Co to jest rezystor i dlaczego jest potrzebny w obwodzie elektrycznym

Definicja

Rezystor pochodzi od angielskiego „resistor” i od łacińskiego „resisto”, co w tłumaczeniu na rosyjski brzmi „oporny”. W literaturze rosyjskojęzycznej słowo „oporność” jest używane wraz ze słowem „opornik”. Od nazwy główne zadanie tego elementu jest jasne - opierać się prądowi elektrycznemu.

Należy do grupy elementów pasywnych, ponieważ w wyniku jego działania prąd może się jedynie zmniejszać, czyli w przeciwieństwie do elementów aktywnych, same elementy pasywne nie mogą wzmacniać sygnału. Który z drugiego Prawo Kirchhoffa i Prawo Ohma oznacza, że ​​gdy prąd przepływa przez rezystor, napięcie spada, a jego wartość jest równa wartości przepływającego prądu pomnożonej przez wartość rezystancji. Poniżej widać, jak na schemacie pokazano opór:

Symbol na schemacie jest łatwy do zapamiętania - jest prostokątem, zgodnie z GOST 2.728-74, jego wymiary to 4x10 mm. Istnieją opcje oznaczania rezystorów o różnych mocach rozpraszania.

Wyświetlenia

Klasyfikacja rezystorów odbywa się według szeregu kryteriów. Jeśli mówimy o dyskretnych komponentach, to zgodnie z metodą instalacji są one podzielone na:

• Wynik. Służy do montażu przez płytkę drukowaną. Takie elementy mają wnioski umiejscowione promieniowo lub osiowo. U ludzi wnioski nazywane są nogami. Ten typ rezystora był aktywnie wykorzystywany we wszystkich starych urządzeniach (20 i więcej lat temu) - starych telewizorach, odbiornikach, ogólnie wszędzie, a teraz jest stosowany w prostych urządzeniach, a także tam, gdzie z jakichś powodów użycie elementów SMD jest trudne lub niemożliwe.
• SMD Są to elementy, które nie mają nóg. Ustalenia dotyczące połączenia znajdują się na powierzchni obudowy, lekko wystając ponad nią. Są one montowane bezpośrednio na powierzchni płytki drukowanej. Zaletą takich rezystorów jest prostota i niski koszt montażu na automatycznych liniach, oszczędzając miejsce na płytce drukowanej.

Wygląd elementów dwóch typów widać na poniższym rysunku:

Wiemy już, jak wygląda ten komponent, teraz powinniśmy dowiedzieć się o klasyfikacji według technologii produkcji. Rezystory wyjściowe to:

• Drutowy. Jako element rezystancyjny stosuje się drut nawinięty na rdzeń, uzwojenie bifilarne służy do zmniejszenia fałszywej indukcyjności. Drut jest wybrany z metalu o niskim współczynniku rezystancji i niskiej rezystywności.
• Folia metalowa i kompozytowa.Jak można się domyślić, folie ze stopów metali są używane jako element oporowy.

Ponieważ rezystor składa się z materiału oporowego, jego rolą może być drut lub folia o wysokiej rezystywności. Co to jest Materiały takie jak:

• manganina;
• Constantan;
• nichrom;
• nikiel;
• dielektryki metalowe;
• tlenki metali;
• węgiel i inne.

Rezystory SMD lub chipowe są cienkowarstwowe i grubowarstwowe, wykorzystując jako materiał rezystancyjny:

Poniższy rysunek pokazuje, z czego składa się rezystor:

Z założenia wyróżniają:

• Stały. Mają dwa wnioski i nie można zmienić oporu - jest stały.
• Zmienne Są to potencjometry i rezystory dostrajające, których zasada opiera się na ruchu styku ślizgowego (suwaka) wzdłuż warstwy rezystancyjnej.
• Nieliniowy. Rezystancja elementów tego typu zmienia się pod wpływem temperatury (termistory), promieniowania świetlnego (fotorezystory), napięcia (warystory) i inne ilości.

A także zgodnie z przeznaczeniem - ogólne i specjalne. Te ostatnie są podzielone na:

• Wysoka rezystancja (zakres rezystancji wynosi kilkadziesiąt megaomów - jednostki TO, przy napięciu roboczym do 400 V).
• Wysokie napięcie (przeznaczone do pracy w obwodach o napięciu do kilkudziesięciu kV).
• Wysoka częstotliwość (cecha pracy z wysoką częstotliwością jest wymagana dla niskich wewnętrznych indukcyjności i pojemności. Takie produkty mogą pracować w obwodach o częstotliwości sygnału wynoszącej setki MHz).
• Precyzja i super precyzja (są to produkty o wysokiej klasie dokładności. Mają tolerancję odchylenia od rezystancji nominalnej 0,001–1%, podczas gdy konwencjonalne tolerancje mogą mieć 5% i 10% lub więcej).

