Resistor: perangkat, prinsip operasi, tujuan

Salah satu elemen yang paling umum digunakan dalam elektronika adalah resistor. Dalam istilah sederhana, itu disebut "perlawanan." Dengan bantuannya, Anda dapat membatasi arus atau mengukurnya, membagi tegangan, membuat loop umpan balik. Tidak ada satu sirkuit pun yang dapat melakukannya tanpa hambatan. Pada artikel ini kita akan berbicara tentang apa itu resistor, apa prinsip operasinya, dan untuk apa elemen rangkaian listrik ini.

Definisi

Resistor berasal dari bahasa Inggris "resistor" dan dari bahasa Latin "resisto", yang diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia terdengar seperti "resist". Dalam literatur berbahasa Rusia, bersama dengan kata "resistor", kata "resistensi" digunakan. Dari namanya, tugas utama elemen ini jelas - menahan arus listrik.

Itu termasuk dalam kelompok elemen pasif, karena sebagai hasil dari operasinya, arus hanya dapat berkurang, yaitu, tidak seperti elemen aktif, yang pasif sendiri tidak dapat memperkuat sinyal. Yang mana dari kedua

hukum Kirchhoff dan Hukum Ohm berarti bahwa ketika arus mengalir melintasi resistor, tegangan turun, yang nilainya sama dengan nilai arus yang mengalir dikalikan dengan nilai resistansi. Di bawah ini Anda dapat melihat bagaimana resistensi ditunjukkan dalam diagram:

Simbol pada diagram mudah diingat - itu adalah persegi panjang, menurut GOST 2.728-74 dimensinya adalah 4x10 mm. Ada sebutan untuk resistor dengan daya disipasi yang berbeda.

Tampilan

Resistor diklasifikasikan menurut sejumlah kriteria. Jika kita berbicara tentang komponen diskrit, maka menurut metode instalasi mereka dibagi menjadi:

• Keluaran. Digunakan untuk pemasangan melalui papan sirkuit tercetak. Elemen tersebut memiliki terminal yang terletak secara radial atau aksial. Pada orang-orang, kesimpulan disebut kaki. Jenis resistor ini secara aktif digunakan di semua perangkat lama (20 dan lebih banyak tahun yang lalu) - TV lama, penerima, secara umum di mana-mana, dan sekarang digunakan di perangkat sederhana, serta di mana penggunaan komponen SMD sulit karena alasan tertentu, baik mustahil.
• SMK. Ini adalah elemen yang tidak memiliki kaki. Pin untuk koneksi terletak di permukaan kasing, sedikit menonjol di atasnya. Mereka dipasang langsung ke permukaan PCB. Keuntungan dari resistor tersebut adalah kesederhanaan dan biaya perakitan yang rendah pada jalur otomatis, menghemat ruang pada papan sirkuit tercetak.

Anda dapat melihat tampilan dua jenis elemen pada gambar di bawah ini:

Kita sudah tahu seperti apa komponen ini, sekarang kita harus belajar tentang klasifikasi berdasarkan teknologi manufaktur. Resistor keluaran adalah:

• Gulungan kawat. Luka kawat pada inti digunakan sebagai komponen resistif; belitan bifilar digunakan untuk mengurangi induktansi parasit. Kawat dipilih dari logam dengan koefisien resistansi suhu rendah dan resistivitas rendah.
• Film logam dan komposit. Seperti yang Anda duga, film paduan logam digunakan di sini sebagai elemen resistif.

Karena resistor terdiri dari bahan resistif, yang terakhir dapat berupa kawat atau film dengan resistivitas tinggi. Apa itu? Bahan seperti:

• manganin;
• konstanta;
• nikrom;
• nikelin;
• dielektrik logam;
• oksida logam;
• karbon dan lain-lain.

Resistor SMD atau chip adalah film tipis dan film tebal, bahan resistif digunakan:

Bahan	Fitur di mana digunakan
Nikel-kromium (nikrom, NiCr)	dalam film tipis, tahan lembab
Ditantalum nitrida (Ta2N).	TCR adalah 25 ppm / 0С (-55... + 1250С);
Rutenium dioksida (RuO2)	dalam film tebal
Rutenit timbal (Pb2Ru2O6)	dalam film tebal
Bismut rutenit (Bi2Ru2O7)	dalam film tebal
Rutenium dioksida yang didoping dengan vanadium (Ru0.8V0.2O2, Ru0.9V0.1O2, Ru0.67V0.33O2)	—
Timbal oksida (PbO)	—
Bismut iridium (Bi2Ir2O7)	—
Paduan nikel	Dalam produk film tipis dengan resistansi rendah (0,03... 10 Ohm)

Gambar di bawah ini menunjukkan apa resistor terdiri dari:

Secara desain, mereka dibedakan:

• Permanen. Mereka memiliki dua kesimpulan, dan Anda tidak dapat mengubah resistansi - itu konstan.
• Variabel. Ini adalah potensiometer dan resistor pemangkasan, prinsipnya didasarkan pada pergerakan kontak geser (penggeser) di sepanjang lapisan resistif.
• Non-linier. Resistansi komponen jenis ini berubah di bawah pengaruh suhu (termistor), radiasi cahaya (fotoresistor), tegangan (varistor) dan besaran lainnya.

