Главная > Теория > Мощность резистора
У любого резистора, выпускаемого в промышленных условиях, существует порядка десяти параметров, на которые необходимо обращать внимание при его выборе. Среди основных находится мощность элемента. На неё нельзя не посмотреть при выборе нужной детали. Для этого нужно понимать, как узнать мощность резистора.
Внешний вид резистора
Дополнительная информация. Зачастую резистор называют даже в учебниках сопротивлением. Это происходит из-за того, что это его основной параметр.
Скорость потребления энергии резистором
Призвав на помощь школьный курс физики, необходимо вспомнить формулу мощности в электротехнике:
P=U*I.
Из рассмотрения её видно, что мощность напрямую зависит от силы направленного движения частиц и напряжения. Формула тока, проходящего через деталь, определяется из Закона Ома для участка цепи:
I=U/R.
Отсюда видно, что падение напряжения определяется сопротивлением резистора и силой тока, проходящего через него.
Важно! Падение напряжения – это величина оставшегося потенциала на концах резистора от поданного на него.
У всех металлов есть параметр, зависящий от его структуры, – удельное сопротивление. Когда электроны протекают через проводящий элемент, они преодолевают частицы, образующие металл. Это преодоление мешает движению тока. Т.е. чем плотнее металл, тем труднее направленным частицам течь. Мощность выделяется в процессе взаимодействия тока и элементов металла в форме тепла. Не всегда этого добиваются, т.к. КПД устройств от этого уменьшается, хотя в нагревательных элементах данное свойство требуется.
Вернемся к резисторам. Их, в первую очередь, используют для лимитирования тока при запитке потребителя. Из представленного выражения видно, что сила тока напрямую зависит от падения напряжения. Т.е. напряжение ниже – ток ниже. Избыточный потенциал «переваривается» деталью с появлением тепловыделения на ней. Значение мощности его при этом считается по приведённой выше формуле, где U – величина «переваренных» на детале вольт, а I – проходящий сквозь него ток.
Закон Джоуля-Ленца:
ω = j • E = ϭE2, где ω – величина тепловой энергии, появляющейся в единице объема; E и j – напряжённость и плотность электрического поля; ϭ – электропроводность внешнего окружения. Именно по нему определяется выделенное на элементе тепло.
ПАЯЛЬНИК ИЗ РЕЗИСТОРА
Правда, 484 Вт для него тоже будут непосильными — оплавится. Учитывая это, понизим (например, в четыре раза) мощность, приходящуюся на 100-омный ПЭВ30, включив последовательно с ним специальное гасящее сопротивление. Тогда ток, который будет протекать по такой цепи, тоже уменьшится и станет равным, по расчетам, 0,55 А. А это значит, что падение напряжения на резисторе-нагревателе теперь составит лишь 55 В.
Но в сети 220 В. Следовательно, 165 В — доля гасящего сопротивления, номинал которого, согласно известному со школьной скамьи закону электротехники, должен быть равен 300 Ом. В качестве такого элемента цепи как нельзя лучше подойдет конденсатор (например, типа МБГЧ), рассчитанный на рабочее напряжение 250—300 В.
Из теории знаем, что эквивалентное сопротивление конденсатора емкостью 1 мкФ на частоте 50 Гц равно приблизительно 3 кОм. Нам же нужно 300 Ом. Учитывая это, емкость гасящего конденсатора выбираем в 10 раз большую, то есть равную 10 мкФ.
Итак, необходимые данные получены. Теперь можно переходить непосредственно к изготовлению самого паяльника.
Стержень вытачивают (или приобретают с последующей доработкой); материал — красная медь, диаметр — с минимальным (по отношению к внутреннему отверстию выбранного резистора) зазором, который при сборке рекомендуется заливать силикатным конторским клеем (на рисунке условно не отображено). Клей хотя и ухудшает теплопередачу от нагревателя, зато демпфирует систему «медный стержень — нихромовая спираль», предохраняя хрупкое керамическое основание остеклованного резистора от появления трещин. К тому же кристаллизовавшаяся клеевая прослойка практически исключает возникновение люфта в основном узле паяльника.
