Miks vastukad kasutavad standardväärtusi nagu 47 kΩ selle asemel lihtsalt ümardatud numbreid

Paljud alustajad skeemide disainis võivad leida tavalisi vastuste väärtusi segaseks. Miks on tavalised väärtused nagu 4,7 kΩ või 5,1 kΩ, mitte ümberdatud numbrid nagu 5 kΩ?

Põhjus seisneb eksponentsiaalse jaotussüsteemi kasutamises vastuste väärtuste jaoks, mille on standardiseerinud Rahvusvaheline Elektrotehnika Komisjon (IEC). See süsteem defineerib sarja eelistatavaid väärtusi, sealhulgas E3, E6, E12, E24, E48, E96 ja E192 sarjad.

Näiteks:

• E6 sarjas kasutatakse suhet umbes 10^(1/6) ≈ 1,5

• E12 sarjas kasutatakse suhet umbes 10^(1/12) ≈ 1,21

Praktikas ei saa vastuseid täpselt valmistada – igal on kindel tolerants. Näiteks 1% tolerantsiga 100 Ω vastus on aktsepteeritav, kui tema tegelik väärtus jääb 99 Ω ja 101 Ω vahemaale. Tootmise optimeerimiseks seadis Ameerika Elektronika Tööstuse Assotsiatsioon alla eelistatud väärtuste standardse süsteemi.

Vaata 10% tolerantsiga vastuseid: kui on juba olemas 100 Ω vastus (tolerantsiga 90 Ω kuni 110 Ω), siis pole vaja toota 105 Ω vastust, sest see jääks samasse tehnilisse vahemiku. Järgmine vajalik väärtus oleks 120 Ω, mille tolerants (108 Ω kuni 132 Ω) hakkab eelmise lõpus. Seega, 100 Ω kuni 1000 Ω vahemikus on vaja ainult kindlaid väärtusi – näiteks 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω ja 330 Ω. See vähendab erinevate väärtuste arvu tootmisel, alandades tootmiskulusid.

See eksponentsiaalne jaotuse põhimõte ilmneb ka muudes valdkondades. Näiteks Hiina valuutasüsteem sisaldab 1, 2, 5 ja 10 yuani, kuid mitte 3 või 4 yuanit – sest 1, 2 ja 5 saavad efektiivselt kombinatsioonides moodustada mis tahes summa, vähendades vajalike nominatiivide arvu. Samuti järgivad pliiatsipunktid sageli järjestust nagu 0,25, 0,35, 0,5 ja 0,7 mm.

Lisaks tagab vastuste väärtuste logaritmiline paigutus, et antud tolerantsi piires kasutajad leiavad alati sobiva standardväärtuse. Kui vastuste väärtused järgivad eksponentsiaalset progressiooni, mis on vastavuses nende tolerantsiga, jäävad tavaliste matemaatiliste tegevuste (liitmine, lahutamine, korrutamine, jagamine) tulemused ka prognoositavatesse tolerantsipiiridesse.