Полная маркировка резисторов: буквенная, цветовая, для SMD (с примерами)

Содержание

Радио для всех — Маркировка резисторов

Цифробуквенная

Наша промышленность выпускает постоянные и переменные резисторы разных конструкций и номиналов: от нескольких ом до десятков и сотен мегаом. Из постоянных наиболее распространены металлопленочные резисторы МЛТ (Металлизованные Лакированные Теплостойкие). Сопротивления резисторов от 1 до 999 Ом, от 1 до 999 кОм и от 1МоМ, обозначают цифрами с единицей сопротивления (R или E — оМ, К — килоом, М — мегаом). Цифро-буквенную маркировку наносят на корпус резистора. В ней информация о сопротивлении и допуске. Допуск — отклонение истинного значения от маркировочного.

Таблица допустимых отклонений номиналов резисторов советского производства.

Определим номинал резистора

Решение

М22В = 0,22МоМ = 220КоМ= 220000 оМ +20…-20%

Разберем еще несколько примеров

5К1И = 5,1КоМ = 5100 оМ +5. ..-5%

2К7Ж = 2,7 КоМ = 2700 оМ +0,1…- 0,1%

К56Ф = 0,56 КоМ = 560 оМ +30…-30%

1ЕОС = 1,0 оМ = 1 оМ +10…-10%

2М2С = 2,2 МоМ = 2200 КоМ = 2000000 оМ +10…-10%

В настоящее время допустимые отклонения от номинала обозначают латинскими буквами.

Определим номинал резистора

К15В = 0,15КоМ = 150 оМ +0,1…- 0,1%

2R2D = 2,2 оМ +0,5…- 0,5%

R22M = 0,22 оМ +20…-20%

M82G= 0,82 MоМ = 820 КоМ = 820000 оМ +2…-2%

4K7J= 4,7 KоМ = 4700 оМ +5…- 5%

24KK= 24 kоМ = 24000 оМ +10…-10%

6M8N = 6,8 MоМ = 6800 КоМ = 6800000 оМ +30…-30%

Наборы резисторов (микросборки) обычно состоят из металло-пленочных резисторов. Необходимую информацию можно получить по цифро-буквенной маркировке. На корпусе, около первого вывода, наносится метка (ключ).

ПримерРассмотрим буковки поближе

Схема сборки, информирует, по какому алгоритму, соединены резисторы.

Следовательно 9A102J — сборка содержит 9 выводов, 8 резисторов по схеме А, номинал 1 КоМ, допуск 5%.

В настоящее время все более используются SMD (Surface Mount Tehnology) компоненты. Они маркируются различными способами. Резисторы с допуском 2%, 5% и 10% всех типоразмеров маркируются тремя цифрами. Первые две — номинал, последняя — цифра 10 в степени. Буква R перед номиналом, десятичная запятая. Цвет корпуса устанавливает производитель.

473= 47 х 1 0³ оМ= 47 КоМ = 47000 оМ

562= 56 х 1 0² оМ= 5,6 КоМ = 5600 оМ

200= 20 х 10⁰ оМ= 20 оМ

R470= 0,47 оМ

Для резисторов типоразмера 0805 (от L=2,10 мм, W= 1,30 мм) с допуском 1%. Первые три цифры задают номинал, а последняя показатель степени (цифра 10 в степени).

7502 = 750 х 10² оМ = 75 КоМ

6801 = 680 х 10¹ оМ = 6,8 КоМ

0= 0,0 оМ

Для резисторов типоразмера 0603 (от L=1,60 мм, W = 0,85 мм) с допуском 1%.

Две цифры задают номинал, последняя буква показатель степени (цифра 10 в степени). Определяем по таблице.

Таблица EIA-96.

Примеры

39А = 249 х 10⁰ оМ = 249 оМ

32D = 210х 10³ оМ = 210 КоМ

Цветовой код

По ГОСТ175-72 и стандарту 62IEC, цветовая маркировка наносится в виде 3-6 колец. Маркировочные кольца должны быть сдвинуты к одному из выводов, или ширина первого и второго кольца в два раза больше остальных. В отдельных случаях, фирмы-производители, вводят свою маркировку, что затрудняет правильное нахождение номинала детали.

В таблице указано, какими именно цифрами соответствует цветовой код.

5 полос: первые две полосы-цифры, третья-множитель, четвертая-допуск.

4 полосы: первые две полосы-цифры, третья-множитель, четвертая-допуск.

3 полосы (от 20%): первые две полосы-цифры, третья-множитель.

Определим номиналы резисторов:

желт. фиолет. черн. оранж. красн. = 470 х 10³ оМ = 470КоМ (2%)

желт. феол.черн. крас. сереб. = 470 х 10² оМ = 47 КоМ (10%)

крас. крас.корич.золот. = 22 х 10 оМ = 220 оМ (5%)

оранж. оранж. крас. = 33 х 10² оМ = 3,3 КоМ

Млт резистор маркировка

Радиолюбителям часто приходится сталкиваться с резисторами, и если это происходит не в первый раз, то большинство уже знает, как определить по маркировке характеристики элемента схемы. Но не все могут это сделать, да и к тому же нередко даже знатокам приходится поломать голову, столкнувшись, к примеру, с печатной платой на smd компонентах. Имеет смысл проследить пошагово эволюцию резисторов и их маркировок. Для начала рассмотреть самые простейшие из них, а уже после продвигаться к сложным и высокотехнологичным smd резисторам. Итак, разделяют три вида подобных элементов.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Энциклопедия электроники

