Čo je to odpor a prečo je potrebný v elektrickom obvode

definícia

Odpor pochádza z anglického „odporu“ a z latinského „odporu“, ktorý v preklade do ruštiny znie ako „odpor“. V literatúre ruského jazyka sa slovo „odpor“ používa spolu so slovom „odpor“. Z názvu je jasná hlavná úloha tohto prvku - odolať elektrickému prúdu.

Patrí do skupiny pasívnych prvkov, pretože v dôsledku svojej činnosti môže prúd iba klesať, to znamená, že na rozdiel od aktívnych prvkov nemôžu pasívne prvky zosilňovať signál. Ktorý z druhého Kirchhoffov zákon a Ohmov zákon znamená, že keď prúd tečie cez odpor, poklesne napätie, ktorého hodnota sa rovná hodnote tečúceho prúdu vynásobená hodnotou odporu. Nižšie vidíte, ako je na obrázku vyznačený odpor:

Symbol na diagrame je ľahko zapamätateľný - podľa GOST 2.728-74 je to obdĺžnik, jeho rozmery sú 4 x 10 mm. Existujú možnosti určenia rezistorov s rôznymi disipačnými silami.

typy

Klasifikácia rezistorov sa uskutočňuje podľa mnohých kritérií. Ak hovoríme o diskrétnych komponentoch, potom sa podľa spôsobu inštalácie rozdelia na:

• Outlet. Používa sa na montáž pomocou dosky plošných spojov. Takéto prvky majú závery umiestnené radiálne alebo axiálne. U ľudí sa závery nazývajú nohy. Tento typ rezistora sa aktívne používal vo všetkých starých zariadeniach (pred 20 a viac rokmi) - starých televízoroch, prijímačoch, všeobecne všade, a teraz sa používa v jednoduchých zariadeniach, ako aj tam, kde je použitie komponentov SMD z nejakého dôvodu ťažké alebo nemožné.
• SMD. Jedná sa o prvky, ktoré nemajú nohy. Nálezy pre pripojenie sa nachádzajú na povrchu krytu a mierne prečnievajú nad ním. Montujú sa priamo na povrch dosky plošných spojov. Výhodou takýchto rezistorov je jednoduchosť a nízke náklady na montáž na automatizovaných linkách, čo šetrí miesto na doske plošných spojov.

Vzhľad prvkov dvoch typov, ktoré vidíte na obrázku nižšie:

Už vieme, ako tento komponent vyzerá, teraz by sme sa mali dozvedieť o klasifikácii podľa výrobnej technológie. Výstupné odpory sú:

• Drôt. Ako odporový komponent sa používa drôt navinutý na jadro, bifilárne vinutie sa používa na zníženie rušivej indukčnosti. Drôt je vybraný z kovu s nízkym teplotným koeficientom odporu a nízkym odporom.
• Kovový film a kompozitné materiály.Ako asi viete, tu sa ako odporový prvok používajú filmy z kovových zliatin.

Pretože rezistor pozostáva z odporového materiálu, jeho úlohou môže byť drôt alebo film s vysokým odporom. Čo je to? Materiály ako:

• manganinové;
• konštantán;
• nichrom;
• nickeline;
• kovové dielektriky;
• oxidy kovov;
• uhlík a ďalšie.

Rezistory SMD alebo čip sú tenkovrstvové a hrubovrstvové, ktoré sa používajú ako odporový materiál:

Obrázok nižšie ukazuje, z čoho pozostáva rezistor:

Podľa návrhu rozlišujú:

• Trvalá. Majú dva závery a vy nemôžete zmeniť odpor - je to konštantné.
• Premenné. Sú to potenciometre a ladiace odpory, ktorých princíp je založený na pohybe klzného kontaktu (klzáka) pozdĺž odporovej vrstvy.
• Nelineárny. Odpor komponentov tohto typu sa mení pod vplyvom teploty (termistory), svetelného žiarenia (fotorezistory), napätia (varistory) a ďalšie množstvá.

