В каких случаях используются резисторы

Резисторы представляют собой элементы электрической схемы, в задачу которых входит сопротивление прохождению тока. Для чего вообще это нужно?

Чтобы ответить на этот вопрос, потребуется провести небольшой эксперимент. Но для начала давайте разберемся в некоторых теоретических основах, которые очень нам пригодятся и облегчат работу в будущем.

Теория

В зависимости от величины сопротивления нагрузки и напряжения источника тока, можно очень легко рассчитать ток, который будет протекать в цепи, и мощность, которая будет расходоваться на эту цепь.

Подобные расчеты удобно выполнять с помощью таблицы, указанной ниже. С ее помощью можно найти значения мощности, силы тока, напряжения и сопротивления, зная только два любых параметра.

Например, у нас есть лампочка на 12 V. Больше про нее ничего не известно. Но благодаря таблице, мы за считанные секунды можем получить всю необходимую информацию.

Чтобы узнать мощность, нужно измерить сопротивление между двумя контактами лампочки. Например, это будет 40 Ом.

Подставляя полученные значения в формулы, мы узнаем, что мощность лампочки составляет 3,6 W, а сила тока — 0,3 А.

Теперь самое время проверить все вышесказанное на практике. Подключаем лампочку к блоку питания и подаем на нее 12 V. Ток течет по цепи и, преодолевая сопротивление накальной нити в лампочке, совершает работу, которая проявляется в виде накала нити.

Эксперимент: для чего нужны резисторы

К примеру, нам нужно запитать лампочку на 12 V. Но из имеющихся под рукой источников питания у нас имеется только источник питания на 24 V.

Что будет, если подключить к нему лампочку напрямую?

Правильно. Она сгорит. Потому что при таком напряжении на лампочку будет выделяться 14,4 В, что она, естественно, «не переварит».

Советуем к прочтению: Электромагнитное излучение: виды, на что влияет и как защитится

Однако подключить 12-вольтовую лампочку к источнику питания на 24 V все-таки можно. Для этого надо будет «встроить» в электроцепь резистор, который будет ограничивать ток.

Но как понять, какой именно резистор потребуется, чтобы лампочка работала исправно и не перегорела?

Возвращаемся к формулам, описанным в теоретической части нашей статьи.

Зная сопротивление лампочки (40 Ом) и напряжение источника питания (24 V), мы без проблем сможем узнать, какой силы ток будет протекать в цепи. В данном случае — это 0,6 А.

Сила тока очень большая. Поэтому нужно ее уменьшить. Добавив в электроцепь резистор, мы уменьшим силу тока до оптимального значения, которое составляет 0,3 А.

Зная оптимальную силу тока и напряжение источника питания, мы легко можем рассчитать необходимое сопротивление. В данном случае — это 80 Ом.

Отнимаем сопротивление лампочки и получаем 40 Ом. Вот такой резистор нас вполне устроит. Добавляем в цепь резистор, подключаем лампочку и все работает.

Но есть один нюанс. На преодоление сопротивления лампочки ток проделывает работу и выделяет 3,6 W.

В связи с тем, что в цепи появился резистор с таким же сопротивлением, логично, что проходя через него, ток тоже будет выполнять работу с выделением аналогичной мощности в виде тепла.

При таком раскладе обычный резистор попросту сгорит.

Поэтому нам нужно использовать резистор не просто на 40 Ом, но и с достаточной рассеиваемой мощностью.

Обычные резисторы рассеивают всего 0,25 W и очевидно, что они не годятся для нашей цепи. Нужно устанавливать резистор, у которого показатель рассеиваемой мощности будет выше 3,6 W. Например, подойдет резистор на 5 W.