Чому резистори використовують стандартні значення як 47 кОм замість круглих чисел

Багато початківців у проектуванні електричних схем можуть знайти стандартні значення опорів загадковими. Чому типові значення, такі як 4,7 кОм або 5,1 кОм, замість круглих чисел, таких як 5 кОм?

Причина полягає в використанні експоненціальної системи розподілу значень опорів, стандартизованої Міжнародною електротехнічною комісією (IEC). Ця система визначає серію переважних значень, включаючи серії E3, E6, E12, E24, E48, E96 та E192.

Наприклад:

• Серія E6 використовує співвідношення приблизно 10^(1/6) ≈ 1,5

• Серія E12 використовує співвідношення приблизно 10^(1/12) ≈ 1,21

На практиці, опори не можуть бути виготовлені з ідеальною точністю — кожен має вказану допуску. Наприклад, опір 100 Ом з допуском 1% є прийнятним, якщо його фактичне значення знаходиться між 99 Ом і 101 Ом. Для оптимізації виробництва Американська асоціація електронної промисловості встановила стандартну систему переважних значень.

Розглянемо опори з допуском 10%: якщо опір 100 Ом уже доступний (з діапазоном допуску 90 Ом до 110 Ом), немає потреби виготовляти опір 105 Ом, оскільки він буде входити в той самий ефективний діапазон. Наступне необхідне значення буде 120 Ом, чий діапазон допуску (108 Ом до 132 Ом) починається там, де закінчується попередній. Таким чином, у діапазоні від 100 Ом до 1000 Ом потрібні лише конкретні значення, такі як 100 Ом, 120 Ом, 150 Ом, 180 Ом, 220 Ом, 270 Ом та 330 Ом. Це зменшує кількість окремих значень у виробництві, знижуючи витрати на виробництво.

Цей принцип експоненціального розподілу з'являється й в інших областях. Наприклад, номінали китайської валюти включають 1, 2, 5 та 10 юанів, але не 3 або 4 юані, оскільки 1, 2 та 5 можна ефективно комбінувати для формування будь-якої суми, мінімізуючи кількість необхідних номіналів. Аналогічно, розміри перьев ручок часто слідують послідовності, такій як 0,25, 0,35, 0,5 та 0,7 мм.

Крім того, логарифмічне розташування значень опорів забезпечує, що, в рамках заданого допуску, користувачі завжди зможуть знайти відповідне стандартне значення. Коли значення опорів слідують експоненціальній прогресії, що відповідає їхньому допуску, результати типових математичних операцій (додавання, віднімання, множення, ділення) також залишаються в передбачуваних межах допуску.