3.1.6 选用
电子元器件的选用是学习电子技术的重要内容之一。在选用元器件时,不同技术层次的人考虑的问题不同,从事电子产品研发的人员需要考虑元器件的很多参数,以保证生产出来的电子产品性能好,并不易出现问题;而对大多数从事维修、制作或简单设计的电子爱好者来说,只要考虑元器件的一些重要参数就可以解决实际问题。本书介绍的各种元器件的选用方法主要针对广大初、中级电子技术人员。
1. 选用举例
在选用电阻器时,主要考虑电阻器的阻值、误差、额定功率和极限电压。在图3-10中,要求通过电阻器R的电流I=0.01A,请选择合适的电阻器来满足电路实际要求。电阻器的选用过程如下:
① 确定阻值。用欧姆定律可求出电阻器的阻值R=U/I=220V/0.01A=22000Ω=22kΩ。
② 确定误差。对于电路来说,误差越小越好,这里选择电阻器误差为±5%,若难以找到,也可选择误差为±10%的电阻器。
③ 确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率为P=I2R=(0.01A)2× 22000Ω=2.2W。为了保证电阻器能长时间使用,选择的电阻器功率应为实际功率的两倍以上,这里选择电阻器功率为5W。
④ 确定电阻器的极限电压是否能满足电路需要。当电阻器用在高电压、小电流的电路中时,可能功率满足要求,但电阻器的极限电压小于电路加到它两端的电压,此时电阻器会被击穿。
电阻器的极限电压可用来求。这里的电阻器极限电压,该值大于两端所加的220V电压,故可正常使用。当电阻器的极限电压不够时,为了保证电阻器在电路中不被击穿,可根据情况选择阻值更大或功率更大的电阻器。
综上所述,为了让图3-10中的电阻器R能正常工作并满足要求,应选择阻值为22kΩ、误差为±5%、额定功率为5W的电阻器。
图3-10 电阻器选用例图
2. 选用技巧
在实际工作中,经常会遇到所选择的电阻器无法与要求一致,这时可按下面的方法解决:
① 对于要求不高的电路,在选择电阻器时,其阻值和功率应与要求值尽量接近,且额定功率只能大于要求值,若小于要求值,则电阻器容易被烧坏。
② 若无法找到某个阻值的电阻器,可采用多个电阻器并联或串联的方式来解决。电阻器串联时总阻值增大,并联时总阻值减小。
③ 若某个电阻器功率不够,可采用多个大阻值、小功率的电阻器并联,或多个小阻值的小功率电阻器串联,不管是采用并联还是串联,每个电阻器承受的功率都会变小。至于各个电阻器分别应选择多大功率,可用P=U2/R或P=I2R来计算,再考虑两倍左右的余量。
在图3-10中,如果无法找到22kΩ、5W的电阻器,可用两个44 kΩ的电阻器并联来充当22kΩ的电阻器,这两个电阻器阻值相同,并联在电路中时消耗的功率也相同,均为P=U2/R=(220V)2/44000Ω=1.1W,再考虑两倍的余量,功率可选择2.5W。也就是说,将两个44kΩ、2.5W的电阻器并联,可替代一个22kΩ、5W的电阻器。
如果采用两个11kΩ电阻器串联来替代图3-10中的电阻器,则两个阻值相同的电阻器串联在电路中,它们消耗的功率相同,均为P=(U/2)2/R=(110V)2/11000Ω=1.1W,再考虑两倍的余量,功率选择2.5W。也就是说,将两个11 kΩ、2.5W的电阻器串联,同样可替代一个22kΩ、5W的电阻器。