Маркировки и буквенное обозначение советских резисторов

Маркировка резисторов

Резистор. Резисторы постоянного сопротивления

Калькулятор цветовой маркировки резисторов

Резисторы общего назначения МЛТ

Маркировки и буквенное обозначение советских резисторов. Мощность обозначение резисторов

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Все что нужно знать про резистор. Принцип работы, Маркировка, Обозначение

Энциклопедия электроники

Содержание: Обозначение номинала буквами и цифрами Как определить номинал по цветовым кольцам Маркировка SMD резисторов. На сопротивлениях советского производства применяется буквенно-цифровая маркировка резисторов и обозначение цветовыми полосами кольцами. Примером можно рассмотреть резисторы типа МЛТ, на них величина сопротивления указана цифро-буквенным способом. При этом целые единицы от дробных отделяются этими же буквами. Давайте рассмотрим несколько примеров.

Маркировка третьего непонятна, возможно он развернут не той стороной. Кроме этого на резисторах от 1 Вт может присутствовать маркировка по мощности. Маркировка довольно удобна и наглядна.

Она может незначительно отличаться в зависимости от типа резисторов и года их производства. Также может присутствовать дополнительная буква, которая указывает класс точности.

Импортные сопротивления, в том числе китайские, тоже могут маркироваться буквами. Яркий пример — это керамические резисторы. В первой части обозначения указано 5W — это мощность резистора равная 5 Вт. Полная таблица допусков изображена ниже. Класс точности или допустимое отклонение от номинала не всегда существенно влияет на работу схемы, хотя это зависит от их назначения. В последнее время выводные сопротивления чаще обозначаются с помощью цветовых полос и это относится как к отечественным, так и к зарубежным элементам.

В зависимости от количества цветовых полос меняется способ их расшифровки. В общем виде он собран в ГОСТ Цветовая маркировка резисторов может выглядеть в виде 3, 4, 5 и 6 цветовых колец. При этом кольца могут быть смещены к одному из выводов. Тогда кольцо, которое ближе всех к проволочному выводу, считают первым и расшифровку цветного кода начинают с него.

Или одно из колец может отсутствовать, обычно предпоследнее. Тогда первое это то, возле которого есть пара. Другой вариант, когда маркировочные кольца расположены равномерно, то есть заполняют поверхность равномерно. Тогда первое кольца определяют по цветам. Допустим, одно из крайних колец первое не может быть золотого цвета, тогда можно определить с какой стороны идет отчет.

Обратите внимание при таком способе маркировки из 4-х колец третье кольцо — это множитель. Как разобраться в этой таблице? Второй резистор имеет цветовую маркировку из 5 полос. Расшифровать цветовое обозначение вам поможет программа ElectroDroid, она доступна для Android в Play Market, в её бесплатной версии есть данная функция. Другой способ расшифровки цветового кода от компании Philips предполагает использование 4, 5 и 6 полос.

Тогда последняя полоса несет информацию о температурном коэффициенте сопротивления насколько изменяется сопротивление при изменении температуры. Чтобы определить номинал воспользуйтесь таблицей. Обратите внимание на последнюю колонку — это ТКС. В современной электронике один из ключевых факторов при разработке устройства — его миниатюризация. Этим вызвано создание безвыводных элементов. SMD-компоненты отличаются малыми размерами, за счет их безвыводной конструкции.

Пусть вас не смущает такой способ монтажа, он используется в большей части современной электроники и отличается хорошей надежностью. К тому же это упрощает конструкцию многослойной печатной платы. Из-за миниатюрных размеров возникают трудности с обозначением их номинала и характеристик на корпусе, поэтому идут на компромисс и используют методы маркировки по цифрам, с буквами или используя кодовую систему.

Давайте разберемся, как маркируются SMD резисторы. Рассмотрим на примере. Возможно обозначение 4-мя цифрами, тогда всё таким же образом, только первые три цифры, это сотни, десятки и единицы, а последняя — нули. Другое дело, когда используется буквенно-цифровая кодировка, такие резисторы приходится расшифровывать по таблицам. При этом буквой обозначается множитель. В таблице, что приведена ниже, они обведены красным цветом.

Информация, которая содержится в символьной или цветовой кодировке поможет вам построить схемы с высокой точностью и использовать элементы с соответствующими номиналами и допусками. Правильное понимание обозначений не избавит вас от необходимости измерения сопротивлений. Все равно лучше проверить его повторно, ведь элемент может быть неисправен. Проверку можно сделать специальным омметром или мультиметром.

Надеемся, предоставленная информация о том, какая бывает маркировка резисторов и как она расшифровывается, была для вас полезной и интересной! Добрый день! Всё красиво рассказано про цветовую маркировку, но что делать, если маркировка не соотвествует приведённой таблице?

Если полоса золотистая — это вероятно МОм, если коричневая это 5 кОм. Вы не можете проверить сопротивление мультиметром? Также учтите что это может быт и не резистор, а индуктивность, например. Спасибо за ответ. Но стало ещё более непонятно.

Разница в раз. Вы указали разницу в Хотя, это же китайцы…. Я прекрасно знаю, что указал огромную разницу, но вы уже и сами видите что определение по таблицам не всегда столь однозначно, тем более не всегда получается точно идентифицировать цвет, как в вашем случае. Я приводил примерные значения с указанных в статье и других таблиц, они почему-то различаются именно так, возможно они зависят от конкретного типа резистора. Если в обратную сторону читать, то: зеленый — 5, черный — 0, белый — 9, коричневый — х10, но тогда черным цветом не может обозначаться допуск — наводит на мысль что прочтение в таком порядке — неверно.