Паяльник на основе резистора:
1 — жало (медный стержень), 2 — резистор, 3 — нити асбестовые, 4 — электрошнур, 5 — втулка керамическая, 6 — рукоятка (пластмасса на основе термореактивных смол), 7 — втулка резиновая, 8 — корпус-трубка металлический, 9 — болт М4 (3 шт.), 10 — изоляция (лакоткань), 11 — кожух металлический.
Что касается токопроводящих жил, привариваемых к клеммам резистора, то их, казалось бы, можно просто вывести наружу через отверстие в трубке-корпусе. Но при большой мощности паяльника трудно избежать расплавления и обгорания изоляции у шнура (а там недалеко и до короткого замыкания). Поэтому лучше подстраховаться, усилив изоляцию в месте подсоединения жил к резистору термостойкой асбестовой ниткой (с последующей пропиткой силикатным клеем) и установив керамическую втулку на корпусе-трубке. Не будет лишним и дополнительное использование эластичной (резиновой) втулки на вводе электрошнура в рукоятку паяльника.
Последний совет. Мощность паяльника можно оперативно изменять, добавляя или снижая емкость конденсаторов в батарее. Например, чтобы побыстрее разогреть рабочий стержень, бывает достаточно вместо используемых 10 мкФ включить параллельно еще два таких же. Суммарная электроемкость батареи возрастет тогда втрое. По мере достижения требуемой температуры мощность можно снижать, оставляя подключенными, скажем, 20 мкФ (при длительной работе ограничиваются даже прежними 10 мкФ). Более того, если масса у разогретого стержня солидная, то отдают, случается, предпочтение паяльнику с гасящей емкостью, реальный номинал у которой меньше необходимого, и лишь изредка (причем ненадолго) подсоединяют резерв — всю батарею конденсаторов.
Возможно, изложенные выше подробности изготовления и расчета резисторных паяльников покажутся кому-либо не слишком актуальными, но, думаю, пригодятся не только начинающим самодельщикам.
Рекомендуем почитать
- И ВСЕ-ТАКИ — КОЛУМБ …Чужой на земле, приютившей его, окруженный людьми предприимчивыми, готовыми следовать хоть на край света в поисках почестей, славы и богатств, он ревниво оберегает свой замысел,…
- И ПРОСТО И УДОБНО Выезжает ли детская коляска из дому (где сейчас найдешь парадное без лестниц?), преодолевает ли подземный переход, направляется ли на платформу вокзала или станции — повсеместно приходится…
Тут можете оценить работу автора:
Типы и обозначение резисторов
Зачастую мощности сопротивлений стандартны: 0.05 (0.62) – 0.125 – 0.25 – 0.5 – 1 – 2 – 5. Это классические номиналы рассматриваемых устройств. Встречаются и нестандартные величины, которые требуются для конкретных случаев. Когда происходит процесс сборки схем, элементы выбирают, зная порядковые номера схем. Сопротивление и мощность указываются только по специальному запросу. Для моментального «узнавания» деталей на принципиальных схемах существуют специальные графические обозначения. Они чётко регламентируются ГОСТом.
Условные обозначения резисторов
Обычно характеристики и название необходимого для применения резистора указывают в спецификациях к заказу. Могут также регламентировать разрешённый допуск отклонения в %.
На первом рис. видно, что сопротивления сильно различаются внешне по форме и размерам. Есть прямая зависимость размера от мощности: чем больше элемент, тем выше его мощность. Это связано с тем, что при протекании тока сквозь сопротивление с большей поверхностной площади тепло в окружающую среду отдается быстрее (при условии, что это воздушная среда).
