.
  • Температурный коэффициент сопротивления. Эта величина характеризует относительное изменение сопротивления детали при повышении или понижении температуры на 1°C. ТКС для одного резистора в разных температурных интервалах может иметь разное значение.
  • Электрическая прочность. Указывает на предельное напряжение, при котором элемент может функционировать без выхода из строя на протяжении всего установленного срока службы.

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?


Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.


Закон Ома для участка цепи

Пожалуй, закон Ома для участка цепи является основой электротехники и электроники. Любое Пособие по физике для поступающих в вузы описывает Закон Ома и любой инженер должен его знать. Этот закон настолько прост, что его, по идее, должен знать и понимать каждый школьник. Однако я встречал людей с высшим техническим образованием, которые не знали как рассчитать простейшую электрическую цепь из двух резисторов. И это не шутка. Именно поэтому я решил написать небольшую статью, посвящённую Закону Ома для участка цепи. Постараюсь сделать это понятными словами.

Закон Ома для участка цепи определяет зависимость между силой тока в проводнике и напряжением (разностью потенциалов) между двумя точками этого проводника. Эти точки ещё называют сечениями. Почему? Проводник, каким бы он ни был (круглым, квадратным или любой другой формы) можно мысленно рассечь (см. рис. 1). Это и будет сечение. А ещё есть понятие площадь поперечного сечения (обычно, когда говорят «сечение» по отношению к проводнику, то как раз и подразумевают площадь поперечного сечения, но это уже другая тема).

Рис. 1. Сечение проводника.

В 1826 г. немецким учёным Георгом Омом (1787-1854) было замечено, что отношение разности потенциалов (напряжения) на концах металлического проводника к силе тока является величиной постоянной, то есть:

U/I = R = const
Эта величина зависит от геометрических свойств проводника (то есть от его размеров, в частности, от площади поперечного сечения), а также от его электрических свойств и температуры. Эта величина называется омическим (активным) сопротивлением, или просто сопротивлением.

Определение закона Ома для участка цепи следующее

Сила тока прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) на концах участка цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка
:
I = U/R
Где
U – напряжение на данном участке цепи
R – сопротивление данного участка цепи
Сопротивление проводника – это основная электрическая характеристика проводника. Эта характеристика определяет упорядоченное перемещение носителей тока в этом проводнике (или на участке цепи).

Единица измерения омического сопротивления в СИ – ом (Ом). Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если при силе тока в этом проводнике 1 А разность потенциалов (напряжение) на его концах равна 1 В, то есть

 
1 Ом = 1 В / 1 А
Иными словами, если взять проводник, по которому течёт ток силой 1 А, отмерить отрезок этого проводника таким образом, чтобы напряжение на концах этого отрезка было равно 1 В, то сопротивление этого отрезка будет 1 Ом (рис. 2).

Рис. 2. Сопротивление проводника.

Как говаривал один известный товарищ – теория без практики мертва. Надеюсь, что всё прочитанное выше вы поняли. Но остался один вопрос – зачем это надо? Где можно применить полученные знания на практике? Приведу два простых примера, которые, однако, используются очень часто в электронике.

Делитель напряжения

Довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью понизить напряжение, например, с 12 до 3 вольт. Сделать это можно с помощью двух резисторов (см. рис. 3). Если вы не знаете, что такое резисторы, то советую ознакомиться со статьёй РЕЗИСТОРЫ. Ну а если знаете, то дальше можете прочитать о том, как это сделать.

Задача, в общем-то, не сложная. Требуется подобрать два резистора таким образом, чтобы падение напряжения на одном из них составляло 3 вольта, а на втором – (12 – 3) = 9 вольт (для нашего примера). Кроме того, необходимо знать ток, который должен протекать в цепи. Допустим, что в нашем случае ток должен быть равен 50 мА (0,05 А). Тогда, используя закон Ома для участка цепи, вычислим полное сопротивление цепи, то есть общее сопротивление резисторов R1 и R2:

R = U/I = 12 В / 0,05 А = 240 Ом
Напомню, что все единицы измерения должны соответствовать принятым в СИ, то есть напряжение измеряется в ВОЛЬТАХ, ток – в АМПЕРАХ, а сопротивление – в ОМАХ.

Поскольку на любом участке цепи из последовательно включенных элементов ток одинаков, то вычислить сопротивление резисторов R2 и R1 не составит труда:

R1 = U1 / I = 9 / 0,05 = 180 Ом
R2 = U2 / I = 3 / 0,05 = 60 Ом
Ну вот и всё. Задача решена. Однако использовать такой делитель нужно с умом. Ведь любая нагрузка имеет своё сопротивление, которое называется входным сопротивлением. Это значит, что, подключив нагрузку к выходу делителя, мы тем самым уменьшим сопротивление цепи, а это, в свою очередь, увеличит ток в цепи и падение напряжения на резисторе R1 увеличится, а на нагрузке, соответственно, уменьшится. Что из этого следует? А следует из этого тот печальный факт, что сколь-нибудь мощную нагрузку подключать к выходу делителя нецелесообразно. Поэтому такие делители используются в основном, в электронных схемах, где протекают относительно небольшие токи.

Если интересно, то вы можете немного поэкспериментировать с делителем напряжения при помощи представленного ниже флэш-ролика (рис. 3). Для изменения входного напряжения и сопротивления резисторов воспользуйтесь соответственными «ползунками» или непосредственно введите данные в поля жёлтого цвета. Если флэш-ролик не отображается или не работает, то вам придётся настроить (или заменить) ваш браузер и/или установить (обновить) флэш-плеер.

Рис. 3. Делитель напряжения.

Как зажечь (но не сжечь) светодиод?

Светодиоды в наше время применяются очень широко – от простых устройств индикации до автомобильных фонарей и светофоров. Возможно, у вас возникала мысль поменять лампочки в автомобиле на светодиоды. Как бывалый автомобилист я вам этого делать не советую – возни много, а смысла мало. А вот как электронщик – помогу разобраться в премудростях включения светодиодов в электрическую цепь. Дело это несложное, но многие просто понятия не имеют, что и здесь нужно всё делать «по науке». А потом говорят, что светодиоды – вещь ненадёжная, хотя, как правило, выходят из строя светодиоды при правильной эксплуатации очень и очень редко. А вот при неправильной – ещё как. При желании сжечь светодиод можно моментально.

Надо сказать, что сейчас в магазинах довольно много разных «мигающих» и прочих светодиодов, которые на самом деле являются электронными устройствами, встроенными в корпус светодиодов. Такие устройства можно подключать непосредственно к источнику питания, без гасящего резистора. Однако мы здесь будем говорить об обычных светодиодах.

Схема включения светодиода показана на рис. 4. При включении светодиода в цепь постоянного тока необходимо соблюдать полярность (см. документацию на светодиод).

Итак, главное, что нам нужно знать:

  • Максимальное напряжение
  • Максимально допустимый ток светодиода
Максимально допустимый ток светодиода – это ток, при котором гарантируется долговременная работа светодиода без выхода его из строя. Не надо путать с кратковременным максимальным током. Эти данные берутся из справочных материалов. Но обычно ток светодиода составляет 10…20 мА.

Итак, допустим, что мы зачем-то хотим установить светодиод на автомобиль. Напряжение бортовой сети автомобиля при исправном оборудовании не может превышать 15 В. На это напряжение и будем рассчитывать. Допустим, что максимальный ток нашего светодиода составляет 20 мА (0,02 А). Далее нам необходимо учесть тот факт, что на любом полупроводнике (коим является и светодиод) падает какое-то напряжение. Для светодиодов это обычно 1,5…2 В. Примем его для нашего случая равным 2 В.

Поскольку резистор и светодиод будут подключены последовательно, то максимально возможное напряжение на резисторе для нашего примера будет

U1 = U – Ud = 15 – 2 = 13
Где
U1 – напряжение на гасящем резисторе R1
U – входное напряжение
Ud – напряжение, падающее на светодиоде
Теперь остаётся рассчитать резистор таким образом, чтобы через него протекал ток 20 мА при напряжении 13 В. Делаем это с помощью известного нам закона Ома для участка цепи:
R = U1 / I = 13 / 0,02 = 650 Ом
Ну вот и всё. Задача решена – для включения светодиода с заданными характеристиками нам потребуется резистор сопротивлением 650 Ом. Однако сопротивление – это не единственный параметр резистора. Резистор ещё должен иметь подходящую мощность. Кроме того, промышленностью не выпускаются резисторы сопротивлением 650 Ом (точнее, выпускаются, но для особых случаев). Но это уже другая история. Хотите знать больше? Читайте статью РЕЗИСТОРЫ.

Ну и кроме того предоставлю вам возможность закрепить полученный материал с помощью флэш-ролика (рис. 4).

Рис. 4. Подключение светодиода.

См. также:


Как рассчитать сопротивление резистора для светодиода: формула, онлайн калькулятор

Светодиоды пришли на смену традиционным системам освещения – лампам накаливания и энергосберегающим лампам. Чтобы диод работал правильно и не перегорел, его нельзя подключать напрямую в питающую сеть. Дело в том, что он имеет низкое внутреннее сопротивление, потому если подключить его напрямую, то сила тока окажется высокой, и он перегорит. Ограничить силу тока можно резисторами. Но нужно подобрать правильный резистор для светодиода. Для этого проводятся специальные расчеты.

Расчет резистора для светодиода

Чтобы компенсировать сопротивление светодиода, нужно прежде всего подобрать резистор с более высоким сопротивлением. Такой расчет не составит труда для тех, кто знает, что такое закон Ома.

Математический расчет

Исходя из закона Ома, рассчитываем по такой формуле:

где Un – напряжение сети; Uvd – напряжение, на которое рассчитана работа светодиода; Ivd – ток.

Допустим, у нас светодиод с характеристиками:

2,1 -3, 4 вольт – рабочее напряжение (Uvd). Возьмем среднее значение 2, 8 вольт.

20 ампер – рабочий ток (Ivd)

220 вольт – напряжение сети (Un)

В таком случае мы получаем величину сопротивления R = 10, 86. Однако этих расчетов недостаточно. Резистор может перегреваться. Для предотвращения перегрева нужно учитывать при выборе его мощность, которая рассчитывается по следующей формуле:

Обратите внимание, что резистор подведен на плюсовой контакт диода.

Для наглядности рекомендуем посмотреть видео:

Графический расчет

Графический способ – менее популярный для расчета резистора на светодиод, но может быть даже более удобный. Зная напряжение и ток диода (их называют еще вольтамперными характеристиками – ВАХ), вы можете узнать сопротивление нужного резистора по графику, представленному ниже:

Тут изображен расчет для диода с номинальным током 20мА и напряжением источника питания 5 вольт. Проводя пунктирную линию от 20 мА до пересечения с «кривой led» (синий цвет), чертим пересекающую линию от прямой Uled до прямой и получаем максимальное значение тока около 50 мА. Далее рассчитываем сопротивление по формуле:

Получаем значение 100 Ом для резистора. Находим для него мощность рассеивания (Силу тока берем из Imax):

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Источник: ledjournal.info

Онлайн-калькулятор расчета сопротивления

Задача усложняется, если вы хотите подключить не один, а несколько диодов.

Для облегчения самостоятельных расчетов мы подготовили онлайн-калькулятор расчета сопротивления резисторов. Если подключать несколько светодиодов, то нужно будет выбрать между параллельным и последовательным соединениями между ними. И для этих схем нужны дополнительные расчеты для источника питания. Можно их легко найти в интернете, но мы советуем воспользоваться нашим калькулятором.

Вам понадобится знать:

  1. Напряжение источника питания.
  2. Характеристику напряжения диода.
  3. Характеристику тока диода.
  4. Количество диодов.

А также нужно выбрать параллельную или последовательную схему подключения. Рекомендуем ознакомиться с разницей между соединениями в главах, которые мы подготовили ниже.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор поможет вам найти нужный номинал резистора для светодиода, подключенного по следующей схеме:

примечание: разделителем десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

  • U
    – источник питания;
  • UF
    – прямое напряжение светодиода;
  • IF
    – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание:

Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то выберите ближайшее бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

Источник: www.joyta.ru

Параллельное соединение

Для тех, кто уже сталкивался на практике со схемами подключения светодиодного освещения, вопрос о выборе между параллельным и последовательным соединением обычно не стоит. Чаще всего выбирают схему последовательного соединения. У параллельного соединения для светодиодов есть один важный недостаток – это удорожание и усложнение конструкции, потому что для каждого диода нужен отдельный резистор. Но такая схема имеет и большой плюс – если сгорела одна линия, то перестанет светить только один диод, остальные продолжат работу.

Расчёт резистора для светодиода.

Исходные данные:
Тип соединения:Один светодиод Последовательное соединение Параллельное соединение
Напряжение питания:Вольт
Прямое напряжение светодиода:Вольт
Ток через светодиод:Милиампер
Количество светодиодов:шт.
Результаты:
Точное значение резистора:Ом
Стандартное значение резистора:Ом
Минимальная мощность резистора:Ватт
Общая потребляемая мощность:Ватт
Тип соединения:Один светодиод Последовательное соединение Параллельное соединение
Напряжение питания:Вольт
Прямое напряжение светодиода:Вольт
Ток через светодиод:Милиампер
Количество светодиодов:шт.
Результаты:
Точное значение резистора:Ом
Стандартное значение резистора:Ом
Минимальная мощность резистора:Ватт
Общая потребляемая мощность:Ватт

Можно ли обойтись без резисторов

В бюджетных или просто старых приборах используются резисторы. Также они используются для подключения всего только нескольких светодиодов.

Но есть более современный способ – это понижение тока через светодиодный драйвер. Так, в светильниках в 90% встречаются именно драйверы. Это специальные блоки, которые через схему преобразуют характеристики тока и напряжения питающей сети. Главное их достоинство – они обеспечивают стабильную силу тока при изменении/колебании входного напряжения.

Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором. Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

Расчет резистора для светодиода

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:

где:

  • V — напряжение источника питания
  • VLED — напряжение падения на светодиоде
  • I – рабочий ток светодиода

Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:

Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.

Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.

Мы имеем:

  • источник питания: 12 вольт
  • напряжение светодиода: 2 вольта
  • рабочий ток светодиода: 30 мА

Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:

Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).

Последовательное соединение светодиодов

Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.

Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.

Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.

Используя закон Ома, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:

Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.

Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор поможет вам найти нужный номинал резистора для светодиода, подключенного по следующей схеме:

примечание: разделителем десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

Сопротивление резистора = (U – UF)/ IF

  • U – источник питания;
  • UF – прямое напряжение светодиода;
  • IF – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание: Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то выберите ближайшее бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

www.joyta.ru

Формулы расчета резистора для светодиода

Рассчитать резистор на светодиод – это вычислить напряжение и мощность.

Напряжение зависит от цвета лампочек:

  • 2 В (на практике 1,8-2,4 В) – желтые и красные;
  • 3 В (на практике 3-3,5 В) – синие, зеленые, белые.

