Résistance variable. Connexion parallèle de résistances
(résistances fixes), et dans cette partie de l'article nous en parlerons, ou résistances variables.
Résistances à résistance variable, ou résistances variables sont des composants radio dont la résistance peut être changement de zéro à la valeur nominale. Ils sont utilisés comme commandes de gain, de volume et de tonalité dans les équipements radio de reproduction sonore, sont utilisés pour un réglage précis et fluide de diverses tensions et sont divisés en potentiomètres Et réglage résistances.
Les potentiomètres sont utilisés comme commandes de gain fluides, commandes de volume et de tonalité, servent à un réglage en douceur de diverses tensions et sont également utilisés dans les systèmes de suivi, dans les appareils informatiques et de mesure, etc.
Potentiomètre appelée résistance réglable ayant deux bornes permanentes et une mobile. Les bornes permanentes sont situées sur les bords de la résistance et sont reliées au début et à la fin de l'élément résistif, formant la résistance totale du potentiomètre. La borne médiane est connectée à un contact mobile, qui se déplace le long de la surface de l'élément résistif et vous permet de modifier la valeur de résistance entre la borne médiane et toute borne extrême.
Le potentiomètre est un corps cylindrique ou rectangulaire, à l'intérieur duquel se trouve un élément résistif réalisé sous la forme d'un anneau ouvert, et un axe métallique saillant, qui constitue la poignée du potentiomètre. À l'extrémité de l'axe se trouve une plaque collectrice de courant (balai de contact) qui a un contact fiable avec l'élément résistif. Un contact fiable de la brosse avec la surface de la couche résistive est assuré par la pression d'un curseur en matériaux élastiques, par exemple en bronze ou en acier.
Lorsque le bouton est tourné, le curseur se déplace le long de la surface de l'élément résistif, ce qui entraîne un changement de résistance entre les bornes médiane et extrême. Et si une tension est appliquée aux bornes extrêmes, alors une tension de sortie est obtenue entre elles et la borne médiane.
Le potentiomètre peut être représenté schématiquement comme le montre la figure ci-dessous : les bornes extérieures sont désignées par les chiffres 1 et 3, celle du milieu est désignée par le numéro 2.
Selon l'élément résistif, les potentiomètres sont divisés en sans fil Et fil.
1.1 Sans fil.
Dans les potentiomètres sans fil, l'élément résistif est réalisé sous la forme en forme de fer à cheval ou rectangulaire plaques en matériau isolant, sur la surface desquelles est appliquée une couche résistive, qui présente une certaine résistance ohmique.
Résistances avec en forme de fer à cheval L'élément résistif a une forme ronde et un mouvement de rotation du curseur avec un angle de rotation de 230 à 270°, et des résistances avec rectangulaire l'élément résistif présente une forme rectangulaire et le mouvement de translation du curseur. Les résistances les plus populaires sont les types SP, OSB, SPE et SP3. La figure ci-dessous montre un potentiomètre de type SP3-4 avec un élément résistif en forme de fer à cheval.
L'industrie nationale a produit des potentiomètres de type SPO, dans lesquels l'élément résistif est enfoncé dans une rainure arquée. Le corps d'une telle résistance est en céramique et pour se protéger de la poussière, de l'humidité et des dommages mécaniques, ainsi qu'à des fins de blindage électrique, l'ensemble de la résistance est recouvert d'un capuchon métallique.
Les potentiomètres de type SPO ont une résistance élevée à l'usure, sont insensibles aux surcharges et sont de petite taille, mais ils présentent un inconvénient : la difficulté d'obtenir des caractéristiques fonctionnelles non linéaires. Ces résistances se retrouvent encore dans les anciens équipements radio domestiques.
1.2. Fil.
DANS fil Dans les potentiomètres, la résistance est créée par un fil à haute résistance enroulé en une seule couche sur un cadre en forme d'anneau, le long du bord duquel se déplace un contact mobile. Pour obtenir un contact fiable entre le balai et le bobinage, la piste de contact est nettoyée, polie ou meulée à une profondeur de 0,25d.
La structure et le matériau du cadre sont déterminés en fonction de la classe de précision et de la loi de changement de résistance de la résistance (la loi de changement de résistance sera discutée ci-dessous). Les cadres sont constitués d'une plaque qui, après avoir enroulé les fils, est enroulée en un anneau, ou un anneau fini est pris, sur lequel l'enroulement est posé.
