Jednym z najczęściej stosowanych elementów w elektronice jest rezystor. Mówiąc prościej, nazywa się to „oporem”. Za jego pomocą można ograniczyć prąd lub go zmierzyć, podzielić napięcie, stworzyć pętle sprzężenia zwrotnego. Żaden obwód nie może obejść się bez oporów. W tym artykule porozmawiamy o tym, czym jest rezystor, jaka jest jego zasada działania i do czego służy ten element obwodu elektrycznego.
Zadowolony:
- Definicja
- Wyświetlenia
- Zasada działania
- Główna charakterystyka
- Gdzie i do czego służy
Definicja
Rezystor pochodzi z angielskiego „rezystora” i z łacińskiego „resisto”, co w tłumaczeniu na rosyjski brzmi jak „resist”. W literaturze rosyjskojęzycznej obok słowa „rezystor” używane jest słowo „opór”. Z nazwy główne zadanie tego elementu jest jasne - opierać się prądowi elektrycznemu.
Należy do grupy elementów pasywnych, ponieważ w wyniku jego działania prąd może się tylko zmniejszać, czyli w przeciwieństwie do elementów aktywnych elementy pasywne same nie mogą wzmacniać sygnału. Który z drugiego?
Symbol na schemacie jest łatwy do zapamiętania - jest to prostokąt, zgodnie z GOST 2.728-74 jego wymiary to 4x10 mm. Istnieją oznaczenia rezystorów o różnej mocy rozpraszania.
Wyświetlenia
Rezystory są klasyfikowane według wielu kryteriów. Jeśli mówimy o elementach dyskretnych, to zgodnie z metodą instalacji dzielą się one na:
- Wyjście. Służy do montażu przez płytkę drukowaną. Takie elementy mają zaciski usytuowane promieniowo lub osiowo. U ludzi wnioski nazywane są nogami. Ten typ rezystora był aktywnie używany we wszystkich starych urządzeniach (20 i więcej lat temu) - ogólnie w starych telewizorach, odbiornikach wszędzie, a teraz jest używany w prostych urządzeniach, a także tam, gdzie użycie elementów SMD jest z jakiegoś powodu utrudnione, albo niemożliwy.
- SMD. To elementy, które nie mają nóg. Kołki do podłączenia znajdują się na powierzchni obudowy, lekko wystając ponad nią. Montowane są bezpośrednio do powierzchni PCB. Zaletą takich rezystorów jest prostota i niski koszt montażu na zautomatyzowanych liniach, oszczędzając miejsce na płytce drukowanej.
Na poniższym rysunku widać wygląd dwóch rodzajów elementów:
Wiemy już, jak wygląda ten komponent, teraz powinniśmy zapoznać się z klasyfikacją według technologii wytwarzania. Rezystory wyjściowe to:
- Drut nawinięty. Drut nawinięty na rdzeń jest używany jako element rezystancyjny, a uzwojenie bifilarne służy do zmniejszenia indukcyjności pasożytniczej. Drut jest wybierany z metalu o niskim współczynniku temperaturowym rezystancji i niskiej rezystywności.
- Folia metalowa i kompozyt. Jak można się domyślić, jako element rezystancyjny stosuje się tutaj folie ze stopów metali.
Ponieważ rezystor składa się z materiału rezystancyjnego, ten ostatni może być drutem lub folią o wysokiej rezystywności. Co to jest? Materiały takie jak:
- manganina;
- konstantan;
- nichrom;
- nikielina;
- dielektryki metalowe;
- tlenki metali;
- węgiel i inne.
Rezystory SMD lub chipowe są cienkowarstwowe i grubowarstwowe, stosuje się materiał rezystancyjny:
| Materiał | Funkcje, w których są używane |
| Nikiel-chrom (nichrom, NiCr) | w cienkowarstwowej, odpornej na wilgoć |
| Azotek ditantalu (Ta2N). | TCR wynosi 25 ppm / 0С (-55... + 1250С); |
| Dwutlenek rutenu (RuO2) | w grubym filmie |
| Rutenit ołowiu (Pb2Ru2O6) | w grubym filmie |
| Rutenit bizmutu (Bi2Ru2O7) | w grubym filmie |
| Dwutlenki rutenu domieszkowane wanadem (Ru0.8V0.2O2, Ru0.9V0.1O2, Ru0.67V0.33O2) | — |
| Tlenek ołowiu (PbO) | — |
| Iryd bizmutu (Bi2Ir2O7) | — |
| Stop niklu | W produktach cienkowarstwowych o niskiej rezystancji (0,03... 10 Ohm) |
Poniższy rysunek pokazuje, z czego składa się rezystor:
Z założenia wyróżniają się:
- Stały. Mają dwa wnioski, a oporu nie można zmienić – jest stały.
- Zmienne. Są to potencjometry i rezystory dostrajające, których zasada działania opiera się na ruchu styku ślizgowego (suwaka) wzdłuż warstwy oporowej.