По закону Ома (U = R*I) формула для расчета сопротивления ограничителя при последовательном подключении: R = U/I, где:

  • U –вольтаж источника питания;
  • I – ток одной лампочки.

Внимание! Чаще всего полученное значение не соответствует показателям резисторов, предлагаемых торговой сетью, выбирать следует деталь с ближайшим большим номиналом.

Цель расчета рассеиваемой мощности – определение объема выделяемого сопротивлением тепла и оптимальной нагрузки (вольтажа).

Онлайн расчет резистора для светодиода

Питание светодиодов не такой простой вопрос, как может показаться. Они крайне чувствительны к режиму, в котором работают и не терпят перегрузок. Самое главное, что нужно запомнить – полупроводниковые излучающие диоды питают стабильным током, а не напряжением. Даже идеально стабилизированное напряжение не обеспечит поддержки заданного режима, это следствие внутренней структуры и принципа действия полупроводников. Тем не менее при грамотном подходе светодиоды можно подключать к питанию через токоограничивающий или добавочный резистор. Его расчет сводится к элементарному подбору такого сопротивления, на котором будут падать лишние Вольты при заданной величине тока. Давайте рассмотрим, как рассчитать его номинал вручную или воспользоваться онлайн калькулятором.

Хоть и главным параметром для питания светодиода является ток, но есть и такой, как падение напряжения. Это величина необходимая для того, чтобы он зажегся. Отталкиваясь от нее проводят вычисления ограничительного резистора.

Типовые напряжения LED разных типов:

ЦветНапряжение, В
Белый2.8-3.2 для маломощных, 3.0 и выше для мощных (более 0.5 Вт)
Красный1.6-2.0
Зеленый1.9-4.0
Синий2.8-3.2
Желтый, оранжевый2.0-2.2
ИКДо 1.9
УФ3.1-4.4

Внимание! Если вы не можете найти документацию на имеющийся элемент – при использовании онлайн калькулятора возьмите данные из этой таблицы.

Чтобы сократить теорию, давайте сразу на практике рассчитаем сопротивление для подключения белого светодиода к бортовой цепи автомобиля 12В. Её фактическое значение при заведенном двигателе доходит до 14,2 В, а иногда и выше, значит его и берем для расчетов.

Тогда расчёт сопротивления для светодиода выполняют по закону Ома:

R=U/I

На светодиоде должно упасть усреднено 3 Вольта, значит нужно компенсировать:

Uрез=14,2-3=11,2 В

У обычного 5 мм светодиода номинальный ток равен 20 мА или 0,02 А. Рассчитываем сопротивление резистора, на котором должно упасть 11,2 В при заданном токе:

R=11,2/0,02=560 Ом или ближайший в большую сторону

Чтобы добиться стабильного питания и яркости в цепь питания дополнительно устанавливают стабилизатор L7805 или L7812 и проводят расчет относительно питающих 5 или 12 Вольт соответственно.

Как рассчитать резистор для подключения светодиода к сети 220 Вольт? Такой вопрос возникает, когда нужно сделать какую-то индикацию или маячок. Расчёт сопротивления в этом случае выглядит так:

Uрез=220-3=217 В

R=217/0,02=10850 Ом

Так как любой диод пропускает ток в одном направлении, то обратное напряжение приведет к тому, что он выйдет из строя. Значит параллельно светодиоду устанавливают еще один такой же или шунтирующий обычный маломощный выпрямительный диод, например, 1n4007.

С помощью нашего онлайн калькулятора можно рассчитать сопротивление для одного или нескольких соединенных последовательно или цепи параллельных светодиодов:

Если светодиодов несколько, тогда:

  • Для последовательного соединения резистор рассчитывают с учетом суммы падений на каждом элементе.
  • Для параллельного соединения сопротивление рассчитывают с учетом суммы токов каждого светоизлучающего диода.

Также нельзя забывать о мощности резистора, например, во втором примере с подключением цепи к сети 220В на нем будет выделяться мощность равная:

P=217*0,02=4,34 Вт

В данном случае это будет довольно крупный резистор. Чтобы уменьшить эту мощность, можно еще сильнее ограничить ток, например, в 0,01А, что снизит эту мощность в двое. В любом случае номинальная мощность сопротивления должна быть больше той, которая будет выделяться в процессе его работы.

Для долгой и стабильной работы излучателя при подключении к сети используйте в расчетах напряжение слегка выше номинального, то есть 230-240 В.

Если вам сложно посчитать или вы не уверены в чем-то, тогда наш онлайн калькулятор для расчета резистора для светодиода быстро подскажет вам, какой нужен резистор из стандартного размерного ряда, а также его минимальную мощность.

Какой стабилитрон на 3 вольта. Блок питания. Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением

Светодиоды разного цвета имеют свою рабочую зону напряжения. Если мы видим светодиод на 3 вольта, то он может давать белый, голубой или зеленый свет. Напрямую подключать его к источнику питания, который генерирует более 3 вольт нельзя.

Расчет сопротивления резистора

Чтобы понизить напряжение на светодиоде, в цепь перед ним последовательно включают резистор. Основная задача электрика или любителя будет заключаться в том, чтобы правильно подобрать сопротивление.

В этом нет особой сложности. Главное, знать электрические параметры светодиодной лампочки, вспомнить закон Ома и определение мощности тока.

R=Uна резисторе/Iсветодиода

Iсветодиода – это допустимый ток для светодиода. Он обязательно указывается в характеристиках прибора вместе с прямым падением напряжения. Нельзя, чтобы ток, проходящий по цепи, превысил допустимую величину. Это может вывести светодиодный прибор из строя.

Зачастую на готовых к использованию светодиодных приборах пишут мощность (Вт) и напряжение или ток. Но зная две из этих характеристик, всегда можно найти третью. Самые простые осветительные приборы потребляют мощность порядка 0,06 Вт.

При последовательном включении общее напряжение источника питания U складывается из Uна рез. и Uна светодиоде. Тогда Uна рез.=U-Uна светодиоде

Предположим, необходимо подключить светодиодную лампочку с прямым напряжением 3 вольта и током 20 мА к источнику питания 12 вольт. Получаем:

R=(12-3)/0,02=450 Ом.

Обычно, сопротивление берут с запасом. Для того ток умножают на коэффициент 0,75. Это равносильно умножению сопротивления на 1,33.

Следовательно, необходимо взять сопротивление 450*1,33=598,5=0,6 кОм или чуть больше.

Мощность резистора

Для определения мощности сопротивления применяется формула:

P=U²/ R= Iсветодиода*(U-Uна светодиоде)

В нашем случае: P=0,02*(12-3)=0,18 Вт

Такой мощности резисторы не выпускаются, поэтому необходимо брать ближайший к нему элемент с большим значением, а именно 0,25 ватта. Если у вас нет резистора мощность 0,25 Вт, то можно включить параллельно два сопротивления меньшей мощности.

Количество светодиодов в гирлянде

Аналогичным образом рассчитывается резистор, если в цепь последовательно включено несколько светодиодов на 3 вольта. В этом случае от общего напряжения вычитается сумма напряжений всех лампочек.

Все светодиоды для гирлянды из нескольких лампочек следует брать одинаковыми, чтобы через цепь проходил постоянный одинаковый ток.

Максимальное количество лампочек можно узнать, если разделить U сети на U одного светодиода и на коэффициент запаса 1,15.

N=12:3:1,15=3,48

К источнику в 12 вольт можно спокойно подключить 3 излучающих свет полупроводника с напряжением 3 вольта и получить яркое свечение каждого из них.

Мощность такой гирлянды довольно маленькая. В этом и заключается преимущество светодиодных лампочек. Даже большая гирлянда будет потреблять у вас минимум энергии. Этим с успехом пользуются дизайнеры, украшая интерьеры, делая подсветку мебели и техники.

На сегодняшний день выпускаются сверхяркие модели с напряжением 3 вольта и повышенным допустимым током. Мощность каждого из них достигает 1 Вт и более, и применение у таких моделей уже несколько иное. Светодиод, потребляющий 1-2 Вт, применяют в модулях для прожекторов, фонарей, фар и рабочего освещения помещений.

Примером может служить продукция компании CREE, которая предлагает светодиодные продукты мощностью 1 Вт, 3Вт и т. д. Они созданы по технологиям, которые открывают новые возможности в этой отрасли.

Метеостанции на .

Подумав, я пришел к выводу, что самой дорогой и объёмной частью метеостанции является плата Arduino Uno. Самым дешевым вариантом замены может стать плата Arduino Pro Mini. Плата Arduino Pro Mini производится в четырех вариантах. Для решения моей задачи подходит вариант с микроконтроллером Mega328P и напряжением питания 5 вольт. Но есть еще вариант на напряжение 3,3 вольта. Чем эти варианты отличаются? Давайте разберемся. Дело в том, что на платах Arduino Pro Mini устанавливается экономичный стабилизатор напряжения. Например такой, как MIC5205 c выходным напряжением 5 вольт. Эти 5 вольт подаются на вывод Vcc платы Arduino Pro Mini, поэтому и плата будет называться «плата Arduino Pro Mini с напряжением питания 5 вольт». А если вместо микросхемы MIC5205 будет поставлена другая микросхема с выходным напряжением 3,3 вольта, то плата будет называться «плата Arduino Pro Mini с напряжением питания 3,3 вольт»

Плата Arduino Pro Mini может получать энергию от внешнего нестабилизированного блока питания с напряжением до 12 вольт. Это питание должно подаваться на вывод RAW платы Arduino Pro Mini. Но, ознакомившись с даташитом (техническим документом) на микросхему MIC5205, я увидел, что диапазон питания, подаваемого на плату Arduino Pro Mini, может быть шире. Если, конечно, на плате стоит именно микросхема MIC5205.

Даташит на микросхема MIC5205:


Входное напряжение, подаваемое на микросхему MIC5205, может быть от 2,5 вольт до 16 вольт. При этом на выходе схемы стандартного включения должно быть напряжение около 5 вольт без заявленной точности в 1%. Если воспользоваться сведениями из даташита: VIN = VOUT + 1V to 16V (Vвходное = Vвыходное + 1V to 16V) и приняв Vвыходное за 5 вольт, мы получим то, что напряжение питания платы Arduino Pro Mini, подаваемое на вывод RAW, может быть от 6 вольт до 16 вольт при точности в 1%.

Даташит на микросхему MIC5205:
Для питания платы GY-BMP280-3.3 для измерения барометрического давления и температуры я хочу применить модуль с микросхемой AMS1117-3.3. Микросхема AMS1117 — это линейный стабилизатор напряжения с малым падением напряжения.
Фото модуль с микросхемой AMS1117-3.3:


Даташиты на микросхему AMS1117:
Схема модуля с микросхемой AMS1117-3.3:


Я указал на схеме модуля с микросхемой AMS1117-3.3 входное напряжение от 6,5 вольт до 12 вольт, основывая это документацией на микросхему AMS1117.


Продавец указывает входное напряжение от 4,5 вольт до 7 вольт. Самое интересное, что другой продавец на Aliexpress.com указывает другой диапазон напряжений — от 4,2 вольт до 10 вольт.


В чем же дело? Я думаю, что производители впаивают во входные цепи конденсаторы с максимально допустимым напряжением меньшим, чем позволяют параметры микросхемы — 7 вольт, 10 вольт. И, может быть, даже ставят бракованные микросхемы с ограниченным диапазоном питающих напряжений. Что произойдет, если на купленную мной плату с микросхемой AMS1117-3.3, подать напряжение 12 вольт, я не знаю.
Возможно для повышения надежности китайской платы с микросхемой AMS1117-3.3 надо будет поменять керамические конденсаторы на электролитические танталовые конденсаторы. Такую схему включения рекомендует производитель микросхем AMS1117А минский завод УП «Завод ТРАНЗИСТОР».

Как из 5 Вольт получить 3. 3 Вольта? Нужен наиболе простой способ

Есть микросхема, которая питается от 3. 3 Вольт. Её нужно подключить к USB-разъему, где напряжение 5 Вольт. Как правильно поступить, искать какой-то преобразователь или просто припаять резистор? 3 годов назад от Евгений Пуртов

3 Ответы

Микросхема потребляет боле-мене стабильный ток. Проще последовательно с проводом питания установить подобранный резистор (не забудьте блокировочный электролитический конденсатор 100. 0 мкф на Землю) . Подбираете так: сначала ставите резистор явно большого значения. Начните с 5 ком. Тестером меряете напряжение на ИМС и, уменьшая резистор, приближаете его к номинальному значению напряжения питания -3. 3 вольта. Это обычный радиолюбительский способ, когда не требуется особой стабилизации по питанию. У меня всегда он работал. 3 годов назад от Andrey Fedaevskiy Вы хочете песен? Их есть у нас! Мелкосхема-стабилизатор обзывается 7833! Массу паяешь посередке, слева паяешь плюсовой провод от УСБ, а справа запитываешь этот свой секретный девайс. А разгадка одна — ну не может толковый илехтронщег, которым ты себя мнишь, не знать про микросхемы-стабилизаторы напряжения готично-православной серии 78х. Такие дела! 3 годов назад от asdasdasdas dasdasdasd Наиболе простой и правильный способ-это микросхема-стабилизатор на фиксированное напряжение 3. 3 v. если нет такой микросхемы, то тогда делаешь схему из даташита на lm317 -их везде навалом. Рассчитываешь 2 резистора по формуле из даташита, чтоб было на выходе 3. 3 вольта. Или просто переменным резистором выставляешь 3. 3 вольта. Можешь сделать стабилизатор на резисторе и стабилитроне, как тебе написали выше, но по любому надо после него поставить эмиттерный повторитель. . Делать импульсные преобразователи смысла не вижу, так как разница между входом и выходом небольшая. 3 годов назад от Яркие Краски

