Ряди номіналів радіоелементів

Ряди номіналів радіоелементів (ряди E) — це система переважних чисел (переважних значень), прийнята до використання в електронних компонентах. Вона складається з рядів E3, E6, E12, E24, E48, E96 і E192, де число після «E» означає кількість «кроків» логарифмічного значення на десяток. Хоча теоретично можливо виробляти компоненти будь-якого номіналу, на практиці потреба в спрощенні інвентаризації призвела до того, що галузь зупинилася на рядах E для резисторів, конденсаторів, котушок індуктивності та стабілітронів. Інші типи електронних компонентів або визначені серією Renard (наприклад, запобіжники), або визначені у відповідних стандартах на продукцію (наприклад, IEC 60228 для проводів).

Історія

Під час Золотої ери радіо (1920-1950-ті роки) численні компанії виготовляли AM радіоприймачі. У перші роки багато компонентів не були стандартизовані між виробниками радіо, значення ємності конденсаторів і значення опору для резисторів були іншими, ніж сьогодні.

У 1924 році 50 виробників радіоприймачів у Чикаго заснували Асоціацію Виробників Радіо (Radio Manufacturers Association, RMA) для ліцензування та обміну патентами. Згодом ця група створила деякі з найперших стандартів для електронних компонентів. У 1936 році RMA прийняла кращу систему числення для значень опору резисторів із фіксованим складом. З часом виробники резисторів перейшли від старих значень опору до стандарту значення опору 1936 року.

Американське та британське військове виробництво під час Другої світової війни мало значний вплив на встановлення загальних стандартів у багатьох галузях промисловості, особливо в електроніці, де було важливо дуже швидко виробляти велику кількість стандартизованих електронних компонентів для бездротового зв’язку та радіолокаційних пристроїв. Пізніше, бебі-бум середини 20-го століття та винайдення транзистора спричинили попит на споживчу електроніку в 1950-х роках. Оскільки наприкінці 1950-х років виробництво транзисторних радіоприймачів перемістилося до Японії, для електронної промисловості було критично важливо мати міжнародні стандарти.

Відповідно до роботи RMA Міжнародна електротехнічна комісія (International Electrotechnical Commission, IEC) почала роботу над міжнародним стандартом у 1948 році. Перша версія цієї публікації IEC 63 (IEC 63) була випущена в 1952 році. Пізніше IEC 63 було переглянуто, доповнено та перейменовано на поточну версію, відому як IEC 60063:2015.

Історія випуску IEC 60063:

•     IEC 63:1952 (він же IEC 60063:1952), перше видання, опубліковано 01.01.1952.
•     IEC 63:1963 (він же IEC 60063:1963), друге видання, опубліковано 01.01.1963.
•     IEC 63:1967/AMD1:1967 (він же IEC 60063:1967/AMD1:1967), перша поправка до другого видання, опублікована в 1967 році.
•     IEC 63:1977/AMD2:1977 (він же IEC 60063:1977/AMD2:1977), друга поправка до другого видання, опублікована в 1977 році.
•     IEC 60063:2015, третє видання, опубліковано 27.03.2015.

Ряди E було вибрані таким чином, щоб під час виготовлення компонента його номінал потрапляв у діапазон приблизно рівновіддалених значень (геометрична прогресія) у логарифмічній шкалі. Кожен ряд E ділить кожну десяток на кроки по 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192 значення. Ряди від E3 до E192 забезпечують розподіл максимальної похибки в порядку 40%, 20%, 10%, 5%, 2%, 1%, 0,5%. Також ряд E192 використовується для резисторів з допуском 0,25% і 0,1%.

Історично серія E ділиться на дві великі групи:

E3, E6, E12, E24 — E3, E6, E12 є підмножинами E24. Значення в цій групі округлені до 2 значущих цифр.

E48, E96, E192 – E48 і E96 є підгрупами E192. Значення в цій групі округлені до 3 значущих цифр.

Формула для кожного значення визначається коренем n-го:

$V_{n}=\mathrm {round} ({\sqrt[{m}]{10^{n}}})$

де $V_{n}$ – округлене значення, $m$ є цілим числом розміру групи ряду E, і $n$ є цілим числом $\{0,1,2,...,m-1\}$. Для E3–E24 значення округлюються до 2 значущих цифр. Оскільки промисловість електронних компонентів встановила значення компонентів до обговорення стандартів наприкінці 1940-х років, IEC вирішили, що змінювати колишні встановлені значення непрактично. Ці старіші значення були використані для створення стандарту серії E6, E12, E24, який був прийнятий у Парижі в 1950 році, а потім опублікований як IEC 63 у 1952 році, тому вісім значень E24 (виділені жирним шрифтом) відрізняються від обчислених значень.

Порівняння фактичного стандарту ряду E24 з логарифмічними значеннями

Ряд E24	1.0	1.1	1.2	1.3	1.5	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.7	3.0	3.3	3.6	3.9	4.3	4.7	5.1	5.6	6.2	6.8	7.5	8.2	9.1
Округлене значення логарифму	1.0	1.1	1.2	1.3	1.5	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.6	2.9	3.2	3.5	3.8	4.2	4.6	5.1	5.6	6.2	6.8	7.5	8.3	9.1

Для E48–E192 значення округлюються до 3 значущих цифр.