А чтобы не уделать схемку, я бы взял резистор на 5 кОм и последовательно с ним взял бы потенциометр как можно больше на МОм можете не найти далее вывел в максимальное сопротивление, подключил к схеме и начал бы уменьшать сопротивление, наблюдая за потреблением тока или хотя бы щупая плату на нагрев если конечно там нет В. Но всё же я думаю что это 5 кОм. Привет гуру! С последним вопрос вроде как понятный, переменный резистор, а вот первый? Подскажите, пожалуйста.

R15 — это 0. А это вот буква «А» — не совсем понятно. Это точно резистор? Как найти? Не знаю как найти, я же не знаю какие у вас есть доноры… Заказжите пачку на али-экспресс — стоят копейки. Здравствуйте, стоит задача по подсчету ДГМ в изделиях. По факту видим обозначения резисторов типа 3к9, 4к3,1к1 и т. Как подобные обозначения перевести в удобочитаемое типа С Вы путаете обозначение номинала с обозначением серии.

Её в ряде случаев только визуально можно определить. Ваш e-mail не будет опубликован. Вы здесь: Главная База знаний Основы электротехники и электроники. Автор: Александр Мясоедов. Как маркируются резисторы по мощности и сопротивлению — обзор стандартов. Опубликовано: Статья Видео Радиолюбителю при сборке электрических схем часто приходится сталкиваться с определением номинала неизвестных компонентов. Резистор используется чаще всего. С его обозначениями возникают и частые вопросы. Они различаются как по номинальному сопротивлению, так и по допустимой мощности.

Для того, чтобы мастер мог выбрать элемент с нужным номиналом на их корпусах наносят обозначение. В зависимости от типа резисторов кодировка может различаться, она бывает: буквенно-цифровая, цифровая либо цветовыми полосами.

В этой статье мы расскажем подробнее, какая бывает маркировка резисторов отечественного и импортного производства, а также как расшифровать обозначения, указанные производителем. Александр администратор. Алексей Бартош. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован. Другие статьи по теме Технология проверки резистора в домашних условиях.

Маркировки и буквенное обозначение советских резисторов

Номинальное сопротивление распространенных резисторов измеряется в омах Ом , колиоомах кОм , мегаомах МОм. Номинальное сопротивление выбирается из определенного ряда значений. Число после буквы E означает количество значений в ряду. Сопротивление определяется умножением значения из ряда на 10 n , где n — целое положительное или отрицательное число.

Маркировка резисторов в СССР означала: R — множитель 1 Также указывались дата изготовления и тип резистора, например, МЛТ.

Маркировка резисторов

By hipov , November 6, in Справочная радиоэлементов. Мы принимаем формат Sprint-Layout 6! Экспорт в Gerber из Sprint-Layout 6. Конденсаторы Panasonic. Часть 4. Полимеры — номенклатура. Главной конструктивной особенностью таких конденсаторов является полимерный материал, используемый в качестве проводящего слоя.

Резистор. Резисторы постоянного сопротивления

Резисторы, в особенности малой мощности — мелкие детали, резистор мощностью 0,Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой невозможно. Поэтому, при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения К — для килоомов, М — для мегаомов, E или R для единиц Ом. Кроме того, любой номинал отображается максимум тремя символами. Однако в таком виде наносить номиналы на маленькие резисторы трудно и применяют маркировку цветными полосами.

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. В предыдущей статье мы разобрались, какие бывают соединительные провода и линии электрической связи и как они обозначаются на электрических схемах.

Калькулятор цветовой маркировки резисторов

При протекании электрического тока через резистор, его проводящий элемент нагревается. Тепло передаётся через конструктивные элементы резистора к поверхности его корпуса, а с поверхности распространяется в окружающее пространство в виде теплового излучения, а также прямой передачей при соприкосновении с окружающей средой конвективное охлаждение. Для поддержания оптимального температурного режима резистора, необходимо соблюдение условия, при котором количество выделяемого тепла должно эффективно отдаваться в окружающую среду. Если габариты корпуса, а соответственно и площадь поверхности резистора соприкасающейся с внешней средой не достаточна, часть выделяемого тепла будет накапливаться в резисторе, его температура будет расти до выхода из строя. В радиолюбительской практике чаще встречается более короткий ряд: 0,; 0,; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 и 5,0 Вт. Если резистор перегревается — его габаритная мощность выбрана не верно.

Резисторы общего назначения МЛТ

Резистор — это элемент электрической цепи, имеющий собственное сопротивление. Практически ни одна электрическая схема не обходится без этих элементов. Существует множество видов резисторов. Они отличаются по номинальному сопротивлению, по мощности, по классу точности, по видам и др. Для того чтобы уметь выбрать нужный элемент, необходимо научиться читать обозначения и символы, нанесенные на резистор его маркировку. В этой статье пойдет речь о способах нанесения нужных обозначений и символов и методах их дешифровки.

Во второй кодовой маркировки строке указывается тип резистора, а также его мощность, например, запись МЛТ-2 обозначает резистор с.

Маркировки и буквенное обозначение советских резисторов. Мощность обозначение резисторов

Конечно сразу начинается повальное чтение книг соответствующей тематики и извлечение оттуда ценной информации о разнообразии радиоэлементов, о работе транзистора и прочих приборов. Когда много чего прочитано, уже имеется представление об условном графическом отображении элементов на схеме, и есть какие-то понятия о принципе работы, возникает проблема переноса схемы с бумаги в реальность, а именно поиск компонентов схемы. Сейчас не составляет проблемы составить список сходить и купить радиодетали, но у многих все же отсутствует возможность приобретения деталей, и на помощь приходит старая сломанная радиоаппаратура. О том как найти нужные радиодетали в старой технике и пойдет речь в этой статье.

Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Маркировка отечественных резисторов времён СССР.

Сегодня мы поговорим о том, как читать номинал значение сопротивления на корпусе резистора, поскольку без этого, увы, не собрать ни одной схемы. Прежде всего, определимся с понятием и обозначением сопротивления, как электрической величины. Согласно теории сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока. Для электротехники это относительно небольшая величина, поэтому мы чаще будем иметь дело с килоомами кОм и мегаомами МОм. Для этого нужно усвоить следующую табличку:. Теперь о номиналах величинах. Конечно, промышленность не выпускает для радиолюбителей резисторов со всеми номиналами.

Буквами обозначается группа резисторов: С — резисторы постоянные, СП — резисторы переменные. Первая цифра после букв указывает материал, из которого они изготовлены 1 —непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые; 2 — непроволочные тонкослойные металлопленочные и металлоокисные; 3 — непроволочные композиционные пленочные; 4 — непроволочные композиционные объемные; 5 — проволочные; 6—непроволочные тонкослойные металлизированные. Следующие цифры, написанные через дефис, указывают порядковый номер разработки конструктивной разновидности резисторов данного вида. Например, резистор С — постоянный непроволочный с порядковым номером разработки

Резисторы SMD

— хобби проекты

Резисторы SMD представляют собой небольшие компоненты прямоугольной формы с металлизированными участками на концах. Металлизированные участки используются для пайки с платой. Резистор SMD имеет керамическую подложку , на которую нанесена пленка из оксида металла . Толщина и длина этой пленки оксида металла определяет значение сопротивления. Использование оксида металла обеспечивает хорошую стабильность и устойчивость к резисторам SMD. В отличие от резисторов с цветовой кодировкой, резисторы SMD не имеют цветных полос, вместо этого на них напечатаны числа. Трудно идентифицировать резистор SMD, если метод кодирования неизвестен. Здесь описаны методы определения SMD-резистора.

Резисторы SMD доступны в различных упаковках. Обычно доступны пакеты 2512, 2010, 1812, 1210, 1206, 0805, 0603, 0402, 021 и т. Д. Эти пакеты основаны на размере резистора от 6,30 × 3,10 до 0,6 × 0,3 мм. Номинальная мощность и допуск также различаются в зависимости от производителя.

Система маркировки

Система маркировки резисторов SMD в основном используется для замены резистора или для поиска неисправностей . На многих SMD-резисторах нет маркировки, поэтому их сложно идентифицировать. Но у некоторых есть метки, напечатанные на теле для легкой идентификации. Обычно используются три системы маркировки.

Трехзначная маркировка

В 3-х цифровом обозначении есть три цифры. первые и вторые цифры обозначают значащие цифры , а третьи , это множитель р. Вместо цветных колец в цифрах используется фактическое число. Например, если резистор SMD имеет цифры 472, это означает 4, 7 = 47 x 10 ² Ом . Это значение равно 4.7K .Но резисторы, помеченные как 100, не являются резисторами на 100 Ом, а 10×10 ⁰ = 10 Ом или 10×1 = 10 Ом . В случае резисторов менее 10 Ом в десятичном разряде используется буква R. Например, 5R6 представляет собой 5,6 Ом .

Примеры 3-значного кода:

220 = 22 × 10 ⁰ (1) = 22 Ом (не 220 Ом!)
471 = 47 × 10 ¹ (10) = 470 Ом
102 = 10 × 100047 1 (10) = 470 Ом. ² (100) = 1000 Ом или 1 кОм
3R3 = 3,3 Ом

Четырехзначная маркировка

4-значная маркировка используется для обозначения высокоточных резисторов SMD. В этих резисторах первая, вторая и третья цифры представляют значащие значения, в то время как четвертая является множителем . Например, если цифры 4702 , тогда значение равно 470 x 10 ² Ом или 47K . В 4-значной маркировке значения менее 100 Ом используйте букву R на месте десятичной точки.

Примеры 4-значного кода:

4700 = 470 × 10 ⁰ (1) = 470 Ом (не 4700 Ом!)
2001 = 200 × 100047 1 (10) = 2000 Оста × 10 ² (100) = 10000 Ом или 10 кОм
15R0 = 15,0 Ом

Маркировка EIA 96

Система маркировки EIA 96 используется в резисторах с 1% допуск . В этой маркировке используется трехзначный код . Первые и вторые цифры обозначают номинал резистора , а третий символ представляет собой букву, обозначающую множитель . Например, если маркировка 68X , то X представляет 0,1. Фигуры 68 X можно разделить на два элемента. 68 представляют собой значащие цифры 499, а X представляет 0,1. Таким образом, значение составляет 499 × 0,1 = 49,9 Ом.

Другие маркировки включают Z(0,001),Y или R(0,01),X или S(0,1),A(1),B или H(10),C(100),D(1000),E(10000) ,F(1,00000) и т. д.