Связанные вопросы

9 месяцев назад от *****

1 год назад от федор волошин

1 год назад от Андрей Козлов

engangs.ru

Как из 5 Вольт получить 3.3 Вольта? Нужен наиболее простой способ — domino22

Как из 5 Вольт получить 3.3 Вольта? Нужен наиболее простой способ

  1. микросхема-стабилизатор на 3.3В или микросхема-инвертор 5В на 3.3В сам
  2. Господи, да включи ее напрямую, какие 3.3 в, ты смотри максимально допустимые, да и те, можно в нку поднять 20%
  3. Можно поставить стабилизатор на 3,3 в. Их полно всяких, выбирайте подходящую.
  4. 1) никаких сопротивлений, если ты питаешь микросхему Сопротивление ставится, если тебе уровень сигнала уменьшить!2) Бершь LM1117-3.3 дешовая, доступная и дешовая. Только на вход и выход желательно поставить конденсаторы электоролитические — так стабильнее будет.
  5. Поставить стабилитрон на 3,3 вольта.
  6. Если бы вы указали, что за микросхема, получили бы дельный совет. Почему у этих вопрошающих все засекречено?
  7. Микросхема потребляет более-менее стабильный ток. Проще последовательно с проводом питания установить подобранный резистор (не забудьте блокировочный электролитический конденсатор 100.0 мкф на Землю) .Подбираете так: сначала ставите резистор явно большого значения. Начните с 5 ком. Тестером меряете напряжение на ИМС и, уменьшая резистор, приближаете его к номинальному значению напряжения питания -3.3 вольта. Это обычный радиолюбительский способ, когда не требуется особой стабилизации по питанию. У меня всегда он работал.
  8. Ищи LDO стабилизатор — это стабилизатор позволяющий подавать напряжение чуть выше чем на входе. Поясню почему 7833 не годится: у серии 78xx минимальное падение между входом и выходом около 2,5 Вольт, так что получить 3,3 из 5 не удастся. У LDO входное напряжение может отличаться от входного на 0,2…0,5 Вольт, Примеры: AMS1117-3.3, NCP551-3.3 и подобные.Микросхема — это и наджность и простота схемотехнического решения.
  9. Вы хочете песен? Их есть у нас! Мелкосхема-стабилизатор обзывается 7833! Массу паяешь посередке, слева паяешь плюсовой провод от УСБ, а справа запитываешь этот свой секретный девайс. А разгадка одна — ну не может толковый илехтронщег, которым ты себя мнишь, не знать про микросхемы-стабилизаторы напряжения готично-православной серии 78хх. Такие дела!
  10. Резистор 300Ом + стабилитрон 3.3В
  11. Наиболее простой и правильный способ-это микросхема-стабилизатор на фиксированное напряжение 3.3 v… если нет такой микросхемы, то тогда делаешь схему из даташита на lm317 -их везде навалом. Рассчитываешь 2 резистора по формуле из даташита, чтоб было на выходе 3.3 вольта. Или просто переменным резистором выставляешь 3.3 вольта. Можешь сделать стабилизатор на резисторе и стабилитроне, как тебе написали выше, но по любому надо после него поставить эмиттерный повторитель. . Делать импульсные преобразователи смысла не вижу, так как разница между входом и выходом небольшая..
Внимание, только СЕГОДНЯ!

www.domino22.ru

Как из 5 вольт сделать 3 —

Сегодня мы разберём как из 5 вольт сделать 3 на примере прибора для удаления катышков. Данное руководство можно использовать для любого устройства с питанием 3 вольта. Прибор для удаления катышков http://ali.pub/1be8qi Понижающий преобразователь http://ali.pub/1be9f0



Как с помощью резистора уменьшить напряжение? Как подобрать резистор чтобы понизить напряжение? Провожу небольшой эксперимент, и объясняю результаты. Обсудить н

Краткий ликбез по типам низковольтных стабилизаторов напряжения и принципам их работы. поддержать канал материально. http://www.donationalerts.ru/r/arduinolab

Подробно о явлениях в трехфазной электропроводке возникающих в результате обрыва нулевого проводника. Повышенное напряжение в розетке. Как защитить свою электри

Переделка старого блока питания. Группа ВК https://vk.com/beginner_electronika Всем привет! В этом видео я расскажу Вам, как можно переделать старый источник пи

Here are the instructions to wire a stable AMS1117-3.3 voltage regulator properly. This can power an ESP8266 or any 3.3V micro-controller reliably supporting cu

Как из зарядного устройства от мобильного телефона получить разное напряжение на выходе. ======================================================= Тестер RM 102

В видеомагнитофонах есть сборка-модулятор.Это готовый маломощный телевизионный передатчик и антенный усилитель.На вход модулятора нужно подать видео и аудио сиг

Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — http://vk.com/chipidip, и Facebook — https://www.facebook.com/chipidip * Казалось бы, что сложного в последовате

Давно хотел сделать из пьезоэлемента от зажигалки звуковое устройство. Радиопередатчик из пьезика https://youtu.be/3-SVSQQ-REU я соорудил, Фонарик из пьезоэлеме

Wireless зарядка на любой телефон — http://got.by/21qcge Зарядник QuickCharge 3в1 — http://got.by/294bwr Клей для ремонта дисплеев — http://got.by/294bpy Прогр

Внимание не суйте пальцы на высоковольтную часть схемы, там может укусить 220 вольт Недорогие блоки питания на 12V http://ali.pub/73zah и на 5V http://ali.pub

В видео показал как я паял себе стабилизаторы напряжения для автомобиля. с 14в понижает до 12в и не дает перегореть диодам! Моя партнерка на ЮТУБЕ — www.air.i

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ своими руками. ♦DIY CAM♦ Для преобразования напряжения 24-вольтового аккумулятора автомобиля или автобуса

Покупал для nrf24l01 стабилизаторы, за 50 штук отдал менее двух долларов, все естественно не проверял, но те что использовал работают. Как подключять и на какое

vimore.org

Основой стабилизатора напряжения (см. рис.1)является микросхема К157ХП2. Прекрасный и не справедливо забытый стабилизатор, с дополнительным транзистором, например КТ972А, может работать с током до 4А.

В данной схеме выходное напряжение стабилизатора равно 3В. Стабилизатор предназначен для питания низковольтной радиоаппаратуры. Вообще, при указанных на схеме номиналах резисторов, выходное напряжение можно устанавливать от 1,3 до 6В. При больших токах нагрузки транзистор должен быть установлен на соответствующий радиатор. Входное напряжение, подаваемое на стабилизатор, должно быть не менее семи вольт, хотя практически оно может быть вплоть до сорока. Такой стабилизатор хорошо работает от автомобильного аккумулятора. Главное, чтобы выделяющаяся мощность на транзисторе не превышала максимально допустимую 8Вт. Выключателем SB1 можно коммутировать выходное напряжение. При больших токах нагрузки это очень удобно — возможно применение маломощных тумблеров.


В настоящее время множество домашних устройств требуют подключения напряжения стабильной величины на 3 вольта, и нагрузочный ток 0,5 ампер. К ним могут относиться:

  • Плееры.
  • Фотоаппараты.
  • Телефоны.
  • Видеорегистраторы.
  • Навигаторы.

Эти устройства объединены видом источника питания в виде аккумулятора или батареек на 3 вольта.

Как создать питание от бытовой сети дома, не тратя деньги на аккумуляторы или батарейки? Для этих целей не нужно проектировать многоэлементный блок питания, так как в продаже имеются специальные микросхемы в виде стабилизаторов на низкие напряжения.

Схема стабилизатора на 3 вольта

Изображенная схема выполнена в виде регулируемого стабилизатора, и дает возможность создания напряжения на выходе от 1 до 30В. Следовательно, можно применять этот прибор для питания различных устройств для питания 1,5 В, а также для подключения устройств на 3 вольта. В нашем случае устройство применяется для плеера, напряжение на выходе настроено на 3 В.

Работа схемы

С помощью изменяемого сопротивления устанавливается необходимое напряжение на выходе, которое рассчитывается по формуле: U вых=1.25*(1 + R2 / R1). Вместо регулятора напряжение применяется микросхема SD1083 / 1084. Без изменений применяются отечественные подобные микросхемы 22А / 142КРЕН 22, которые различаются током выхода, что является незначительным фактором.

Для нормального режима микросхемы необходимо смонтировать для нее маленький радиатор. В противном случае при малом напряжении выхода регулятор функционирует в токовом режиме, и значительно нагревается даже без нагрузки.

Монтаж стабилизатора

Прибор собирается на монтажной плате с габаритами 20 на 40 мм. Схема довольно простая. Есть возможность собрать стабилизатор без использования платы, путем навесного монтажа.

Выполненная готовая плата может разместиться в отдельной коробочке, либо прямо в корпусе самого блока. Необходимо в первую очередь настроить рабочее напряжение стабилизатора на его выходе, с помощью регулятора в виде резистора, а потом подсоединять нагрузку потребителя.

Переключаемый стабилизатор на микросхеме

Такая схема является наиболее легкой и простой. Ее можно смонтировать самостоятельно на обычной микросхеме LZ. С помощью отключения и включения сопротивления в цепи обратной связи образуется два различных напряжения на выходе. в этом случае нагрузочный ток может возрасти до 100 миллиампер.

Нельзя забывать про цоколевку микросхемы, так как она имеет отличие от обычных стабилизаторов.

Стабилизатор на микросхеме AMS 1117

Это элементарный стабилизатор с множественными фиксированными положениями регулировки напряжения 1,5-5 В, током до 1 ампера. Его можно монтировать самостоятельно на сериях — X.X (CX 1117 — X.X) (где XX — напряжение на выходе).

Есть образцы микросхем на 1,5 – 5 В, с регулируемым выходом. Они применялись раньше на старых компьютерах. Их преимуществом является малое падение напряжения и небольшие габариты. Для выполнения монтажа необходимы две емкости. Чтобы хорошо отводилось тепло, устанавливают радиатор возле выхода.

Поделись статьей:

Похожие статьи

Как уменьшить обороты кулера с помощь резистора — расчёт мощности и сопротивления

Купил я недорого для своего компа мощный БП (маде ин чина) — на полтора киловатта, для топового процессора + пару топовых видеокарт в кроссе + весь обвес с очень хорошим запасом.
Но радость моя была очень коротка — БП оказался ОЧЕНЬ и ОЧЕНЬ шумным!
Разобрал я корпус и посмотрев на данные вентилятора глаза мои округлились — смотрите сами

14.4 Ватт !!! — таких мощных вентиляторов для охлаждения БП я ещё не встречал! И дует конечно как турбина!
Самое печальное, что узкоглазые почему то использовали вентилятор без возможности регулирования оборотов — то есть БП работает в холостую а шумит как на полную нагрузку, или например установлен в помещении с кондиционером, т.к. хорошее внешнее охлаждение — а толку нет, будет херачить по полной 🙁

Итак, задача — понизить обороты вентилятора на треть!

Исходные данные:
Напряжение U=12V Сила тока I=1.2A

Вспоминаем закон Ома для участка цепи U = I*R и формулу мощности P=U*I

Соответственно, мощность кулера P=U*I=12v*1.2A=14.4W
Посчитаем сопротивление кулера R0=U/I=12V/1.2A=10 Ом

Схема до изменений
—(R0)—

Схема после изменений (последовательно добавляем резистор)
—[R1]—(R0)—

Источник питания в данную цепь даёт нам постоянное напряжение 12 вольт, соответственно, для снижения оборотов на треть добавим к имеющимся R0=10 Ом ещё сопротивление на R1=3 Ом.
Рассчитаем получившуюся силу тока в цепи
I = U / (R1+R2) = 12 V / 13 Ом = 0.923 А

Теперь рассчитаем падение напряжения на сопротивлении
U1 = I*R1 = 3 Ом * 0.923 А = 2,769 V
Рассчитаем необходимую мощность сопротивления
P1 = U1*I = 2,769 V * 0.923 A = 2.556 Вт
Итого, нам нужен резистор 3 Ом мощностью 2.556 Вт — лучше взять с запасом на 3 Вт

Для того, чтобы набрать нужное сопротивление можно использовать несколько резисторов, для этого вспоминаем правила последовательного и параллельного подключений в сети.
Думаю, нам будет проще подобрать последовательно R=R1+R2+..+RN с мощностью P=P1+P2+…+PN

Три последовательно соединённых резистора на 1ом мощностью 1Вт дадут нам нужный эффект.

PS
Либо проще — купить другой менее мощный и шумный вентилятор и заменить 🙂

Запись опубликована on 09.02.2018 at 10:34 and is filed under Полезности. Вы можете читать комментарии, используя RSS-ленту. Вы можете оставить комментарий, или отправить трекбек с Вашего сайта.

Лошадка из картона и ниток с подвижными частями с видео. Урок технология 2 класс

Это не просто лошадка, это лошадка с подвижными деталями, лошадка-дергунчик. Дергаешь за ниточку, а она будто бежит, высоко поднимает ножки и задирает свой пушистый хвост. Изготовление такой поделки включено в программу Перспектива, тетрадь по технологии за 2 класс. Но не всякий ученик второго класса сообразит без подробной инструкции, как делать такую поделку, куда продевать нитки, чтобы лошадка побежала. Сейчас мы во всем том и разберемся: из чего и как вырезать, как скреплять, как придать лошадке движение. В конце инструкции — подробное видео о том, как правильно соединить движущиеся части фигурки.

Что понадобится для изготовления лошадки на урок технологии

Шаблон лошадки (из рабочей тетради по технологии за 2 класс), цветной картон, цветная бумага, карандаш, ножницы, клей, нитки, иголка.

Как сделать лошадку из картона

Вырезаем шаблон из тетради по технологии. Если вы делаете лошадку не на урок, то можете распечатать и вырезать этот шаблон:

Когда детали шаблона вырезали, переводим их на цветной картон. Чтобы получилось аккуратнее, обводить будем с изнанки. Из коричневого картона делаем туловище и ноги лошадки, из желтого — хвост.

Детальки вырезаем по контуру. На цветной бумаге обводим отдельно шаблон гривы и копыт лошадки, тоже вырезаем.

Приклеиваем гриву к голове, а копытца к ногам, используя клей.

Теперь необходимо прикрепить подвижные части — ноги и хвост — к туловищу. Обратите внимание, что на шаблоне отмечены крестики и точки. Отмечаем их на изнанке наших деталей. Делаем шилом или иголкой дырочки в центре крестиков и точек. Крестики и на туловище, и на подвижных деталях. Нам нужно будет соединить их так, чтобы крестики на туловище и детальках совпали, а делать это будем следующим образом:

Берем иголку с ниткой, завязываем на конце нитки большой узелок. Видим крестик у лошадки под грудью (лошадка повернута к нам цветной стороной). Втыкаем в него иголку с ниткой. На ту же иголку надеваем передние ноги, тоже попав в середину крестика. Вытягиваем нитку, пока узелок не упрется в крестик. 

Переворачиваем лошадку изнанкой к себе и втыкаем иголку в точку на ноге. В туловище в этом месте иголку заводить не нужно, точка только на детали ног. Продеваем иголку с ниткой в эту точку полностью, далее иголку с нитки снимаем, а нитку оставляем висеть. Не обрезайте ее, она нам нужна, за нее мы будем дергать, чтобы лошадка двигалась.

Аналогично прикрепляем вторую пару ног и хвост. Нитки опускаем вниз, соединяем друг с другом и завязываем внизу узелок. С изнанки правильно скрепленная поделка будет выглядеть так:

Дергаем за нитки, и лошадка будто бы бежит, высоко поднимая ножки и задирая свой чудной хвостик 🙂

Видео как сделать лошадку-дергунчика

 

Если есть желание, лошадку можно украсить, приклеив на нее блестки и звездочки. Лошадка-дергунчик готова. Идем получать пятерку!

Такую симпатичную лошадку можно сделать не только на урок технологии, но и просто так, чтобы интересно и с пользой провести время и порадовать своей поделкой родителей или младших братьев и сестер. А если пофантазировать, придумаете целое море разных зверюшек-дергунчиков, нарисовав вместо лошадиной головы, к примеру, собачью или кошачью мордашку и изменив хвостик.

