Waarom gebruik weerstanders standaardwaardes soos 47 kΩ in plaas van ronde getalle

Baie beginners in skakelontwerp mag standaard weerstandwaardes verwarrend vind. Waarom is gewone waardes soos 4,7 kΩ of 5,1 kΩ en nie ronde getalle soos 5 kΩ nie?

Die rede lê in die gebruik van 'n eksponensiële verspreidingsisteem vir weerstandwaardes, gestandaardiseer deur die Internasionale Elektrotegniese Kommissie (IEC). Hierdie sisteem definieer 'n reeks voorkeurwaardes, insluitend die E3, E6, E12, E24, E48, E96, en E192 reekse.

Byvoorbeeld:

• Die E6 reeks gebruik 'n verhouding van ongeveer 10^(1/6) ≈ 1,5

• Die E12 reeks gebruik 'n verhouding van ongeveer 10^(1/12) ≈ 1,21

In praktyk kan weerstande nie met perfekte presisie vervaardig word nie—elkeen het 'n gespesifiseerde toleransie. Byvoorbeeld, 'n 100 Ω weerstand met 1% toleransie is aanvaarbaar as sy werklike waarde tussen 99 Ω en 101 Ω val. Om produksie te optimaliseer, het die Amerikaanse Elektroniese Industrie Vereniging 'n standaardsisteem van voorkeurwaardes ingestel.

Oorweeg 10% toleransieweerstande: as 'n 100 Ω weerstand al beskikbaar is (met 'n toleransiebereik van 90 Ω tot 110 Ω), is daar geen noodsaak om 'n 105 Ω weerstand te vervaardig nie, aangesien dit binne dieselfde effektiewe bereik val. Die volgende nodige waarde sou 120 Ω wees, waarvan die toleransiebereik (108 Ω tot 132 Ω) begin waar die vorige eindig. Dus, binne die 100 Ω tot 1000 Ω bereik, is slegs spesifieke waardes—soos 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω, en 330 Ω—nodig. Dit verminder die aantal afsonderlike waardes in produksie, wat vervaardigingskoste verlaag.

Hierdie eksponensiële verspreidingsbeginsel kom ook in ander areas voor. Byvoorbeeld, Chinese geldeenheidnominaalwaardes sluit 1, 2, 5, en 10 yuan in, maar nie 3 of 4 yuan nie—omdat 1, 2, en 5 doeltreffend gekombineer kan word om enige bedrag te vorm, wat die aantal benodigde nominaalwaardes minimeer. Op dieselfde manier volg penpuntgroottes dikwels 'n ry soos 0,25, 0,35, 0,5, en 0,7 mm.

Bovendien verseker die logaritmiese spasering van weerstandwaardes dat gebruikers binne 'n gegewe toleransie altyd 'n geskikte standaardwaarde kan vind. Wanneer weerstandwaardes 'n eksponensiële voortgang volg wat uitgelyn is met hul toleransie, bly die resultate van algemene wiskundige bewerkings (optelling, aftrekking, vermenigvuldiging, deling) ook binne voorspelbare toleransiegrense.