Co je to odpor a proč je potřeba v elektrickém obvodu

Definice

Odpor pochází z anglického „odporu“ a latinského „odporu“, který v překladu do ruštiny zní jako „odpor“. V literatuře ruského jazyka se slovo „odpor“ používá spolu se slovem „odpor“. Z názvu je jasný úkol tohoto prvku jasný - odolat elektrickému proudu.

Patří do skupiny pasivních prvků, protože v důsledku své činnosti může proud klesat, to znamená, že na rozdíl od aktivních prvků nemohou pasivní prvky zesílit signál. Který z druhého Kirchhoffův zákon a Ohmův zákon znamená, že když proud protéká rezistorem, poklesne napětí, jehož hodnota se rovná hodnotě protékajícího proudu vynásobená hodnotou odporu. Níže vidíte, jak je na obrázku vyznačen odpor:

Symbol na obrázku je snadno zapamatovatelný - jedná se o obdélník, podle GOST 2.728-74, jeho rozměry jsou 4x10 mm. Existují možnosti označení rezistorů s různými disipačními schopnostmi.

Druhy

Klasifikace rezistorů probíhá podle řady kritérií. Pokud mluvíme o diskrétních komponentách, pak se podle způsobu instalace dělí na:

• Výstup. Používá se pro montáž pomocí desky plošných spojů. Takové prvky mají závěry umístěné radiálně nebo axiálně. U lidí se závěry nazývají nohy. Tento typ rezistoru byl aktivně používán ve všech starých zařízeních (před 20 a více lety) - staré televizory, přijímače, obecně všude, a nyní se používá v jednoduchých zařízeních, jakož i tam, kde je použití komponent SMD obtížné nebo nemožné z nějakého důvodu.
• SMD Jedná se o prvky, které nemají nohy. Nálezy pro připojení jsou umístěny na povrchu pouzdra, mírně vyčnívající nad ním. Namontují se přímo na povrch desky plošných spojů. Výhodou takových rezistorů je jednoduchost a nízká cena montáže na automatizovaných linkách, což šetří místo na desce plošných spojů.

Vzhled prvků dvou typů, které vidíte na obrázku níže:

Už víme, jak tato součást vypadá, teď bychom se měli naučit o klasifikaci podle technologie výroby. Výstupní odpory jsou:

• Drátěný. Jako odporový komponent se používá drát navinutý na jádro, bifilární vinutí se používá ke snížení falešné indukčnosti. Drát je vybrán z kovu s nízkým teplotním koeficientem odporu a nízkým odporem.
• Kovový film a kompozitní materiál.Jak asi uhodnete, zde se jako odporový prvek používají fólie z kovové slitiny.

Protože rezistor sestává z odporového materiálu, může být jeho roli drát nebo film s vysokým odporem. Co je to? Materiály jako:

• manganin;
• Constantan;
• nichrom;
• nikl;
• kovová dielektrika;
• oxidy kovů;
• uhlík a další.

Rezistory SMD nebo čip jsou tenkovrstvé a tlustovrstvé, které se používají jako odporový materiál:

Následující obrázek ukazuje, z čeho se skládá rezistor:

Dle návrhu rozlišují:

• Permanentní. Mají dva závěry a vy nemůžete změnit odpor - je to konstantní.
• Proměnné Jedná se o potenciometry a ladicí odpory, jejichž princip je založen na pohybu posuvného kontaktu (posuvníku) podél odporové vrstvy.
• Nelineární. Odpor součástí tohoto typu se mění pod vlivem teploty (termistory), světelného záření (fotorezistory), napětí (varistory) a další množství.