Светодиод от 12 вольт резистор – АвтоТоп

Подключение светодиода к источнику питания 12 В может быть осуществлено несколькими способами. Первым вариантом решения задачи является увеличение последовательно соединенных светодиодов в цепи. Второй способ связан с применением токоограничивающего резистора.

Содержание

  • Расчет резистора на примере одного светодиода
  • Подключение 3-х светодиодов к 12 В

Рассмотрим оба способа.

Расчет резистора на примере одного светодиода

Большинство светодиодов имеют прямое падение напряжения при допустимом токе 1,8 – 3,6 В. Следовательно, для подключения к источнику 12 В нам необходимо понизить напряжение на светодиоде, в противном случае он сгорит. Это выполняется при помощи токоограничивающего резистора. При правильно подобранном сопротивлении которого светодиод будет работать исправно. Чтобы узнать где катод, а где анод светодиода прочтите эту статью.

Допустим, что у нас имеется белый светодиод, параметры которого следующие:

Расчет резистора проводится согласно следующей формуле:

где Uп – это напряжение питания, Uсв – прямое падение напряжения на светодиоде, а I – ток светодиода, 0,75 – коэффициент надежности светодиода.

Если неизвестен ток светодиода, но известна его мощность, формула приобретает вид:

В нашем случае, ток светодиода известен.

Исходя из наших расчетов, нам необходим ближайший по номиналу резистор на 620 Ом. В случае если рассчитанное сопротивление выйдет таким, что резистор подобрать будет сложно, то есть смысл использовать несколько параллельно соединенных резисторов.

Чтобы резистор не сгорел, необходимо правильно подобрать его по мощности. Для этого сделаем расчет мощности выделяемой на резисторе.

Рассчитываем сопротивление светодиода:

Затем рассчитываем общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:

Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:

Делаем вывод, что нам нужен резистор, рассчитанный как минимум на 0,25 Вт мощности. Если у вас не имеется такого резистора под рукой, можно выйти из ситуации при помощи двух подключенных параллельно резистора по 0,125 Вт каждый или просто поставив увеличить номинал резистора на 15-20%(в данном случае это возможно, но при этом яркость светодиода снизится).

Подключение 3-х светодиодов к 12 В

Подключение трех светодиодов к источнику питания 12 В, позволяет использовать резистор с меньшей мощностью, так как суммарное падение напряжения на трех светодиодах будет больше в 3 раза.

Допустим, что у нас имеется желтый светодиод со следующими параметрами:

Рассчитаем сопротивление балластного резистора по уже известной формуле:

Ближайший резистор, подходящий по номиналу 510 Ом, определим требуемую мощность

Рассчитываем сопротивление светодиода:

Общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:

Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:

По сравнению с предыдущим примером, в данном случае нам требуется менее мощный резистор, а значит, выбираем на 0,125 Вт.

Данная схема подключения используется в светодиодных лентах на 12 В, с той лишь разницей, что там таких цепочек несколько и между собой они соединены параллельно.

Этот способ имеет существенный недостаток – при сгорании одного из светодиодов, остальные перестают работать.

Каждый из нас видел светодиод. Обычный маленький светодиод выглядит как пластиковая колбочка-линза на проводящих ножках, внутри которой расположены катод и анод. На схеме светодиод изображается как обычный диод, от которого стрелочками показан излучаемый свет. Вот и служит светодиод для получения света, когда электроны движутся от катода к аноду — p-n-переходом излучается видимый свет.

Изобретение светодиода приходится на далекие 1970-е, когда для получения света во всю применяли лампы накаливания. Но именно сегодня, в начале 21 века, светодиоды заняли наконец место самых эффективных источников электрического света.

Где у светодиода «плюс», а где «минус»?

Чтобы правильно подключить светодиод к источнику питания, необходимо прежде всего соблюсти полярность. Анод светодиода подключается к плюсу «+» источника питания, а катод — к минусу «-». Катод, подключаемый к минусу, имеет вывод короткий, анод, соответственно, – длинный — длинную ножку светодиода – на плюс «+» источника питания.

Взгляните во внутрь светодиода: большой электрод — это катод, его — к минусу, маленький электрод, похожий просто на окончание ножки, – на плюс. А еще рядом с катодом линза светодиода имеет плоский срез.

Паяльник долго на ножке не держать

Паять выводы светодиода следует аккуратно и быстро, ведь полупроводниковый переход очень боится лишнего тепла, поэтому нужно краткими движениями паяльника дотрагиваться его жалом до припаиваемой ножки, и тут же паяльник отводить в сторону. Лучше в процессе пайки держать припаиваемую ножку светодиода пинцетом, чтобы обеспечить на всякий случай отвод тепла от ножки.

Резистор обязателен при проверке светодиода

Мы подошли к самому главному — как подключить светодиод к источнику питания. Если вы хотите проверить светодиод на работоспособность, то не стоит напрямую присоединять его к батарее или к блоку питания. Если ваш блок питания на 12 вольт, то используйте для подстраховки резистор на 1 кОм последовательно с проверяемым светодиодом.

Не забывайте о полярности — длинный вывод на плюс, вывод от большого внутреннего электрода — к минусу. Если не использовать резистор, то светодиод быстро перегорит, в случае если вы нечаянно превысите номинальное напряжение, через p-n-переход потечет большой ток, и светодиод практически тут же выйдет из строя.

Цвет свечения светодиода

Светодиоды бывают разных цветов, однако цвет свечения не всегда определяется цветом линзы светодиода. Белый, красный, синий, оранжевый, зеленый или желтый — линза может быть прозрачной, а включишь — окажется красным или синим. Светодиоды синего и белого свечения — самые дорогие. Вообще, на цвет свечения светодиода влияет в первую очередь состав полупроводника, и как вторичный фактор – цвет линзы.

Многоцветные RGB светодиоды содержат в одном корпусе несколько излучающих свет p-n-переходов, каждый из которых дает свой цвет свечения. Комбинируя яркости компонентов токами или частотами импульсов токов (для красного, зеленого и синего кристаллов), можно получить любой оттенок. Здесь, конечно, балансирующие резисторы нужны на каждый цветовой канал.

Находим номинал резистора для светодиода

Резистор включается последовательно со светодиодом. Функция резистора — ограничить ток, сделать его близким к номиналу светодиода, чтобы светодиод мгновенно не перегорел, и работал бы в нормальном номинальном режиме. Берем в расчет следующие исходные данные:

Vps – напряжение источника питания;

Vdf – прямое падение напряжения на светодиоде в нормальном режиме;

If – номинальный ток светодиода при нормальном режиме свечения.

Теперь, прежде чем находить значение необходимого резистора R, отметим, что ток в последовательной цепи у нас будет постоянным, одним и тем же в каждом элементе: ток If через светодиод будет равен току Ir через ограничительный резистор.

Следовательно Ir = If. Но Ir = Ur/R – по закону Ома. А Ur = Vps-Vdf. Таким образом, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

То есть, зная напряжение источника питания, падение напряжения на светодиоде и его номинальный ток, можно легко подобрать подходящий ограничительный резистор.

Если найденное значение сопротивления не удается выбрать из стандартного ряда номиналов резисторов, то берут резистор несколько большего номинала, например вместо найденных 460 Ом, берут 470 Ом, которые всегда легко найти. Яркость свечения светодиода уменьшится весьма незначительно.

Пример подбора резистора:

Допустим, имеется источник питания на 12 вольт, и светодиод, которому нужно 1,5 вольта и 10 мА для нормального свечения. Подберем гасящий резистор. На резисторе должно упасть 12-1,5 = 10,5 вольт, а ток в последовательной цепи (источник питания, резистор, светодиод) должен получиться 10 мА, следовательно из Закона Ома: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ом. Выбираем 1,1 кОм.

Какой мощности должен быть резистор? Если R = 1100 Ом, а ток составит 0,01 А, то, по закону Джоуля-Ленца, на резисторе каждую секунду будет выделяться тепловая энергия Q = I*I*R = 0,11 Дж, что эквивалентно 0,11 Вт. Резистор мощностью 0,125 Вт подойдет, даже запас останется.

Последовательное соединение светодиодов

Если перед вами стоит цель соединить несколько светодиодов в единый источник света, то лучше всего соединение выполнять последовательно. Это нужно для того, чтобы к каждому светодиоду не цеплять свой резистор, чтобы избежать лишних потерь энергии. Наиболее подходят для последовательного соединения светодиоды одного и того же вида, из одной и той же партии.

Допустим, необходимо последовательно объединить 8 светодиодов по 1,4 вольта с током по 0,02 А для подключения к источнику питания 12 вольт. Очевидно, общий ток будет составлять 0,02 А, но общее напряжение составит 11,2 вольта, следовательно 0,8 вольт при токе в 0,02 А должны рассеяться на резисторе. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ом. Выбираем резистор на 43 Ом минимальной мощности.

Параллельное соединение цепочек светодиодов — не лучший вариант

Если есть выбор, то светодиоды лучше всего соединять последовательно, а не параллельно. Если соединить несколько светодиодов параллельно через один общий резистор, то в силу разброса параметров светодиодов, каждый из них будет не в равных условиях с остальными, какой-то будет светиться ярче, принимая больше тока, а какой-то — наоборот тусклее. В результате, какой-нибудь из светодиодов сгорит раньше в силу быстрой деградации кристалла. Лучше для параллельного соединения светодиодов, если альтернативы нет, применить к каждой цепочке свой ограничительный резистор.

Итак! Что мы имеем!

Бортовая сеть легкового авто – 12-14,5 Вольта. В зависимости заглушён двиратель или заведён.

Типичный светодиод с характеристиками: (напряжение падения 3,2 Вольта и ток 20мА = 0,02Ампера)

«Падение напряжения» и «рабочий ток» — это основные характеристики светодиода. Питается светодиод током – это ВАЖНО! Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта. Но у светодиодов разных цветов оно отличается для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5 Вольта.; для синих, зеленых, белых — 3-3,8 Вольта. Так что при выборе цвета светодиода учитывайте его падение напряжения. Ток маломощных светодиодов, как правило, не более 20мА

Что такое падение напряжения? Если мы подключим наш белый светодиод падение напряжения, которого — 3,2 Вольта, а рабочий ток 20мА=0,02 Ампера к источнику 12 Вольт, то этот светодиод съест 3,2 Вольта. Напряжение после этого светодиода снизится (упадёт) на 3,2 Вольта. 12-3,2=8,8. Но не забываем – что светодиод питается током а не напряжением т.е. сколько тока дадите — столько он через себя пропустит, а ток нужно задать. Как понять задать?! Задать – значит ограничить. Ограничить ток можно резистором, либо запитать светодиод через драйвер. Давайте рассмотрим на примерах как рассчитать и подключить светодиод к источнику воображаемой бортовой сети автомобиля, напряжение которой колеблется от 12 до 14,5 Вольт. Что бы наш светодиод не сгорел при длительном включении — рассчитывать мы будем исходя того, что в нашем автомобиле 14,5 Вольт а не 12,5 Вольта. Светодиод в этом случае будет светить менее ярко, но зато дольше прослужит. В одном из пунктов этой статьи мы рассмотрим как подключить светодиод или цепочки из светодиодов через микросхему-стабилизатор напряжения. Такой способ подключения — сохранит яркость светодиодов при изменении оборотов двигателя.

Сперва делаем расчёты. Вычитаем из имеющегося исходного напряжения 14,5 Вольта напряжение питания светодиода (3,2 Вольта). 14,5В — 3,2В =11,3В Получаем 11,3 Вольта. Вот на эти оставшиеся 11,3 Вольта нужно задать ток 20мА — что бы светодиод не сгорел. Далее нам в помощь Закон Ома для участка электрической цепи, то есть для вашего светодиода и резистора. R=U/I . Где R — сопротивление резистора, U — напряжение, которое нужно погасить, I — ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивление гасящего резистора, нужно разделить напряжение, которое нужно погасить, на ток, который нужно получить. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА — 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем. R = 11,3 / 0,02. Получаем 565 Ом. Итак, нам нужен резистор номиналом 565 Ом. Самый ближайший по номиналу, который вы сможете найти в радиомагазине будет 560 Ом. Мощность резистора желательно взять 0,25Вт. Этот резистор мы подключаем последовательно к светодиоду причём не важно к АНОДУ(плюсовому) или КАТОДУ(минусовому) выводу — главное что бы на АНОД вы подали плюс, а на КАТОД минус. Так сказать — соблюдали полярность. И наш резистор благополучно рассеет лишний ток в тепло. Резистор рекомендуется припаивать непосредственно к светодиоду.

Как выбрать номинал резистора в делителе напряжения?

Главное актуально.

Взгляните на эту схему. Наведите указатель мыши на символ заземления, и вы увидите, что ток равен 25 мА. Теперь взгляните на эту схему, и вы увидите, что выходной ток равен \ $ 2.5 \ mbox {} \ mu A \ $.

Теперь посмотрим, как схемы ведут себя под нагрузкой. Вот первая схема с нагрузкой. Как видите, через нагрузочный резистор справа проходит ток 2,38 мА, и напряжение на нем больше не соответствует ожидаемому 2.5 В, но вместо 2,38 В (потому что два нижних резистора включены параллельно). Если мы посмотрим на вторую схему здесь, мы увидим, что теперь верхний резистор падает примерно на 5 В, в то время как два нижних резистора имеют напряжение 4,99 мВ. Это потому, что здесь изменилось соотношение резисторов. Поскольку два нижних резистора теперь включены параллельно, и у нас есть один резистор со значительно большим сопротивлением, чем другой, их общее сопротивление незначительно по сравнению с сопротивлением только нижнего правого резистора (вы можете проверить это, используя формулы параллельного резистора).Таким образом, теперь выходное напряжение значительно отличается от 2,5 В, которые мы получаем в случае отсутствия нагрузки.

Теперь посмотрим на противоположную ситуацию: здесь два небольших резистора в делителе напряжения и один большой в качестве нагрузки. И снова суммарное сопротивление двух нижних резисторов меньше, чем сопротивление меньшего из двух резисторов. Однако в этом случае это не оказывает большого влияния на напряжение, воспринимаемое нагрузкой. Напряжение на нем еще 2,5 В и пока все нормально.

Итак, при определении сопротивления резисторов мы должны учитывать входное сопротивление нагрузки, а два резистора делителя напряжения должны быть как можно меньше.

С другой стороны, давайте сравним ток, протекающий через делитель в цепи с большими резисторами на делителе и в цепи с маленькими резисторами на делителе. Как видите, большие резисторы имеют ток всего \ $ 2.5 \ mbox {} \ mu A \ $, проходящий через них, а маленькие резисторы имеют ток 25 мА.Дело в том, что ток тратится впустую делителем напряжения, и если бы он был, например, частью устройства с батарейным питанием, это оказало бы негативное влияние на срок службы батареи. Поэтому резисторы должны быть как можно большими, чтобы снизить потери тока.