• Щоб обчислити ряд E48: $m$ дорівнює 48, $n$ збільшується від 0 до 47 за допомогою формули.
• Щоб обчислити серію E96: $m$ дорівнює 96, $n$ збільшується від 0 до 95 за формулою.
• Щоб обчислити серію E192: $m$ дорівнює 192, $n$ збільшується від 0 до 191 за допомогою формули, за одним винятком, 9,20 замість розрахованого 9,19.

E3

Серія E3 використовується рідко, за винятком деяких компонентів із великими варіаціями, наприклад електролітичних конденсаторів, де заданий допуск часто є незбалансованим між негативним і позитивним значенням (наприклад +50% −30% або +80% −20%), або для компонентів з некритичними значеннями (наприклад резисторів підтяжки). Розрахований постійний тангенціальний допуск для цієї серії дає приблизно $({\sqrt[{3}]{10}}-1)\div ({\sqrt[{3}]{10}}+1)=36.60\%$. У той час як стандарт визначає лише допуск понад 20%, інші джерела вказують на 40% або 50%. В даний час більшість електролітичних конденсаторів виготовляються з номіналами серії E6 або E12, тому серія E3 в основному застаріла.

Сумісність E24 і E48, E96, E192

Оскільки деякі значення ряду E24 не існують у рядах E48, E96 і E192, виробники резисторів додали відсутні значення E24 до деяких своїх сімейств допусків 1%, 0,5%, 0,25%, 0,1%. Це полегшує перехід між різними допусками. Цей тип комбінації позначається в таблицях даних резисторів як «E96 + E24» і «E192 + E24».

Таблиці рядів E

значення рядів E, 1.0–2.13 E3 E6 E12 E24 E48 E96 E192 1.0 1.0 1.0 1.0 1.00 1.00 1.00 1.01 1.02 1.02 1.04 1.05 1.05 1.05 1.06 1.07 1.07 1.09 1.1 1.10 1.10 1.10 1.11 1.13 1.13 1.14 1.15 1.15 1.15 1.17 1.18 1.18 1.20 1.2 1.2 1.21 1.21 1.21 1.23 1.24 1.24 1.26 1.27 1.27 1.27 1.29 1.30 1.30 1.32 1.3 1.33 1.33 1.33 1.35 1.37 1.37 1.38 1.40 1.40 1.40 1.42 1.43 1.43 1.45 1.5 1.5 1.5 1.47 1.47 1.47 1.49 1.50 1.50 1.52 1.54 1.54 1.54 1.56 1.58 1.58 1.60 1.6 1.62 1.62 1.62 1.64 1.65 1.65 1.67 1.69 1.69 1.69 1.72 1.74 1.74 1.76 1.8 1.8 1.78 1.78 1.78 1.80 1.82 1.82 1.84 1.87 1.87 1.87 1.89 1.91 1.91 1.93 2.0 1.96 1.96 1.96 1.98 2.00 2.00 2.03 2.05 2.05 2.05 2.08 2.10 2.10 2.13

значення рядів E, 2.15–4.59 E3 E6 E12 E24 E48 E96 E192 2.2 2.2 2.2 2.2 2.15 2.15 2.15 2.18 2.21 2.21 2.23 2.26 2.26 2.26 2.29 2.32 2.32 2.34 2.4 2.37 2.37 2.37 2.40 2.43 2.43 2.46 2.49 2.49 2.49 2.52 2.55 2.55 2.58 2.7 2.7 2.61 2.61 2.61 2.64 2.67 2.67 2.71 2.74 2.74 2.74 2.77 2.80 2.80 2.84 3.0 2.87 2.87 2.87 2.91 2.94 2.94 2.98 3.01 3.01 3.01 3.05 3.09 3.09 3.12 3.3 3.3 3.3 3.16 3.16 3.16 3.20 3.24 3.24 3.28 3.32 3.32 3.32 3.36 3.40 3.40 3.44 3.6 3.48 3.48 3.48 3.52 3.57 3.57 3.61 3.65 3.65 3.65 3.70 3.74 3.74 3.79 3.9 3.9 3.83 3.83 3.83 3.88 3.92 3.92 3.97 4.02 4.02 4.02 4.07 4.12 4.12 4.17 4.3 4.22 4.22 4.22 4.27 4.32 4.32 4.37 4.42 4.42 4.42 4.48 4.53 4.53 4.59

значення рядів E, 4.64–9.88 E3 E6 E12 E24 E48 E96 E192 4.7 4.7 4.7 4.7 4.64 4.64 4.64 4.70 4.75 4.75 4.81 4.87 4.87 4.87 4.93 4.99 4.99 5.05 5.1 5.11 5.11 5.11 5.17 5.23 5.23 5.30 5.36 5.36 5.36 5.42 5.49 5.49 5.56 5.6 5.6 5.62 5.62 5.62 5.69 5.76 5.76 5.83 5.90 5.90 5.90 5.97 6.04 6.04 6.12 6.2 6.19 6.19 6.19 6.26 6.34 6.34 6.42 6.49 6.49 6.49 6.57 6.65 6.65 6.73 6.8 6.8 6.8 6.81 6.81 6.81 6.90 6.98 6.98 7.06 7.15 7.15 7.15 7.23 7.32 7.32 7.41 7.5 7.50 7.50 7.50 7.59 7.68 7.68 7.77 7.87 7.87 7.87 7.96 8.06 8.06 8.16 8.2 8.2 8.25 8.25 8.25 8.35 8.45 8.45 8.56 8.66 8.66 8.66 8.76 8.87 8.87 8.98 9.1 9.09 9.09 9.09 9.20 9.31 9.31 9.42 9.53 9.53 9.53 9.65 9.76 9.76 9.88