Zašto otpornici koriste standardne vrednosti kao što je 47 kΩ umesto zaokruženih brojeva

Mnogi početnici u dizajnu krugova mogu da pronađu standardne vrednosti otpornika zbunjujuće. Zašto su česte vrednosti kao što su 4,7 kΩ ili 5,1 kΩ umesto zaokruženih brojeva poput 5 kΩ?

Razlog leži u korišćenju eksponencijalnog raspodelnog sistema za vrednosti otpornika, koji je standardizirao Međunarodni elektrotehnički savez (IEC). Ovaj sistem definiše seriju preferentnih vrednosti, uključujući E3, E6, E12, E24, E48, E96 i E192 serije.

Na primer:

• E6 serija koristi odnos približno 10^(1/6) ≈ 1,5

• E12 serija koristi odnos približno 10^(1/12) ≈ 1,21

U praksi, otpornici se ne mogu proizvesti sa savršenom preciznošću - svaki ima navedenu toleranciju. Na primer, 100 Ω otpornik sa 1% tolerancijom je prihvatljiv ako njegova stvarna vrednost padne između 99 Ω i 101 Ω. Da bi se optimizirala proizvodnja, Američka udruženje elektronske industrije utvrdilo je standardni sistem preferentnih vrednosti.

Razmotrimo otpornike sa 10% tolerancijom: ako je već dostupan 100 Ω otpornik (sa opsegom tolerancije od 90 Ω do 110 Ω), nema potrebe da se proizvede 105 Ω otpornik, jer bi bio unutar istog efektivnog opsega. Sledeća potrebna vrednost bi bila 120 Ω, čiji opseg tolerancije (108 Ω do 132 Ω) počinje gde prethodni završava. Tako, unutar opsega od 100 Ω do 1000 Ω, samo specifične vrednosti - kao što su 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω i 330 Ω - su potrebne. To smanjuje broj različitih vrednosti u proizvodnji, snižavajući troškove proizvodnje.

Ovaj princip eksponencijalne raspodele pojavljuje se i u drugim oblastima. Na primer, kineske valute imaju nominale 1, 2, 5 i 10 juna, ali ne 3 ili 4 juna - jer se 1, 2 i 5 mogu efikasno kombinovati da formiraju bilo koju vrednost, minimizirajući broj potrebnih nominala. Slično tome, veličine vrha pileta često prate sekvencu kao što su 0,25, 0,35, 0,5 i 0,7 mm.

Dodatno, logaritamsko razmestanje vrednosti otpornika osigurava da korisnici uvek mogu naći odgovarajuću standardnu vrednost unutar datog ranga tolerancije. Kada vrednosti otpornika prate eksponencijalni napredak usklađen sa njihovom tolerancijom, rezultati čestih matematičkih operacija (sabiranje, oduzimanje, množenje, deljenje) takođe ostaju unutar predvidljivih granica tolerancije.