Дополнительная информация. По достижении предельной температуры нагрева на детали начинает выгорать наружный слой с нанесённой маркировкой. Это является первым признаком неправильной работы схемы. Если не принять меры, рассеиваемая энергия останется недостаточной, и далее выгорит внутренний (резистивный) слой. Элемент выйдет из строя.
Нагрев резисторов
Полезная мощность
При выборе нужного сопротивления по мощности необходимо внимательно посмотреть на способность его нормальной работы в требуемой температуре воздуха. Для верного использования элемента производители её всегда указывают. Мощность рассеивания резисторов прямо зависит от его возможностей по своевременной отдаче тепла без перегрева. Поэтому чем ниже температура окружающей среды, тем эффективнее и дольше без выхода из строя будет работать определённый элемент.
Нельзя допускать слишком высокой температуры вокруг сопротивления. Рабочей температурой для большинства из них является промежуток – 19-26 градусов.
Зачастую под рукой может не оказаться элемента с нужной размерностью для сборки конкретной электрической схемы с характеристикой по мощности. При наличии более мощных есть возможность установить их без потери качества. Главное, чтобы размеры соответствовали собираемому устройству. А вот при наличии устройств только меньшего номинала может возникнуть проблема.
Однако и это тоже решаемый вопрос. Особенно если знать правила состыковки сопротивлений: последовательного и параллельного.
Последовательное сочетание характеризуется тем, что сумма потенциалов состоит из потенциалов на единичном подсоединенном элементе. Ток же, протекающий в цепи, равен току ЛЮБОГО резистора. Т.е. в схеме с последовательным соединением напряжения на деталях разные, а токи одинаковые.
Параллельное соединение характеризуется тем, что, наоборот, потенциал на всех элементах одинаковый, а у тока, идущего через единичную ветку, зависимость обратна её резистивному сопротивлению. Здесь общий ток сети складывается из отдельных токов всех ветвей схемы.
Законы последовательного и параллельного соединения
При отсутствии, например, сопротивления 200 Ом на 1 Вт практически всегда допускается замена на две единицы по 100 Ом на 0,5 Вт последовательно, либо две единицы 400 Ом и 0,5 Вт, поставленных в параллель.
«Практически всегда» написано неспроста. Элементы не все хорошо справляются с ударными токами. В схемах, которые производят зарядку конденсаторов с очень серьёзной ёмкостью, вначале происходит огромная ударная нагрузка. Такой режим повреждает неподготовленный изоляционный слой детали. Это выясняется исключительно эмпирическим путём и долгих расчётов. Однако такими сложными вычислениями и наблюдениями все пренебрегают.
Сопротивление – главная характеристика рассматриваемого элемента, однако без знания параметров мощности выбрать его для установки в принципиальную схему не получится. В противном случае, будет происходить перегрев детали и выход её из строя. Если есть сомнения, то необходимо применить резистор увеличенной мощности для перестраховки.
Как рассчитать спираль для своего атомайзера?
2019-06-19 11:01:37 0 2482
Спираль для атомайзера – один из самых главных элементов электронной сигареты. Реализовать намотку можно как собственными силами, так и купить уже готовые спирали. Все зависит от навыков и предпочтений самого пользователя подобного устройства.
Как сделать намотку своими руками, мы уже рассказали в одной из наших публикаций, а вот о том, какова роль этого элемента в самом процессе парения – еще нет. Сегодня мы поговорим о том, что дают вейпам готовые спирали, есть ли смысл наматывать испаритель собственными силами и как провести расчет сопротивления спирали атомайзера.
Для чего нужна спираль в электронке?
Намотка испарителя – очень важная составляющая электронной сигареты, за неимение которой подобные гаджеты работать просто не смогут. Спираль устанавливается на базу парогенератора (атомайзера, испарителя) и служит в качестве теплоэлемента, посредством которого, собственно, и возможен процесс преобразования вейп-заправки в тот самый пар, ради которого вейперы и покупают подобные гаджеты.
