Motstånd: enhet, funktionsprincip, syfte

Ett av de mest använda elementen inom elektronik är motståndet. Enkelt uttryckt kallas det "motstånd". Med dess hjälp kan du begränsa strömmen eller mäta den, dela spänningen, skapa återkopplingsslingor. Inte en enda krets klarar sig utan motstånd. I den här artikeln kommer vi att prata om vad ett motstånd är, vad dess funktionsprincip är och vad detta element i den elektriska kretsen är till för.

Definition

Motståndet kommer från engelskan "resistor" och från latinets "resisto", som översatt till ryska låter som "resist". I ryskspråkig litteratur, tillsammans med ordet "motstånd", används ordet "motstånd". Från namnet är huvuduppgiften för detta element tydlig - att motstå elektrisk ström.

Den tillhör gruppen av passiva element, för som ett resultat av dess funktion kan strömmen bara minska, det vill säga, till skillnad från aktiva element, kan passiva i sig inte förstärka signalen. Vilket av det andra

Kirchhoffs lag och Ohms lag betyder att när en ström flyter över motståndet sjunker en spänning, vars värde är lika med värdet av den strömmande strömmen multiplicerat med värdet på motståndet. Nedan kan du se hur motståndet visas i diagrammet:

Symbolen på diagrammet är lätt att komma ihåg - det är en rektangel, enligt GOST 2.728-74 är dess dimensioner 4x10 mm. Det finns beteckningar för motstånd med olika förlusteffekt.

Visningar

Motstånd klassificeras enligt ett antal kriterier. Om vi ​​pratar om diskreta komponenter, är de enligt installationsmetoden indelade i:

• Produktion. Används för montering genom ett kretskort. Sådana element har terminaler placerade radiellt eller axiellt. I folket kallas slutsatserna för ben. Denna typ av motstånd användes aktivt i alla gamla enheter (20 och fler år sedan) - gamla TV-apparater, mottagare, i allmänhet överallt, och nu används det i enkla enheter, såväl som där användningen av SMD-komponenter är svår av någon anledning, antingen omöjlig.
• SMD. Det här är element som inte har några ben. Stiften för anslutning är placerade på ytan av höljet, något utskjutande ovanför den. De monteras direkt på kretskortets yta. Fördelen med sådana motstånd är enkelheten och låga kostnaden för montering på automatiserade linjer, vilket sparar utrymme på det tryckta kretskortet.

Du kan se utseendet på två typer av element i figuren nedan:

Vi vet redan hur den här komponenten ser ut, nu borde vi lära oss om klassificeringen genom tillverkningsteknik. Utgångsmotstånd är:

• Trådlindad. En tråd lindad på en kärna används som en resistiv komponent; bifilär lindning används för att minska parasitisk induktans. Tråden är vald från en metall med en låg temperaturkoefficient för motstånd och låg resistivitet.
• Metallfilm och komposit. Som du kanske gissar används metallegeringsfilmer här som ett resistivt element.

Eftersom motståndet består av ett resistivt material kan det senare vara en tråd eller film med hög resistivitet. Vad det är? Material som:

• manganin;
• konstantan;
• nikrom;
• nickelin;
• metalldielektrik;
• metalloxider;
• kol och andra.

SMD- eller chipmotstånd är tunnfilm och tjockfilm, det resistiva materialet används:

Material	Funktioner där de används
Nickel-krom (nikrom, NiCr)	i tunnfilm, fuktbeständig
Ditantalnitrid (Ta2N).	TCR är 25 ppm / 0°C (-55... + 1250°C);
Ruteniumdioxid (RuO2)	i tjockfilm
Blyrutenit (Pb2Ru2O6)	i tjockfilm
Vismutrutenit (Bi2Ru2O7)	i tjockfilm
Ruteniumdioxider dopade med vanadin (Ru0.8V0.2O2, Ru0.9V0.1O2, Ru0.67V0.33O2)	—
Blyoxid (PbO)	—
Vismut iridium (Bi2Ir2O7)	—
Nickellegering	I lågresistans (0,03... 10 Ohm) tunnfilmsprodukter

Bilden nedan visar vad motståndet består av:

Genom design särskiljs de:

• Permanent. De har två slutsatser, och du kan inte ändra motståndet - det är konstant.
• Variabler. Dessa är potentiometrar och trimningsmotstånd, vars princip är baserad på rörelsen av glidkontakten (slider) längs det resistiva skiktet.
• Icke-linjär. Resistansen hos komponenter av denna typ förändras under påverkan av temperatur (termistorer), ljusstrålning (fotoresistorer), spänning (varistorer) och andra kvantiteter.

