Мощность: почему резистор греется

Мощность — это скорость, с которой энергия превращается в тепло (или в работу). Формул три, и все про одно: P = U × I = I² × R = U² / R.

Резистор «на 0.25 Вт» — это не рекомендация, а предел, после которого он начнёт вонять и менять сопротивление. Считаем: 5 В на резисторе 100 Ом дают P = 25 / 100 = 0.25 Вт. Ровно на пределе, то есть резистор будет горячим и прослужит меньше, чем хочется. Норма — брать с запасом 2 раза: 0.125 Вт нагрузки на резистор 0.25 Вт.

Где это кусается:

Делитель напряжения из двух резисторов по 10 кОм от 12 В: ток 0.6 мА, мощность на каждом 3.6 мВт — можно вообще не думать.

Тот же делитель, но 12 В и 100 Ом: 120 мА и 1.4 Вт на резистор — нужны «двухваттные» керамические, иначе дым.

Резистор перед светодиодом: 3 В падения × 15 мА = 45 мВт. Мелочь, сойдёт любой.

Линейный стабилизатор: 12 В на входе, 5 В на выходе, 0.5 А — 3.5 Вт в тепло. Вот почему LDO греется и требует радиатор, а импульсный преобразователь на том же месте теряет 0.3 Вт.

Мощность объясняет и «странные» поломки: резистор, рассчитанный на 0.125 Вт, при 0.2 Вт не сгорает сразу, а постепенно уходит по номиналу, и схема начинает «плавать». Пайка при этом выглядит нормально.

Ещё две вещи, о которых забывают. Первая: импульсная мощность. Конденсатор при включении заряжается броском тока; резистор в цепи заряда получает импульс в разы больше среднего. Вторая: температура. При 70 °C резистор держит уже не 0.25 Вт, а около 0.15 — даташит даёт кривую derating, и её надо смотреть.

Правило: посчитал мощность — умножь на два и выбери ближайший больший типоразмер. Разница в цене копеечная, разница в надёжности — на порядок.