Почему резисторы используют стандартные значения вроде 4,7 кОм вместо круглых чисел
Многие начинающие в проектировании схем могут находить стандартные значения сопротивлений загадочными. Почему распространенные значения, такие как 4,7 кОм или 5,1 кОм, а не круглые числа, такие как 5 кОм?
Причина заключается в использовании экспоненциальной системы распределения значений сопротивлений, стандартизированной Международной электротехнической комиссией (IEC). Эта система определяет серию предпочтительных значений, включая серии E3, E6, E12, E24, E48, E96 и E192.
Например:
Серия E6 использует соотношение примерно 10^(1/6) ≈ 1,5
Серия E12 использует соотношение примерно 10^(1/12) ≈ 1,21
На практике резисторы не могут быть изготовлены с идеальной точностью — каждый имеет указанную допускаемую погрешность. Например, резистор 100 Ом с допуском 1% считается приемлемым, если его фактическое значение находится в диапазоне от 99 Ом до 101 Ом. Для оптимизации производства Американская ассоциация электронной промышленности установила стандартную систему предпочтительных значений.
Рассмотрим резисторы с допуском 10%: если уже доступен резистор 100 Ом (с допуском от 90 Ом до 110 Ом), нет необходимости производить резистор 105 Ом, так как он попадает в тот же эффективный диапазон. Следующее необходимое значение будет 120 Ом, чей допуск (от 108 Ом до 132 Ом) начинается там, где заканчивается предыдущий. Таким образом, в диапазоне от 100 Ом до 1000 Ом требуются только конкретные значения, такие как 100 Ом, 120 Ом, 150 Ом, 180 Ом, 220 Ом, 270 Ом и 330 Ом. Это уменьшает количество различных значений в производстве, снижая затраты на производство.
Этот принцип экспоненциального распределения встречается и в других областях. Например, номиналы китайской валюты включают 1, 2, 5 и 10 юаней, но не 3 или 4 юаня, потому что 1, 2 и 5 можно эффективно комбинировать для получения любого количества, минимизируя количество необходимых номиналов. Аналогично, размеры перьев часто следуют последовательности, такой как 0,25, 0,35, 0,5 и 0,7 мм.
Кроме того, логарифмическое распределение значений сопротивлений обеспечивает, что пользователи всегда могут найти подходящее стандартное значение в пределах заданного допуска. Когда значения сопротивлений следуют экспоненциальному прогрессированию, согласованному с их допуском, результаты общих математических операций (сложение, вычитание, умножение, деление) также остаются в предсказуемых границах допуска.