EIA-96 Примеры кода:

01y = 100 × 0,01 = 1 Ом
68x = 499 × 0,1 = 49,9 Ом
76x = 604 × 0,1 = 60,4 Ом
01a = 100 × 1 = 100 ОД
29b = 196,4 Ом
01a = 100 × 1 = 100 ОД
29b = 196, 10 = 1,96Kω
01C = 100 × 100 = 10 кОм

Другие маркировки на SMD -резисторе

SMD -резистор с маркировкой 0 , 00 , 000 или 00009 IS A Jumper или Zero or Zero или Zero или Zero или Zero или zerm ссылка Ом.
Резистор SMD, помеченный стандартным 3-значным кодом и короткой чертой под маркировкой, означает точность 1 % или меньше. Например: 122 = 1,2 кОм 1%.

Резисторы SMD

порядка миллиом, предназначенные для измерения тока, часто маркируются буквой M или m, указывающей расположение десятичной точки. Например: 1M5 0 = 1,50 мОм

Резисторы SMD

с токоизмерительными свойствами также могут быть отмечены длинной полосой сверху. Например, 1 м5 = 1,5 мОм, R001 = 1 мОм и т. д. или длинной полосой под кодом. Например, 101 = 0,101 Ом, 047 = 0,047 Ом. Подчеркивание используется, когда начальную букву «R» необходимо опустить из-за ограниченного пространства на корпусе резистора.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Категории: Статьи, Компоненты, компьютер, Электроника, Схемы для хобби, Мобильный телефон, ТехнологииТеги: Как идентифицировать резистор SMD, Компоненты SMD, Резистор SMD, Кодирование резистора SMD, Маркировка резистора SMD

Маркировка напряжений, токов и узлов

Ultimate Electronics : Практическое проектирование и анализ схем

≡

Оглавление

2. 13

Закон напряжения Кирхгофа и закон тока Кирхгофа

2.15

Решающие схемы

Правила определения конкретных токов и напряжений для обеспечения правильного применения уравнений KCL и KVL.

16 мин чтения

Как обсуждалось в предыдущем разделе, закон Кирхгофа для напряжения и закон Кирхгофа для тока — это правила, которые описывают, как формировать уравнения тока и напряжения из связного графа цепи. По сути их бухгалтерский учет или правила бухгалтерского учета , устанавливающие баланс между зарядом и потенциальной энергией.

Сами по себе правила не очень сложны, но, как и бухгалтерия, они быстро запутывают новичков в области электроники из-за двух проблем:

Последовательная маркировка напряжений и токов и
Постоянное отслеживание знака или направления.

Мы можем пометить каждый двухконтактный компонент напряжением и током. Обычное соглашение состоит в том, чтобы определить ток как положительный при входе в положительный вывод элемента схемы:

Линейные элементы с маркировкой тока и напряжения на клеммах

Circuitlab. com/cv5q6274rxjyv

Править
—
Моделирование

Для источника напряжения положительная клемма четко обозначена знаком +
знак на условном обозначении. Ток определяется как положительный переход в +
Терминал.

Для источника тока символ показывает заостренную головку и тонкий конец стрелки, указывающей направление тока. На рисунке, показанном здесь, мы решили определить положительную клемму как хвост источника тока. Это удобно, потому что, если мы снова определим ток как положительный, идущий в этого терминала, то ток будет таким же, как и заданное значение источника.

Для резистора нет направленности компонента. Тем не менее, мы указываем положительную и отрицательную клемму для напряжения v9
как показано, и мы указываем направление для текущего i9
. Наш выбор в какой терминал звонить +
был произвольным, но до тех пор, пока нынешний i9
определяется как положительный вход в этого терминала, тогда закон Ома v9=i9R9
будет применяться без изменения знака. (Если мы изменим направление текущего i9без переназначения +
терминал, нам нужно было бы написать v9=−i9R9
.)

Условное обозначение тока как положительного при протекании в +
Терминал произволен, но некоторые вещи с ним выполняются просто и последовательно:

Во-первых, отношения V-I, такие как определение закона Ома, не нуждаются в знаке минус.
Во-вторых, потребляемая мощность определяется правильно с P=vi
, где Р>0
для обычных компонентов, которые потребляют энергию, например резистор, и P<0 для компонентов, которые обеспечивают питание, например аккумулятор.

Решая схему на бумаге, мы можем обозначить токи и напряжения вокруг схемы любыми именами, которые нам нравятся, при условии, что мы позаботимся о том, чтобы отслеживать их направление и знак.

Но при решении с использованием программного обеспечения для моделирования цепей, такого как CircuitLab, каждый вывод каждого компонента имеет встроенное имя, которое можно использовать для ссылки на его ток. В этом простом примере мы явно обозначили эти токи:

Маркированные терминальные токи

Circuitlab.com/cbcmg28t4burj

Править
—
Моделирование

Компонент, такой как источник напряжения «V1», имеет две клеммы с именами «V1.nA» и «V1.nB». Мы можем попросить симулятор показать текущий в конкретном терминале, запросив, например, «I(V1.nA)». Мы также можем показать напряжение на клемме относительно земли , запросив, например, «V(V1.nA)».

Для таких компонентов, как резисторы, может быть неочевидно, какая клемма «nA», а какая «nB». Однако, если вы запустите симуляцию постоянного тока, а затем наведете курсор мыши на схему, вы сможете навести курсор мыши на каждый отдельный терминал, и он покажет имя терминала, напряжение и ток.

Вы также можете добавить собственные выражения для расчета, такие как «V(R1.nA)-V(R1.nB)», которые будут вычислять падение напряжения на резисторе R1.

Вам предлагается щелкнуть схему выше, запустить эту простую симуляцию и поэкспериментировать с различными выражениями для определения токов и напряжений в цепи.

В примере схемы, показанном выше, присутствует ряд равенств, потому что у нас есть несколько имен для одних и тех же величин.

