为什么电子元件有这样的奇数值?

如果你已经接触过电子学一段时间了,你可能已经注意到像电阻、电容、稳压二极管和电感这样的组件有一些奇怪的值。看看下面的图表,这些价值背后似乎没有明确的理由,但有一个模式。47kΩ电阻和22μF电容无处不在,但没有40kΩ或50kΩ电阻,或20μF或30μF电容。那到底是怎么回事?这一切都与喜欢数字

电阻颜色码

我们必须回到1977年法国的几年。法国军队使用的气球各种目的和各种尺寸,并且必须使用电缆固定。随着时间的推移,他们以425种不同的系泊电缆最终结束,必须单独订购和清点。谈论噩梦。

进入查尔斯雷纳德。他被改善了气球,但在库存壁橱里发现了这只老鼠的电缆巢。他花了一些时间思考它,并提出了一系列的17个电缆尺寸,这将允许每种类型的气球被正确停泊。每种电缆的电缆都有一个最大/最小的评级,它刚刚重叠它的邻居和下方,因此每个所需值都被一个或多个电缆覆盖。该数字系统被称为“雷纳德号码”,后来包括在“首选号码”中,当概念扩大到其他应用程序并成为1952年的ISO(国际标准组织)的国际标准。

从那时起,许多国际标准被ISO采用,用于无数的事情,但其中之一是我们如何识别某些电子元件。使用雷纳德开发的相同的思想,这些组件被标记为在首选数字系统中被称为e系列的值。最小的值是E6,它列举了10的两个连续幂之间的6个值,即10到100之间或10k到100k之间。从10开始,我们将这个值增加大约一半,得到15。再增加大约一半,得到22。继续这个趋势,根据需要四舍五入,我们最终得到10、15、22、33、47和68。按照E6标准构建的组件有20%的相对容错性,如果我们再次查看这些值,我们会看到一个趋势。还是从10开始,加上20%的误差,得到12。移动到15,减去20%,我们得到…等一下…12。从15上升,我们得到15 + 20% = 18和22 - 20% = 17.6。 This trend repeats no matter what range of powers of 10 you use, as long as they are consecutive. So 47kΩ + 20% = 56400, while 68kΩ – 20% = 54400.

再看一下值47和68。最大值/最小值重叠在56左右,不是吗?这听起来很熟悉。E12标准使用了所有与E6相同的值,但是混合了6个值。这6个额外的值大致是E6值重叠的地方,现在为了覆盖整个范围,我们的%-误差减少到10%。从10开始,有10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82。这里的数学计算同样成立,只是误差值略有重叠。

还有四种E系列,即E24,E48,E96和E192。上面的图像列出了E6 / E12 / E24标准中包含的所有值。在连续电量为10之间的每个值的每倍,也有一个相关的%-Error津贴。因此,E24值具有5%的+/%-Error,E48设定为2%,等等。与E192相关的值也可提供0.25%和0.1%的公差,E24和E96也可提供1%的公差。

下面是一个简单的图形视图,展示了E12值之间的关系。在图的底部,你也会看到理想几何序列的前13项。这个数列由y=10^(一世/B.), 在哪里B.是该系列的价值(例如12)和一世是期望的术语(例如,第八术语将产生10 ^(8/12)= 4.64)。)请注意这些价值观相关的关系。

e12_series_tolerance.svg.
该图显示了1和10之间的任何值如何在E12系列值的±10%内,其与几何序列中的理想值的差异。Anders Andersson来自Wikimedia Commons.

虽然有可能有一个3.3kΩ电阻与20%公差测试之间的2.64kΩ和3.96kΩ,我将犹豫使用它。我想要3.3kΩ,所以我倾向于使用更高公差的电阻,通常是5%,这样我就可以伸手到我的垃圾箱,知道我已经相当接近了。回顾一开始的表,我们看到列出了值68和75。如果我想要一个70的值(或者10的倍数,比如700),我该怎么做才能达到这个值呢?我当然可以开始测试我能找到的每一个68值的电阻(75只是超出了5%的公差范围),希望找到一个刚刚好,但只是因为它说5%,并不意味着它是。这是最大的容许量,我的经验是容许量比这个要小得多。我可以升级到E96 (681 0r 715)或甚至是E192(698!),但具有%-容错水平的电阻并不常见,而且成本更高。我只是想要一些简单的东西,我的垃圾箱里已经有了!答案其实很简单。再加个33和47就好了。 You get your 70 +/- whatever tolerance you want since 33 and 47 are preferred numbers in every E-series. The point is that any value can be made for any circuit requirement simply by adding components together. When you throw in the rules for calculating components in series and parallel, the combinations are endless.

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5评论“为什么电子元件有这样奇数值?”

  1. 抱歉,但我无法自助!文章中有略有错误。“只需添加33和47并称之为良好。你得到了70 +/-自从33和47以来你想要的任何容忍度,每个电子系列都是优选的数字。“添加33和47给您80,而不是70.使用22和47将为您提供69,这给予宽容,通常足够接近。
    否则,写作完整的文章,清晰,到了这一点。

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