Dan juga dengan tujuan - umum dan khusus. Yang terakhir ini dibagi menjadi:

• Resistansi tinggi (rentang resistansi puluhan unit MΩ - TΩ, pada tegangan operasi hingga 400V).
• Tegangan tinggi (dirancang untuk beroperasi di sirkuit dengan tegangan hingga puluhan kV).
• Frekuensi tinggi (fitur operasi frekuensi tinggi adalah persyaratan untuk induktansi dan kapasitansi diri yang rendah. Produk semacam itu dapat beroperasi di sirkuit dengan frekuensi sinyal ratusan MHz).
• Presisi dan super-presisi (ini adalah produk dengan tingkat akurasi yang tinggi. Mereka memiliki toleransi penyimpangan dari resistansi nominal 0,001 - 1%, sedangkan toleransi biasa bisa 5% dan 10% atau lebih).

Prinsip operasi

Sebuah resistor dipasang di sirkuit listrik untuk membatasi arus yang mengalir melalui sirkuit. Jumlah tegangan yang akan jatuh padanya dihitung secara sederhana - menurut hukum Ohm:

U = IR

Jatuh tegangan adalah jumlah volt yang muncul di terminal resistor ketika arus mengalir melaluinya. Dengan demikian, jika tegangan melintasi resistor turun dan arus mengalir melaluinya, itu berarti bahwa daya tertentu dilepaskan menjadi panas di atasnya. Dalam fisika, ada rumus terkenal untuk menemukan kekuatan:

P = UI

Atau, untuk mempercepat kalkulasi, terkadang lebih mudah menggunakan rumus daya melalui hambatan:

P = U²/R=I²R

Bagaimana cara kerja resistor? Setiap konduktor memiliki struktur internal tertentu. Ketika arus listrik mengalir, elektron (pembawa muatan) bertabrakan dengan berbagai ketidakhomogenan dalam struktur suatu zat dan kehilangan energi, yang kemudian dilepaskan dalam bentuk panas. Jika sulit untuk Anda pahami, maka prinsip kerja hambatan dengan kata sederhana dapat dikatakan sebagai berikut:

Ini adalah nilai yang menunjukkan betapa sulitnya arus listrik mengalir melalui suatu zat. Itu tergantung pada zat itu sendiri - resistivitasnya.

Dimana: p - resistivitas, l - panjang konduktor, S - luas penampang.

Karakter utama

Untuk memilih resistor yang tepat, penting untuk mengetahui karakteristik apa yang perlu Anda perhatikan saat memilih. Parameter utamanya meliputi:

1. Resistansi nominal.
2. Disipasi daya maksimum.
3. Toleransi atau kelas akurasi. Itu tergantung pada seberapa besar persentase resistensi bagian dari kelas ini mungkin berbeda dari yang dinyatakan.

Dalam kebanyakan kasus, informasi ini sudah cukup. Pemula sering lupa tentang kekuatan resistor yang diizinkan, dan mereka terbakar. Anda dapat menghitung berapa watt yang dialokasikan ke resistor menggunakan rumus yang ditunjukkan di bagian artikel sebelumnya. Beli resistor dengan cadangan daya 20-30%, lebih banyak lebih baik, lebih sedikit tidak perlu!

Di mana dan untuk apa itu digunakan

Kami telah mempertimbangkan bahwa resistor dirancang untuk membatasi arus dalam rangkaian, sekarang kami akan melihat beberapa contoh praktis di mana resistor digunakan dalam teknik elektro.

Area aplikasi pertama adalah pembatasan arus, misalnya untuk menyalakan LED. Prinsip operasi dan perhitungan sirkuit semacam itu adalah bahwa tegangan catu daya dikurangi Tegangan operasi pengenal LED, dibagi dengan arus pengenal (atau diinginkan) melalui Dioda pemancar cahaya. Akibatnya, Anda mendapatkan resistansi pembatas nominal.

R_raksasa= (U_nutrisi-U_{yg dibutuhkan}) / SAYA_nominal

Yang kedua adalah pembagi tegangan. Di sini, tegangan output dihitung dengan rumus:

kamu_keluar= U_{di dalam}(R2 / R1 + R2)

Juga, resistor telah menemukan aplikasi untuk mengatur arus ke transistor. Pada dasarnya rangkaian pembatas yang sama dibahas di atas.

Akhirnya, kami sarankan menonton video yang bermanfaat tentang topik artikel:

Kami memeriksa apa itu resistor, tujuan dan prinsip operasinya. Ini adalah elemen penting untuk memulai studi Anda tentang teknik elektro. Untuk menghitung sirkuit dengannya, hukum Ohm dan daya aktif digunakan, dan di sirkuit frekuensi tinggi, parameter reaktif juga diperhitungkan - kapasitansi dan induktansi parasit. Semoga informasi yang diberikan bermanfaat dan menarik untuk Anda!

Bahan terkait:

• Bagaimana hambatan konduktor bergantung pada suhu?
• Penandaan resistor dengan daya dan resistansi
• Cara menyolder komponen radio dari papan