Mi az ellenállás és miért van rá szükség egy elektromos áramkörben?

meghatározás

Az ellenállás az angol „resistor” és a latin „resisto” származik, amelyek orosz fordításban „resist” -nek szólnak. Az orosz nyelvű irodalomban az "ellenállás" szót használják az "ellenállás" szóval együtt. A névből az elem fő feladata egyértelmű - ellenállni az elektromos áramnak.

A passzív elemek csoportjába tartozik, mivel működésük eredményeként az áram csak csökkenhet, vagyis az aktív elemekkel ellentétben maguk a passzív elemek sem képesek erősíteni a jelet. Melyik a második Kirchhoff törvénye és Ohm törvénye azt jelenti, hogy amikor az áram átáramlik az ellenálláson, akkor a feszültség esik, amelynek értéke megegyezik az áramló áram értékével, szorozva az ellenállás értékével. Az alábbiakban láthatja, hogy az ábra hogyan mutatja az ellenállást:

Az ábrán látható szimbólum könnyen megjegyezhető - egy téglalap, a GOST 2.728-74 szerint, mérete 4x10 mm. Megjelölési lehetőségek vannak a különböző disszipációs teljesítményű ellenállásokra.

típusok

Az ellenállások osztályozása számos kritérium alapján történik. Ha diszkrét komponensekről beszélünk, akkor a telepítési módszer szerint fel vannak osztva:

• Outlet. A nyomtatott áramköri táblán történő rögzítéshez használják. Az ilyen elemek következtetései sugárirányban vagy axiálisan vannak elhelyezve. Az emberekben a következtetéseket lábaknak nevezik. Az ilyen típusú ellenállást aktívan használták az összes régi eszközben (20 és több évvel ezelőtt) - a régi televíziókban, vevőkészülékekben, általában mindenütt, és most már egyszerű eszközökben is használják, valamint ott, ahol az SMD komponensek használata valamilyen okból nehéz vagy lehetetlen.
• SMD. Ezek olyan elemek, amelyeknek nincs lába. A csatlakozás felfedezése a ház felületén található, kissé kiálló annak fölött. Ezek közvetlenül az áramköri lap felületére vannak felszerelve. Az ilyen ellenállások előnye az egyszerűsítés és az alacsony költség az automatikus vonalon történő összeszerelés, ezzel helyet takarítva meg a nyomtatott áramköri táblán.

Az alábbi ábrán látható kétféle elem megjelenése:

Már tudjuk, hogy néz ki ez az alkatrész, most meg kell tanulnunk a gyártási technológia szerinti osztályozást. A kimeneti ellenállások:

• Wire. Ellenállás-alkotóelemként a magon huzaltekercset használnak, bifiláris tekercset használnak a hamis induktivitás csökkentésére. A huzal fémből van kiválasztva, amelynek alacsony hőmérsékleti ellenállási együtthatója és alacsony ellenállása van.
• Fém film és kompozit.Mint gondolhatja, itt a fémötvözet fóliákat használják ellenálló elemként.

Mivel az ellenállás ellenálló anyagból áll, az utóbbi szerepe lehet egy nagy ellenállású huzalnak vagy filmnek. Mi ez? Anyagok, mint például:

• Manganin;
• konstantánt;
• nikróm;
• nikkelin;
• fém dielektrikumok;
• fém-oxidok;
• szén és mások.

Az SMD vagy chip ellenállások vékony és vastag fólia, ellenállásként felhasználva:

Az alábbi ábra azt mutatja, hogy az ellenállás mi áll:

Tervezésük szerint megkülönböztetik:

• Állandó. Két következtetésük van, és az ellenállás nem változtatható meg - állandó.
• Változókat. Ezek potenciométerek és hangoló ellenállások, amelyek elve a csúszó érintkező (csúszó) mozgásának az ellenálló réteg mentén történő mozgására épül.
• Lineáris. Az ilyen típusú alkotóelemek ellenállása megváltozik a hőmérséklet (termisztorok), fény sugárzás (fotorezisztorok), feszültség (varisztorok) és egyéb mennyiségek.

És a tervek szerint - általános és különleges. Ez utóbbiak fel vannak osztva:

• Nagy ellenállás (az ellenállási tartomány tíz megohm - ohm egység, 400 V üzemi feszültségig).
• Nagyfeszültség (tíz kV-ig terjedő feszültségű áramkörökben történő működésre tervezték).
• Magas frekvencia (a magas frekvencián végzett munka jellemzője az alacsony belső induktivitások és kapacitások követelménye. Az ilyen termékek több száz MHz jelfrekvenciájú áramkörökben működhetnek).
• Precíziós és szuper-precíziós (ezek nagy pontossági osztályú termékek. A névleges ellenállástól való eltérés tűrése 0,001–1%, míg a hagyományos tűréshatárok 5% és 10%, vagy annál több).