- Nieliniowy. Rezystancja elementów tego typu zmienia się pod wpływem temperatury (termistory), promieniowania świetlnego (fotorezystory), napięcia (warystory) i inne ilości.
A także według celu - ogólnego i specjalnego. Te ostatnie dzielą się na:
- Wysoka rezystancja (zakres rezystancji dziesiątki jednostek MΩ - TΩ, przy napięciach roboczych do 400V).
- Wysokonapięciowe (przeznaczone do pracy w obwodach o napięciu do kilkudziesięciu kV).
- Wysoka częstotliwość (cechą pracy z wysoką częstotliwością jest wymaganie niskiej indukcyjności własnej i pojemności. Takie produkty mogą działać w obwodach o częstotliwości sygnału setek MHz).
- Precyzja i superprecyzja (są to produkty o wysokiej klasie dokładności). Mają tolerancję na odchylenie od nominalnej rezystancji 0,001 - 1%, podczas gdy zwykła tolerancja może wynosić 5% i 10% lub więcej).
Zasada działania
Rezystor jest zainstalowany w obwodzie elektrycznym w celu ograniczenia prądu przepływającego przez obwód. Ilość napięcia, które na nią spadnie, jest obliczana w prosty sposób - zgodnie z prawem Ohma:
U = IR
Spadek napięcia to liczba woltów, które pojawiają się na zaciskach rezystora, gdy przepływa przez niego prąd. W związku z tym, jeśli napięcie na rezystorze spada i przepływa przez niego prąd, oznacza to, że pewna moc jest na nim uwalniana w ciepło. W fizyce istnieje dobrze znany wzór na znalezienie mocy:
P = interfejs użytkownika
Lub, aby przyspieszyć obliczenia, czasami wygodnie jest użyć wzoru na moc przez opór:
P = U2/R=I2r
Jak działa rezystor? Każdy przewodnik ma określoną strukturę wewnętrzną. Gdy płynie prąd elektryczny, elektrony (nośniki ładunku) zderzają się z różnymi niejednorodnościami w strukturze substancji i tracą energię, która jest następnie uwalniana w postaci ciepła. Jeśli trudno ci to zrozumieć, zasadę działania oporu prostymi słowami można powiedzieć w następujący sposób:
Jest to wartość, która pokazuje, jak trudno jest przepływać przez substancję prąd elektryczny. Zależy to od samej substancji - jej rezystywności.
gdzie: p - rezystywność, l - długość przewodu, S - pole przekroju.
Główna charakterystyka
Aby wybrać odpowiedni rezystor, ważne jest, aby wiedzieć, na jakie cechy należy zwrócić uwagę przy wyborze. Jego główne parametry to:
- Opór nominalny.
- Maksymalne rozpraszanie mocy.
- Tolerancja lub klasa dokładności. Zależy to od tego, jak bardzo procent wytrzymałości części z tej klasy może różnić się od deklarowanej.
W większości przypadków ta informacja jest wystarczająca. Początkujący często zapominają o dopuszczalnej mocy rezystora i wypalają się. Możesz obliczyć, ile watów jest przydzielonych do rezystora, korzystając ze wzoru wskazanego w poprzedniej części artykułu. Kup rezystory z rezerwą mocy 20-30%, więcej tym lepiej, mniej nie jest konieczne!
Gdzie i do czego służy
Rozważaliśmy już, że rezystor ma na celu ograniczenie prądu w obwodzie, teraz przyjrzymy się kilku praktycznym przykładom zastosowania rezystora w elektrotechnice.
Pierwszym obszarem zastosowania jest ograniczanie prądu, np. do zasilania diod LED. Zasada działania i obliczania takiego obwodu polega na odjęciu napięcia zasilania Znamionowe napięcie robocze LED, podzielone przez znamionowy (lub pożądany) prąd Dioda LED. W rezultacie otrzymujesz nominalny opór graniczny.
rogr= (Uodżywianie-Uwymagany) / Inominalny
Drugi to dzielnik napięcia. Tutaj napięcie wyjściowe jest obliczane według wzoru:
Una zewnątrz= Uw(R2 / R1 + R2)
Rezystor znalazł również zastosowanie do ustawiania prądu na tranzystorach. Zasadniczo ten sam obwód ogranicznika omówiony powyżej.
Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na temat artykułu:
Zbadaliśmy, czym są rezystory, ich cel i zasada działania. Jest to ważny element, od którego należy rozpocząć naukę elektrotechniki. Aby obliczyć z nim obwody, stosuje się prawo Ohma i moc czynną, aw obwodach wysokiej częstotliwości brane są również pod uwagę parametry reaktywne - pojemność pasożytnicza i indukcyjność. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne i interesujące!
Powiązane materiały:
- Jak rezystancja przewodnika zależy od temperatury?
- Znakowanie rezystora przez moc i rezystancję
- Jak lutować elementy radiowe z płyt?