Например, для всех компонентов с двумя клеммами ток на одну клемму должен выходить из другой клеммы, поэтому:

I(V1.nA)=-I(V1.nB)I(R1.nA)=-I(R1.nB)I(R2.nA)=-I(R2.nB)

(Обратите внимание, что численно бывает, что в этой цепи имеется только одно значение тока, потому что это простая одиночная петля, но так будет не всегда.)

Напряжения в каждом узле цепи могут быть обозначены как один или несколько компонентов терминалы, которые подключаются к этому узлу, или как узел с явным именем (см. метки «A», «B» и «C») выше. Ссылка на них любым из этих способов идентична симулятору, но для вашего удобства вам рекомендуется помечать полезные узлы там, где это уместно. А для земли эти напряжения автоматически устанавливаются равными нулю:

V(A)=V(V1.nA)=V(R1.nA)V(B)=V(R1.nB)=V(R2.nA)V(C)=V(V1.nB)= V(R2.nB)=0

В предыдущем разделе, посвященном закону Кирхгофа о напряжении, мы обсуждали идентификацию различных путей и то, как обозначение vAB
указывает напряжение в узле A по отношению к узлу B. В среде моделирования все отдельные именованные узлы привязаны к земле. Таким образом, если мы хотим найти напряжение относительно узла в CircuitLab, мы должны написать выражение:

vAB=V(A) — V(B)

Вот пошаговая инструкция решения для vAB
:

Щелкните схематическое изображение «Маркированные клеммные токи» несколькими абзацами выше. Программное обеспечение CircuitLab откроется в новой вкладке браузера.
Внизу экрана нажмите Имитировать , чтобы переключиться в режим симуляции.
На вкладке DC нажмите кнопку + Добавить выражение . Введите «V(A) — V(B)» (без кавычек, но с заглавными буквами!) и нажмите ввод. Это выражение будет добавлено в список.
Нажмите кнопку Запустить DC Solver .

Следуйте инструкциям, чтобы убедиться, что вы умеете пользоваться средой моделирования для определения определенных токов и напряжений.

Рассмотрим немного более сложный пример:

Маркированные клеммные токи — с BJT и светодиодом

Circuitlab.com/cj55dff4nv229

Править
—
Имитация

Упражнение Нажмите, чтобы открыть и смоделировать приведенную выше схему.

Эта цепь имеет 5 узлов (обозначенных A, B, C, D и заземление) и 6 элементов.

Клеммы светодиода D1 имеют названия «D1.nA» и «D1.nK», где «nA» — анод, а «nK» — катод.

Выводы биполярного транзистора с именем Q1 называются «Q1.nB» для базы, «Q1.nC» для коллектора и «Q1.nE» для эмиттера.

В то время как приведенные выше правила для компонентов с двумя клеммами просто предусматривали, что ток, поступающий на одну клемму, равен отрицательному току, поступающему на другую клемму, для устройств с тремя (или более) клеммами правило немного отличается. В случае транзистора Q1 имеется три терминальных тока: ток в базу, ток в коллектор и ток в эмиттер. Нас может заинтересовать любой из них, и в следующих главах мы будем им интересны. Тем не менее, по-прежнему применяется правило сохранения, поскольку модель с сосредоточенными элементами запрещает хранение чистого заряда в любом элементе схемы или в любом узле. Как следствие, общий ток в любом компоненте равен нулю, поэтому для транзистора Q1:

I(Q1.nB)+I(Q1.nC)+I(Q1.nE)=0

Для любого двухполюсника, даже такого нелинейного, как светодиод D1, есть только одно значение величины тока через устройство, поэтому мы обычно просто называем это, например, током через диод, не уточняя, что это «анодный ток» или «катодный ток», поскольку они тривиально связаны. Поскольку 2 терминальных тока имеют 1 уравнение, связывающее их, существует только 2−1=1
степень свободы (т. е. одно значение тока для устройства), а остальное — просто вопрос указания знака и направления.

Однако для любого N-терминального компонента существует N различных терминальных токов, которые могут нас заинтересовать. В общем, они делают очень разные вещи! Увеличение тока базы Q1 на 1 мА оказывает гораздо большее влияние на схему, чем увеличение тока коллектора Q1 на 1 мА. Тем не менее, существует 1 уравнение, связывающее сумму всех токов со всеми клеммами компонента, в результате чего остается N−1
степени свободы.

При анализе или проектировании схемы принято «задавать вопросы» о различных токах и напряжениях в цепи. (Какое напряжение VB
? Каков ток в базе Q1, I(Q1.nB)
?) Мы можем сформулировать «решение схемы» с точки зрения нахождения любых ответов (неизвестных), которые мы ищем.

В цепи с N
узлов (включая 1, определенный как земля), T
терминалы компонентов и C
компонентов, мы можем задать много вопросов:

[Для каждого N2
пара узлов:] Какова разность напряжений Vij
?
[Для каждого T
Терминал компонента:] Каков ток на этом терминале?
[Для каждого T
клемма компонента:] Какой ток выходит из этой клеммы?

Из этих трех случаев имеем N2+2T
«вопросы», которые мы могли бы задать. Даже для схемы среднего размера возникает много возможных вопросов, но все они действительные вопросы на которые мы сможем ответить после решения схемы.

Однако, чтобы уменьшить размерность нашей проблемы, мы пытаемся упростить это большее количество вопросов (неизвестных) до меньшего числа, чтобы его было легче решать. (См. также: Системы уравнений.)