A tiež podľa plánu - všeobecné a špeciálne. Tieto sa delia na:

• Vysoký odpor (rozsah odporu je desiatky megohmov - jednotky TO, pri prevádzkových napätiach do 400 V).
• Vysoké napätie (navrhnuté tak, aby pracovalo v obvodoch s napätím do desiatok kV).
• Vysokofrekvencia (charakteristika práce pri vysokej frekvencii je požiadavka na nízke vnútorné indukčnosti a kapacity. Takéto výrobky môžu pracovať v obvodoch so signálovou frekvenciou stoviek MHz).
• Presnosť a presnosť (jedná sa o výrobky s vysokou triedou presnosti. Majú toleranciu odchýlky od menovitého odporu 0,001 - 1%, zatiaľ čo bežné tolerancie môžu byť 5% a 10% alebo viac).

Pracovný princíp

Odpor je nainštalovaný v elektrickom obvode, aby sa obmedzil prúd pretekajúci obvodom. Veľkosť napätia, ktoré naň klesne, sa počíta jednoducho - podľa Ohmovho zákona:

U = IR

Pokles napätia je počet voltov, ktoré sa objavia na svorkách odporu, keď ním preteká prúd. Podobne, ak napätie klesne cez odpor a prúd ním preteká, znamená to, že sa do neho uvoľní určitá energia. Vo fyzike existuje dobre známy vzorec na nájdenie sily:

P = UI

Alebo na urýchlenie výpočtov je niekedy vhodné použiť vzorec sily pomocou odporu:

P = u²/ R = I²R

Ako rezistor funguje? Každý vodič má špecifickú vnútornú štruktúru. Keď prúdi elektrický prúd, elektróny (nosiče náboja) sa zrážajú s rôznymi nehomogenitami štruktúry hmoty a strácajú energiu, uvoľňuje sa vo forme tepla. Ak je pre vás ťažké porozumieť, dá sa jednoduchým slovom povedať odpor:

Toto je hodnota, ktorá ukazuje, aké ťažké je, aby elektrický prúd pretekal látkou. Závisí to od samotnej látky - jej odporu.

Kde: p je odpor, l je dĺžka vodiča, S je plocha prierezu.

Kľúčové vlastnosti

Pri výbere správneho rezistora je dôležité vedieť, na aké vlastnosti sa musíte pri výbere zamerať. Medzi jeho hlavné parametre patrí:

1. Menovitý odpor
2. Maximálny rozptyl energie.
3. Trieda tolerancie alebo presnosti. Závisí to od toho, do akej miery sa môže odpor časti z tejto triedy líšiť od deklarovanej.

Vo väčšine prípadov tieto informácie postačujú. Začiatočníci často zabudnú na prípustnú silu odporu a vyhoria.Môžete vypočítať, koľko wattov je priradených odporu pomocou vzorca špecifikovaného v predchádzajúcej časti článku. Predám odpory s výkonovým rozpätím 20-30%, viac je lepších, menej nie je potrebné!

Kde a na čo sa uplatňuje

Už sme uvažovali, že odpor je navrhnutý tak, aby obmedzoval prúd v obvode, teraz sa pozrieme na niekoľko praktických príkladov, kde sa odpor používa v elektrotechnike.

Prvou oblasťou použitia je obmedzenie prúdu, napríklad pre napájanie LED diód. Princíp činnosti a výpočet takého obvodu je ten, že nominálne prevádzkové napätie LED je odčítané od napätia zdroja energie, súčet je vydelený menovitým (alebo požadovaným) prúdom cez LED. Výsledkom je hodnotenie obmedzujúceho odporu.

R_ľudožrút= (U_napájanie-U_potrebný) / I_hodnotené

Druhým je delič napätia. Výstupné napätie sa tu vypočíta podľa vzorca:

U_O= U_rin(R2 / R1 + R2)

Rezistor tiež našiel aplikáciu na nastavenie prúdu pre tranzistory. V podstate rovnaký obmedzovací obvod diskutovaný vyššie.

Nakoniec vám odporúčame pozerať si užitočné video na tému článku:

Preskúmali sme, aké sú rezistory, ich účel a princíp činnosti. Toto je dôležitý prvok, od ktorého sa môže začať študovať elektrotechnika. Na výpočet obvodov s ním používajú Ohmov zákon a činný výkon a vo vysokofrekvenčných obvodoch sa berú do úvahy aj reaktívne parametre - rozptýlená kapacita a indukčnosť. Dúfame, že poskytnuté informácie boli pre vás užitočné a zaujímavé!

Súvisiace materiály:

• Ako závisí odpor vodiča od teploty
• Značenie odporu výkonom a odporom
• Ako spájať rádiové komponenty z dosiek