Zasada działania

Rezystor jest zainstalowany w obwodzie elektrycznym, aby ograniczyć prąd przepływający przez obwód. Wielkość spadającego na nią napięcia oblicza się po prostu - zgodnie z prawem Ohma:

U = IR

Spadek napięcia to liczba woltów pojawiających się na zaciskach rezystora, gdy przepływa przez niego prąd. Odpowiednio, jeśli napięcie spada na rezystorze i przepływa przez niego prąd, oznacza to, że pewna moc zostaje do niego uwolniona. W fizyce istnieje dobrze znana formuła znajdowania mocy:

P = interfejs użytkownika

Lub, aby przyspieszyć obliczenia, czasami wygodnie jest użyć formuły mocy poprzez opór:

P = u²/ R = I²R

Jak działa rezystor? Każdy przewodnik ma określoną strukturę wewnętrzną. Gdy prąd elektryczny przepływa, elektrony (nośniki ładunku) zderzają się z różnymi niejednorodnościami struktury materii i tracą energię, są uwalniane w postaci ciepła. Jeśli trudno ci zrozumieć, zasadę oporu w prostych słowach można powiedzieć w następujący sposób:

Jest to wartość, która pokazuje, jak trudny jest przepływ prądu elektrycznego przez substancję. To zależy od samej substancji - jej oporności.

Gdzie: p jest opornością, l jest długością przewodu, S jest polem przekroju.

Główna charakterystyka

Aby wybrać odpowiedni rezystor, ważne jest, aby wiedzieć, na jakie cechy należy zwrócić uwagę przy wyborze. Jego główne parametry to:

1. Rezystancja znamionowa
2. Maksymalne rozproszenie mocy.
3. Klasa tolerancji lub dokładności. Zależy to od tego, o ile procent wytrzymałość części z tej klasy może różnić się od deklarowanej.

W większości przypadków ta informacja jest wystarczająca. Początkujący często zapominają o dopuszczalnej mocy rezystora i wypalają się.Możesz obliczyć, ile watów jest przydzielonych do rezystora, korzystając ze wzoru podanego w poprzedniej sekcji tego artykułu. Kup rezystory o marginesie mocy 20-30%, im więcej tym lepiej, mniej nie jest konieczne!

Gdzie i po co jest stosowane

Rozważaliśmy już, że rezystor ma na celu ograniczenie prądu w obwodzie, teraz przyjrzymy się kilku praktycznym przykładom, w których rezystor jest stosowany w elektrotechnice.

Pierwszym obszarem zastosowania jest ograniczenie prądu, na przykład do zasilania diod LED. Zasada działania i obliczenia takiego obwodu polega na tym, że nominalne napięcie robocze diody LED jest odejmowane od napięcia źródła zasilania, a suma jest dzielona przez prąd znamionowy (lub pożądany) przez diodę LED. W rezultacie otrzymujesz ocenę ograniczającego oporu.

R_ogr= (U_zasilacz-U_wymagany) / JA_nominalny

Drugi to dzielnik napięcia. Tutaj napięcie wyjściowe jest obliczane według wzoru:

U_{na zewnątrz}= U_w(R2 / R1 + R2)

Ponadto rezystor znalazł zastosowanie do ustawiania prądu dla tranzystorów. Zasadniczo ten sam obwód ogranicznika omówiony powyżej.

Na koniec zalecamy obejrzenie przydatnego filmu na temat tego artykułu:

Sprawdziliśmy, jakie są rezystory, ich cel i zasada działania. Jest to ważny element, od którego należy rozpocząć studia elektrotechniczne. Aby obliczyć z nim obwody, stosuje się prawo Ohma i moc czynną, aw obwodach wysokiej częstotliwości bierze się również pod uwagę parametry bierne - pojemność błądzącą i indukcyjność. Mamy nadzieję, że podane informacje były dla Ciebie przydatne i interesujące!

Powiązane materiały:

• Jak rezystancja przewodnika zależy od temperatury
• Oznaczanie rezystorów według mocy i rezystancji
• Jak lutować komponenty radiowe z płyt