Здравствуйте, Дорогие читатели! В прошлых статьях мы разобрались с основными параметрами электрических сигналов и с основными электронными компонентами. В этой статье я обещал рассмотреть номенклатуру компонентов и некоторые их параметры.
Ну что ж, начнем. И начнем с резисторов. К основным параметрам резисторов относятся сопротивление и максимальная рассеиваемая мощность. С сопротивлением мы уже знакомы. Мощность – величина, показывающая скорость работы, или скажем так, сколько работы в секунду сделано. Обозначается мощность буквой Р и измеряется в Ваттах. Итак, пусть некоторой нагрузкой совершается работа А за время t, тогда мощность, рассеиваемая на нагрузке будет следующей:
Самая простая работа, которую может совершать нагрузка – нагреваться. Нагревается она за счет протекания по ней электрического тока. То есть работу совершает электрический ток. Теперь представим, что работа, при которой происходит нагревание – выделение энергии в виде тепла. Вспоминаем формулу кинетической энергии:
Думаю, что такое масса и скорость Вам напоминать не нужно. Теперь перейдем к самому «увлекательному»: представим формулу (2) таким образом, чтобы она стала пригодной для работы с электрическим током. Массу электрона мы знаем из справочников, заряд тоже, к слову о заряде электрона мы уже говорили в прошлой статье. Итак:
Предположим, что ток «переносит» заряд от одной точки к другой, тем самым создавая разность потенциалов на полюсах нагрузки. Повоображаем. Представим, что нагрузка выполнена из некоторого материала, а падение напряжение на клеммах возникает посредством электрического поля. Вспомним формулу напряженности электрического поля:
Разумно предположить, что d-это то самое расстояние, которое преодолевает электрон, двигаясь через нагрузку. Модернизируем формулу (2):
Рассмотрим теперь пропорцию, полученную в формуле (3) и выразим оттуда силу:
Думаю, здесь вопросов не возникнет, простая математическая операция на уровне класса пятого-шестого. Теперь смотрим на формулу (4) и видим явное присутствие силы (ну не той, конечно, которую видел магистр Йода, а обычной силы, которую мы привыкли обозначать буквой F):
Таким образом, энергия, выделяемая на нагревание нагрузки равна половине силы, приложенной к электрону, чтобы переместить его на расстояние d.
Ну а теперь подставим формулу (5) в формулу (6):
Идем дальше: имеется энергия Е, которая тратится на то, чтобы переместить электрон и совершить работу, но мы с Вами выяснили, что перемещение электрона – и есть работа, а поэтому при нагреве нагрузки будет учитываться не половина силы, а вся сила:
Запомните эту формулу (пусть она была получена и не особо верным путем, ведь она воплощает закон Джоуля-Ленца, который впервые был получен экспериментально).
Итак, вернемся к мощности:
Всеми вариациями формулы (9) можно спокойно пользоваться. Давайте решим задачку. Пусть имеется резистор номиналом 100 Oм, подключенный к источнику питания 10 Вольт. Давайте определим какой ток бежит в цепи и минимальную требуемую мощность резистора.
Готово, необходимо, чтобы резистор Rимел максимальную мощность рассеяния больше 1 Ватта.
Так вот к чему это я, в мире всё стандартизовано и имеется несколько стандартных рядов номиналов компонентов. Самый популярный из них: ряд Е24 (рисунок 1).
Все производители электронных компонентов (резисторов в данном случае) с определенной долей погрешности следуют этому ряду. Такое отступление называется допуском. Предположим, завод выпускает резисторы номиналом 200 Ом, максимальное отклонение как в большую, так и в меньшую сторону составляет 10 Ом, тогда допуск равен:
В следующей статье мы более подробно рассмотрим, какие бывают погрешности и с чем их едят, а пока что продолжаем. Мы выяснили, что резистор имеет три основные характеристики: сопротивление, допуск и максимальную рассеиваемую мощность, которая, к слову, также стандартизирована (рисунок 2):
Теперь далее. Все без исключения знают как выглядит резистор на чертеже, но всё же лишним не будет.
На рисунке приведены условные графические обозначения (УГО) резисторов с пояснениями.
С резисторами покончили. Переходим к катушкам индуктивности. И тут у нас возникает некоторое затруднение: индуктивности могут производиться предприятиями под один из стандартных рядов, а могут мотаться под конкретные нужды. К характеристикам катушек индуктивности можно отнести индуктивность, допуск индуктивности и добротность. О добротности поговорим позже, когда будем рассматривать схемы фильтров. УГО катушек индуктивности приведены на рисунке 5:
Остался еще один элемент, который мы знаем – конденсатор. Конденсаторы характеризуются емкостью, допуском и рабочим напряжением. Типов конденсаторов много, а видов еще больше: электролитические, керамические, пленочные и т.д. Различаются они по емкости: керамические – пикофарады-нанофарады, пленочные – нанофарады – единицы микрофарад, электролитические – единицы – сотни и тысячи микрофарад. В большинстве своем электролитические конденсаторы – полярные, то есть не предназначены для работы в цепях с переменным током. У них имеется «положительная» и «отрицательная» обкладки, т.е. работают элементы только с постоянным или выпрямленным током. УГО конденсаторов показаны на рисунке 6.
На этом, Дорогие читатели на сегодня всё: мы рассмотрели основные параметры классификации электронных компонентов, узнали что такое закон Джоуля-Ленца и познакомились с УГО компонентов и рядом Е24. Спасибо, что читаете. Надеюсь, эта статья поможет Вам в учебе. Жду Вас в гости на моем канале. Удачи!