Это дает нам два противоположных требования: иметь как можно меньше резисторов для лучшего регулирования напряжения на выходе и как можно больше резисторов, чтобы получить как можно меньшие потери тока. Итак, чтобы получить правильное значение, мы должны увидеть, какое напряжение нам нужно на нагрузке, насколько оно должно быть точным, получить входное сопротивление нагрузки и на основе этого рассчитать размер резисторов, которые нам нужны, чтобы получить нагрузку с приемлемым Напряжение.Затем нам нужно поэкспериментировать с более высокими значениями резисторов делителя напряжения и посмотреть, как они повлияют на напряжение, и найти точку, в которой мы не можем иметь большее изменение напряжения в зависимости от входного сопротивления. На данный момент у нас (в целом) есть хороший выбор резисторов делителя напряжения.

Еще один момент, который необходимо учитывать, — это номинальная мощность резисторов. Это идет в пользу резисторов с большим сопротивлением, потому что резисторы с меньшим сопротивлением будут рассеивать больше мощности и больше нагреваться.Это означает, что они должны быть больше (и обычно дороже), чем резисторы с большим сопротивлением.

На практике, сделав несколько делителей напряжения, вы увидите несколько популярных значений резисторов делителя напряжения. Многие люди просто выбирают один из них и не слишком заморачиваются вычислениями, если с выбором нет проблем. Например, для небольших нагрузок вы можете выбрать резисторы из диапазона \ $ 100 \ mbox {} k \ Omega \ $, а для больших нагрузок вы можете использовать \ $ 10 \ mbox {} k \ Omega \ $ или даже \ $ 1 \ mbox {}. резисторов k \ Omega \ $, если у вас есть запасной ток.

Делитель напряжения сам по себе бесполезен. Делитель должен во что-то направить свой вывод. Иногда это что-то вроде регулировки смещения в схеме операционного усилителя или иногда напряжения обратной связи на регуляторе напряжения. Разделитель может кормить тысячи вещей.

Что бы ни питал делитель, он будет принимать ток. Иногда его называют «входным током». В других случаях это не совсем точно или известно. Иногда ток течет «из» делителя, а иногда он течет «внутрь» делителя.Этот ток может испортить точность делителя, потому что ток будет проходить через один резистор больше, чем через другой. Чем больше входной ток, тем выше точность делителя.

Вот очень приблизительное эмпирическое правило: ток, протекающий через два резистора (при условии отсутствия входного тока), должен быть в 10–1000 раз больше, чем входной ток. Чем больше тока проходит через эти резисторы, тем меньше влияние входного тока.

Таким образом, всякий раз, когда у вас есть делитель, вы пытаетесь найти баланс между точностью и потребляемой мощностью. Более высокий ток (резисторы с меньшим номиналом) даст вам лучшую точность за счет увеличения энергопотребления.

Во многих случаях вы обнаружите, что входной ток настолько велик, что делитель напряжения сам по себе не работает. Для этих схем вы можете использовать делитель, питающий операционный усилитель, настроенный как «буфер единичного усиления». Таким образом, резисторы могут иметь довольно высокие значения и не зависеть от входного тока остальной цепи.

AndrejaKo и David дали хорошие ответы, поэтому нет необходимости повторять их здесь.

Дэвид упоминает буфер единичного усиления.

Это позволит вам потреблять довольно большой ток, по крайней мере, несколько мА, даже при небольшом токе через делитель. Может возникнуть соблазн, особенно в системах с батарейным питанием, где на счету каждый мА, выбрать для резисторов значение типа 1M \ $ \ Omega \ $. Однако имейте в виду, что большинство операционных усилителей также имеют небольшой входной ток.Во многих приложениях это незначительно, но при 1 \ $ \ mu \ $ A (типичное значение) резисторы 1M \ $ \ Omega \ $ вызовут напряжение 0,5 В. ошибка, не зависящая от входного напряжения. Таким образом, при 5 В вы получите не 2,5 В на делителе, а 2,0 В.

Вход полевого транзистора Операционный усилитель имеет гораздо более низкий входной ток смещения, часто порядка pA.

Делители напряжения | Electronics Club

Делители напряжения | Клуб электроники

Следующая страница: Транзисторные схемы

См. Также: Преобразователи | Сопротивление | Импеданс | Напряжение и ток

Что такое делитель напряжения?

Делитель напряжения состоит из двух сопротивлений R1 и R2, соединенных последовательно через напряжение питания Vs.Напряжение питания делится между двумя сопротивлениями, чтобы получить выходное напряжение Vo, которое является напряжением на R2.

Делители напряжения используются для подключения входных преобразователей к цепям.

Выходное напряжение Vo зависит от размера R2 относительно R1:

  • Если R2 намного меньше , чем R1, Vo мало (низкий, почти 0 В) потому что большая часть напряжения проходит через R1.
  • Если R2 примерно такой же , как R1, Vo составляет примерно половину против потому что напряжение распределяется примерно поровну между R1 и R2.
  • Если R2 намного больше , чем R1, Vo большое (высокое, почти Vs) потому что большая часть напряжения проходит через R2.

Если вам нужно точное значение выходного напряжения Vo, вы можете использовать эту формулу:

Выход делителя напряжения, Vo = Vs × R2
R1 + R2

Важно: эта формула и приведенные выше приблизительные правила предполагают, что Незначительный ток течет с выхода .Это верно, если Vo подключен к устройству с высоким сопротивлением, например вольтметру или входу IC. Для получения дополнительной информации см. Страницу, посвященную сопротивлению. Если выход подключен к транзистору, Vo не может стать много больше 0,7 В, потому что переход база-эмиттер транзистора ведет себя как диод.

Делители потенциалов

Делители напряжения также известны как делители потенциала , название, которое происходит от разности потенциалов (собственное название напряжения).



Использование входного преобразователя (датчика) в делителе напряжения

Большинство входных преобразователей (датчиков) изменяют свое сопротивление и обычно напряжение делитель используется для преобразования его в переменное напряжение , что более полезно. Сигнал напряжения может подаваться на другие части схемы, например, на вход ИС или транзисторный ключ.

Датчик является одним из сопротивлений в делителе напряжения. Он может быть вверху (около + Vs) или внизу (около 0V), выбор определяется тем, когда требуется большое значение выходного напряжения Vo:

  • Поместите датчик наверху (около + Vs), если вы хотите большой Vo , когда датчик имеет малое сопротивление .
  • Поместите датчик снизу (около 0 В), если вы хотите большой Vo , когда датчик имеет большое сопротивление .

Затем вам нужно выбрать номинал резистора (R), который составляет делитель напряжения.

Выбор номинала резистора

Величина резистора R определяет диапазон (максимальное и минимальное значения) выходного напряжения Vo. Для достижения наилучших результатов вам нужно, чтобы Vo имел большой диапазон, и это достигается, если R намного больше, чем минимальное сопротивление датчика, но намного меньше его максимального сопротивления.

Используйте мультиметр для определения минимального и максимального значений От сопротивления датчика нет необходимости уточнять — подойдут приблизительные значения. Затем используйте формулу, чтобы выбрать номинал резистора R:

.
R = квадратный корень из (Rmin × Rmax)

Rmin = минимальное сопротивление датчика
Rmax = максимальное сопротивление датчика

Выберите стандартное значение для R, близкое к рассчитанному.

Например, если у вашего LDR Rmin = 100 и Rmax = 1M: R = квадратный корень из (100 × 1M) = 10к.

Замена резистора и датчика

Резистор и датчик можно поменять местами, чтобы инвертировать действие делителя напряжения. Например, LDR имеет высокое сопротивление в темноте и низкое сопротивление при ярком свете:

  • LDR наверху (около + Vs) составляет Vo при ярком свете .
  • LDR внизу (около 0 В) составляет Vo в темноте .

Во высокое при ярком свете

Во высотой в темноте



Использование переменного резистора


Следующая страница: Транзисторные схемы | Исследование


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

Как выбрать резистор для вашей конструкции — Digilent Blog

Взгляните на печатную плату и, скорее всего, вы найдете резистор или два. Сегодня в большинстве плат используется технология поверхностного монтажа (SMD), поэтому компоненты слишком малы, чтобы их иногда можно было увидеть, но я обещаю, что они там есть.Как инженеры решают, какие резисторы использовать в конструкции? Иногда это зависит от того, как вы хотите, чтобы эта часть схемы работала, как в случае операционного усилителя. В других случаях это необходимо для предотвращения прохождения слишком большого тока через заданную точку в цепи, поэтому их часто называют токоограничивающими резисторами. Может быть, вам нужен простой способ разделить напряжение или ток. Реальность такова, что существует множество способов использования резисторов, и часто определение номинала резистора зависит от вас.

Куча углепленочных резисторов. Изображение из Sparkfun.

Резисторы названы удачно. Они сопротивляются потоку тока из одного места в другое. Пока ток должен проходить через этот резистор, мы можем контролировать количество проходящего тока с очень высокой степенью точности. Это базовое применение резистора и основа закона Ома, который гласит, что ток (I), проходящий через компонент с полным сопротивлением (сопротивлением), эквивалентен падению напряжения на этом компоненте (V), деленному на его полное сопротивление [( R), т.е.е. I = V / R]. (Вот изящный интерактивный сайт о законе Ома). Его можно изменить, чтобы определить ценность любого из трех, если известны два других. С ним связан закон Джоуля, который используется для определения количества энергии (Дж), выделяемой проводником (например, резистором) с током (I), проходящим через него в течение заданного промежутка времени, т. Е. J = I² * Р * т. Разделите J на ​​t, и вы получите количество энергии, потребляемой этим устройством в Джоулях в секунду или ваттах (Вт). (Мысленное упражнение — если лампа накаливания потребляет 100 Вт, какое сопротивление у нити накала? Путем некоторой перестановки и замены мы получаем W / V = ​​I.Тогда V / I = R. 100 Вт / 120 В = 0,8333 А. Тогда 120 В / 0,8333 А = 144 Ом.)

Для начала рассмотрим биполярный транзистор, или BJT. Транзисторы обычно представляют собой трехконтактные компоненты, которые действуют как электронные переключатели. Когда вы прикладываете небольшой ток к базовому выводу BJT, «переключатель» замыкается, и между двумя другими выводами может протекать гораздо больший ток. На базовом выводе требуется только небольшое количество тока, а все остальное просто тратится впустую, поэтому мы можем использовать относительно высокий резистор.Большинство схем работают в диапазоне 3,3–12 В, и ток 5–15 мА не исключен, чтобы заставить работать BJT, поэтому, если мы применим резистор где-то в диапазоне 1–10 кОм, все будет хорошо. Я бы спроектировал схему с резистором 10 кОм, даже не задумываясь об этом, смоделировал бы ее с помощью Multisim, чтобы точно увидеть, что происходит, а затем внесу необходимые изменения оттуда. Это особенно полезно, если источником тока является микроконтроллер, который очень чувствителен к потреблению большого тока (> 40 мА) на выходных контактах.(Чтобы узнать больше о BJT, щелкните здесь, чтобы просмотреть мои инструкции.)

Еще одно распространенное место, где можно найти резисторы, — это последовательно соединенные с диодами, в частности светодиоды. Светодиоды очень важны, когда речь идет о том, какой максимальный ток может быть применен. Когда вы получаете светодиод, вам нужно знать три вещи: (1) прямое напряжение или падение напряжения, (2) прямой ток и (3) напряжение источника. (1) и 2) исходят от производителя, поэтому обязательно найдите эти данные. (Некоторые поставщики перечисляют данные прямо на странице продукта, но вы всегда можете найти их в таблице данных.) Напряжение источника зависит от вас и определяется потребностями вашей схемы или, в моем случае, какой бы аккумуляторной батареи я ни находился. Глядя на таблицу типичного светодиода RGB, мы видим, что прямой ток составляет 20 мА для каждого цвета. Мы также видим, что прямое напряжение составляет 2,0 В для красного и 3,2 В для зеленого и синего. (Обратите внимание: эти значения довольно типичны для одноцветных светодиодов одного цвета.) Мы знаем, что для использования синей части светодиода нам нужно не менее 3,2 В, поэтому давайте для удовольствия будем использовать 6 В.Значение прямого напряжения говорит нам, что светодиод «потребляет» 3,2 В из имеющихся 6,0 В, оставляя 2,8 В для нас, чтобы что-то сделать. Если мы этого не сделаем, светодиод загорится. Здесь на помощь приходит резистор, но давайте также посмотрим на прямой ток, необходимый для синего светодиода. Нам нужно всего 20 мА. Если бы только был способ связать ток и напряжение, чтобы найти сопротивление. Я знаю закон Ома! После некоторой перестановки мы получаем R = V / I, поэтому 2,8 В / 20 мА = 140 Ом. Это «типичное» значение для этого резистора, но на самом деле почти все светодиоды будут нормально работать в пределах диапазона значений тока и значений резисторов расширения.Кроме того, 140 Ом не является обычным значением для резистора. Если мы используем резистор 150 Ом, мы получаем 18,67 мА, проходящего через светодиод, что идеально. Тем не менее, по моему опыту, светодиоды будут нормально работать при токе всего 5 мА, и в этом случае нам понадобится резистор 560 Ом. Единственная разница в том, что светодиод будет светить тусклее. (Мы можем использовать эти знания для создания диммера для наших светодиодов!)

Делители напряжения и тока представляют собой грубые, но эффективные способы понижения более высокого напряжения питания или тока до необходимого более низкого значения.(Вы можете легко использовать делитель напряжения, чтобы сбросить большое напряжение питания (> 9 В) для светодиода, так что необходимый резистор не обязательно должен быть резистором большой мощности.) Делители напряжения и тока не требуют ничего, кроме простого расчета , умножив ваш ток или напряжение питания на соотношение двух или более резисторов, чтобы определить выход. (Хорошее подробное руководство по схемам делителя см. В разделе на allaboutcircuits.com.)

В операционных усилителях или операционных усилителях для определения коэффициента усиления или увеличения схемы используются резисторы.Опять же, это не более чем простое соотношение двух резисторов. Для фильтров, использующих операционные усилители, резистор действует как регулятор тока. Вы можете создать любой активный фильтр операционного усилителя с резисторами и конденсаторами, и существует постоянная времени, связанная с выбранными значениями R, C и частотой среза f , в частности f 1 / RC. Поскольку вам нужна более высокая частота среза, ваше необходимое значение для R будет уменьшаться. (Чтобы узнать больше о фильтрах, на сайте electronics-tutorials.ws есть действительно хороший раздел.Для получения дополнительной информации об операционных усилителях щелкните здесь, чтобы просмотреть мои инструкции.)

Таймер 555 — одна из старейших и наиболее широко используемых микросхем на рынке. Настроенный как нестабильный мультивибратор или генератор, выходной сигнал представляет собой прямоугольную форму волны, а рабочий цикл и период полностью регулируются в соответствии со значением, которое вы выбираете для своих резисторов и конденсаторов. Например, большой резистор замедлит скорость разряда конденсатора, увеличивая рабочий цикл и / или период. (Чтобы ознакомиться с базовым руководством по таймеру 555, щелкните здесь, чтобы просмотреть мою инструкцию.)

