Расчет резистора

Что такое расчет резистора и зачем он нужен

Расчет резистора — это определение необходимого номинала сопротивления и мощности рассеивания для безопасной и эффективной работы электронной схемы. Резистор ограничивает ток, делит напряжение, защищает компоненты от перегрузки и обеспечивает заданные режимы работы полупроводниковых приборов.

Точный расчет критически важен при подключении светодиодов, стабилизации напряжения на входах микросхем, согласовании сигналов, создании делителей и фильтров. Ошибка в номинале приводит к выходу из строя дорогих компонентов, перегреву или некорректной работе устройства.

Основные формулы расчета резистора

Закон Ома

Базовая формула связывает напряжение, ток и сопротивление:

R = U / I

• R — сопротивление резистора, Ом
• U — напряжение на резисторе, В
• I — ток через резистор, А

Например, при напряжении 5 В и требуемом токе 10 мА (0,01 А): R = 5 / 0,01 = 500 Ом.

Расчет мощности рассеивания

Мощность, которую должен выдержать резистор:

P = U × I = I² × R = U² / R

Для резистора 500 Ом при токе 0,01 А: P = 0,01² × 500 = 0,05 Вт. Выбирайте резистор 0,125 Вт (⅛ Вт) или выше.

Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

R = (Uпитания - Uсветодиода) / Iсветодиода

Типовые параметры светодиодов:

• Красный: 1,8–2,2 В, 20 мА
• Зеленый/Желтый: 2,0–2,5 В, 20 мА
• Синий/Белый: 3,0–3,5 В, 20 мА

Пример: подключение белого светодиода (3,2 В, 20 мА) к источнику 9 В: R = (9 - 3,2) / 0,02 = 5,8 / 0,02 = 290 Ом → выбираем стандартный 300 Ом.

Мощность: P = 0,02² × 300 = 0,12 Вт → резистор 0,25 Вт.

Пошаговый алгоритм расчета

1. Определите параметры нагрузки: рабочее напряжение и ток (из datasheet компонента).
2. Вычислите падение напряжения на резисторе: Uрезистора = Uпитания - Uнагрузки.
3. Рассчитайте сопротивление по закону Ома: R = Uрезистора / I.
4. Подберите стандартный номинал из ряда E12 (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 и их производные) или E24.
5. Вычислите мощность: P = I² × R.
6. Выберите резистор с запасом: мощность в 1,5–2 раза выше расчетной.

Стандартные номиналы резисторов

Ряд E12 (допуск ±10%): 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2 Ом (и умножение на 10, 100, 1000 и т.д.).

Ряд E24 (допуск ±5%): добавляются промежуточные значения 1,1; 1,3; 1,6; 2,0; 2,4; 3,0; 3,6; 4,3; 5,1; 6,2; 7,5; 9,1.

Если расчетное значение не совпадает со стандартным, выбирайте ближайший больший номинал для снижения тока и повышения надежности.

Практические примеры расчета

Пример 1: светодиодная индикация на 12 В

Задача: подключить красный светодиод (2 В, 15 мА) к автомобильной сети 12 В.

Решение:

• R = (12 - 2) / 0,015 = 10 / 0,015 = 666,7 Ом → берём 680 Ом (E12)
• P = 0,015² × 680 = 0,153 Вт → резистор 0,25 Вт

Пример 2: делитель напряжения

Задача: получить 3,3 В из 5 В для питания микроконтроллера.

Решение (при токе нагрузки 10 мА):

• Общий ток через делитель: 10 мА (минимум)
• R2 (нижнее плечо): R2 = 3,3 / 0,01 = 330 Ом
• R1 (верхнее плечо): R1 = (5 - 3,3) / 0,01 = 170 Ом → 180 Ом

Пример 3: подтягивающий резистор

Для входа микросхемы (pull-up) обычно используют 4,7–10 кОм при напряжении 5 В:

• Ток утечки: I = 5 / 10000 = 0,5 мА
• Мощность: P = 5² / 10000 = 0,0025 Вт → любой стандартный резистор

Последовательное и параллельное соединение

Последовательное соединение

Сопротивления складываются: Rобщ = R1 + R2 + R3 + …

Чтобы получить 750 Ом из стандартных: 470 + 270 = 740 Ом (погрешность 1,3%).

Параллельное соединение

Для двух резисторов: Rобщ = (R1 × R2) / (R1 + R2)

Для получения 250 Ом: два резистора 470 Ом параллельно дадут 470/2 = 235 Ом (ошибка 6%).

Учет допусков и температурного коэффициента

Резисторы имеют допуск отклонения:

• ±1% (прецизионные)
• ±5% (ряд E24)
• ±10% (ряд E12)

При температуре изменяется сопротивление (ТКС 50–200 ppm/°C). Для критичных схем используйте резисторы с низким ТКС и запасом по току.

Выбор типа резистора

• Углеродистые (МЛТ): универсальные, до 2 Вт
• Металлопленочные (МОН): точные, низкий шум
• Проволочные (ПЭВ, C5-16): высокая мощность, 5–50 Вт
• SMD (0805, 1206): поверхностный монтаж, компактность

Для светодиодов подходят МЛТ и металлопленочные 0,25–0,5 Вт. Для мощных схем — проволочные или корпуса TO-220.

Типичные ошибки при расчете

1. Забыли учесть падение напряжения на нагрузке: всегда вычитайте Uнагрузки из Uпитания.
2. Недооценка мощности: резистор перегревается и выходит из строя — берите запас минимум ×1,5.
3. Использование нестандартного номинала: сложности при замене и ремонте.
4. Игнорирование допуска: для критичных цепей нужны резисторы ±1%, для индикации достаточно ±10%.

Проверка и корректировка

После монтажа:

1. Измерьте напряжение на нагрузке — должно совпадать с расчетным.
2. Замерьте ток мультиметром (разрыв цепи).
3. Проверьте нагрев резистора — лёгкое тепло допустимо, сильный нагрев требует увеличения мощности.
4. Для светодиодов оцените яркость визуально.

При отклонении более 15% пересчитайте схему или подберите другой номинал.

Онлайн калькулятор — преимущества

Автоматический расчет экономит время и исключает арифметические ошибки. Калькулятор учитывает стандартные номиналы, предлагает ближайшие доступные значения и подсказывает схемы соединения для получения нужного сопротивления. Введите исходные данные — получите готовое решение с мощностью и рекомендациями по выбору компонента.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.