Коротко о главном
Итак, как было сказано ранее, можно купить готовые спирали, которые рассчитаны на определенное сопротивление и подходят для определенных моделей электронок. Однако, переходя на этап профессионального вейпинга, многие парильщики изъявляют желание наматывать испарители своих электронных собственными силами, что дает массу преимуществ:
- Экономия. Если говорить о долгосрочной самостоятельной намотке атомайзера, то речь идет о колоссальной экономии. Готовые спирали стоят практически столько же, сколько обойдется целый моток канталовой или нихромовой проволоки, из которой можно скрутить как минимум десяток вкусных койлов.
- Уровень мастерства. Это, пожалуй, то, ради чего вейперы и придумывают всевозможными сэтапы для своих модов. Каждый, кто занимается намоткой атомайзера, пытается придумать что-то новенькое, чтоб показать свой уровень профессионализма в этой поистине увлекательной культуре.
- Достижение определенных показателей вейпа. К примеру, односпиральный обслуживаемый атомайзер можно намотать таким образом, что он будет выдавать вдвое больше пара, нежели его более современный собрат. Да-да, все это благодаря удачно подобранной намотке. Тогда как готовые спирали рассчитаны только на определенные показатели сопротивления. Расчет сопротивления: зачем и как правильно провести?
Расчет сопротивления: зачем и как правильно провести?
Главной характеристикой любой намотки электронной сигареты является сопротивление.
Так, к примеру, на популярные модели Субтанков отлично подходят как стандартные намотки в 1-0,5 Ом, так и отличающиеся от продаваемых обслуживаемых баз, либо меньше до 0,3 Ом включительно, или же больше.
Сопротивление намотки парогенераторов зависит от ряда факторов, среди которых:
- Длина намотки. Здесь подразумевается количество витков, из которых состоит спираль. Если вы помните из физики, то закон гласит, что чем длиннее путь, по которому идет напряжение, тем выше сопротивление тока. Кстати, это самое главное правило, которое нужно учитывать при самостоятельном обслуживании атомайзеров.
- Толщина. Тут снова мы обращаемся к законам физики. Чем меньше толщина используется для намотки, тем выше сопротивление на спираль и наоборот. Но при этом тут стоит отметить следующее: из более толстой проволоки, к примеру, 0,5 мм, не так-то уж и просто делать новые витки. Да и к тому же, чем больше площадь намотки, тем большее количество тепла потребуется для ее прогрева. Отсюда быстрый расход аккумулятора.
- Показатели сопротивляемости. Это значение во многом зависит от самого материла для намотки спирали. В соответствии с эксплуатационными характеристиками расходников, для каждого из них нужно подбирать специальную толщину и длину, а также количество витков для реализации готового сэтапа.
При создании намотки необходимо всегда помнить, что чем больше витков получается, и чем больше диаметральный размер спирали, тем больше разогреваемая площадь. За счет этого удается получить более густой и объемный пар.
Но при этом делать бесконечные по длине койлы невозможно, ведь ограничения накладывают как сам вейп, так и атомайзер, которые могут просто не справиться с поставленной задачей, что приведет к их выходу из строя.
Кроме этого, занимаясь самостоятельным обслуживанием испарителей на электронке, а именно наматывая его, нужно помнить и понимать законы Ома, которые играют здесь немаловажную роль.
Если же наматывать спираль для вейпа, не руководствуюсь какими-либо правилами, то это может привести к различного рода проблема, как в работе девайса, так и прочим сложностям. Но обо всем по порядку, мы рассмотрим, что будет, если неправильно наматывать атомайзер, немного позже.
К примеру, при намотке спирали на SubTank, а для таковых сопротивление на койлах должно быть не менее 0,5 Ом, нужно помнить, что для обслуживания подобных сэтапов нужны подходящие гаджеты.
В этом случае для качественной работы койлов нужно, чтоб мод был с силой тока в 15 Ватт. Однако, найти девайс с такими характеристиками сегодня крайне сложно, поэтому работать с низкоомными намотками крайне сложно.
