Защо се използват стандартни стойности на съпротивленията като 47 кОм вместо закръглени числа

Много началници в проектирането на схеми могат да намерят стандартните стойности на резисторите объркващи. Защо обичайните стойности като 4,7 кОм или 5,1 кОм, а не закръглени числа като 5 кОм?

Причината се крие в използването на експоненциална система за разпределение на стойностите на резисторите, стандартизирана от Международната електротехническа комисия (IEC). Тази система дефинира серия от предпочитани стойности, включително E3, E6, E12, E24, E48, E96 и E192 серии.

Например:

• Сериите E6 използват отношение приблизително 10^(1/6) ≈ 1,5

• Сериите E12 използват отношение приблизително 10^(1/12) ≈ 1,21

На практика, резисторите не могат да бъдат произвеждани с перфектна точност - всеки има специфицирана допустима грешка. Например, 100 Ом резистор с 1% допустима грешка е приемлив, ако неговата реална стойност е между 99 Ом и 101 Ом. За оптимизиране на производството, Американската асоциация на електронната индустрия установи стандартна система от предпочитани стойности.

Разглеждайки резистори с 10% допустима грешка: ако 100 Ом резистор вече е наличен (с диапазон на допустима грешка от 90 Ом до 110 Ом), няма нужда да се произвежда 105 Ом резистор, тъй като ще попадне в същия ефективен диапазон. Следващата необходима стойност би била 120 Ом, чийто диапазон на допустима грешка (108 Ом до 132 Ом) започва там, където предходният свършва. Така, в диапазона от 100 Ом до 1000 Ом, са необходими само конкретни стойности - като 100 Ом, 120 Ом, 150 Ом, 180 Ом, 220 Ом, 270 Ом и 330 Ом. Това намалява броя на различните стойности в производството, намалявайки разходите за производство.

Този принцип на експоненциално разпределение се появява и в други области. Например, китайските валутни номинали включват 1, 2, 5 и 10 юана, но не и 3 или 4 юана - защото 1, 2 и 5 могат ефективно да се комбинират, за да формират всяка сума, минимизирайки броя на необходимите номинали. Подобно, размерите на пишачките точки често следват последователност като 0,25, 0,35, 0,5 и 0,7 мм.

Освен това, логаритмичното разстояние между стойностите на резисторите гарантира, че в рамките на дадена допустима грешка, потребителите винаги могат да намерят подходяща стандартна стойност. Когато стойностите на резисторите следват експоненциална прогресия, съвместима с техните допустими грешки, резултатите от обикновени математически операции (събиране, изваждане, умножение, деление) остават в предвидими граници на допустима грешка.