Pour les résistances dont la précision ne dépasse pas 10 à 15 %, les cadres sont constitués d'une plaque qui, après avoir enroulé les fils, est enroulée en anneau. Le matériau du cadre est constitué de matériaux isolants tels que le getinax, le textolite, la fibre de verre ou le métal - aluminium, laiton, etc. De tels cadres sont faciles à fabriquer, mais ne fournissent pas de dimensions géométriques précises.
Les cadres de l'anneau fini sont fabriqués avec une haute précision et sont principalement utilisés pour la fabrication de potentiomètres. Le matériau utilisé est le plastique, la céramique ou le métal, mais l'inconvénient de ces cadres est la difficulté de l'enroulement, car pour l'enrouler, un équipement spécial est nécessaire.
Le bobinage est constitué de fils constitués d'alliages à haute résistivité électrique, par exemple du constantan, du nichrome ou du manganin dans une isolation en émail. Pour les potentiomètres, on utilise des fils constitués d'alliages spéciaux à base de métaux nobles, qui présentent une oxydation réduite et une résistance élevée à l'usure. Le diamètre du fil est déterminé en fonction de la densité de courant admissible.
2. Paramètres de base des résistances variables.
Les principaux paramètres des résistances sont : la résistance totale (nominale), la forme des caractéristiques fonctionnelles, la résistance minimale, la puissance nominale, le niveau de bruit de rotation, la résistance à l'usure, les paramètres caractérisant le comportement de la résistance sous influence climatique, ainsi que les dimensions, le coût, etc. . Cependant, lors du choix des résistances, l'attention est le plus souvent portée à la résistance nominale et moins souvent aux caractéristiques fonctionnelles.
2.1. Résistance nominale.
Résistance nominale La résistance est indiquée sur son corps. Selon GOST 10318-74, les numéros préférés sont 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ohm, kiloohm ou mégohm.
Pour les résistances étrangères, les numéros préférés sont 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ohm, kiloohm et mégaohm.
Les écarts admissibles des résistances par rapport à la valeur nominale sont fixés à ± 30 %.
La résistance totale de la résistance est la résistance entre les bornes extérieures 1 et 3.
2.2. Forme de caractéristiques fonctionnelles.
Les potentiomètres du même type peuvent différer par leurs caractéristiques fonctionnelles, qui déterminent selon quelle loi la résistance de la résistance change entre les bornes extrême et médiane lorsque le bouton de la résistance est tourné. Selon la forme des caractéristiques fonctionnelles, les potentiomètres sont divisés en linéaire Et non linéaire: pour les linéaires, la valeur de la résistance change proportionnellement au mouvement du collecteur de courant, pour les non linéaires, elle change selon une certaine loi.
Il existe trois lois fondamentales : UN— Linéaire, B– Logarithmique, DANS— Logarithmique inverse (exponentiel). Ainsi, par exemple, pour régler le volume dans un équipement de reproduction sonore, il faut que la résistance entre les bornes médiane et extrême de l'élément résistif varie en fonction de logarithmique inverse loi (B). Ce n’est que dans ce cas que notre oreille est capable de percevoir une augmentation ou une diminution uniforme du volume.
Ou dans les instruments de mesure, par exemple les générateurs d'audiofréquence, où des résistances variables sont utilisées comme éléments de réglage de la fréquence, il est également nécessaire que leur résistance varie en fonction de logarithmique(B) ou logarithmique inverse loi. Et si cette condition n'est pas remplie, l'échelle du générateur sera inégale, ce qui rendra difficile le réglage précis de la fréquence.
Résistances avec linéaire La caractéristique (A) est principalement utilisée dans les diviseurs de tension comme réglage ou trimmer.
La dépendance du changement de résistance sur l'angle de rotation de la poignée de la résistance pour chaque loi est illustrée dans le graphique ci-dessous.
Pour obtenir les caractéristiques fonctionnelles souhaitées, aucune modification majeure n'est apportée à la conception des potentiomètres. Par exemple, dans les résistances bobinées, les fils sont enroulés avec des pas variables ou le cadre lui-même est constitué d'une largeur variable. Dans les potentiomètres sans fil, l'épaisseur ou la composition de la couche résistive est modifiée.
Malheureusement, les résistances réglables ont une fiabilité relativement faible et une durée de vie limitée. Souvent, les propriétaires d'équipements audio utilisés depuis longtemps entendent des bruissements et des crépitements provenant du haut-parleur lorsqu'ils tournent le contrôle du volume. La raison de ce moment désagréable est une violation du contact du balai avec la couche conductrice de l'élément résistif ou une usure de ce dernier. Le contact glissant est le point le plus peu fiable et le plus vulnérable d’une résistance variable et constitue l’une des principales causes de défaillance des composants.
