Takisti: seade, tööpõhimõte, eesmärk

Üks elektroonikas kõige sagedamini kasutatavaid elemente on takisti. Lihtsamalt öeldes nimetatakse seda "vastupanuks". Selle abiga saate piirata voolu või mõõta seda, jagada pinget, luua tagasisideahelaid. Ükski ahel ei saa hakkama ilma takistusteta. Selles artiklis räägime sellest, mis on takisti, mis on selle tööpõhimõte ja milleks see elektriahela element on mõeldud.

Definitsioon

Takisti pärineb inglise keelest "resistor" ja ladina keelest "resisto", mis vene keelde tõlgituna kõlab nagu "resist". Venekeelses kirjanduses kasutatakse koos sõnaga "takisti" sõna "takistus". Nime järgi on selle elemendi põhiülesanne selge - elektrivoolu vastu pidada.

See kuulub passiivsete elementide rühma, kuna selle töö tulemusena saab vool ainult väheneda, st erinevalt aktiivsetest elementidest ei saa passiivsed ise signaali võimendada. Milline teisest Kirchhoffi seadus ja Ohmi seadus tähendab, et voolu läbimisel takistist langeb pinge, mille väärtus võrdub voolava voolu väärtusega, mis on korrutatud takistuse väärtusega. Allpool näete, kuidas takistus on diagrammil näidatud:

Diagrammil olevat sümbolit on lihtne meelde jätta - see on ristkülik, vastavalt standardile GOST 2.728-74 on selle mõõtmed 4x10 mm. Erineva hajumisvõimsusega takistitele on tähistused.

Vaated

Takistid klassifitseeritakse mitme kriteeriumi järgi. Kui me räägime diskreetsetest komponentidest, jagatakse need vastavalt paigaldusmeetodile järgmisteks osadeks:

• Väljund. Kasutatakse paigaldamiseks läbi trükkplaadi. Sellistel elementidel on radiaalselt või aksiaalselt paiknevad klemmid. Rahvas nimetatakse järeldusi jalgadeks. Seda tüüpi takistit kasutati aktiivselt kõigis vanades seadmetes (20 ja enam aastat tagasi) - vanades telerites, vastuvõtjates üldiselt kõikjal ja nüüd kasutatakse seda nii lihtsates seadmetes kui ka seal, kus SMD komponentide kasutamine on mingil põhjusel keeruline, kas võimatu.
• SMD. Need on elemendid, millel pole jalgu. Ühendustihvtid asuvad korpuse pinnal, ulatudes sellest veidi kõrgemale. Need paigaldatakse otse PCB pinnale. Selliste takistite eeliseks on automatiseeritud liinidel kokkupanemise lihtsus ja madal hind, säästes ruumi trükkplaadil.

Alloleval joonisel näete kahte tüüpi elementide välimust:

Me juba teame, kuidas see komponent välja näeb, nüüd peaksime õppima klassifikatsiooni tootmistehnoloogia järgi. Väljundtakistid on:

• Traadiga keritud. Takistava komponendina kasutatakse südamikule keritud traati, parasiitide induktiivsuse vähendamiseks kasutatakse bifilaarset mähist. Traat on valitud madala temperatuuriga takistusteguriga ja madala takistusega metallist.
• Metallkile ja komposiit. Nagu võite arvata, kasutatakse siin takistusliku elemendina metallisulamist kilesid.

Kuna takisti koosneb takistusmaterjalist, võib viimaseks olla suure takistusega traat või kile. Mis see on? Materjalid nagu:

• manganiin;
• konstantaan;
• nikroom;
• nikliin;
• metalli dielektrikud;
• metallioksiidid;
• süsinik ja teised.

SMD ehk kiiptakistid on õhukese- ja paksukilelised, takistusmaterjali kasutatakse:

Materjal	Funktsioonid kus kasutatud
Nikkel-kroom (nikroom, NiCr)	õhukese kilega, niiskuskindel
Ditantaalnitriid (Ta2N).	TCR on 25 ppm / 0С (-55... + 1250С);
Ruteeniumdioksiid (RuO2)	paksus kiles
Pliiruteniit (Pb2Ru2O6)	paksus kiles
Vismuti ruteeniit (Bi2Ru2O7)	paksus kiles
Vanaadiumiga legeeritud ruteeniumdioksiidid (Ru0,8V0,2O2, Ru0,9V0,1O2, Ru0,67V0,33O2)	—
Pliioksiid (PbO)	—
Vismuti iriidium (Bi2Ir2O7)	—
Niklisulam	Madala takistusega (0,03... 10 Ohm) õhukese kilega toodetes

Allolev joonis näitab, millest takisti koosneb:

Disaini järgi eristatakse neid:

• Alaline. Neil on kaks järeldust ja te ei saa vastupanu muuta - see on konstantne.
• Muutujad. Need on potentsiomeetrid ja trimmitakistid, mille põhimõte põhineb libiseva kontakti (liuguri) liikumisel mööda takistuskihti.
• Mittelineaarne. Seda tüüpi komponentide takistus muutub temperatuuri (termistorid), valguskiirguse (fototakistid), pinge (varistorid) ja muud kogused.