Например, для разности напряжений мы знаем, что существует нулевая разность напряжений. Vii
для любой пары одного и того же узла дважды (i,i)
. Кроме того, из закона Кирхгофа о напряжении мы знаем, что циклы напряжений в сумме равны нулю, поэтому мы можем использовать определенную опорную землю для преобразования парных разностей напряжений в разности точечных напряжений между узлом и землей.

[Для каждого из N−1
незаземленные узлы:] Какое напряжение в данном узле Vi
(относительно земли)?

Вместо N2
вопросы о попарных разностях напряжений, теперь у нас есть N−1
вопросов – резко меньшее количество. Важно отметить, что как только мы ответим на эти N−1
вопросы (т.е. решить для этих неизвестных), мы можем легко найти ответы на исходный N2
вопросы.

Для токов 2T
вопросы, касающиеся «входа» и «выхода» из конкретного терминала, также легко сводятся к Т
вопросы, учитывая только версию «в». Важно отметить, что как только мы ответим на эти T
вопросы, мы можем легко ответить на вопросы «из» простым отрицательным знаком.

Теперь мы уменьшили исходное значение N2+2T.
вопросы к (N−1)+T
вопросов — гораздо меньше.

Теперь мы можем применить текущие отношения терминала компонента.

Как обсуждалось выше, каждый компонент с двумя выводами имеет тривиальное соотношение между токами двух выводов: одно уравнение. И каждый компонент с несколькими клеммами также имеет единственное уравнение, связывающее токи его клемм. В общем, хотя по-прежнему справедливо «задавать вопрос» отдельно о токах базы, коллектора и эмиттера в транзисторе Q1, дело в том, что если мы знаем значение любых двух из трех, мы также знаем и третье.

Это означает, что T
вопросы о терминальных токах на C
компоненты на самом деле имеют только T−C
возможных степеней свободы. Как только мы узнаем значения (правильного подмножества) T−C
терминальные токи, остальное мы знаем.

Даже не взглянув на структуру конкретной схемы, мы теперь знаем, что можем отобразить схему из N
узлов (включая 1, определенный как земля), T
терминалы компонентов и C
компонентов из исходного большего пространства:

N2+2T

возможные вопросы по току и напряжению в гораздо меньшее пространство всего:

(N-1)+T-C

вопроса. Основная идея заключается в том, что гораздо проще решить систему уравнений с меньшим числом неизвестных. И что особенно важно, поиск ответов на это меньшее подмножество позволяет нам (очень легко) отбрасывать ответы на оставшиеся вопросы по мере необходимости.

Например, если у нас есть даже очень простая схема с N=8
узлов, Т=20
клеммы и C=10
компонентов (предположим, что все 10 компонентов являются двухконтактными устройствами), у нас будет 82+2∗20=104
вопросы, которые мы можем задать о различных попарных разностях напряжений и терминальных токах. Однако мы можем сопоставить эту схему с гораздо меньшим набором (8−1)+20−10=17.
вопросы, из которых мы можем легко восстановить ответы на любой из первоначальных 104 вопросов! И мы добились этого значительного сокращения, даже не взглянув на компоненты или их расположение.

Этот процесс сокращения широко используется как программным обеспечением для моделирования цепей, таким как CircuitLab, так и при решении схем вручную. (На самом деле, это часто полностью замалчивается, оставляя новичков в замешательстве относительно того, как было выполнено такое упрощение и как вернуться к ответам на вопросы, которые нас в конечном итоге интересуют, поэтому мы решили сделать это здесь более подробно.)

Как показывают два примера цепей с помеченными токами на клеммах выше, мы можем пометить T различных токов на клеммах в цепи с T общим количеством клемм, но они не уникальны.

В нашем предыдущем обсуждении закона тока Кирхгофа мы смогли обсудить текущие потоки, не ссылаясь на какие-либо конкретные компоненты или терминалы. Мы выполнили это, вручную пометив токи, а также поместив стрелку для указания определенного направления обычного тока (в отличие от потока электронов). Например:

Пример KCL с тремя узлами

Circuitlab.com/c4e7f729tv5s3

Править
—
Моделирование

Мы вручную пометили стрелку тока через каждый из четырех показанных компонентов, и это само по себе позволило нам написать три уравнения KCL (по одному в каждом узле A, B, C), описывающих структуру схемы. (Обратите внимание, что, хотя было сгенерировано 3 уравнения, только 2 из них являются линейно независимыми. Просмотрите раздел KCL, чтобы просмотреть эти уравнения.) На самом деле, в простом последовательно соединенном наборе элементов мы могли бы сразу понять, что i1 = i2
и использовать только одну переменную, если направление везде одинаково.

Процесс ручной маркировки текущих переменных (и произвольного назначения направления) включает в себя большую часть только что описанных процессов редукции. Мы по-прежнему можем задавать все возможные текущие вопросы (т.е. клеммные токи в каждом компоненте или из него), но теперь мы можем ссылаться на эти клеммные токи в терминах этих вручную выбранных токовых переменных, иногда называемых токами ответвлений .

Симулятор цепей обычно не представляет мир с точки зрения токов ветвей, а вместо этого вычисляет токи клемм для различных компонентов. Тем не менее, они явно тесно связаны и могут быть отображены туда и обратно, просто определяя правильный ток ветви, который отображается на клемму, и применяя знак минус, если стрелка тока ветви выходит «из» этой клеммы, а не в обычном определении. клеммных токов, являющихся положительными для потока «в» клемму.