3. Désignation des résistances variables sur les schémas.
Sur les schémas de circuit, les résistances variables sont désignées de la même manière que les constantes, seule une flèche dirigée vers le milieu du boîtier est ajoutée au symbole principal. La flèche indique la régulation et indique en même temps qu'il s'agit de la sortie médiane.
Parfois, des situations surviennent lorsque des exigences de fiabilité et de durée de vie sont imposées à une résistance variable. Dans ce cas, la commande en douceur est remplacée par une commande pas à pas et une résistance variable est construite sur la base d'un interrupteur à plusieurs positions. Des résistances à résistance constante sont connectées aux contacts du commutateur, qui seront inclus dans le circuit lorsque le bouton du commutateur est tourné. Et afin de ne pas encombrer le schéma avec l'image d'un interrupteur avec un jeu de résistances, seul le symbole d'une résistance variable avec un signe est indiqué régulation par étapes. Et si nécessaire, le nombre d'étapes est également indiqué.
Pour contrôler le volume et le timbre, le niveau d'enregistrement dans les équipements de reproduction sonore stéréo, pour contrôler la fréquence dans les générateurs de signaux, etc. appliquer double potentiomètre, dont la résistance change simultanément en tournant général axe (moteur). Sur les schémas, les symboles des résistances qui y sont incluses sont placés le plus près possible les uns des autres, et la connexion mécanique qui assure le mouvement simultané des curseurs est représentée soit par deux lignes pleines, soit par une ligne pointillée.
L'appartenance des résistances à un bloc double est indiquée en fonction de leur désignation de position dans le schéma électrique, où R1.1 est la première résistance de la double résistance variable R1 dans le circuit, et R1.2- deuxième. Si les symboles de résistance sont très éloignés les uns des autres, la connexion mécanique est indiquée par des segments de ligne pointillée.
L'industrie produit des résistances variables doubles, dans lesquelles chaque résistance peut être contrôlée séparément, car l'axe de l'une passe à l'intérieur de l'axe tubulaire de l'autre. Pour de telles résistances, il n'existe pas de connexion mécanique assurant un mouvement simultané, elle n'est donc pas représentée sur les schémas et l'appartenance à une double résistance est indiquée en fonction de la désignation de position dans le schéma électrique.
Les équipements audio domestiques portables, tels que les récepteurs, les lecteurs, etc., utilisent souvent des résistances variables avec un interrupteur intégré, dont les contacts sont utilisés pour alimenter le circuit de l'appareil. Pour de telles résistances, le mécanisme de commutation est combiné avec l'axe (poignée) de la résistance variable et, lorsque la poignée atteint la position extrême, il affecte les contacts.
En règle générale, dans les schémas, les contacts de l'interrupteur sont situés à proximité de la source d'alimentation dans la rupture du fil d'alimentation, et la connexion entre l'interrupteur et la résistance est indiquée par une ligne pointillée et un point situé à un des côtés du rectangle. Cela signifie que les contacts se ferment lorsqu'on s'éloigne d'un point et s'ouvrent lorsqu'on s'en approche.
4. Résistances ajustables.
Résistances ajustables sont un type de variables et sont utilisés pour un réglage unique et précis de l'équipement électronique lors de son installation, de son réglage ou de sa réparation. En tant que trimmers, on utilise à la fois des résistances variables du type habituel avec une caractéristique fonctionnelle linéaire, dont l'axe est réalisé "sous une fente" et équipé d'un dispositif de verrouillage, et des résistances d'une conception spéciale avec une précision accrue de réglage de la valeur de résistance. utilisé.
Pour la plupart, les résistances d'accord spécialement conçues sont de forme rectangulaire avec plat ou circulaireélément résistif. Résistances à élément résistif plat ( UN) présentent un mouvement de translation de la brosse de contact, réalisé par une vis micrométrique. Pour les résistances avec un élément résistif en anneau ( b) la brosse de contact est déplacée par une vis sans fin.
Pour les charges lourdes, des conceptions de résistances cylindriques ouvertes sont utilisées, par exemple PEVR.
Dans les schémas de circuit, les résistances d'accord sont désignées de la même manière que les variables, mais au lieu du signe de contrôle, le signe de contrôle d'accord est utilisé.