Och även av syfte - allmänt och speciellt. De senare är indelade i:

• Högresistans (motståndsområde tiotals MΩ - TΩ enheter, vid driftspänningar upp till 400V).
• Högspänning (designad för att fungera i kretsar med spänningar upp till tiotals kV).
• Högfrekvent (en egenskap hos högfrekvensdrift är kravet på låga självinduktanser och kapacitanser. Sådana produkter kan fungera i kretsar med en signalfrekvens på hundratals MHz).
• Precision och superprecision (detta är produkter med hög noggrannhet. De har en tolerans för avvikelse från det nominella motståndet på 0,001 - 1%, medan den vanliga toleransen kan vara 5% och 10% eller mer).

Funktionsprincip

Ett motstånd är installerat i en elektrisk krets för att begränsa strömmen som flyter genom kretsen. Mängden spänning som kommer att falla på den beräknas enkelt - enligt Ohms lag:

U = IR

Spänningsfallet är antalet volt som uppträder vid motståndets terminaler när ström flyter genom den. Följaktligen, om spänningen över motståndet sjunker och en ström flyter genom det, betyder det att en viss effekt släpps ut i värme på den. Inom fysiken finns det en välkänd formel för att hitta kraften:

P = UI

Eller, för att påskynda beräkningarna, är det ibland bekvämt att använda formeln för kraft genom motstånd:

P = U²/R=I²R

Hur fungerar ett motstånd? Varje ledare har en specifik inre struktur. När en elektrisk ström flyter kolliderar elektroner (laddningsbärare) med olika inhomogeniteter i ett ämnes struktur och förlorar energi, som sedan frigörs i form av värme. Om det är svårt för dig att förstå, kan principen om motståndsarbete i enkla ord sägas enligt följande:

Detta är ett värde som visar hur svårt det är för en elektrisk ström att flyta genom ett ämne. Det beror på själva ämnet - dess resistivitet.

Där: p - resistivitet, l - ledarlängd, S - tvärsnittsarea.

Viktigaste egenskaperna

För att välja rätt motstånd är det viktigt att veta vilka egenskaper du behöver titta på när du väljer. Dess huvudparametrar inkluderar:

1. Nominellt motstånd.
2. Maximal effektförlust.
3. Tolerans eller noggrannhetsklass. Det beror på hur mycket resistansprocentandelen för delar från denna klass kan skilja sig från den deklarerade.

I de flesta fall är denna information tillräcklig. Nybörjare glömmer ofta motståndets tillåtna kraft, och de brinner ut. Du kan beräkna hur många watt som tilldelas motståndet med hjälp av formeln som anges i föregående avsnitt av artikeln. Köp motstånd med en effektreserv på 20-30%, mer är bättre, mindre är inte nödvändigt!

Var och vad den används till

Vi har redan ansett att motståndet är utformat för att begränsa strömmen i kretsen, nu ska vi titta på flera praktiska exempel där ett motstånd används inom elektroteknik.

Det första användningsområdet är strömbegränsning, till exempel för att driva lysdioder. Principen för drift och beräkning av en sådan krets är att strömförsörjningsspänningen subtraheras LED märkdriftspänning, dividerat med märkström (eller önskad) genomströmning Ljusdiod. Som ett resultat får du det nominella begränsningsmotståndet.

R_troll= (U_näring-U_nödvändig) / I_nominell

Den andra är en spänningsdelare. Här beräknas utspänningen med formeln:

U_ut= U_i(R2 / R1 + R2)

Motståndet har också hittat en tillämpning för att ställa in strömmen till transistorer. I huvudsak samma begränsningskrets som diskuterats ovan.

Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om ämnet för artikeln:

Vi undersökte vad motstånd är, deras syfte och funktionsprincip. Detta är ett viktigt element för att börja din studie av elektroteknik. För att beräkna kretsar med det används Ohms lag och aktiv effekt, och i högfrekventa kretsar beaktas också reaktiva parametrar - parasitisk kapacitans och induktans. Vi hoppas att informationen var användbar och intressant för dig!

Relaterat material:

• Hur beror motståndet hos en ledare på temperaturen?
• Motståndsmärkning med kraft och motstånd
• Hur man löder radiokomponenter från kort