Nhiều điện trở mắc nối tiếp thay vì sử dụng một điện trở duy nhất có lợi thế nào: nhiệt tạo ra bởi các điện trở của watts khác nhau có khác nhau không?

Tôi có hai nghi ngờ, yêu cầu bạn trả lời riêng về nghi ngờ của tôi. :)

1) Tôi cần điện trở 'X', vậy tốt hơn là sử dụng một điện trở duy nhất có giá trị 'X' hoặc nhiều điện trở của r1 + r2 + r3 = 'X'? Ý tôi là sử dụng nhiều điện trở nối tiếp thay vì sử dụng một điện trở duy nhất có lợi thế gì không? Nó sẽ làm giảm các điện trở bị quá nóng?

2) Xét điện trở 1W 2k2 và điện trở 1 / 4W 2k2. Là nhiệt được sản xuất bởi điện trở của watts khác nhau khác nhau? Điện trở nào sẽ được làm nóng nhiều hơn trong cùng điều kiện (ý tôi là dòng điện, điện áp v.v ... được cho cả hai điện trở là như nhau)

Trân trọng, Kiran.

Điện trở 1 W sẽ bớt nóng hơn điện trở 1/4 W nếu cả hai đều tiêu tán cùng một công suất. Nhiệt dung riêng có thể tương đương, nhưng vì khối lượng cao hơn, điện trở 1 W sẽ cần nhiều năng lượng hơn để có cùng mức tăng nhiệt độ.

Bạn có thể cần phải đặt một số điện trở nối tiếp để tránh quá nóng. giả sử bạn có điện trở 1 kΩ / 1/4 W có 20 V trên nó. Khi đó công suất sẽ là (20 V) 2/1 kΩ = 400 mW, lớn hơn 1/4 W điện trở được định mức và sẽ làm giảm tuổi thọ của điện trở. Bạn có thể sử dụng phiên bản 1 W thay thế hoặc ví dụ ba điện trở 330 Ω / 1/4 W nối tiếp. Mỗi cái sau đó sẽ tiêu tan chỉ 130 mW, vì vậy đó là một giá trị an toàn. $^2$

Lưu ý rằng điện trở chỉ có thể tiêu tán công suất định mức của chúng ở nhiệt độ thấp. Hầu hết phải được giảm xuống trên nhiệt độ môi trường 70 ° C, điều đó có nghĩa là bạn càng vượt quá nhiệt độ đó thì năng lượng có thể tiêu tan càng ít, cho đến khi nhiệt độ tối đa của nó, trong đó độ phân tán cho phép trở thành bằng không.

Ngoài sức lan tỏa, bạn cũng có thể cần một vài điện trở nối tiếp cho các ứng dụng điện áp cao. Một điện trở có thể được đánh giá ở mức 160 V, sau đó bạn không thể sử dụng nó cho 230 V, ngay cả khi dòng điện (và do đó công suất) rất thấp. 230 V AC là đỉnh 325 V, vì vậy bạn sẽ cần 3 điện trở nối tiếp.

Có thể xây dựng một điện trở có điện trở R, có khả năng tiêu tán W watts, bằng cách kết hợp n điện trở có giá trị R / n nối tiếp hoặc R * n song song; trong cả hai trường hợp, các điện trở phải có khả năng tiêu tan W / n watts ngay cả khi ở gần. Người ta cũng có thể kết hợp các giá trị khác nhau của điện trở nối tiếp hoặc song song, nhưng tỷ lệ công suất tiêu tán của mỗi điện trở sẽ tỷ lệ thuận với điện trở của nó đối với điện trở nối tiếp, hoặc tỷ lệ nghịch với điện trở của nó đối với dây song song.

Trong nhiều trường hợp, sẽ không có vấn đề gì cho dù điện trở được mắc nối tiếp hay song song; người ta có thể đưa ra quyết định dựa trên sự sẵn có của các giá trị điện trở mong muốn. Tuy nhiên, có một vài trường hợp có thể tạo ra sự khác biệt:

• Nếu các điện trở được mắc nối tiếp, điện áp trên mỗi điện trở sẽ là một phần của điện áp trên toàn bộ chuỗi. Ngược lại, với các điện trở có dây song song, mọi điện trở sẽ nhìn thấy toàn bộ điện áp. Nếu một người cần một điện trở có thể xử lý 1.000 volt, thì người ta có thể chế tạo nó trong số mười điện trở 200 volt mắc nối tiếp (lưu ý rằng tốt để lại một số giới hạn an toàn khi làm những việc đó). Dây điện trở song song cung cấp không có lợi ích như vậy.