5. Inclusion de résistances variables dans un circuit électrique.
Dans les circuits électriques, des résistances variables peuvent être utilisées comme rhéostat(résistance réglable) ou comme potentiomètre(diviseur de tension). S'il est nécessaire de réguler le courant dans un circuit électrique, alors la résistance est allumée avec un rhéostat, s'il y a une tension, elle est alors allumée avec un potentiomètre ;
Lorsque la résistance est allumée rhéostat la sortie moyenne et une sortie extrême sont utilisées. Cependant, une telle inclusion n'est pas toujours préférable, car pendant le processus de régulation, la borne médiane peut accidentellement perdre le contact avec l'élément résistif, ce qui entraînera une coupure indésirable du circuit électrique et, par conséquent, une éventuelle défaillance de la pièce ou l'appareil électronique dans son ensemble.
Pour éviter une rupture accidentelle du circuit, la borne libre de l'élément résistif est connectée à un contact mobile, de sorte que si le contact est rompu, le circuit électrique reste toujours fermé.
En pratique, l'allumage d'un rhéostat est utilisé lorsqu'ils souhaitent utiliser une résistance variable comme résistance supplémentaire ou limitante de courant.
Lorsque la résistance est allumée potentiomètre Les trois broches sont utilisées, ce qui lui permet d'être utilisé comme diviseur de tension. Prenons, par exemple, une résistance variable R1 avec une résistance nominale telle qu'elle éteindra presque toute la tension de la source d'alimentation arrivant à la lampe HL1. Lorsque la poignée de la résistance est tournée vers la position la plus élevée du diagramme, la résistance de la résistance entre les bornes supérieure et centrale est minime et toute la tension de la source d'alimentation est fournie à la lampe, et elle brille à pleine chaleur.
À mesure que vous déplacez le bouton de résistance vers le bas, la résistance entre les bornes supérieure et centrale augmentera et la tension sur la lampe diminuera progressivement, l'empêchant de briller à pleine intensité. Et lorsque la résistance atteint sa valeur maximale, la tension sur la lampe chutera jusqu'à presque zéro et elle s'éteindra. C'est selon ce principe que s'effectue le contrôle du volume dans les équipements de reproduction sonore.
Le même circuit diviseur de tension peut être représenté un peu différemment, où la résistance variable est remplacée par deux résistances constantes R1 et R2.
Eh bien, c'est essentiellement tout ce que je voulais dire résistances à résistance variable. Dans la dernière partie, nous examinerons un type spécial de résistances, dont la résistance change sous l'influence de facteurs électriques et non électriques externes.
Bonne chance!
Littérature:
V. A. Volgov - "Pièces et composants d'équipements radioélectroniques", 1977
V. V. Frolov - "Le langage des circuits radio", 1988
M. A. Zgut - « Symboles et circuits radio », 1964
Cela semble être un simple détail, qu’est-ce qui pourrait être compliqué ici ? Mais non ! Il existe quelques astuces pour utiliser cette chose. Structurellement, la résistance variable est conçue de la même manière que celle indiquée sur le schéma - une bande de matériau avec résistance, les contacts sont soudés sur les bords, mais il y a aussi une troisième borne mobile qui peut prendre n'importe quelle position sur cette bande, divisant le résistance en plusieurs parties. Il peut servir à la fois de diviseur de tension overclockable (potentiomètre) et de résistance variable - si vous avez simplement besoin de changer la résistance.
L'astuce est constructive :
Disons que nous devons créer une résistance variable. Nous avons besoin de deux sorties, mais l'appareil en a trois. Il semble que la chose évidente s'impose : n'utilisez pas une conclusion extrême, mais utilisez uniquement le milieu et le deuxième extrême. Mauvaise idée ! Pourquoi? C'est juste qu'en se déplaçant le long de la bande, le contact en mouvement peut sauter, trembler et autrement perdre le contact avec la surface. Dans ce cas, la résistance de notre résistance variable devient infinie, provoquant des interférences lors du réglage, des étincelles et des brûlures de la piste en graphite de la résistance, et faisant sortir l'appareil en cours de réglage du mode de réglage autorisé, ce qui peut être fatal.
Solution? Connectez la borne extrême à celle du milieu. Dans ce cas, la pire chose qui attend l'appareil est l'apparition à court terme d'une résistance maximale, mais pas une rupture.
Combattre les valeurs limites.
