据说电阻的这个重要常识90%的工程师都不清楚?
为什么我们常用的电阻值是下图这些,而不是连续值?这些数值是怎么规定的?有什么讲究呢?
这里我们先介绍一个概念:“优先数”
优先数是在十九世纪末,法国人查尔斯·雷诺(Charles Renard) 为了对热气球上使用的绳索规格进行简化。
法国人查尔斯·雷诺在观察当时的载人升空的气球所使用的绳索尺寸复杂多样,想出来一个办法,将10这个数开5次方,等到一个数1.6,再将1.6这个数作为公比,构成了一个从1到10区间的等比数列,1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 这就是现在公用的R5系
实际案例
常用的国际电阻系列有E6、E12、E24、E48、E96、E192系列,需要了解的是这些系列的规定要求,以及每个值的定义规范,误差等要求。
首先,来解释基本数值的定义。以E6为例是值:10^(1/6)=1.468;而E24就是下图
所以对于E6的值来说,基本数值就是
1.0
1.0x1.468=1.5
1.5x1.468=2.2
2.2x1.468=3.229
3.229x1.468=4.7
4.74x1.468=6.8
然后,解释基本误差定义。以E6为例是值:
(1.5-1.0)/1.0=50%,+/-20的偏差。
最后,其余的数值可以放大或缩小10的整数倍。比如有效数字2.2,放大可以得到220欧姆的电阻标称值,缩小可以得到22毫欧的标称值。
说明:
1.E 表示“指数间距”(Exponential Spacing)。在20世纪的电子管时代,电子元器件厂商为了便于组件规格的管理和选用、大规模生产的电阻符合标准化的要求,同时也为了使电阻的规格不致太多,便于工厂生产,协商采用了统一的标准组成组件的数值。
2. 指数间距公差表
等级说明
E6
E12
E24
E96
公差计算
10^(1/6)=1.468
10^(1/12)=1.21
10^(1/24)=1.1
10^(1/96)=1.02
3. 它的基础是宽容一部定的误差,并以指数间距为标准规格。
等级说明
E6
E12
E24
E96
误差规定
+/-20%
+/-10%
+/-5%
+/-1%
4. 这种计算方法可以直接用于电容的规格书中。如有兴趣,可以自行计算。
总结:
优先数级的使用有很多优点
1、合理分级
优先数级数据是按照等比数列分级,可以在较宽的范围内使用较少的规格,但是合理的满足设计和生产需要。比如在包装时,当10kg不能满足时,如果使用12kg则两极之间绝对差为2kg,相对差为20%,100kg时增加2kg,变为102kg显然太少,对于1kg时增加2kg,则变化太大。因此使用等比数是一种相对差不变的数列,不会造成分级疏的过疏,密的过密的不合理现象,优先数系正是按等比数列制订的。因此,它提供了一种经济,合理的数值分级制度。
2、统一性、互换性
一种产品或者零部件往往多人设计或者多处制造,而产品的参数可能会影响到其他地方,如没有统一选用的优先数准则,则会造成同一种产品型号过多,参数过于杂乱,在制订标准或规定各种参数的协商中,优先数系应当成为用户和制造厂之间或各有关单位之间的共同遵循的准则,以便在无偏见的基础上达到一致。
3、具有广泛的适应性
优先数中包含有各种不同公比的系列,因而可以满足较密和较疏的分级要求。在参数范围很宽时,根据情况可分段选用最合适的基本系列,以复合系列的形式来组成最佳系列。
4、简单、易记、计算方便
优先数系是十进等比数列,其中包含10的所有整数幂。只要记住一个十进段内的数值,其他的十进段内的数值可由小数点的移位得到。
在电子行业准备定义自己的优先数的时候,其实已经有不少国家的厂家已经采用了图片的这组优先数。这实际是一种效率最高的做法。
1948年IEC第12技术委员会(无线电通讯)在斯德哥尔摩会议讨论过程中,一致同意国际标准化最紧迫的课题之一就是电阻器和0.1uF以下电容器的优先数系列。当时他们想推行R5、R10、R20、R40和R80这套优先数。但是发现,对于采用了已经采用了数系图片的这些国家中要改变商业惯例是不切合实际的事情。
虽然采用图片数系更符合ISO的惯例,但考虑到现实情况,委员会不得不选择图片数系。
优先数E6、E12和E24系列提案是1950年在巴黎会议上被接受的,随后发布了IEC 63号标准(第一版)