Как уже упоминалось, резисторов слишком много, чтобы покрыть их все. Надеюсь, это прояснило вопрос, хотя бы настолько, что это действительно зависит от того, что вы хотите, чтобы резистор делал. К сожалению, это не очень четко отвечает на вопрос, но многое из того, что я делаю, основано на опыте, поэтому начните с некоторых установленных схем, которые, как вы знаете, работают, а затем начните экспериментировать, особенно со схемами, которые допускают широкий диапазон номиналы резисторов, такие как схемы ОУ и таймера 555.Получение хорошего симулятора, такого как Multisim, также принесет вам большую пользу, поскольку вы можете просто и легко изменить вещи, а затем отслеживать все возможные выходные параметры в режиме реального времени.

А теперь иди и сделай что-нибудь!

Делители сопротивления и напряжения «Блог на дне моря

Когда я впервые начал работать с электроникой, я был склонен думать о своих схемах или даже о их частях изолированно. Ужас в том, что ваша схема подключена к другим устройствам — как минимум к батарее, но обычно к другим устройствам или к вашему дому и электросети — и эти вещи могут повлиять на работу вашей схемы.

Помимо того, что ваши цепи физически связаны проводами с другими объектами, они также связаны с остальным миром через электромагнитные поля.

В этом посте мы поговорим о ныряльщиках с напряжением, которые, с одной стороны, могут быть полезны, если они сделаны специально, но также могут быть сделаны случайно и могут вызвать у вас странное поведение.

Делители напряжения

Делители напряжения

позволяют снизить напряжение. Если у вас 9-вольтная батарея, а вам нужно только 6 вольт, делитель напряжения может сделать это за вас.У делителей напряжения есть обратная сторона, которую мы рассмотрим в этой статье, но сделать их невероятно просто: вам нужно всего два резистора.

Сначала рассмотрим единственный резистор в цепи. Давайте подключим резистор на 1000 Ом в цепь с 9-вольтовой батареей. Если мы подключим щупы мультиметра к проводу на той же стороне резистора и измеряем вольт, мы получим ноль вольт (см. Диаграмму ниже). Это потому, что вольт — это измерение электрического потенциала между двумя точками. Наш мультиметр измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками, расположенными рядом друг с другом на проводе, и разница практически равна нулю.Красные и черные стрелки на принципиальной схеме — это места, где мы подключаем красный (+) и черный (-) щупы нашего мультиметра (касательная: через эту цепь проходит 9 мА, так как сопротивление 1000 Ом и 9 В. блок питания показывает 8, но имеет ограниченную точность, резисторы не соответствуют указанному на этикетке значению, у проводов есть сопротивление и т. д. Он также показывает, что используется напряжение 9 вольт * 8 миллиампер = 72 милливатта.)

(Принципиальные схемы сделаны на https://www.circuitlab.ru / editor /)

Что, если мы поместим мультиметр по разные стороны резистора? В этом случае мы читаем 9 вольт. Резистор затрудняет прохождение электричества, и поэтому разница в электрическом потенциале составляет 9 вольт с каждой стороны.

Что произойдет, если мы вставим два резистора?

Если мы снова измерим по красной и черной стрелкам, у нас все равно будет 9 вольт. Если мы измеряем по красной и оранжевой стрелкам, мы увидим 4,5 вольт. Если мы прочитаем оранжевую и черную стрелки, мы также увидим 4.5 вольт. Мы знаем, что для всей схемы необходимо подняться с 9 до 0 вольт, поскольку это то, что обеспечивает наша батарея, но она упала наполовину на первом резисторе, а затем упала до конца на втором резисторе. (Тангенс: полное сопротивление здесь составляет 2000 Ом, поэтому через цепь будет протекать 4,5 мА)

Давайте изменим номиналы резисторов и посмотрим, что будет.

У меня не было резистора на 2000 Ом, поэтому я просто поставил два резистора на 1000 Ом последовательно (подробнее об этом ниже).

Если мы измерим между красным и черным, у нас все равно будет 9 вольт. Если мы измеряем между красным и оранжевым, мы получаем 3 вольта, а если мы измеряем между оранжевым и черным, мы получаем 6 вольт. Странный! (Касательная: полное сопротивление здесь 3000 Ом, поэтому должно быть 9 вольт / 3000 Ом = 3 миллиампера, протекающих по цепи, но мой блок питания показывает это неправильно.)

Точно так же вы можете изменить второй резистор на половину вместо двойного и получить противоположный результат.

У меня не было резистора на 500 Ом, поэтому я поставил два резистора на 1000 Ом параллельно (подробнее об этом ниже).

Здесь происходит падение 9 вольт на резисторах в зависимости от их относительных значений. Когда резисторы равны по номиналу, каждый из них получает половину напряжения. Когда они не равны, напряжение на резисторе R2 рассчитывается следующим образом:

Чтобы использовать его в качестве источника питания, вы должны подключить новые провода в качестве положительного и отрицательного источника питания для вспомогательной цепи.

Обратите внимание, что выше, я не говорю, что это -6V и +6V, что в сумме будет 12 вольт, я просто помечаю положительную и отрицательную стороны 6-вольтной доступной мощности.

Вы можете использовать верхнюю часть в качестве источника 3 В, если хотите, или в дополнение к 6 В, которые вы используете из нижней части. Вы даже можете разделить напряжение на более чем два уровня, но вместо этого можете поставить резисторы N, чтобы получить N уровней напряжения.

Знаменитый таймер 555, например, внутри использует делитель напряжения с тремя резисторами 5K для создания трех разных уровней мощности, и поэтому он интересно назван 555.Вы можете увидеть это в верхней части этой схемы таймера 555, между землей (контакт 1) и источником питания + Vcc (контакт 8).

(Это изображение из этого руководства по таймеру 555: https://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/555_timer.html)

Последовательные и параллельные резисторы

Когда мне понадобился резистор 2 кОм в последней секции, я поставил два резистора 1 кОм последовательно. Когда вы подключаете резисторы последовательно, их значения складываются, что позволяет аддитивно создавать любое необходимое сопротивление.

Когда мне понадобился резистор на 500 Ом, но его не было, я подключил два резистора 1 кОм параллельно. Это связано с тем, что включение резисторов параллельно дает электричеству более одного пути для прохождения и, следовательно, имеет меньшее сопротивление, чем если бы был только один из резисторов. Точное уравнение сопротивления параллельно включенных резисторов:

Где — номинал конкретного резистора.

Это означает, что если вы включите два резистора одинакового номинала параллельно, сопротивление уменьшится вдвое.Если поставить три из них параллельно, сопротивление сократится на три.

Эта формула снова используется в электронике. Для конденсаторов, когда вы включаете их параллельно, их емкость увеличивается. Когда вы соединяете их последовательно, их емкость соответствует уравнению параллельного резистора. Это те же формулы, но наоборот. Странно да?

Где — значение конкретного конденсатора (в фарадах).

Еще одна странность в том, что именно поэтому более толстый провод имеет меньшее сопротивление.По более толстому проводу больше путей прохождения электричества по сравнению с более тонким проводом, поэтому сопротивление падает.

Ниже приведены изображения двух последовательно и параллельно подключенных резисторов на 1 кОм, а мультиметр показывает общее значение сопротивления.

Один резистор:

Два резистора последовательно:

Два резистора параллельно:

Что происходит при использовании делителя напряжения?

Хорошо, давайте начнем с установленного ранее делителя напряжения.

Теперь предположим, что мы действительно используем эти 6 вольт для питания чего-либо. Это что-то будет иметь сопротивление 2 кОм. Может, это какая-то лампочка.

Но мы можем упростить эту схему. 2 кОм нашей нагрузки и 2 кОм делителя напряжения подключены параллельно, поэтому мы можем использовать нашу формулу для параллельного сопротивления или помнить, что два конденсатора равной величины, подключенные параллельно, получают половину сопротивления. Это означает, что мы можем описать нашу схему таким образом, что касается сопротивления:

Проблема в том, что у нас изменился делитель напряжения.Резисторы теперь равны, а это значит, что наши 6 вольт упали до 4,5 вольт!

Если бы мы уменьшили сопротивление того, что мы питали, напряжение тоже упало бы. Интуитивно представьте, что если бы у вас было короткое замыкание и нулевое сопротивление на нагрузке, электричество полностью обходило бы резистор 2 кОм в делителе напряжения, как если бы его не было, поэтому разница в вольтах между верхом и низом была бы равна нулю. резистора 2кОм.

Если бы мы увеличили сопротивление того, что мы питали, мы бы увеличили объединенное параллельное сопротивление на 2-й части делителя напряжения, но, к счастью, получилось бы не более 2 кОм.Например, при использовании резистивной нагрузки в 1 МОм формула параллельного сопротивления дает нам сопротивление 1,996 кОм. Итак, если бы у нас была нагрузка с высоким сопротивлением, мы бы получили почти полные 6 вольт, но никогда не получили бы полных 6 вольт. На пределе, если бы наша нагрузка была отключена и, таким образом, имела бы бесконечное сопротивление, мы получили бы полные 6 вольт.

Если вам известно сопротивление нагрузки, которую вы подключаете к делителю напряжения, вы можете принять это во внимание и выбрать резистор для делителя напряжения, который даст вам желаемую величину параллельного сопротивления и, следовательно, правильное напряжение.Однако некоторые нагрузки имеют переменное сопротивление, и тогда у вас возникнет проблема, и вам следует изучить другие методы изменения уровня постоянного напряжения, такие как понижающий преобразователь.

У некоторых нагрузок нет сопротивления, и делитель напряжения может пригодиться. Подача питания на базу транзистора, или на вход операционного усилителя, или, например, на вход оптопары может очень эффективно использовать их, потому что они просто «считывают» там сигнал напряжения, не добавляя на него никакой дополнительной нагрузки.

Урок здесь в том, что всякий раз, когда вы соединяете что-то вместе, вы можете получить странные падения напряжения, потому что вы случайно создали делитель напряжения.Если ваше сопротивление значительно выше, чем любое внутреннее сопротивление, к которому вы подключены, вы можете игнорировать падение напряжения, но это также снижает силу тока, что может быть нежелательным.

Этот эффект проявляется даже в батареях (и других источниках питания), которые по существу можно смоделировать как идеальный источник напряжения с небольшим сопротивлением (например, 10 Ом). Если вы используете в батарее резистор с низким номиналом, напряжение упадет, потому что вы тайно являетесь частью делителя напряжения, включающего внутреннее сопротивление батареи (и фактически этот «внутренний резистор» не может потреблять такую ​​большую мощность и будет начните нагреваться, что может быть опасно! Так что не замыкайте аккумуляторы!).Поскольку сопротивление батареи настолько мало, ваш уровень сопротивления, вероятно, будет намного выше при использовании батареи для питания чего-либо, и это не то, о чем вам действительно нужно беспокоиться в обычных ситуациях.

Конечно, все эти разговоры касаются только постоянного тока и резисторов. Ситуация усложняется, когда у вас есть конденсаторы, катушки индуктивности или переменный ток.

Максимальная мощность (Вт)

Итак, мы увидели, что по мере увеличения сопротивления R2 напряжение на R2 становится больше, и при бесконечном сопротивлении он получает все доступное напряжение.

Мы также знаем, что чем больше сопротивление, тем меньше ток в цепи, поэтому получение этого напряжения требует определенных затрат.

Вт — единица измерения мощности, умноженная на вольт на ампер. Оказывается, если вы хотите, чтобы ваш делитель напряжения имел максимальную мощность (ватты), R1 должен быть равен R2. Подробнее об этом в Википедии: https://en.wikipedia.org/wiki/Impedance_matching

.

Вот несколько графиков, показывающих это, где, если сопротивление резистора R1 составляет 1 кОм, вы получаете наибольшую мощность в ваттах, когда R2 также составляет 1 кОм, несмотря на поведение вольт и ампер.

Расчет сопротивления (и напряжения) неизвестной цепи

Поскольку подключение вашей схемы к другим устройствам может создать неявный / непреднамеренный делитель напряжения, вы, вероятно, захотите узнать, какое сопротивление может иметь какая-либо другая схема черного ящика. К счастью, вы можете выяснить это, используя закон Ома (см. Последний пост: Напряжение, ток, сопротивление и светодиоды (закон Ома)) и некоторой простой алгебры.

Сначала подключите резистор к + и — и измерьте ток в цепи.Если вы используете резистор со слишком низким значением или слишком низкой номинальной мощностью, резистор нагреется, возможно, начнет светиться или загореться (резисторы имеют номинал в ваттах, а обычные для небольшой электроники, подобные тем, что мы видели. в этом посте может обрабатывать 1/4 ватта). Так что будьте осторожны, если делаете это с высоким напряжением — и на самом деле, если мой блог является вашим основным источником знаний, пожалуйста, не связывайтесь с высоким напряжением 🙂

Допустим, мы подключаем резистор 1 кОм и считываем значение 0.01 ампер или 10 миллиампер.

Закон Ом гласит:

где I — ток, V — вольт, а R — сопротивление.

Итак, теперь у нас есть эта формула:

У нас есть одно уравнение с двумя неизвестными, поэтому нам нужно другое уравнение, чтобы его можно было решить, имея два уравнения и два неизвестных. Допустим, мы измеряем силу тока с помощью резистора 500 Ом и получаем 0,017 ампера или 17 миллиампер.

Это дает нам второе уравнение:

Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными!

Мы можем решить первое уравнение относительно V и получить:

Отсюда мы можем подставить V во второе уравнение и получить:

Решая для R1, получаем:

Если произвести расчеты, получится 214.28 Ом, что означает, что у неизвестной цепи такое большое сопротивление.

Что приятно, так это то, что вы также можете использовать это, чтобы получить общее количество напряжения, доступного для этой схемы, подставив это сопротивление в первое уравнение, которое мы решили для V:

Это был игрушечный пример, который я придумал, используя 12 В и сопротивление 200 Ом, так что наш ответ довольно близок. Неточности возникли из-за округления чисел, но в реальной жизни вы столкнетесь с теми же проблемами из-за не совсем точных измерений и несовершенных электронных компонентов.

Для удобства здесь представлены уравнения для расчета сопротивления неизвестной цепи без необходимости каждый раз выполнять алгебру.

Где — сопротивление неизвестной цепи. — это первое значение резистора, которое вы подключили и измерили для получения ампер. — это второе значение резистора, которое вы подключили и измерили для получения ампер.

Когда у вас есть значение, вы можете подключить его к нему, чтобы получить доступное напряжение для цепи:

Давайте возьмем эти уравнения для вращения с батареей.Я случайно перегорел предохранитель цифрового мультиметра и не могу использовать его для измерения ампер, поэтому буду использовать аналоговый мультиметр.

Сначала я измерю усилители резистором 1 кОм. Ручка установлена ​​на 10 миллиампер, поэтому нижний ряд показаний (помеченных от 0 до 10) — это то место, откуда вы читаете. Я нарисовал немного желтого, чтобы показать вам, откуда читать. Я прочитал 8,6 миллиампер.