Si une résistance variable régule le courant, par exemple en alimentant une LED, alors lorsqu'elle est amenée à la position extrême, nous pouvons ramener la résistance à zéro, et c'est essentiellement l'absence de résistance - la LED se carbonisera et s'éteindra. Vous devez donc introduire une résistance supplémentaire qui définit la résistance minimale autorisée. D'ailleurs, il y a ici deux solutions - l'évidence et la belle :) L'évidence est compréhensible dans sa simplicité, mais la belle est remarquable dans le sens où l'on ne change pas la résistance maximale possible, compte tenu de l'impossibilité de ramener le moteur à zéro. Lorsque le moteur est en position la plus haute, la résistance sera égale à (R1*R2)/(R1+R2)- résistance minimale. Et tout en bas, ce sera égal R1- celui que nous avons calculé, et il n'est pas nécessaire de tenir compte de la résistance supplémentaire. C'est beau ! :)
Si vous devez insérer une limitation des deux côtés, insérez simplement une résistance constante en haut et en bas. Simple et efficace. En même temps, vous pouvez obtenir une augmentation de la précision, selon le principe exposé ci-dessous.
Parfois, il est nécessaire d'ajuster la résistance de plusieurs kOhms, mais de l'ajuster juste un peu - d'une fraction de pour cent. Afin de ne pas utiliser de tournevis pour attraper ces microdegrés de rotation du moteur sur une grosse résistance, ils installent deux variables. Un pour une grande résistance et le second pour une petite, égale à la valeur du réglage prévu. En conséquence, nous avons deux tornades - une " Rugueux"deuxième" Exactement« Nous réglons le grand à une valeur approximative, puis avec le petit nous le mettons en condition.
Pour tout radioamateur, une résistance est une pièce nécessaire dans presque tous les circuits, même les plus simples. Dans une situation triviale, la résistance est une bobine de fil qui ne conduit pas bien le courant électrique ; le constantan est souvent utilisé comme métal.
Pour une résistance variable ou constante, à des fins expérimentales, vous pouvez utiliser du graphite dont la tige est située à l'intérieur d'un simple crayon. Il a une bonne conductivité électrique. Par conséquent, pour une résistance faite maison, vous en avez besoin d'une fine couche, qui peut être appliquée sur du papier et combiner la résistance requise pouvant atteindre plusieurs centaines de kiloohms.
Sur la base des propriétés du graphite, nous construirons un modèle fonctionnel de résistance sur papier. Dans ce cas, nous procéderons d'une arithmétique simple : plus le conducteur est long, plus sa résistance électrique est grande.
Sur la photo ci-dessous, l'indicateur s'affiche en mégaohms.
L'écran indique qu'une bande de graphite 2 fois plus longue a respectivement 2 fois l'indice de résistance. Veuillez noter que la largeur des rayures est la même.
Un conducteur large a moins de résistance.
Une bande de graphite appliquée sur du papier peut facilement être transformée en une résistance variable expérimentale ou, autrement, appelons-la un rhéostat.
Cette idée est parfaite pour les cours de physique. Matériel utilisé du site samodelnie.ru
Dans les circuits d’équipements électroniques, l’un des éléments les plus fréquemment rencontrés est la résistance ; son autre nom est résistance. Il présente un certain nombre de caractéristiques, parmi lesquelles la puissance. Dans cet article, nous parlerons des résistances, que faire si vous ne disposez pas d'un élément adapté à la puissance et pourquoi elles grillent.
Caractéristiques des résistances
1. Le paramètre principal d’une résistance est la résistance nominale.
2. Le deuxième paramètre par lequel il est sélectionné est la dissipation de puissance maximale (ou maximale).
3. Coefficient de température de résistance - décrit dans quelle mesure la résistance change lorsque sa température change de 1 degré Celsius.
4. Écart admissible par rapport à la valeur nominale. En règle générale, la dispersion des paramètres de résistance par rapport à celle déclarée est comprise entre 5 et 10 %, cela dépend de GOST ou TU selon lequel elle est fabriquée ; il existe également des résistances précises avec un écart allant jusqu'à 1 %, qui coûtent généralement plus cher.
5. La tension de fonctionnement maximale dépend de la conception de l'élément : dans les appareils électroménagers avec une tension d'alimentation de 220 V, presque toutes les résistances peuvent être utilisées.
6. Caractéristiques du bruit.
7. Température ambiante maximale. Il s’agit de la température qui peut se produire lorsque la puissance dissipée maximale de la résistance elle-même est atteinte. Nous en reparlerons plus tard.
8. Résistance à l'humidité et à la chaleur.
Il existe deux autres caractéristiques que les débutants ignorent le plus souvent :
Aux basses fréquences (par exemple, dans la plage audio jusqu'à 20 kHz), elles n'affectent pas de manière significative le fonctionnement du circuit. Dans les appareils à haute fréquence, avec des fréquences de fonctionnement de plusieurs centaines de milliers de hertz et plus, même l'emplacement des pistes sur la carte et leur forme ont un impact significatif.
