מהו נגן ומדוע הוא נחוץ במעגל חשמל

הגדרה

הנגד מגיע מ"הנגד "האנגלי ומ"הנגד" הלטיני, שבתרגום לרוסית נשמע כמו "התנגד". בספרות בשפה הרוסית משתמשים במילה "התנגדות" יחד עם המילה "נגדי". מהשם המשימה העיקרית של אלמנט זה ברורה - להתנגד לזרם חשמלי.

זה שייך לקבוצת האלמנטים הפסיביים, מכיוון שכתוצאה מפעולתו, הזרם יכול רק להקטין, כלומר, בניגוד לאלמנטים פעילים, אלמנטים פסיביים עצמם לא יכולים להגביר את האות. איזה מהשני החוק של קירכהוף ו חוק אוהם פירושו שכאשר הזרם זורם דרך הנגד, המתח יורד, שערכו שווה לערך הזרם הזורם, כפול ערך ההתנגדות. להלן תוכלו לראות כיצד התנגדות מצוינת בתרשים:

קל לזכור את הסמל בתרשים - זהו מלבן, על פי GOST 2.728-74, מידותיו 4x10 מ"מ. ישנן אפשרויות ייעוד לנגדים בעלי כוחות פיזור שונים.

מינים

סיווג הנגדים מתרחש על פי מספר קריטריונים. אם מדברים על רכיבים נפרדים, אז לפי שיטת ההתקנה הם מחולקים ל:

• תפוקה. משמש להתקנה דרך לוח מעגלים מודפס. לאלמנטים כאלה יש מסקנות הממוקמות באופן רדיאלי או צירי. אצל האנשים מסקנות נקראות רגליים. נגן מסוג זה שימש באופן פעיל בכל המכשירים הישנים (לפני 20 שנה ויותר) - טלוויזיות ישנות, מקלטים, בדרך כלל בכל מקום, וכעת הוא משמש במכשירים פשוטים, וגם במקום בו השימוש ברכיבי SMD קשה או בלתי אפשרי משום מה.
• SMD אלה אלמנטים שאין להם רגליים. ממצאי החיבור ממוקמים על פני השטח של הדיור, מעט בולטים מעליו. הם מורכבים ישירות על פני לוח המעגל. היתרון של נגדים כאלה הוא הפשטות והעלות הנמוכה של ההרכבה בקווים אוטומטיים, וחוסך מקום בלוח המעגלים המודפס.

מראה האלמנטים משני סוגים שתראה באיור למטה:

אנו כבר יודעים כיצד נראה רכיב זה, ועכשיו עלינו ללמוד על המיון לפי טכנולוגיית הייצור. נגדי פלט הם:

• סיבוב. כרכיב התנגדות משתמשים בפצע חוט בגרעין, סלילה דו-צדדית משמשת להפחתת השראות מזויפות. החוט נבחר מתוך מתכת עם מקדם התנגדות בטמפרטורה נמוכה ועמידות נמוכה.
• סרט מתכת וקומפוזיט.כפי שאפשר לנחש, כאן סרטי סגסוגת מתכת משמשים כאלמנט מתנגד.

מכיוון שהנגד מורכב מחומר מתנגד, תפקידו של האחרון יכול להיות חוט או סרט בעל התנגדות גבוהה. מה זה חומרים כגון:

• מנגנין;
• קבוע;
• nichrome;
• ניקל;
• דיאלקטרי מתכת;
• תחמוצות מתכת;
• פחמן ואחרים.

נגדי SMD או שבב הם סרט דק וסרט עבה, המשתמשים כחומר התנגדות:

באיור שלהלן נראה ממה מורכב הנגד:

על פי עיצוב הם מבחינים בין:

• קבוע. יש להם שתי מסקנות, ואתה לא יכול לשנות את ההתנגדות - היא קבועה.
• משתנים אלה הם פוטנציומטרים ונגדי כוונון שעיקרם מבוסס על תנועת המגע הזזה (המחוון) לאורך השכבה ההתנגדתית.
• לא לינארי. ההתנגדות של רכיבים מסוג זה משתנה תחת השפעת טמפרטורה (תרמיסטורים), קרינת אור (פוטורסיסטורים), מתח (וריסטורים) וכמויות אחרות.

