Rezystory R1 = 400 Ω/0,25 W i R2 = 400 Ω/1 W ograniczają prądy płynące przez diody D1, D2. Woltomierze V1, V2 wskazują napięcie po 15 V. Oznacza to, że
A. rezystory R1 i R2 nie są przeciążone.
B. rezystor R1 jest przeciążony.
C. rezystory R1 i R2 są przeciążone.
D. rezystor R2 jest przeciążony.
Kluczowe jest tu policzenie mocy wydzielanej na każdym rezystorze, bo samo napięcie 15 V jeszcze nie mówi, czy element pracuje bezpiecznie. Woltomierze V₁ i V₂ są podłączone równolegle do rezystorów, więc pokazują spadek napięcia dokładnie na R₁ i R₂. Oba rezystory mają tę samą rezystancję: 400 Ω. Moc obliczamy ze wzoru P = U2/R, czyli P = 152/400 = 225/400 = 0,5625 W. Taka moc wydziela się zarówno na R₁, jak i na R₂. Rezystor R₁ ma dopuszczalną moc tylko 0,25 W, więc jest wyraźnie przeciążony i będzie się nadmiernie nagrzewał. Rezystor R₂ ma moc znamionową 1 W, więc przy 0,5625 W pracuje jeszcze w dopuszczalnym zakresie. Moim zdaniem to bardzo praktyczny przykład, bo w serwisie często widać spalone rezystory właśnie przez pomylenie rezystancji z mocą znamionową. Dobra praktyka branżowa, zgodna z podejściem stosowanym przy doborze elementów według norm typu PN-EN/IEC dla podzespołów elektronicznych, mówi też żeby zostawiać zapas mocy, np. nie projektować pracy rezystora ciągle na granicy 100%. Tutaj R₁ nie ma żadnego zapasu, on po prostu przekracza swoją moc znamionową ponad dwa razy.
W tym zadaniu łatwo dać się złapać na myślenie, że skoro oba rezystory mają tę samą wartość 400 Ω i na obu woltomierze pokazują 15 V, to ich sytuacja jest identyczna pod każdym względem. Elektrycznie pod względem prądu i wydzielanej mocy faktycznie jest identyczna: przez każdy rezystor płynie prąd I=U/R=15/400=0,0375 A, czyli 37,5 mA, a moc wynosi P=U·I=15·0,0375=0,5625 W. Różnica pojawia się dopiero wtedy, gdy porównamy tę moc z mocą znamionową konkretnego elementu. To jest bardzo ważne w praktyce, bo napis 400 Ω określa rezystancję, ale dopiero dopisek 0,25 W albo 1 W mówi, ile ciepła rezystor może bezpiecznie oddać do otoczenia. Wniosek, że oba rezystory są przeciążone, pomija fakt, że R₂ ma dopuszczalną moc 1 W, więc 0,5625 W go nie przekracza. Z kolei uznanie, że żaden rezystor nie jest przeciążony, zwykle bierze się z niedoszacowania mocy albo z patrzenia tylko na prąd diody, bez sprawdzenia strat cieplnych w rezystorze. Twierdzenie, że przeciążony jest wyłącznie R₂, jest odwróceniem danych znamionowych: to R₂ jest mocniejszy, a R₁ słabszy. Z mojego doświadczenia warto zawsze robić taki krótki test: najpierw wyliczyć moc rzeczywistą, potem porównać ją z mocą dopuszczalną z katalogu albo oznaczenia elementu. W układach z diodami LED, sygnalizacją i automatyką to niby drobiazg, ale zły dobór mocy rezystora potrafi powodować grzanie płytki, zmianę parametrów, a czasem nawet uszkodzenie izolacji lub lutów. Dobra praktyka to stosowanie zapasu mocy, szczególnie w szafach sterowniczych i urządzeniach pracujących długo bez przerwy.