Ja ka eesmärgi järgi - üldine ja eriline. Viimased jagunevad järgmisteks osadeks:

• Kõrge takistus (takistusvahemik kümneid MΩ - TΩ ühikuid, tööpingel kuni 400V).
• Kõrgepinge (mõeldud töötama ahelates pingega kuni kümneid kV).
• Kõrgsagedus (kõrgsagedusliku töö tunnuseks on nõue madalate iseinduktiivsuste ja mahtuvustega. Sellised tooted võivad töötada ahelates, mille signaali sagedus on sadu MHz).
• Täpsus ja ülitäpsus (need on kõrge täpsusklassiga tooted. Nende tolerants nominaalsest takistusest kõrvalekaldumiseks on 0,001–1%, samas kui tavaline tolerants võib olla 5% ja 10% või rohkem).

Toimimispõhimõte

Elektriahelasse on paigaldatud takisti, mis piirab vooluahelat läbivat voolu. Pinge, mis sellel langeb, arvutatakse lihtsalt - Ohmi seaduse järgi:

U = IR

Pingelangus on voltide arv, mis ilmuvad takisti klemmidele, kui seda läbib vool. Seega, kui takisti pinge langeb ja seda läbib vool, tähendab see, et sellel eraldub teatud võimsus soojuseks. Füüsikas on võimsuse leidmiseks tuntud valem:

P = UI

Või on arvutuste kiirendamiseks mõnikord mugav kasutada takistuse võimsuse valemit:

P = U²/R=I²R

Kuidas takisti töötab? Igal juhil on spetsiifiline sisemine struktuur. Elektrivoolu liikumisel põrkuvad elektronid (laengukandjad) aine struktuuri erinevate ebahomogeensustega ja kaotavad energiat, mis seejärel soojuse kujul vabaneb. Kui teil on sellest raske aru saada, võib vastupanu tööpõhimõtet lihtsate sõnadega öelda järgmiselt:

See on väärtus, mis näitab, kui raske on elektrivoolul ainet läbida. See sõltub ainest endast - selle takistusest.

Kus: p - eritakistus, l - juhi pikkus, S - ristlõike pindala.

Peamised omadused

Õige takisti valimiseks on oluline teada, milliseid omadusi tuleb valimisel jälgida. Selle peamised parameetrid hõlmavad järgmist:

1. Nominaalne takistus.
2. Maksimaalne võimsuse hajumine.
3. Tolerants või täpsusklass. See sõltub sellest, kui palju selle klassi osade takistuse protsent võib deklareeritud omast erineda.

Enamikul juhtudel piisab sellest teabest. Algajad unustavad sageli takisti lubatud võimsuse ja põlevad läbi. Saate arvutada, mitu vatti takisti hajub, kasutades artikli eelmises osas toodud valemit. Osta takisteid võimsusreserviga 20-30%, rohkem on parem, vähem pole vaja!

Kus ja milleks seda kasutatakse

Oleme juba mõelnud, et takisti on ette nähtud vooluahela piiramiseks, nüüd vaatleme mitmeid praktilisi näiteid, kus takistit kasutatakse elektrotehnikas.

Esimene rakendusvaldkond on voolu piiramine, näiteks LED-ide toiteks. Sellise vooluahela tööpõhimõte ja arvutamine seisneb selles, et toitepinge lahutatakse LED-i nimitööpinge jagatud nimivooluga (või soovitud). Valgusdiood. Selle tulemusena saate nominaalse piirava takistuse.

R_ogre= (U_toitumine-U_nõutud) / mina_nominaalne

Teine on pingejagur. Siin arvutatakse väljundpinge valemiga:

U_välja= U_sisse(R2 / R1 + R2)

Samuti on takisti leidnud rakenduse transistoride voolu seadistamiseks. Sisuliselt sama piiraja vooluring, millest eespool räägiti.

Lõpuks soovitame vaadata kasulikku videot artikli teemal:

Uurisime, mis on takistid, nende eesmärk ja tööpõhimõte. See on oluline element, millest alustada oma elektrotehnika õpinguid. Sellega ahelate arvutamiseks kasutatakse Ohmi seadust ja aktiivvõimsust ning kõrgsageduslikes ahelates arvestatakse ka reaktiivparameetritega - parasiitmahtuvus ja induktiivsus. Loodame, et esitatud teave oli teile kasulik ja huvitav!

Seotud materjalid:

• Kuidas sõltub juhi takistus temperatuurist?
• Takisti märgistus võimsuse ja takistuse järgi
• Kuidas jootma raadiokomponente plaatidelt