Мы можем маркировать токи ветвей и в более сложных цепях, как это часто делается при ручном решении. Например, мы можем пометить наш пример с несколькими терминалами выше: (щелкните, чтобы открыть в новой вкладке)

Маркированные токи клемм и ответвлений — с BJT и светодиодом

Circuitlab. com/c95w3f4e3n69c

Править
—
Моделирование

Мы пометили 6 ветвей тока, с i1 по i6.
. В общем, на схеме мы не будем так явно обозначать как токи ветвей, так и клеммные токи, но мы делаем это здесь, чтобы быть очень явными и показать сопоставление между ними.

Просто наблюдая направления стрелок вдоль каждой ветви цепи, мы можем написать множество уравнений, связывающих токи ветвей с токами клемм. Например, для i1
, мы можем видеть, что это описывает ток, протекающий через источник напряжения V1, и направление стрелки i1
противопоставляется I(V1.nA)
но находится в том же направлении, что и I(V1.nB)
. Это позволяет нам записать:

i1=-I(V1.nA)i1=I(V1.nB)

или проще:

i1=-I(V1.nA)=I(V1.nB)

Мы можем повторить этот процесс для каждого из 6 токов ветвей, пока мы не сопоставим все 13 токов клемм с 6 токами ветвей:

i1=−I(V1.nA)=I(V1.nB)i2 =I(R2.nA)=-I(R2.nB)i3=I(D1.nA)=-I(D1.nK)=I(Q1.nC)i4=I(Q1.nB)i5=I( R3.nA)=-I(R3. nB)i6=-I(Q1.nE)=I(R1.nA)=-I(R1.nB)

Каждый ток ответвления просто сопоставляется со всеми терминальными токами на этом ветвь, возможно, со знаком минус, указывающим на несоответствие направления стрелки. Ветвь продолжается до тех пор, пока не произойдет «расщепления», когда ток может идти двумя путями.

Для схемы с 13 терминалами это позволяет нам ответить на 26 возможных текущих вопросов (т. е. ток в любой терминал или из него) только с 6 базовыми переменными.

Процесс сопоставления тока ветвления имеет тенденцию автоматически обрабатывать узлы, где встречаются только два терминала (например, узлы C и D), поскольку мы помечаем их как одну непрерывную ветвь, поэтому мы назначаем только одну текущую переменную. Для узлов, где встречаются 3 или более клемм (таких как A и B), мы можем применить закон тока Кирхгофа к токам ветвей:

i1-i2-i3=0i2-i4-i5=0

Кроме того, процесс сопоставления тока ответвления имеет тенденцию заботиться о сохранении потока заряда в устройствах с двумя выводами, поскольку они помечены одним и тем же током ответвления. Однако для компонентов с тремя или более клеммами мы можем явно сгенерировать правило суммирования дополнительных токов, заметив, что суммарные входные токи ветвей должны равняться суммарным выходным токам ветвей. Например, для транзистора Q1:

i3+i4−i6=0

Это дополнительное и, возможно, ценное ограничение при ручном решении схемных задач. Однако в программном обеспечении для моделирования цепей, таком как CircuitLab, все многополюсные устройства эффективно моделируются внутренне как набор различных (возможно, нелинейных и взаимодействующих) двухвыводных устройств, поэтому дополнительное ограничение не требуется.

Еще один способ осмыслить процесс маркировки и сокращения — рассмотреть, как мы будем эффективно проводить измерения цепи. Для этого мы снова обратимся к гидравлической аналогии воды под давлением, протекающей через сеть труб и других компонентов. (Пока мы игнорируем практические вопросы точности и т. д. и рассматриваем только теоретическую модель. )

Мы можем задать вопрос о разнице напряжений (т. е. разности давлений) между любыми двумя точками в сети и в гидравлической системе. системы, мы могли бы купить дифференциальные манометры и установить их между каждой парой точек, которые нас интересуют. Однако, если у нас есть N
очков, у нас есть N2
пар точек (или, возможно, N(N−1)2
пар, если игнорировать Vii=0
и разрешено измерять Vab=-Vba
). Дифференциальный манометр подобен вольтметру с двумя выводами и показывает только относительную разницу давлений. Однако для этого необходимо провести множество дифференциальных измерений, а покупка и установка этих датчиков стоит дорого! Вместо этого мы можем просто установить N−1
манометры перепада давления (взяв 1 узел за точку отсчета), а затем вычитать, когда это необходимо, чтобы ответить на любые вопросы об относительных различиях. Для небольшой гидравлической схемы, состоящей всего из 10 узлов, это разница между 45 и 9 узлами.датчики установить и читать!

Точно так же мы могли бы установить амперметр (т. е. устройство для измерения расхода) на каждой клемме каждого компонента, но явно не имеет смысла устанавливать расходомер с обеих сторон одного компонента с двумя клеммами, поскольку скорость потока будет такой же при условии отсутствия утечек. Вместо этого мы должны установить только одно измерение скорости потока на ответвление. (И, если есть 3+ терминальных компонента, мы можем быть даже более умными и установить меньше, чем один расходомер на ответвление, используя сохранение расхода, как показано выше.) Это гораздо меньшее количество расходомеров для покупки, установки, и монитор.

Подобно тому, как мы естественным образом применяем эти упрощения при измерении электрической (или гидравлической) цепи, мы применяем их и при постановке задачи для алгебраического решения, потому что они значительно упрощают этот процесс.

В следующем разделе «Решение систем цепей» мы поговорим об объединении нашего маркированного структурного представления схемы с уравнениями на уровне отдельных компонентов для полной настройки и решения схем любой сложности.