Затем я соединю два резистора на 1 кОм, чтобы получить сопротивление 2 кОм, и измерю ампер, чтобы получить то, что выглядит как 4.6 миллиампер.

Хорошо, давайте подставим наши значения в уравнения!

Получается, что эта батарея на 9 В имеет сопротивление 150 Ом. Я слышал, что по мере использования батареи ее сопротивление возрастает, поэтому, возможно, эту батарею необходимо заменить с таким большим сопротивлением.

Давайте посчитаем, сколько в нем вольт.

Итак, внутри батареи 9,89 вольт. Либо они заставили батарею иметь внутри более 9 вольт, чтобы учесть внутреннее сопротивление, снижающее выходное напряжение, либо мой аналоговый мультиметр за 5 долларов не очень точен, и это просто цифры парка.

Закрытие

Спасибо за прочтение. Надеюсь, вы нашли это интересным или полезным.

Есть ли какие-нибудь пожелания или идеи по другим темам, о которых можно написать? Напишите мне сообщение в твиттере по адресу @ Atrix256.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Как уменьшить напряжение с 24 В до 5 В с помощью резистора? — Mvorganizing.org

Как уменьшить напряжение с 24 В до 5 В с помощью резистора?

Можно использовать резисторы в соотношении 82: 22, напряжение на резисторе 22 будет 5.07V прибл. Этот метод будет полезен только в том случае, если вы хотите определить наличие напряжения 24 В с помощью микроконтроллера. Вам необходимо выбрать номинал резисторов в зависимости от силы тока, которую вы хотите рассеять.

Как снизить напряжение аккумулятора?

Иногда для вашего электронного проекта может просто потребоваться источник напряжения ниже доступного напряжения батареи. Когда это произойдет, вы можете снизить напряжение аккумулятора до любого желаемого уровня, построив простую схему, называемую делителем напряжения.

Как уменьшить напряжение с 12 В до 4 В?

Два способа понизить 12-вольтовую систему до 4-х вольт — это использовать делители напряжения или стабилитроны. Делители напряжения изготавливаются из последовательно включенных резисторов. Входное напряжение делится на выходное, что зависит от номинала используемых резисторов.

Как уменьшить напряжение постоянного тока?

Самый простой способ уменьшить падение напряжения — увеличить диаметр проводника между источником и нагрузкой, что снизит общее сопротивление.В системах распределения электроэнергии заданное количество мощности может передаваться с меньшим падением напряжения, если используется более высокое напряжение.

Влияют ли резисторы на напряжение?

Как резистор влияет на напряжение? Резисторы влияют как на ток, так и на напряжение. Они делают это линейно. Напряжение на каждом сопротивлении будет изменяться прямо пропорционально току, протекающему через него.

Резисторы снижают напряжение?

Резистор имеет способность уменьшать напряжение и ток при использовании в цепи.Основная функция резистора — ограничивать ток. Закон Ома гласит, что увеличение номинала резистора приведет к уменьшению тока. Для снижения напряжения резисторы устанавливаются в конфигурации, известной как «делитель напряжения».

Почему на резисторах падает напряжение?

Когда электроны проходят через сопротивление, они теряют энергию, поскольку они взаимодействуют с электронами в проводящем материале. Когда энергия передается материалу, он получает тепловую энергию, поэтому его температура повышается. Движущиеся электроны теряют потенциальную энергию и, следовательно, происходит падение напряжения.

Почему падает напряжение при увеличении нагрузки?

Источники напряжения действительно имеют внутренние импедансы, включенные последовательно с нагрузкой. Когда нагрузка увеличивается, больше тока проходит через внутренний импеданс, что в большинстве случаев приводит к более высокому падению напряжения.

Как увеличить напряжение?

Для увеличения напряжения мы последовательно подключаем переменное напряжение, чтобы получить более высокое выходное напряжение. Если частота всех напряжений одинакова, величина напряжений просто складывается.Напряжения будут просто складываться, так что общее напряжение будет 28 В переменного тока при 60 Гц.

Почему падает напряжение при увеличении тока?

Увеличение тока вызывает большее падение напряжения на внутреннем сопротивлении, что снижает напряжение источника. Некоторые сопротивления увеличивают свое сопротивление, когда ток увеличивается из-за нагрева.

Какое падение напряжения допустимо?

Какое падение напряжения допустимо? В сноске (NEC 210-19 FPN № 4) в Национальном электротехническом кодексе говорится, что падение напряжения на 5% в самой дальней розетке в цепи ответвления является приемлемым для нормальной эффективности.

Что увеличивает падение напряжения?

Провода любой длины и размера будут иметь некоторое сопротивление, и пропускание тока через это сопротивление постоянному току вызовет падение напряжения. По мере увеличения длины кабеля пропорционально увеличиваются его сопротивление и реактивное сопротивление. Это условие заставляет нагрузку работать с меньшим напряжением, проталкивающим ток.

Когда вольт повышается, ампер падает?

ЕСЛИ вы не измените нагрузку (двигатель) для компенсации более высокого напряжения.Установки высокого напряжения вырабатывают мощность с более низкой силой тока, потому что в них используются двигатели с гораздо более низким kv. Ваша грузоподъемность, умноженная на вашу мощность, дает вам максимально безопасный ток. 20c 4000 мАч (4 Ач) может выдерживать 80 ампер.

Уменьшается ли напряжение с расстоянием?

Вне зависимости от того, высокое или низкое напряжение, сила будет передаваться одинаково. Но с расстоянием напряжение будет падать. Для компенсации падения напряжения на больших расстояниях можно использовать проводники большего размера. Цепи с более высоким напряжением также уменьшают падение напряжения за счет уменьшения тока, тем самым уменьшая I-квадратные потери.

Как выбрать резистор — Выбор номиналов резистора

Насколько просто резистор, но он очень важен в любых схемах. Роль резистора заключается в ограничении силы тока, протекающего в цепи. Без него другие электронные компоненты, схемы, модули или подсхемы не будут работать. При выборе резисторов следует учитывать несколько факторов. Обо всех этих факторах речь пойдет ниже. Это даст вам правильное руководство при выборе резистора для любых приложений.Это все параметры, которые я учитывал при выборе резистора для своих проектов.

1. Выбор типа резистора

Давайте начнем эту статью о том, как выбрать резисторы, возможно, определив ваше приложение, а затем вы сможете выбрать, какой тип резистора вы ищете. Если схема, которую вы хотите построить, требует переменного напряжения, вам понадобится переменный резистор. Это может быть триммер или потенциометр. Если в вашем приложении просто фиксированное напряжение, сконцентрируйтесь на резисторе фиксированного значения.Ваше приложение связано с высокой мощностью или только с небольшими сигнальными цепями? Что ж, на это можно ответить, если у вас уже есть данные о рассеиваемой мощности либо расчетом, либо моделированием. Вы также можете подумать о проволочной намотке, угле или пленке … Но это не так уж важно. Я имею в виду, что вам не нужно проводить мозговой штурм по этому поводу. Потому что, если номинальная мощность вам очень высока, в большинстве случаев этот резистор будет проволочного типа. С другой стороны, если вам нужна небольшая мощность, в основном это углеродные или пленочные композиции.

Несколько типов резисторов

2. Выбор резистора — сопротивление

Электрическое свойство резистора — сопротивление. Это сопротивление, которое будет препятствовать или ограничивать ток. Он определяется единицей Ом (Ом). Сопротивление очень важный элемент при выборе резистора. Как определить величину сопротивления? Это будет зависеть от силы тока, которую вы собираетесь позволить. Это также будет зависеть от требуемого напряжения, которое вы хотите. Давайте примем примеры, чтобы понять наглядно.

Пример 1: Предположим, что ток в цепи ограничен только 1 А, какое сопротивление будет необходимо для работы цепи от источника 10 В? См. Схему ниже.

Схема простого резистора

Используя принцип закона Ома,

I = V / R, R = V / I

Итак, R = 10V / 1A = 10 Ом

Выберите стандартное сопротивление резистора (10 Ом уже является стандартным значением).

Пример 2: В приведенной ниже схеме необходимо определить значение R1.

Простая последовательная схема

По закону Ом, ток на R2 равен I = 7 В / 10 Ом = 0,7 А .

R1 и R2 включены последовательно, поэтому они будут иметь одинаковое значение тока. Снова из закона Ома,

I = V / R, R = V / I, R2 = 3 В / 0,7 A = 4,2857 Ом.


Давайте еще раз проверим вычисление:

I = 10 В / (R1 + R2) = 10 В / (4,2857 + 10) = 0,7 А. Наш расчет верен.

Нет 4.Стандартное значение 2857 Ом. Итак, выберите стандартное значение рядом с этим. Обратите внимание, что ток в цепи немного изменится, если вы используете резистор стандартного номинала.

Иногда нет необходимости вычислять значение сопротивления. Вместо этого сработает присвоение заранее определенного значения. Например, вам нужен резистор на 100 Ом, тогда просто вычислите фактический ток, напряжение, рассеиваемую мощность и оцените, соответствует ли это значение вашей цели.

3. Выбор номинальной мощности резистора

Одной из наиболее важных характеристик, которую следует учитывать при выборе резистора, является номинальная мощность.Резистор перегорит, если будет приложено слишком большое напряжение. Поэтому необходимо знать фактическую рассеиваемую мощность резистора.

Фактическая рассеиваемая мощность резистора может быть вычислена как

.

Pdiss = I X I X R или Pdiss = V X V / R

Где;

Pdiss — рассеиваемая мощность резистора

I = ток, протекающий через резистор

В = напряжение на резисторе

R = значение сопротивления

Давайте возьмем в качестве примера простую схему ниже о том, как выбрать резисторы с точки зрения номинальной мощности.

Простая резистивная схема

Поскольку резистор R напрямую подключен к источнику напряжения, рассеиваемая мощность может быть вычислена напрямую.

Pdiss = V X V / R = 10 В X 10 В / 10 Ом = 10 Вт

Вы также можете вычислить ток цепи как I = V / R = 10 В / 10 Ом = 1A . Тогда рассеиваемая мощность составляет

Pdiss = I X I X R = 1A X 1A X 10 Ом = 10 Вт .

В своих проектах я всегда предпочитал не превышать 80% силовой нагрузки.Это означает, что мне нужно выбрать резистор с номинальной мощностью не менее 12,5 Вт (10 Вт / 0,8). Предел 80% является максимально допустимым. Вы всегда можете установить максимальный предел ниже 80%. Есть несколько соображений, по которым вам может понадобиться подняться так высоко (80%). Например, в приложениях, где выбор резисторов ограничен, а переход на детали с более высокой номинальной мощностью требует больших дополнительных затрат. Если вы занимаетесь дизайном, вы оцените все это и решите, основываясь на доступных вариантах и ​​фактах.

Номинальная мощность резистора будет уменьшаться с повышением температуры силовых резисторов. Также нужно это учитывать. Ниже приведена кривая снижения мощности, полученная от TE Connectivity серии HS. Как видите, мощность несколько снижается при достижении определенного температурного уровня.

Снижение номинальной мощности резистора

4. Как выбрать номинальное напряжение резистора

Другой важный показатель, который следует учитывать при выборе резистора, — это номинальное напряжение. В технических данных указаны пределы максимального рабочего напряжения.Это фактическое напряжение, приложенное к резистору. По-прежнему от TE Connectivity серии HS, его максимальное рабочее напряжение указано ниже. Если я буду заниматься проектированием, то в моем понимании я не позволю резистору иметь фактическое напряжение более 1900 В для серии HSC100. Это абсолютный предел этой серии.

Предел рабочего напряжения резистора

Учтите, что это как-то сложно. Рейтинг дан для серии, а не для одного значения сопротивления.Предположим, вы используете 10-омную версию от HSC100, максимальное рабочее напряжение все еще равно 1900 В? Давайте разберемся.

На основании приведенной выше таблицы допустимая рассеиваемая мощность для серии HSC100 составляет 100 Вт и 50 Вт с радиатором и без радиатора. Давайте вычислим фактическую рассеиваемую мощность при допустимом напряжении 1900 В.

Pdiss = V X V / R = 1900 В X 1900 В / 10 Ом = 361000 Вт. Это смехотворное количество рассеиваемой мощности, которое сожжет резистор всего за микросекунды.

Учитывая более высокое значение сопротивления из этой серии, которое составляет 100 кОм, давайте снова вычислим рассеиваемую мощность.

Pdiss = V X V / R = 1900 В X 1900 В / 100 кОм = 36,1 Вт . Это находится в пределах номинальной мощности резистора от 50 Вт до 100 Вт независимо от того, с радиатором или без него.

Если вы увеличите фактическое напряжение до 2000 В, соответствующая рассеиваемая мощность составит

Pdiss = V X V / R = 2000 В X 2000 В / 100 кОм = 40 Вт.Это все равно меньше номинальной мощности резистора. Я могу это сделать? Ответ — нет. вам нужно придерживаться таблицы данных.

Короче говоря, максимальное рабочее напряжение должно быть проверено с использованием номинальной мощности, и оба должны быть удовлетворены.

5. Выбор допуска резистора и температурного коэффициента

Идеального резистора не существует, поэтому при выборе резистора необходимо учитывать допуск. Резисторы имеют несколько допусков, например 10%, 5%, 1%, 0.1% и так далее. Чем выше процент, тем выше может варьироваться сопротивление. Например, резистор 10 кОм с допуском 10%. Диапазон сопротивления будет 9К — 11К. Это огромная вариация. Если ваше приложение очень критично, выберите деталь с меньшим допуском. В своих разработках я использую стандарт для чип-резисторов общего назначения с допуском 1%. Для критических цепей, таких как обратная связь и защита, я выбираю 0,1%.

Температурный коэффициент также указан в таблице данных.Это показатель того, как сопротивление изменяется в зависимости от рабочих температур. Чем меньше это значение, тем лучше, поскольку это означает, что сопротивление не будет сильно зависеть от температуры. Это очень важно при использовании резисторов в приложениях с высокими температурами окружающей среды. В своих проектах я выбираю 100 PPM / C или ниже. Не всегда верно, что деталь с меньшим допуском будет иметь более низкий температурный коэффициент. Я получил некоторые данные со страницы Mouser Electronics ниже.

Допуски резистора Температурный коэффициент резистора

6.Как выбрать рабочую температуру резистора

При выборе резистора не забывайте о диапазоне рабочих температур. Если вы знаете, что изделие, над которым вы работаете, будет подвергаться воздействию максимальной температуры окружающей среды 85 ° C, выберите резистор с рабочей температурой более 85 ° C. В своих проектах я установил максимальное температурное напряжение 80%. Это означает, что мне нужен резистор с максимальной рабочей температурой 106,25 ° C для температуры применения 85 ° C.

Аналогичным образом, если минимальная температура применения составляет -20 ° C, выберите резистор, который может работать при температуре до -20 ° C.