A také podle plánu - obecné a speciální. Ty se dělí na:

• Vysoký odpor (rozsah odporu je desítky megohmů - jednotky TO, při provozním napětí až 400V).
• Vysoké napětí (konstruováno pro práci v obvodech s napětím do desítek kV).
• Vysokofrekvenční (vlastnost práce na vysoké frekvenci je požadavek na nízké vnitřní indukčnosti a kapacity. Takové produkty mohou pracovat v obvodech se signálovou frekvencí stovek MHz).
• Přesnost a mimořádná přesnost (jedná se o výrobky s vysokou třídou přesnosti. Mají toleranci odchylky od jmenovitého odporu 0,001 - 1%, zatímco běžné tolerance mohou mít 5% a 10% nebo více).

Pracovní princip

Odpor je nainstalován v elektrickém obvodu, aby se omezil proud protékající obvodem. Velikost napětí, které na něj klesne, se vypočítá jednoduše - podle Ohmova zákona:

U = IR

Pokles napětí je počet voltů, které se objevují na svorkách rezistoru, když jím protéká proud. Pokud tedy napětí klesá přes odpor a proud ním protéká, znamená to, že se do něj uvolní určitá energie. Ve fyzice existuje známý vzorec pro nalezení síly:

P = UI

Nebo pro urychlení výpočtů je někdy vhodné použít vzorec síly pomocí odporu:

P = u²/ R = I²R

Jak rezistor funguje? Každý vodič má specifickou vnitřní strukturu. Když elektrický proud teče, elektrony (nosiče náboje) se střetávají s různými nehomogenity struktury hmoty a ztrácí energii, uvolňuje se ve formě tepla. Pokud je pro vás těžké porozumět, lze princip jednoduchého slova říci takto:

Toto je hodnota, která ukazuje, jak obtížné prochází elektrický proud látkou. Závisí to na samotné látce - její rezistenci.

Kde: p je odpor, l je délka vodiče, S je plocha průřezu.

Klíčové vlastnosti

Pro výběr správného rezistoru je důležité vědět, na jaké vlastnosti se musíte při výběru dívat. Mezi jeho hlavní parametry patří:

1. Jmenovitý odpor
2. Maximální rozptyl energie.
3. Třída tolerance nebo přesnosti. Závisí to na tom, kolik procent odporu součástí z této třídy se může lišit od deklarované.

Ve většině případů jsou tyto informace dostatečné. Začátečníci často zapomínají na přípustnou sílu rezistoru a vyhoří.Můžete vypočítat, kolik wattů je přiděleno rezistoru pomocí vzorce uvedeného v předchozí části článku. Koupit rezistory s výkonovým rozpětím 20-30%, více je lepší, méně není nutné!

Kde a na co se vztahuje

Již jsme uvažovali, že rezistor je navržen tak, aby omezoval proud v obvodu, nyní se podíváme na několik praktických příkladů, kde se rezistor používá v elektrotechnice.

První oblastí aplikace je omezení proudu, například pro napájení LED. Princip činnosti a výpočet takového obvodu spočívá v tom, že jmenovité provozní napětí LED je odečteno od napětí zdroje energie, součet je dělen jmenovitým (nebo požadovaným) proudem prostřednictvím LED. Díky tomu získáte hodnocení omezujícího odporu.

R_ogre= (U_napájení-U_povinné) / I_hodnoceno

Druhým je dělič napětí. Zde se výstupní napětí vypočítá podle vzorce:

U_ven= U_v(R2 / R1 + R2)

Rezistor také našel aplikaci pro nastavení proudu pro tranzistory. V podstatě stejný omezovací obvod diskutovaný výše.

Nakonec doporučujeme sledovat užitečné video k tématu článku:

Zkoumali jsme, jaké jsou rezistory, jejich účel a princip fungování. To je důležitý prvek, od kterého lze začít studovat elektrotechniku. K výpočtu obvodů s ním používají Ohmův zákon a činný výkon a ve vysokofrekvenčních obvodech se berou v úvahu také reaktivní parametry - bloudná kapacita a indukčnost. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás užitečné a zajímavé!

Související materiály:

• Jak závisí odpor vodiče na teplotě
• Označení rezistoru výkonem a odporem
• Jak pájet rádiové komponenty z desek