Совет! При выборе намотки необходимо брать во внимание не только показатели мощности на вейпе, но и его сопротивление. Самый большой выбор парительных гаджетов сегодня начинается от 30 Вт и выше.
Помимо этого, чтоб обеспечить качественный процесс парения, необходимо обращать внимание и на источник питания, которым оснащен вейп. В акках должен быть ток высокой частоты, в противном случае намотка может перегреться.
При низких ваттах с никелевыми или титановыми намотками удается добиться низкого сопротивления. Правда, если электронная сигарета не оснащена функцией термоконтроля, то будьте готовы к тому, что такой сэтап очень скоро перестанет выполнять свое назначение.
Первоначально сопротивление любого материала рассчитается по закону, который известен всем нам еще со школьной скамьи: R=U/I. Но эта формула не совсем полная. В нашем случае в нее нужно дописать еще и длину спирали. Таблица расчета.
А чтобы было более понятно, давайте рассмотрим несколько примеров расчета сопротивления намотки для обслуживаемых атомайзер электронной сигареты:
- Если вам нужно получить сопротивление на намотке в 0,5 Ом, то, полагаясь на предложенную выше формулу, рассчитываем, что канаталовая проволока А1 вполне сгодится для реализации поставленной задачи. Толщина проволоки при этом не должна быть больше 0,4 мм, в купе с радиусом завитков в 1,125 мм, нужно будет сделать приблизительно 5,5 витка.
- Или вот вам второй пример: требуемое сопротивление на койлах – 0,3 Ом. Для намотки будем использовать проволоку из никеля. Итак, берем Никель 200, толщина которого составляет 0,2 мм. Здесь достаточным будет сделать 12 завитков, с радиусом каждого в 1,25 мм.
На первый взгляд, проводить подобные расчеты – дело не простое, но при этом есть масса вариантов, как упростить эту задачу. В сети интернета вы с легкостью сможете найти специальные расчетные программы, именуемые калькуляторами сопротивления. Одними из таких прог, которые помогут провести правильный расчет, могут послужить reprove или coiltoy, которые, кстати, можно поставить не только на стационарном компе, но и закачать из мобильного приложения Google Play. Мало кто из вейперов занимается расчетами собственными силами. Большинство парильщиков предпочитают пользоваться соответствующими прогами: это и быстро, и удобно.
Для справки! Сегодня очень популярным стало добиваться сопротивления меньше 1 Ом, и многие профессиональные вейперы с легкостью достигают даже 0,05 Ом на своих намотках. Именно такое сопротивление предпочитают любители вкусного и объемного парения.
Что будет, если расчет сопротивления спирали будет выполнен неверно?
Вопрос, конечно, очень актуальный и достаточно щепетильный. Сразу же хотим предупредить, обязательно прочтите эту инфу до конца, ведь от этого зависит не только организация качественного процесса парения. Итак, каковы же последствия неправильно выполненного расчета сопротивления намотки атомайзера на электронной сигарете:
- Если сопротивление на испарителе будет низким, то самое страшное, что может случиться – это некачественный работа всего гаджета в целом. Низкоомное парение возможно только на вейпах, которые работают более чем на 15 Ваттах. В противном случае процесс преобразования либо вообще не состоится, либо будут наблюдаться плевки жижи (это когда вместе с паром при затяжке в рот вейпера попадает и парительная смесь).
- В том случае, если сопротивление на спирали будет очень высоким, то тут последствия могут быть уже более серьезными. Хорошо, если своевременно определить эту проблему и заменить намотку на более подходящую по сопротивлению. Хуже будет, если парильщик постарается раскочегарить вейп на этой намотке. Тут уже возможны даже взрывы всего гаджета. Стоит ли говорить о том, что может произойти с вейпером, если мод взлетит на воздух прямо во время затяжки? Совсем печальная картина….
