Vad är ett motstånd och varför behövs det i en elektrisk krets

Definition

Motståndet kommer från det engelska “resistor” och från det latinska “resisto”, som i översättning till ryska låter som “resist”. I ryskspråkig litteratur används ordet "motstånd" tillsammans med ordet "motstånd". Från namnet är huvuduppgiften för detta element tydligt - att motstå elektrisk ström.

Det tillhör gruppen av passiva element, eftersom som en följd av dess funktion kan strömmen bara minska, det vill säga, till skillnad från aktiva element, kan passiva själva inte förstärka signalen. Vilken av den andra Kirchhoffs lag och Ohms lag betyder att när strömmen flyter genom motståndet sjunker spänningen, vars värde är lika med värdet på den strömmande strömmen, multiplicerad med resistansvärdet. Nedan ser du hur motstånd visas på diagrammet:

Symbolen på diagrammet är lätt att komma ihåg - det är en rektangel, enligt GOST 2.728-74, dess dimensioner är 4x10 mm. Det finns beteckningsalternativ för motstånd med olika spridningskraft.

Visningar

Klassificeringen av motstånd sker enligt ett antal kriterier. Om vi ​​talar om diskreta komponenter, är de enligt installationsmetoden indelade i:

• Produktion. Används för montering genom ett tryckt kretskort. Sådana element har slutsatser lokaliserade radiellt eller axiellt. I folket kallas slutsatser ben. Denna typ av motstånd användes aktivt i alla gamla apparater (för 20 år och mer sedan) - gamla TV-apparater, mottagare, i allmänhet överallt, och nu används den i enkla enheter, liksom där användningen av SMD-komponenter är svår eller omöjlig av någon anledning.
• SMD Dessa är element som inte har ben. Resultaten för anslutningen ligger på husets yta, något utskjutande ovanför den. De är monterade direkt på kretskortets yta. Fördelen med sådana motstånd är enkelheten och låga monteringskostnader på automatiserade linjer, vilket sparar utrymme på det tryckta kretskortet.

Utseendet på elementen av två typer som du ser i figuren nedan:

Vi vet redan hur denna komponent ser ut, nu bör vi lära oss om klassificeringen enligt tillverkningsteknik. Utgångsmotstånd är:

• Trådlindad. Som en resistiv komponent används en tråd lindad på kärnan, bifilar lindning används för att minska falsk induktans. Tråden väljs från en metall med låg motståndskoefficient och låg resistivitet.
• Metallfilm och komposit.Som ni kan gissa, här används metalllegeringsfilmer som ett resistivt element.

Eftersom motståndet består av ett resistivt material kan den senare rollen vara en tråd eller film med hög resistivitet. Vad det är? Material som:

• Manganin;
• konstantan;
• nikrom;
• nickel;
• dielektrik av metall;
• metalloxider;
• kol och andra.

SMD- eller chipmotstånd är tunnfilm och tjockfilm, som används som resistivt material:

Figuren nedan visar vad motståndet består av:

Genom design skiljer de:

• Permanent. De har två slutsatser, och du kan inte ändra motståndet - det är konstant.
• variabler Dessa är potentiometrar och avstämningsmotstånd, vars princip är baserad på rörelsen hos glidkontakten (skjutreglaget) längs det resistiva skiktet.
• Icke-linjär. Motståndet för komponenter av denna typ förändras under påverkan av temperatur (termistorer), ljusstrålning (fotoresistorer), spänning (varistorer) och andra mängder.

Och också som avsett - allmänt och speciellt. De senare är indelade i:

• Hög motstånd (motståndsområdet är tiotals megohms - TO-enheter, vid driftsspänningar upp till 400V).
• Högspänning (utformad för att arbeta i kretsar med spänningar upp till tiotals kV).
• Högfrekvens (en funktion för att arbeta med hög frekvens är kravet på låga inneboende induktanser och kapacitanser. Sådana produkter kan arbeta i kretsar med en signalfrekvens på hundratals MHz).
• Precision och superprecision (det här är produkter med hög noggrannhetsklass. De har en tolerans avvikelse från det nominella motståndet 0,001 - 1%, medan konventionell tolerans kan vara 5% och 10% eller mer).

Funktionsprincip

Motståndet är installerat i en elektrisk krets för att begränsa strömmen som strömmar genom kretsen. Storleken på spänningen som sjunker på den beräknas enkelt - enligt Ohms lag:

U = IR

Spänningsfallet är antalet volt som visas på motståndets terminaler när ström flyter genom det. Följaktligen, om spänningen sjunker över motståndet och ström flyter genom det, betyder det att en viss effekt släpps in i den. I fysiken finns det en välkänd formel för att hitta makt:

P = UI

Eller för att påskynda beräkningarna är det ibland bekvämt att använda kraftformeln genom motstånd:

P = u²/ R = I²R

Hur fungerar ett motstånd? Varje ledare har en specifik intern struktur. När en elektrisk ström flyter, kolliderar elektroner (laddningsbärare) med olika inhomogeniteter i materiens struktur och förlorar energi, frigörs den i form av värme. Om det är svårt för dig att förstå, så kan principen om motstånd i enkla ord sägas så här:

Detta är ett värde som visar hur svårt det är för en elektrisk ström att flyta genom ett ämne. Det beror på själva ämnet - dess resistivitet.

Där: p är resistiviteten, l är ledarens längd, S är tvärsnittsområdet.

Viktigaste egenskaperna

För att välja rätt motstånd är det viktigt att veta vilka egenskaper du behöver titta på när du väljer. Dess huvudparametrar inkluderar:

1. Klassad motstånd
2. Maximal effekttillförsel.
3. Tolerans eller noggrannhetsklass. Det beror på hur mycket procent som motståndet för delar från denna klass kan skilja sig från det deklarerade.

I de flesta fall är denna information tillräcklig. Nybörjare glömmer ofta motståndens tillåtna kraft och de bränner ut.Du kan beräkna hur många watt som tilldelas motståndet med den formel som anges i artikelns föregående avsnitt. Köp motstånd med en effektmarginal på 20-30%, mer är bättre, mindre är inte nödvändigt!

Var och för vad som tillämpas

Vi ansåg redan att motståndet är utformat för att begränsa strömmen i kretsen, nu kommer vi att titta på flera praktiska exempel där motståndet används i elektroteknik.

Det första användningsområdet är strömbegränsning, till exempel för att driva lysdioder. Principen för drift och beräkning av en sådan krets är att den nominella driftspänningen för lysdioden dras från spänningen på kraftkällan, summan delas med den nominella (eller önskade) strömmen genom lysdioden. Som ett resultat får du graden av begränsande motstånd.

R_troll= (U_{strömförsörjning}-U_nödvändig) / I_nominell

Den andra är spänningsdelaren. Här beräknas utspänningen med formeln:

U_ut= U_i(R2 / R1 + R2)

Motståndet har också hittat applikation för att ställa in strömmen för transistorer. I huvudsak samma begränsningskrets som diskuterats ovan.

Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en användbar video om artikelns ämne:

Vi undersökte vad som är motståndarna, deras syfte och funktionsprincip. Detta är ett viktigt element för att börja studiet av elektroteknik. För att beräkna kretsarna med honom använder de Ohms lag och aktiv effekt, och i högfrekventa kretsar beaktas också reaktiva parametrar - strömkapacitans och induktans. Vi hoppas att informationen var användbar och intressant för dig!

Relaterade material:

• Hur beror ledarens motstånd på temperaturen
• Motståndsmarkering efter kraft och motstånd
• Hur man lödar radiokomponenter från brädor