Резисторы - неотъемлемая часть электронных схем. Правильный выбор номинала резистора критически важен для работы всей схемы. В этой статье мы разберем, какие существуют ряды номинальных значений сопротивления резисторов, изучим принципы их построения и научимся эффективно подбирать нужный номинал.
Обзор стандартных рядов номиналов резисторов
Существует несколько стандартных рядов номинальных значений сопротивления резисторов: Е3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Цифра после буквы E указывает на количество номиналов резисторов в каждом десятичном интервале.
Например, в ряду Е24 имеется 24 номинальных значения сопротивления резисторов от 10 до 100 Ом, еще 24 номинала от 100 до 1000 Ом и т.д.
Каждый последующий ряд включает в себя все номиналы предыдущих рядов. Например, ряд Е12 содержит подмножество значений из ряда Е24. А ряд Е192 объединяет номиналы всех остальных рядов.
Связь ряда и допуска на номинал резистора
Каждому ряду соответствует определенный допустимый диапазон отклонений фактического сопротивления резистора от его номинального значения:
- Е6 - ±20%
- Е12 - ±10%
- Е24 - ±5%
Чем выше цифра в обозначении ряда, тем он подробнее и тем точнее должны быть выдержаны номиналы резисторов из этого ряда. Таким образом, ряд определяет требуемый производственный допуск.
Принцип формирования рядов
Ряды номиналов резисторов строятся как геометрическая прогрессия со знаменателем, равным корню десятой степени из отношения 1 к количеству номиналов в ряду:
Где n - количество номиналов в ряду (цифра после буквы E).
Например, для ряда E12 знаменатель прогрессии будет равен:
Это объясняет неравномерный характер возрастания номиналов в рядах и наличие степеней двойки и пятерки в значениях.
Выбор подходящего ряда и номинала резистора
При разработке электронной схемы важно правильно выбрать ряд номиналов резисторов, исходя из требований к точности и доступности компонентов.
Критерии выбора ряда
Основные критерии выбора ряда номиналов резисторов:
- Необходимая точность сопротивлений в схеме
- Наличие данного ряда на складе поставщика
- Стоимость резисторов из разных рядов
- Габариты и мощность резисторов
Как правило, чем выше точность, тем дороже и габаритнее резистор.
Алгоритм приближенного расчета номинала
Для нахождения ближайшего номинала резистора в выбранном ряду по заданному значению сопротивления R можно воспользоваться таким алгоритмом:
- Определить порядок величины сопротивления (10^n)
- Разделить R на порядок величины, получим нормированное значение R'
- Найти в таблице ряда ближайшее к R' стандартное значение
- Умножить найденный номинал на порядок величины 10^n
Таким образом можно быстро подобрать подходящий по точности номинал резистора.
Пример расчета номинала резистора
Допустим, нам нужен резистор с сопротивлением 220 кОм. Ближайшее значение в ряду Е24 - 240 кОм. Но возможно требуется более точный номинал.
Тогда выполняем расчет:
- 220 кОм имеет порядок 10^5
- Делим на порядок: 220/10^5 = 0,22
- В ряду Е96 находим значение 0,22 Ом
- Умножаем на порядок 10^5, получаем номинал 220 кОм
Таким образом, ближайшее значение в ряду Е96 для заданного сопротивления 220 кОм также составляет 220 кОм. Это и есть искомый номинал резистора.
Применение рядов номиналов на практике
При использовании стандартных рядов номиналов резисторов на практике следует учитывать ряд особенностей.
Закрытие зазоров между номиналами
Из-за больших "дыр" между соседними номиналами в пределах одного ряда часто приходится использовать резисторы из разных рядов.
Например, в ряду Е48 отсутствует значение 150 Ом. Поэтому применяют комбинацию резисторов 150 Ом из менее точного ряда Е24 и более точных резисторов из ряда Е96, которые заполняют промежутки между номиналами Е48.
Особенности маркировки SMD резисторов
Для кодирования номиналов миниатюрных SMD резисторов часто используется специальный код из 2 цифр и 1 буквы, введенный стандартом МЭК.
Например, маркировка 21J на резисторе обозначает номинал 2к1 по ряду Е96. Здесь коду 21 соответствует значение 100 (см. таблицу кодов), а буква J означает множитель 100 Ом.
Такой код позволяет компактно обозначать номиналы резисторов при ограниченном пространстве на корпусе изделия.