Du cours de physique, beaucoup de gens se souviennent parfaitement de la formule de puissance de l'électricité, à savoir : P=U*I
Il s’ensuit que cela dépend linéairement du courant et de la tension. Le courant traversant la résistance dépend de sa résistance et de la tension qui lui est appliquée, c'est-à-dire :
La chute de tension aux bornes d'une résistance (la quantité de tension restant à ses bornes par rapport à la tension appliquée au circuit dans lequel elle est installée) dépend également du courant et de la résistance :
Expliquons maintenant avec des mots simples quelle est la puissance d'une résistance et où elle est allouée.
Tout métal a sa propre résistivité, c'est une valeur qui dépend de la structure de ce métal lui-même. Lorsque des porteurs de charge (dans notre cas, des électrons) traversent un conducteur sous l'influence d'un courant électrique, ils entrent en collision avec les particules qui composent le métal.
En raison de ces collisions, la circulation du courant est entravée. De manière très générale, il s’avère que plus la structure métallique est dense, plus le courant a du mal à circuler (plus la résistance est grande).
L'image montre un exemple de réseau cristallin, pour plus de clarté.
Ces collisions dégagent de la chaleur. Pouvez-vous imaginer cela comme si vous marchiez à travers une foule (beaucoup de résistance) où vous étiez également poussé, ou si vous marchiez dans un couloir vide où vous transpireriez davantage ?
La même chose se produit avec le métal. La puissance est libérée sous forme de chaleur. Dans certains cas, cela est mauvais car cela réduit l’efficacité de l’appareil. Dans d'autres situations, c'est une propriété utile, par exemple. Dans les lampes à incandescence, en raison de sa résistance, la spirale chauffe jusqu'à produire une lueur vive.
Mais comment cela s’applique-t-il aux résistances ?
Le fait est que les résistances sont utilisées pour limiter le courant lors de l'alimentation de dispositifs ou d'éléments de circuit, ou pour définir les modes de fonctionnement des dispositifs à semi-conducteurs. Nous avons décrit cela. D'après la formule ci-dessus, il deviendra clair que le courant diminue en raison d'une diminution de la tension. On peut dire que l'excès de tension brûle sous forme de chaleur sur une résistance, et la puissance est calculée en utilisant la même formule que la puissance totale :
Ici, U est le nombre de volts « brûlés » aux bornes de la résistance, et I est le courant qui la traverse.
La chaleur générée par une résistance s'explique par la loi Joule-Lenz, qui relie la quantité de chaleur générée au courant et à la résistance. Plus le premier ou le deuxième est grand, plus la chaleur dégagée sera importante.
Pour rendre les choses plus pratiques, deux autres formules sont dérivées de cette formule en substituant la loi d'Ohm à une section de la chaîne.
Pour déterminer la puissance via la tension appliquée à une résistance :
Pour déterminer la puissance du courant circulant dans une résistance :
Un peu de pratique
Par exemple, déterminons la quantité de puissance allouée à une résistance de 1 Ohm connectée à une source de tension de 12 V.
Tout d’abord, calculons le courant dans le circuit :
Maintenant la puissance selon la formule classique :
P=12*12=144 W.
Une étape des calculs peut être évitée si vous utilisez les formules ci-dessus, vérifions-la :
P = 12 ^ 2/1 = 144/1 = 144 W.
Tout s'emboîte. La résistance générera de la chaleur d'une puissance de 144W. Ce sont des valeurs conditionnelles prises en exemple. En pratique, vous ne trouverez pas de telles résistances dans les équipements électroniques, à l'exception de grosses résistances pour réguler les moteurs à courant continu ou démarrer de puissantes machines synchrones en mode asynchrone.
Quels sont les types de résistances et comment elles sont indiquées dans le schéma
La plage de puissances des résistances est standard : 0,05 (0,62) - 0,125 - 0,25 - 0,5 - 1 - 2 - 5
Ce sont des valeurs typiques des résistances communes ; il existe également des valeurs plus grandes ou d'autres valeurs. Mais cette série est la plus courante. Lors de l'assemblage de l'électronique, un schéma de circuit électrique est utilisé, en commençant par le numéro de série des éléments. Il est moins courant d'indiquer la résistance nominale, et encore moins souvent la résistance nominale et la puissance.
