Zakaj uporabljajo uporniki standardne vrednosti kot je 47 kΩ namesto zaokroženih števil

Veliko začetnikov v oblikovanju krmilnih vezij se morda sprašuje, zakaj so standardne vrednosti upornikov tako zelo neobičajne. Zakaj so pogosti vrednosti, kot sta 4,7 kΩ ali 5,1 kΩ, namesto okroglih števil, kot je 5 kΩ?

Razlog leži v uporabi eksponentnega distribucijskega sistema za vrednosti upornikov, ki ga je standardizirala Mednarodna elektrotehnična komisija (IEC). Ta sistem določa serijo preferenčnih vrednosti, vključno z serijami E3, E6, E12, E24, E48, E96 in E192.

Na primer:

• Serija E6 uporablja razmerje približno 10^(1/6) ≈ 1,5

• Serija E12 uporablja razmerje približno 10^(1/12) ≈ 1,21

V praksi uporniki ne morejo biti izdelani s popolno natančnostjo – vsak ima določeno toleranco. Na primer, 100 Ω upornik z 1% toleranco je sprejemljiv, če njegova dejanska vrednost sega med 99 Ω in 101 Ω. Za optimizacijo proizvodnje je Ameriška elektronska industrijska združenja uvedla standardni sistem preferenčnih vrednosti.

Razmislite o upornikih z 10% toleranco: če je že na voljo 100 Ω upornik (z tolerančnim obsegom od 90 Ω do 110 Ω), ni potrebe za izdelavo 105 Ω upornika, saj bi ta padel znotraj istega učinkovitega obsega. Slednja potrebna vrednost bi bila 120 Ω, katerega tolerančni obseg (108 Ω do 132 Ω) se začne tam, kjer prejšnji konča. Tako v obsegu od 100 Ω do 1000 Ω so potrebne le specifične vrednosti, kot so 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω in 330 Ω. To zmanjša število različnih vrednosti v proizvodnji in zmanjša stroške proizvodnje.

Ta princip eksponentne porazdelitve se pojavlja tudi v drugih področjih. Na primer, kitajske valute imajo nominalne vrednosti 1, 2, 5 in 10 juanjev, ampak ne 3 ali 4 juanjev – ker lahko 1, 2 in 5 učinkovito kombinirate, da ustvarite poljubno znesek, kar zmanjša število potrebnih nominalnih vrednosti. Podobno velja tudi za velikosti pisalnih čopov, ki so pogosto v zaporedju 0,25, 0,35, 0,5 in 0,7 mm.

Poleg tega logaritemski razmik med vrednostmi upornikov zagotavlja, da uporabniki v določeni toleranci vedno najdejo primerno standardno vrednost. Ko vrednosti upornikov sledijo eksponentnemu napredu, usklajenemu z njihovo toleranco, so rezultati običajnih matematičnih operacij (seštevanje, odštevanje, množenje, deljenje) tudi znotraj predvidljivih tolerančnih mej.