וגם כמתוכנן - כללי ומיוחד. האחרונים מחולקים ל:

• עמידות גבוהה (טווח ההתנגדות הוא עשרות מגהם - יחידות TO, במתח פעולה עד 400 וולט)
• מתח גבוה (המיועד לפעול במעגלים עם מתח עד עשרות קילוואט).
• תדר גבוה (מאפיין של עבודה בתדר גבוה הוא הדרישה להשראות וקיבולות פנימיות נמוכות. מוצרים כאלה יכולים לעבוד במעגלים עם תדר אות של מאות מגהרץ).
• דיוק וסופר-דיוק (מדובר במוצרים בעלי רמת דיוק גבוהה. יש להם סובלנות לסטייה מההתנגדות הנומינלית של 0.001 - 1%, ואילו הסבולות המקובלים יכולים להיות 5% ו -10% ומעלה).

עקרון עבודה

הנגד מותקן במעגל חשמלי כדי להגביל את הזרם הזורם במעגל. גודל המתח שיורד עליו מחושב בפשטות - על פי חוק אוהם:

U = IR

ירידת המתח היא מספר הוולטים המופיעים על מסופי הנגד כאשר זרם דרכו. בהתאם, אם המתח יורד על פני הנגד והזרם זורם דרכו, פירושו שהוא משתחרר לתוכו כוח מסוים. בפיזיקה, יש נוסחה ידועה למציאת כוח:

P = ממשק משתמש

או כדי לזרז את החישובים, לפעמים נוח להשתמש בנוסחת הכוח באמצעות התנגדות:

P = u²/ R = אני²ר

כיצד פועל נגדי? לכל מוליך מבנה פנימי ספציפי. כאשר זרם חשמלי זורם, אלקטרונים (נשאי מטען) מתנגשים באי-הומוגניות שונות של מבנה החומר ומאבדים אנרגיה, הוא משתחרר בצורה של חום. אם קשה לך להבין, ניתן לומר את עקרון ההתנגדות במילים פשוטות כך:

זהו ערך שמראה כמה קשה לזרם חשמלי לזרום דרך חומר. זה תלוי בחומר עצמו - ההתנגדות שלו.

איפה: p הוא ההתנגדות, l הוא אורך המוליך, S הוא אזור החתך.

תכונות עיקריות

כדי לבחור את הנגד הנכון, חשוב לדעת על אילו מאפיינים אתה צריך להסתכל בבחירתך. הפרמטרים העיקריים שלו כוללים:

1. התנגדות מדורג
2. פיזור כוח מרבי.
3. מעמד סובלנות או דיוק. זה תלוי בכמה אחוזים ההתנגדות של חלקים ממעמד זה יכולה להיות שונה מזו המוצהרת.

ברוב המקרים, מידע זה מספיק. מתחילים שוכחים לרוב מכוחו המותר של הנגד והם נשרפים.אתה יכול לחשב כמה וואט מוקצים לנגד הנגד באמצעות הנוסחה שצוינה בחלק הקודם של המאמר. קנו נגדים עם מרווח הספק של 20-30%, יותר עדיף, פחות אין צורך!

היכן ועל מה מיושם

שקלנו כבר כי הנגד נועד להגביל את הזרם במעגל, כעת נבחן כמה דוגמאות מעשיות בהן משמש הנגד בהנדסת חשמל.

תחום היישום הראשון הוא הגבלת זרם, למשל, להפעלת נוריות LED. עיקרון הפעולה והחישוב של מעגל כזה הוא שמתח ההפעלה הנומינלי של ה- LED מופרע מהמתח של מקור הכוח, הסכום מחולק בזרם המדורג (או הרצוי) דרך ה- LED. כתוצאה מכך אתה מקבל את הדירוג של ההתנגדות המגבילה.

ר_אוגרה= (U_{אספקת חשמל}-U_חובה) / אני_מדורג

השני הוא מחיצת המתח. כאן מתח הפלט מחושב על ידי הנוסחה:

U_בחוץ= U_בתוך(R2 / R1 + R2)

כמו כן, הנגד מצא יישום להגדרת הזרם לטרנזיסטורים. בעיקרו של דבר, אותו מעגל מגביל שנדון לעיל.

לבסוף, אנו ממליצים לצפות בסרטון וידאו שימושי בנושא המאמר:

בדקנו מהם הנגדים, מטרתם ועקרון הפעולה שלהם. זהו מרכיב חשוב ממנו להתחיל את לימודי הנדסת החשמל. כדי לחשב את המעגלים עימו הם משתמשים בחוק של אוהם ובכוח פעיל, ובמעגלים בתדרים גבוהים נלקחים בחשבון גם פרמטרים תגוביים - קיבול תועה ושראות. אנו מקווים שהמידע שנמסר היה שימושי ומעניין עבורך!

חומרים קשורים:

• כיצד ההתנגדות של מוליך תלויה בטמפרטורה
• סימון נגד על ידי כוח והתנגדות
• כיצד להלחם רכיבי רדיו מלוחות