Pour déterminer rapidement la puissance de la résistance dans le diagramme, les UGO correspondants (symboles graphiques symboliques) selon GOST ont été introduits. L'apparition de ces désignations et leur interprétation sont présentées dans le tableau ci-dessous.
En général, ces données, ainsi que le nom du type spécifique de résistance, sont indiquées dans la liste des éléments, et la tolérance autorisée en % y est également indiquée.
Extérieurement, ils diffèrent par leur taille ; plus l'élément est puissant, plus sa taille est grande. Une taille plus grande augmente la zone d'échange thermique entre la résistance et l'environnement. Par conséquent, la chaleur dégagée lorsque le courant traverse la résistance est transférée plus rapidement à l’air (si l’environnement est de l’air).
Cela signifie que la résistance peut chauffer avec une plus grande puissance (libérer une certaine quantité de chaleur par unité de temps). Lorsque la température de la résistance atteint un certain niveau, la couche externe avec le marquage commence d'abord à brûler, puis la couche résistive (film, fil ou autre) brûle.
Pour vous donner une idée de la température qu'une résistance peut atteindre, jetez un œil à l'échauffement de la bobine d'une résistance puissante (plus de 5 W) démontée dans un boîtier en céramique.
Les caractéristiques comprenaient un paramètre tel que la température ambiante admissible. Il est indiqué pour la sélection correcte de l'élément. Le fait est que puisque la puissance de la résistance est limitée par sa capacité à transférer de la chaleur et, en même temps, à ne pas surchauffer, mais à transférer de la chaleur, c'est-à-dire Lors du refroidissement de l'élément par convection ou flux d'air forcé, il doit y avoir une différence aussi grande que possible entre les températures de l'élément et celles de l'environnement.
Par conséquent, s’il fait trop chaud autour de l’élément, celui-ci chauffera plus rapidement et grillera, même si la puissance électrique qu’il contient est inférieure au maximum dissipé. La température normale est de 20 à 25 degrés Celsius.
Pour continuer ce sujet :
Que faire s'il n'y a pas de résistance de la puissance requise ?
Un problème courant pour les radioamateurs est le manque de résistance de la puissance requise. Si vous disposez de résistances plus puissantes que nécessaire, il n’y a rien de mal à cela, vous pouvez les installer sans hésiter. Si seulement la taille lui convenait. Si toutes les résistances disponibles sont moins puissantes que nécessaire, c’est déjà un problème.
En fait, résoudre ce problème est assez simple. Rappelez-vous les lois de la connexion en série et en parallèle des résistances.
1. Lorsque les résistances sont connectées en série, la somme des chutes de tension sur toute la chaîne est égale à la somme des chutes sur chacune d'elles. Et le courant circulant à travers chaque résistance est égal au courant total, c'est-à-dire dans un circuit d'éléments connectés en série, UN courant circule, mais les tensions appliquées à chacun d'eux sont DIFFÉRENTES, déterminées par la loi d'Ohm pour une section du circuit (voir ci-dessus) Utot = U1 + U2 + U3
2. Lorsque les résistances sont connectées en parallèle, la chute de tension dans toutes les branches est égale et le courant circulant dans chacune des branches est inversement proportionnel à la résistance de la branche. Le courant total d'une chaîne de résistances connectées en parallèle est égal à la somme des courants de chacune des branches.
Cette image montre tout ce qui précède sous une forme facile à retenir.
Ainsi, tout comme lors de la connexion de résistances en série, la tension sur chacune d'elles diminuera, et lors de la connexion de résistances en parallèle, le courant diminuera, alors si P = U*I
La puissance de sortie de chacun sera réduite en conséquence.
Par conséquent, si vous n'avez pas de résistance de 100 ohms 1 W, elle peut presque toujours être remplacée par 2 résistances de 50 ohms et 0,5 W connectées en série, ou par 2 résistances de 200 ohms et 0,5 W connectées en parallèle.
J’ai écrit « PRESQUE TOUJOURS » pour une raison. Le fait est que toutes les résistances ne tolèrent pas aussi bien les courants de choc ; dans certains circuits, par exemple ceux associés à la charge de gros condensateurs, elles tolèrent au début une charge de choc importante, ce qui peut endommager sa couche résistive. De telles connexions doivent être vérifiées dans la pratique ou au moyen de longs calculs et de la lecture de la documentation technique et des spécifications des résistances, ce que presque personne ne fait jamais.
Conclusion
La puissance d'une résistance est une valeur non moins importante que sa résistance nominale. Si vous ne faites pas attention au choix des résistances nécessaires à l'alimentation, elles grilleront et deviendront très chaudes, ce qui est mauvais dans n'importe quel circuit.