Необходимо измерить рабочую температуру резистора на корпусе. Для резисторов малой мощности повышение температуры из-за рассеяния мощности незначительно, поэтому температуру тела можно приравнять к температуре окружающей среды. Однако для резисторов большой мощности повышение температуры значительно. Таким образом, необходимо измерить реальную температуру тела. В силовых резисторах также снижается номинальная мощность при достижении максимальной температуры. Ниже приведен пример из серии HSC для подключения TE.

Кривая снижения номинальных характеристик резистора

7. Тип установки и физический размер

Способ монтажа также играет важную роль при выборе резистора. Вам может потребоваться микросхема, устройство для поверхностного монтажа или деталь со сквозным отверстием. Вам может потребоваться крепление на шасси или резистор для крепления на радиаторе и т. Д. Решение об этом иногда зависит от области применения, уровней мощности или доступности детали. Физический размер также является важным фактором, особенно в продуктах, критичных к пространству. Чиповые резисторы, такие как 0402, 0603, 1206, 1210 и т. Д., Меньше по размеру, но ограничены по номинальной мощности, а также по напряжению.Резисторы в сквозном отверстии, крепление для радиатора или шасси громоздки, но обеспечивают более высокую рассеиваемую мощность и более высокое номинальное напряжение.

Примеры номинальных характеристик резисторов

Ниже приведен образец таблицы с номинальными характеристиками резисторов, которую я получил со страницы обзора Mouser Electronics. Параметры, которые обсуждались выше при выборе резистора, показаны ниже.

Обзор номинальных характеристик резисторов

Связанные

Использование резисторов в источниках питания

Тема источников питания потенциально очень широка, а применение резисторов в источниках питания весьма разнообразно.Здесь мы сосредоточимся на блоках питания (PSU), разработанных для использования в электронных устройствах, которые номинально требуют фиксированных выходов постоянного тока в диапазоне от нескольких вольт до нескольких кВ.

Независимо от того, предназначено ли такое конечное оборудование для потребительского, коммерческого или промышленного рынка, разработчик блока питания должен будет учитывать строгие требования по безопасности, охране окружающей среды и другие нормы в дополнение к соблюдению основных требований к электрическим характеристикам. Помимо рассмотрения роли резисторов в регулировании выходного напряжения (или тока) источника питания, мы рассмотрим, как резисторы защищают источник питания от потенциальных неисправностей, таких как перегрузка на выходе, короткое замыкание или обрыв на выходе, а также импульсные токи на входе. , что может привести к возгоранию или поражению пользователей электрическим током.

Источники питания

часто определяются их входным источником, переменным или постоянным током, а также тем, используют ли они линейное или переключаемое регулирование для достижения желаемого выхода постоянного тока. Источники переменного и постоянного тока обычно питаются от сети, но источник постоянного и постоянного тока может быть просто линейной схемой, которая регулирует выходную мощность от батареи или другого источника постоянного тока для получения более низкого уровня постоянного тока. Термин «преобразователь постоянного тока в постоянный» обычно используется для источников питания, использующих методы переключения, которые могут поддерживать как понижающее (понижающее), так и повышающее (повышающее) преобразование для более низких и более высоких напряжений соответственно.

В то время как большинство производителей блоков питания предлагают ряд стандартных блоков для удовлетворения различных требований к конечному оборудованию, для некоторых приложений требуется индивидуальное решение. Как производитель и поставщик высокопроизводительных резисторов, Riedon имеет опыт, чтобы помочь разработчикам выбрать правильный компонент.

Назад к основам — Простой Линейный Регуляторы

Понимание некоторых основ проектирования источников питания могло бы показаться хорошим способом оценить важность таких, казалось бы, обыденных компонентов, как резисторы.Еще со времен учебы в колледже большинство инженеров помнят, как проектировали стабилитроны для подачи постоянного напряжения на постоянно подключенную нагрузку, представленную R 2 на рисунке 16. Принцип равен

.

просто и просто требует, чтобы значение R1 было вычислено для обеспечения как минимального тока, необходимого для обеспечения работы стабилитрона в области пробоя постоянного напряжения, так и тока полной нагрузки.

Стабилизаторы

на стабилитронах обычно подходят для приложений с низким энергопотреблением, где и напряжение питания, и нагрузка достаточно постоянны.Однако в такой конфигурации шунта значительное уменьшение тока нагрузки или увеличение напряжения питания может привести к увеличению тока через стабилитрон, который превышает его максимальную рассеиваемую мощность. Однако с точки зрения резистора, за исключением номинальной мощности, необходимой для выдерживания комбинированной нагрузки и токов стабилитрона, требования к характеристикам R 1 минимальны.

Более сложное линейное регулирование достигается за счет последовательной конструкции, в которой используется проходной транзистор для регулирования тока нагрузки и снижения входного напряжения до требуемого выходного уровня.Эта концепция показана на рисунке 18, и такие конструкции типичны для регуляторов на интегральных схемах (IC), а также для регуляторов с малым падением напряжения (LDO), которые часто обеспечивают регулируемое питание в «точке нагрузки».

Делитель потенциала, образованный резисторами R 1 и R 2 , используется для измерения и установки выходного напряжения относительно точного опорного напряжения. В случае ИС линейного регулятора с фиксированным выходом этот делитель будет внутренним, но для других регуляторов, ИС и БП наличие одного или обоих плеч делителя напряжения, внешнего по отношению к устройству, обеспечивает необходимую гибкость для регулировки выходного напряжения по мере необходимости.

Выбор номиналов резисторов для цепи делителя в первую очередь определяется их соотношением, поэтому ключевым моментом является их влияние на общую точность источника питания. При условии, что схема компаратора имеет высокий коэффициент усиления и высокое входное сопротивление, влияние допуска резистора может быть рассчитано путем моделирования их наихудшего значения в приведенном выше уравнении выходного напряжения, например вычисление сначала с максимальным значением R1 и минимальным значением R 2 , а затем наоборот, чтобы найти потенциальное отклонение выходного напряжения.

Чтобы проиллюстрировать это: если VREF составляет 1,2 В, а R2 номинально составляет 5 кВт, то для выхода 3,3 В R 1 должен быть 8,75 кВт. Таким образом, если R 1 и R 2 являются устройствами с допуском 1%, погрешность вывода наихудшего случая составляет ± 1,27%. Однако выходная ошибка уменьшается для выходного напряжения, близкого к опорному напряжению, например. для выхода 1,8 В R 1 должно быть 2,5 кВт, а погрешность выхода составляет ± 0,67%. Эти ошибки из-за допуска резистора добавляют к номинальной точности самого устройства, поэтому, если устройство номинально указано с точностью ± 1%, то обычно желательно, чтобы погрешность из-за допуска резистора не была значительно больше.

Технология коммутации повышает КПД блока питания

Поскольку линейные источники питания разделяют источник постоянного тока для обеспечения регулируемого выходного напряжения, в устройстве последовательного прохода потребляется энергия, а также нагрузка. Это приводит к низкой эффективности, особенно если падение напряжения на регуляторе значительно.

Импульсный источник питания (SMPS) принимает нерегулируемый источник постоянного тока, который может быть от линейного входа переменного тока, который был напрямую выпрямлен и сглажен, и включает и выключает его на высокой частоте (обычно 10 кГц — 1 МГц) с нагрузкой. цикл, который определяет результирующее выходное напряжение постоянного тока после выпрямления и сглаживания высокочастотного сигнала переменного тока.Регулирование выхода SMPS использует аналогичное устройство измерения выхода, что и описанный ранее линейный последовательный стабилизатор, но теперь сигнал обратной связи от делителя потенциала используется для управления частотой переключения и рабочим циклом.

Избегая падения напряжения линейным регулятором, который постоянно рассеивает мощность, импульсный источник питания, в котором проходной транзистор либо полностью включен, либо полностью выключен, обеспечивает гораздо более высокий КПД, который в хороших конструкциях может достигать 95%. Более того, по сравнению с линейным источником переменного / постоянного тока аналогичного номинала, импульсные источники будут намного меньше, потому что высокочастотный трансформатор (обычно требуемый для обеспечения гальванической развязки от линейного входа) и связанные с ним конденсаторы фильтра / резервуара физически меньше чем эквивалентные компоненты в линейном источнике питания.

Однако одна проблема с импульсными источниками питания заключается в том, что они требуют минимальной нагрузки для правильной работы и могут быть повреждены в условиях холостого хода. По этой причине нередко встраивают фиктивную нагрузку в виде подходящего силового резистора, который потребляет минимальный заданный ток нагрузки в случае отключения первичной нагрузки. Конечно, такой нагрузочный резистор сам потребляет мощность, что не только необходимо учитывать в спецификации резистора, но также снижает эффективность источника питания.Альтернативным решением является использование шунтирующего резистора, который можно подключить к выходу для отвода тока, если источник питания обнаружит, что предполагаемая нагрузка разомкнулась. Импульсные источники питания обычно включают в себя другие функции безопасности, такие как ограничение тока для защиты от короткого замыкания на выходе и отключения источника питания. Шунтирующие резисторы большой мощности с низким омическим сопротивлением могут также использоваться в качестве лома для защиты пользователей от условий перенапряжения.

Преобразователи постоянного тока

также используют технологию переключения для преобразования одного постоянного напряжения в другое.Действительно, понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный (часто называемый «понижающим» преобразователем) по существу работает так же, как SMPS. Повышающие, или «повышающие», преобразователи постоянного тока в постоянный используют методы накачки заряда для повышения входного напряжения до более высокого уровня на выходе. В целом, тем не менее, все еще применяются те же методы регулирования выходного напряжения, а также аналогичные методы защиты от неисправностей.

Другие роли резисторов в источниках питания

В дополнение к их использованию для измерения / настройки напряжения и в качестве фиктивных нагрузок или шунтов, резисторы могут играть ряд других важных ролей в конструкциях источников питания:

  • Спускные резисторы, размещенные параллельно с нагрузкой источника питания, используются для разряда сглаживающих конденсаторов, используемых в линейных преобразователях переменного тока в постоянный, а также резервуарных конденсаторов, используемых в преобразователях постоянного тока в постоянный. Эти конденсаторы могут сохранять заряд долгое время после отключения источника питания, представляя потенциально смертельная опасность поражения электрическим током для пользователей, обращающихся к источнику питания.Очевидно, что номинал спускного резистора должен быть рассчитан таким образом, чтобы он был достаточно высоким, чтобы не потреблять значительную мощность при нормальной работе источника питания, но достаточно низким, чтобы разрядить устройство относительно быстро, когда источник питания отключен.
  • Резисторы, ограничивающие броски тока, на несколько Ом или меньше, включенные последовательно с линией переменного тока, могут решить проблему с преобразователями переменного тока в постоянный, где при включении может возникнуть большой импульсный ток, поскольку накопительный конденсатор большой емкости изначально заряжен. Альтернативой, особенно для источников питания более высокой мощности, является использование резисторов с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), которые изначально имеют более высокое сопротивление, которое падает с увеличением их температуры из-за самонагрева.Но для обеспечения приемлемо низкого значения сопротивления во время нормальной работы резисторы NTC должны продолжать работать при этой температуре, что может быть несовместимо с другими ограничениями на работу источника питания. Использование специализированных импульсных резисторов может быть лучшим решением — они оцениваются в соответствии с их энергоемкостью в Джоулях, а не с номинальной продолжительной мощностью (в ваттах), которую в противном случае диктовал бы высокий уровень пускового тока.
  • Балансировочные резисторы позволяют распределять нагрузку между двумя или более преобразователями постоянного тока в постоянный.Параллельная работа DC-DC преобразователей может быть более рентабельной, чем использование одного более сильноточного блока, или может быть более желательной в некоторых случаях из-за ограничений физических размеров или тепловых соображений. Однако простое соединение выходов двух преобразователей вместе не гарантирует, что они равномерно распределяют ток нагрузки. Резисторы R SHARE равного номинала, показанные на рисунке 19, учитывают разницу между регулируемыми выходами каждого преобразователя.

Аналогичная ситуация применима к силовым транзисторам, используемым для регулирования нагрузки в различных конструкциях источников питания.Вместо использования одного устройства, рассчитанного на полную нагрузку, может быть лучше использовать несколько транзисторов параллельно для разделения нагрузки. Таким образом, как и в случае параллельного DC-DC преобразователя, резисторы распределения нагрузки могут быть включены последовательно с выходом каждого транзистора для выравнивания тока.

Третий сценарий балансировки встречается, когда накопительные конденсаторы подключаются последовательно к выходам высоковольтных источников постоянного тока, как показано C1 и C2 на рисунке 20. Проблема здесь в том, что у электролитических конденсаторов есть токи утечки, которые можно рассматривать как резисторы в параллельно конденсатору.К сожалению, эти сопротивления утечки (RL1 и RL2) могут значительно отличаться по величине даже для конденсаторов одинаковой емкости, но они действуют как делитель потенциала на выходе, что приводит к неравным напряжениям на конденсаторах, которые могут превышать их максимальный номинал. Решение состоит в том, чтобы добавить более точно согласованные внешние резисторы меньшего номинала (RB1 и RB2) поперек конденсаторов, чтобы противодействовать эффекту утечки.

  • Высоковольтные делители используются для уменьшения выходной мощности высоковольтного источника питания для обеспечения обратной связи в целях регулирования, и потенциометрические отношения до 1000: 1 не редкость.Резисторы делителя напряжения также используются в таких приложениях, как автоматические дефибрилляторы, для контроля источника высокого напряжения, используемого для зарядки накопительного конденсатора, и отключения питания при достижении необходимого уровня заряда. Высокопроизводительные резисторы для нестандартных источников питания.
  • Измерение высокого тока — это то, когда прецизионный резистор с низким сопротивлением используется последовательно с током питания для измерения тока путем измерения падения напряжения с использованием принципа шунтирующего амперметра. Дилемма, стоящая перед проектировщиком, заключается в конфликте между минимизацией тепловыделения и потерь мощности (P = I 2R) путем выбора низкого сопротивления по сравнению с более высоким сопротивлением, которое приводит к большему падению напряжения, которое легче измерить.

Использование резисторов в источниках питания предъявляет множество различных требований к рабочим характеристикам. К ним относятся потребность в точных значениях с низкими допусками, устройствах, которые могут работать с большим током, высоким напряжением или высокой мощностью, а также более специализированными компонентами, предлагающими низкие значения омического сопротивления, превосходную температурную стабильность или способность выдерживать импульсные токи. Riedon, как специализированный производитель и поставщик высокоэффективных резисторов, предлагает решения для всех этих требований.Примеры включают его резисторы Power Film (серия PF), которые обеспечивают сопротивление от 20 мОм до 100 кОм с допусками от 0,1% и допустимую мощность от десятков до сотен ватт, а также резисторы UAL, которые используют алюминиевый корпус для высокого рассеивания мощности, но также обеспечивают отличное обработка импульсов, низкие значения омического сопротивления (от 5 мОм), допуски от 0,01% и низкий TCR (температурный коэффициент сопротивления) ± 20 ppm / K.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.