Működési elv

Az ellenállást egy elektromos áramkörbe építik be, hogy korlátozzák az áramkörön átáramló áramot. Az rá eső feszültség nagyságát egyszerűen kiszámítják - az Ohmi törvény szerint:

U = IR

A feszültségcsökkenés az a V feszültség, amely az ellenállás kapcsán jelenik meg, amikor áram áramlik rajta. Ennek megfelelően, ha a feszültség esik az ellenálláson, és az áram átáramlik rajta, ez azt jelenti, hogy egy bizonyos teljesítmény felszabadul. A fizikában létezik egy jól ismert képlet a hatalom megtalálására:

P = UI

Vagy a számítások felgyorsítása érdekében időnként kényelmes az ellenálláson alapuló teljesítményképletet használni:

P = u²/ R = I²R

Hogyan működik az ellenállás? Mindegyik vezetőnek sajátos belső felépítése van. Amikor egy elektromos áram folyik, az elektronok (töltéshordozók) az anyag szerkezetének különféle inhomogén tulajdonságaival ütköznek össze, és energiát veszítenek, és hő formájában szabadulnak fel. Ha neked nehéz megérteni, akkor az ellenállás elvét egyszerű szavakkal mondhatjuk így:

Ez egy olyan érték, amely megmutatja, milyen nehéz az elektromos áram átfolyni egy anyagon. Magától az anyagtól - ellenállásától - függ.

Ahol: p a ellenállás, l a vezető hossza, S a keresztmetszet területe.

Főbb jellemzők

A megfelelő ellenállás kiválasztásához fontos tudni, hogy milyen jellemzőkre kell választania. Fő paraméterei a következők:

1. Névleges ellenállás
2. Maximális energiaeloszlás.
3. Tűrési vagy pontossági osztály. Attól függ, hogy az e osztályba tartozó alkatrészek hány százaléka különbözhet a bejelentetttől.

A legtöbb esetben ez az információ elegendő. A kezdők gyakran elfelejtik az ellenállás megengedett teljesítményét, és kiégnek.A cikk előző szakaszában megadott képlet alapján kiszámíthatja, hogy hány wattot allokálnak az ellenállásnak. Vásároljon ellenállásokat 20-30% -os teljesítménytartalommal, annál több jobb, kevesebbre nincs szükség!

Hol és miért alkalmazzák

Már azt gondoltuk, hogy az ellenállást úgy tervezték, hogy korlátozza az áramot az áramkörben, most néhány gyakorlati példát fogunk megnézni, ahol az ellenállást villamosmérnöki célokra használják.

Az első alkalmazási terület az áramkorlátozás, például a LED-ek táplálásakor. Az ilyen áramkör működésének és kiszámításának alapelve az, hogy a LED névleges üzemi feszültségét levonják az energiaforrás feszültségéből, az összeget el kell osztani a LED-en átmenő névleges (vagy kívánt) árammal. Ennek eredményeként megkapja a korlátozó ellenállás besorolását.

R_{emberevő óriás}= (U_tápegység-U_kötelező) / I_eddig

A második a feszültségmegosztó. Itt a kimeneti feszültséget a következő képlettel számítják ki:

U_O= U_Rin(R2 / R1 + R2)

Ezenkívül az ellenállás alkalmazást talált a tranzisztorok áramának beállítására. Lényegében ugyanaz a határoló áramkör, amelyet fentebb tárgyaltunk.

Végül azt javasoljuk, hogy nézzen meg egy hasznos videót a cikk témájáról:

Megvizsgáltuk, hogy mi az ellenállás, célja és működési elve. Ez egy fontos elem, amelytől kezdve megkezdhető az elektrotechnika tanulmányozása. Az áramkörök kiszámításához Ohm törvényét és aktív teljesítményét használják, és a nagyfrekvenciás áramkörökben a reaktív paramétereket - szórt kapacitás és induktivitás - szintén figyelembe veszik. Reméljük, hogy a nyújtott információ hasznos és érdekes volt az Ön számára!

Kapcsolódó anyagok:

• Hogyan függ a vezető ellenállása a hőmérséklettől?
• Az ellenállás jelölése teljesítmény és ellenállás alapján
• Hogyan lehet forrasztani a rádió alkatrészeket táblákról