Lors de la réparation d'un matériel, notamment chinois, n'essayez en aucun cas d'installer des résistances de moindre puissance ; il est préférable de le fournir avec une réserve, s'il est possible de l'adapter aux dimensions indiquées sur la carte.
Pour un fonctionnement stable et fiable d'un appareil radioélectronique, il est nécessaire de sélectionner la puissance avec une marge d'au moins la moitié de la valeur attendue, ou mieux encore, 2 fois plus. Cela signifie que si, selon les calculs, 0,9 à 1 W sont libérés sur la résistance, alors la puissance de la résistance ou de leur assemblage ne doit pas être inférieure à 1,5 à 2 W.
Une résistance est un élément d'un circuit électrique qui résiste au courant électrique. Il existe deux types de résistances : constantes et variables (tuning). Lors de la modélisation d'un circuit électrique particulier, ainsi que lors de la réparation de produits électroniques, il devient nécessaire d'utiliser une résistance d'une certaine valeur. Bien qu'il existe de nombreuses valeurs différentes de résistances fixes, vous n'avez peut-être pas celle dont vous avez besoin à portée de main pour le moment, ou une résistance avec cette valeur peut ne pas exister. Pour sortir de cette situation, vous pouvez utiliser des connexions de résistances en série et en parallèle. Comment calculer et sélectionner correctement différentes valeurs de résistance sera abordé dans cet article.
La connexion en série des résistances est le circuit le plus élémentaire pour assembler des composants radio ; elle est utilisée pour augmenter la résistance totale du circuit. Avec une connexion en série, la résistance des résistances utilisées s'additionne simplement, mais avec une connexion en parallèle, il est nécessaire de calculer à l'aide des formules décrites ci-dessous. Une connexion en parallèle est nécessaire pour réduire la résistance résultante, ainsi que pour augmenter la puissance ; plusieurs résistances connectées en parallèle ont plus de puissance qu'une.
Sur la photo, vous pouvez voir la connexion parallèle des résistances.
Vous trouverez ci-dessous un diagramme schématique d'une connexion parallèle de résistances.
La résistance nominale totale doit être calculée selon le schéma suivant :
R(total)=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn).
R1, R2, R3 et Rn sont des résistances connectées en parallèle.
Lorsqu'une connexion parallèle de résistances est constituée de seulement deux éléments, dans ce cas la résistance nominale totale peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
R(total)=R1*R2/R1+R2.
R(total) - résistance totale ;
R1, R2 sont des résistances connectées en parallèle.
En ingénierie radio, il existe la règle suivante : si une connexion parallèle de résistances est constituée d'éléments de même valeur, alors la résistance résultante peut être calculée en divisant la valeur de la résistance par le nombre de résistances connectées :
R(total) - résistance totale ;
R est la valeur d'une résistance connectée en parallèle ;
N est le nombre d'éléments connectés.
Il est important de considérer qu’avec une connexion en parallèle, la résistance résultante sera toujours inférieure à la résistance de la plus petite résistance.
Donnons un exemple pratique : prenons trois résistances avec les valeurs nominales de résistance suivantes : 100 Ohm, 150 Ohm et 30 Ohm. Calculons la résistance totale en utilisant la première formule :
R(total)=1/(1/100+1/150+1/30)=1/(0,01+0,007+0,03)=1/0,047=21,28 Ohm.
Après avoir calculé la formule, nous voyons qu'une connexion parallèle de résistances composées de trois éléments, avec la plus petite valeur nominale de 30 ohms, donne une résistance totale dans le circuit électrique de 21,28 ohms, ce qui est inférieur à la plus petite résistance nominale du circuit électrique. circuit de près de 30 pour cent.
La connexion parallèle de résistances est le plus souvent utilisée dans les cas où il est nécessaire d'obtenir une résistance de plus grande puissance. Dans ce cas, il faut prendre des résistances de même puissance et de même résistance. La puissance résultante dans ce cas est calculée en multipliant la puissance d'un élément de résistance par le nombre total de résistances connectées en parallèle dans le circuit.
Par exemple : cinq résistances d'une valeur nominale de 100 Ohms et d'une puissance de 1 W chacune, connectées en parallèle, ont une résistance totale de 20 Ohms et une puissance de 5 W.
En connectant les mêmes résistances en série (la puissance s'additionne également), nous obtenons une puissance résultante de 5 W, la résistance totale sera de 500 Ohms.