• Nếu các điện trở được mắc nối tiếp, một điện trở không mở sẽ khiến toàn bộ chuỗi không mở được; một điện trở bị chập sẽ làm giảm điện trở của dây bằng phần điện trở của nó. Nếu các điện trở được mắc song song, một điện trở không mở sẽ làm tăng điện trở của toàn chuỗi, nhưng một điện trở bị chập sẽ làm cho toàn bộ dây bị chập. Trong một số trường hợp, một hoặc loại thất bại khác có thể có ý nghĩa an toàn không thể chấp nhận được. Lưu ý rằng nếu một chuỗi điện trở được đẩy đến giới hạn điện áp của nó và nếu các điện trở bị chập trong điều kiện quá điện áp (thường gặp), thì khi một điện trở bị hỏng, nó có thể làm tăng điện áp mà các điện trở khác nhìn thấy, do đó tất cả đều bị hỏng (do đó cần một biên độ an toàn).

• Nếu các điện trở được mắc song song và điện trở của chúng tăng theo nhiệt (như thông thường) và một điện trở bắt đầu nóng hơn các điện trở khác, thì phần năng lượng bị tiêu tán bởi điện trở đó sẽ bị giảm, do đó làm cho các điện trở khác mất nhiều hơn tải trọng. Ngược lại, nếu các điện trở như vậy được mắc nối tiếp, một điện trở nóng hơn các điện trở khác sẽ làm tăng tỷ lệ tản điện. Hiệu ứng này thường không đủ nghiêm trọng để gây ra sự thoát nhiệt, nhưng nói chung có nghĩa là người ta nên cung cấp một mức an toàn cho xếp hạng điện trở (ví dụ: nếu cần tiêu tan 8 watt với điện trở nối tiếp, có thể sử dụng mười một watt các điện trở mắc nối tiếp, một điện trở có thể sẽ tiêu tan nhiều hơn phần điện năng 0,8 watt của nó, nhưng ngay cả khi một điện trở kết thúc tiêu tan nhiều hơn 25% so với bình thường,

Thông thường, sẽ không thực sự quan trọng cho dù người ta đặt điện trở nối tiếp hay song song. Nếu số lượng điện trở người ta muốn sử dụng là một hình vuông hoàn hảo, người ta có thể xây dựng một điện trở có giá trị R bằng cách sử dụng n ^ 2 điện trở có cùng giá trị đó. Hoặc là dây n nối tiếp chuỗi n của điện trở n song song hoặc dây n bó của n điện trở song song nối tiếp. Cả hai phương pháp sẽ cung cấp cùng mức điện trở, điện áp và xếp hạng công suất; sự khác biệt sẽ ở chế độ thất bại và hành vi chia sẻ tải.

Ở # 2, sự hiểu biết của tôi là cả hai điện trở sẽ tạo ra cùng một lượng nhiệt. Một điện trở 1W được thiết kế để vừa tiêu tan vừa chịu được mức nhiệt cao hơn tốt hơn so với điện trở 1 / 4W, với sự đánh đổi của chi phí cao hơn và gói lớn hơn.

Dù sao, tôi hy vọng đây là trường hợp, bởi vì tôi sắp chế tạo một thiết bị sử dụng điện trở 12x 1ohm 10W được thiết kế chỉ để nóng.

Hãy suy nghĩ về việc giảm điện áp. Nếu bạn có nguồn cung cấp 10 volt với điện trở 1 ohm nối tiếp với điện trở 9 ohm được kết nối với nó, sẽ có 1 volt rơi trên điện trở 1 ohm và 9 volt rơi trên điện trở 9 ohm. Tổng điện trở (bỏ qua điện trở phút của cáp và nối) sẽ là 10 ohms. Định luật Ohms cho chúng ta biết rằng dòng điện trong mạch là 1 Ampe. Công suất, là thứ tạo ra nhiệt, là sản phẩm của dòng điện và điện áp nên sẽ có 9 watt tiêu tán trong điện trở 9 Ohm nhưng chỉ có 1 trong điện trở 1 Ohm. Đây là một chút phản trực quan lúc đầu nhưng nghĩ về điện trở lớn hơn khi có nguồn cung cấp điện áp lớn hơn nhỏ hơn. Dòng điện luôn luôn giống nhau ở mọi nơi trong mạch nối tiếp, vì vậy dòng lớn hơn phải tản nhiệt nhiều hơn. Nếu bạn đã nối các điện trở này vào cùng một nguồn cung cấp riêng lẻ,