Как бы то ни было, но сопротивление на испарителе должно отвечать эксплуатационным характеристикам как самого атомайзера, так и электронки, в частности источника питания.
Почему сопротивление на вейпе скачет?
Очень актуальная для вейперов проблема: бывает так, что в процессе парения сопротивление скачет на разные величины. Выдает 1,6 Ом, а спустя несколько минут показатель меняется уже на 2 Ом. Этому есть несколько объяснений:
- Крепежные винты, с помощью которых намотка фиксируется на базе, закручены недостаточно сильно.
- Сопротивление получившегося сэтапа не подходит для электронки или самого испарителя.
- Слабая затяжка испарителя и вейпа.
- Проблемы в функциональности контролирующей платы.
Давайте попытаемся разобраться с подобной неприятностью. Используя специальный тестер или другой мод, на котором есть возможность контроля показателей намотки, измеряем величину сопротивления спирали.
За неимением возможности провести измерения, но зная количество витков, диаметральный размер проволоки, диаметр шнуру, можно забить эти данные в специальный калькулятор, и приблизительное сопротивление сэтапа будет известно.
Если полученные результаты отвечают нормам, то идем дальше. Слегка отпускаем фиксационные винты, проверяем подключение концов намотки и производим повторную затяжку креплений. Снова тестируем электронку. Вейп заработал – отлично, нет, продолжаем искать проблему неисправности.
В инструкции к электронной сигарете, которая обязательно должна идти в комплекте вместе с модом, смотрим значение величины сопротивления. Если эти данные не совпадают, то единственный выход – перемотать атомайзер, выполнив необходимое количество завитков. Снова тестируем гаджет. Все хорошо – наслаждаемся парением, нет, работаем дальше.
Третьей причиной того, что сопротивление на электронке постоянно скачет, может быть тот фактор, что атомайзер имеет плохой контакт или же на самом вейпе контакты передавлены. Тут достаточно проверить размер концов спирали и сами контакты на наличие загрязнений и прочих нюансов, которые могут привести к плохому коннекту испарителя и мода. Проверяем, и, если неисправность не возникла, радуемся.
Если же все это не помогло устранить проблему и сопротивление на атомайзере продолжает скакать, то, вероятнее всего, неисправность в контролирующей плате. К сожалению, решить эту проблему самостоятельно крайне сложно. И если вы не профессионал в этом деле, то лучше доверьте свой мод специалистам.
Но дело может быть и не в испарителе. Если на вейп поставить работающий атомайзер и проблема останется, то виной всему сам гаджет. Тут либо ремонт, который, как правило, не помогает решить проблему, либо полная замена девайса.
Заключение
В завершении нашей публикации хочется подвести небольшой итог:
- Прежде чем приступать к обслуживанию своего вейпа, обязательно ознакомьтесь с правилами проведения подобной процедуры. Кроме этого нужно хоть немножечко разбираться в физике, ну или хотя бы знать, что такое сопротивление на спирали, как его регулировать и от чего зависит его показатели.
- Помните, неправильно проведенный расчет сопротивления или же купленная неподходящая готовая спираль может стать причиной некачественного процесса парения, поломки гаджета или, того хуже, навредит здоровью вейпера.
- Для реализации намотки отдавайте предпочтение только качественным расходникам. Такой подход позволит сделать добротную, качественную и хорошо работающую спираль для электронной сигареты.
- Если вы пользуетесь покупными спиралями, то старайтесь подбирать их так, чтоб они хорошо становились на вашу базу. Здесь речь идет преимущественно об эксплуатационных характеристиках самой электронки, то есть, потянет ли она тот или иной сэтап.
Вот, собственно, и все, что мы хотели донести до вашего сведения. Надеемся, эта инфа поможет вам организовать качественное обслуживание своей электронной сигареты. А какая намотка стоит на вашем вейпе: покупная или самодельная?
И какая, по вашему мнению, из них
