Hva er en motstand og hva er den til?

Motstander er blant de mest brukte elementene i elektronikk. Dette navnet har lenge gått ut av den smale rammen av terminologien til radioamatører. Og for alle som i det minste er litt interessert i elektronikk, bør ikke begrepet skape misforståelser.

 

Hva er en motstand

Den enkleste definisjonen er som følger: en motstand er et element i en elektrisk krets som motstår strømmen som flyter gjennom den. Navnet på elementet kommer fra det latinske ordet "resisto" - "I resist", radioamatører kaller ofte denne delen på den måten - motstand.

Tenk på hva motstander er, hva motstander er for. Svarene på disse spørsmålene innebærer kjennskap til den fysiske betydningen av de grunnleggende konseptene innen elektroteknikk.

For å forklare prinsippet for drift av motstanden, kan du bruke analogien med vannrør.Hvis strømmen av vann i røret på noen måte hindres (for eksempel ved å redusere diameteren), vil det indre trykket øke. Ved å fjerne barrieren reduserer vi trykket. I elektroteknikk tilsvarer dette trykket spenning - ved å gjøre det vanskelig for flyten av elektrisk strøm øker vi spenningen i kretsen, reduserer motstanden og senker spenningen.

Ved å endre diameteren på røret kan du endre hastigheten på vannstrømmen, i elektriske kretser, ved å endre motstanden, kan du justere strømstyrken. Motstandsverdien er omvendt proporsjonal med ledningsevnen til elementet.

Egenskapene til resistive elementer kan brukes til følgende formål:

• konvertere strøm til spenning og omvendt;
• begrense den flytende strømmen for å oppnå dens spesifiserte verdi;
• opprettelse av spenningsdelere (for eksempel i måleinstrumenter);
• løse andre spesielle problemer (for eksempel å redusere radiointerferens).

For å forklare hva en motstand er og hvorfor den er nødvendig, kan du bruke følgende eksempel. Gløden til den kjente LED-en oppstår ved lav strømstyrke, men dens egen motstand er så liten at hvis LED-en plasseres direkte i kretsen, selv ved en spenning på 5 V, vil strømmen som strømmer gjennom den overskride de tillatte parameterne av delen. Fra en slik belastning vil lysdioden umiddelbart svikte. Derfor er en motstand inkludert i kretsen, hvis formål i dette tilfellet er å begrense strømmen til en gitt verdi.

Alle resistive elementer er passive komponenter i elektriske kretser, i motsetning til aktive, gir de ikke energi til systemet, men bruker det bare.

Etter å ha funnet ut hva motstander er, er det nødvendig å vurdere deres typer, betegnelse og merking.

Typer motstander

Typer av motstander kan deles inn i følgende kategorier:

1. Uregulert (permanent) - ledning, kompositt, film, karbon, etc.
2. Justerbar (variabler og trimmere). Trimmermotstander er designet for å stille inn elektriske kretser. Elementer med variabel motstand (potensiometre) brukes til å justere signalnivåer.

En egen gruppe er representert av halvlederresistive elementer (termistorer, fotomotstander, varistorer, etc.)

Egenskapene til motstander bestemmes av deres formål og settes under produksjon. Blant nøkkelparametrene:

1. Vurdert motstand. Dette er hovedkarakteristikken til elementet, målt i ohm (Ohm, kOhm, MΩ).
2. Tillatt avvik i prosent av spesifisert nominell motstand. Betyr mulig spredning av indikatoren, bestemt av produksjonsteknologien.
3. Effekttap er den maksimale effekten som en motstand kan spre under langvarig belastning.
4. Temperaturkoeffisienten for motstand er en verdi som viser den relative endringen i motstanden til en motstand med en temperaturendring på 1 ° C.
5. Begrens driftsspenning (elektrisk styrke). Dette er den maksimale spenningen som delen beholder de deklarerte parameterne ved.
6. Støykarakteristikk - graden av forvrengning introdusert av motstanden i signalet.
7. Fuktmotstand og varmebestandighet - de maksimale verdiene for fuktighet og temperatur, hvis overskudd kan føre til svikt i delen.
8. Spenningsfaktor. En verdi som tar hensyn til motstandens avhengighet av den påførte spenningen.

Bruken av motstander i mikrobølgeområdet legger vekt på ytterligere egenskaper: parasittisk kapasitans og induktans.

Halvledermotstander

Dette er halvlederenheter med to ledninger, som har en avhengighet av elektrisk motstand på parametrene til miljøet - temperatur, belysning, spenning, etc. For fremstilling av slike deler brukes halvledermaterialer dopet med urenheter, hvis type bestemmer konduktivitetens avhengighet av ytre påvirkninger.

Det finnes følgende typer resistive halvlederelementer:

1. Linjemotstand. Laget av et lett legert materiale, har dette elementet en lav motstandsavhengighet av ytre påvirkninger i et bredt spekter av spenninger og strømmer; det brukes oftest i produksjon av integrerte kretser.
2. En varistor er et element hvis motstand avhenger av styrken til det elektriske feltet. Denne egenskapen til varistoren bestemmer omfanget av dens anvendelse: å stabilisere og regulere de elektriske parametrene til enheter, for å beskytte mot overspenning og til andre formål.
3. Termistor. Denne typen ikke-lineære resistive elementer har evnen til å endre motstanden avhengig av temperatur. Det er to typer termistorer: termistoren, hvis motstand avtar med temperaturen, og termistor, hvis motstand øker med temperaturen. Termistorer brukes der konstant kontroll over temperaturprosessen er viktig.
4. Fotomotstand. Motstanden til denne enheten endres under påvirkning av en lysstrøm og avhenger ikke av den påførte spenningen.Bly og kadmium brukes i produksjonen, i en rekke land var dette årsaken til at man nektet å bruke disse delene av miljøhensyn. I dag er fotomotstander dårligere etterspurt enn fotodioder og fototransistorer som brukes i lignende noder.
5. Strekkmåler. Dette elementet er utformet på en slik måte at det er i stand til å endre sin motstand avhengig av ytre mekanisk handling (deformasjon). Den brukes i enheter som konverterer mekanisk handling til elektriske signaler.

Slike halvlederelementer som lineære motstander og varistorer er preget av en svak grad av avhengighet av eksterne faktorer. For strekkmålere, termistorer og fotomotstander er avhengigheten av egenskapene til støtet sterk.

Halvledermotstander på diagrammet er indikert med intuitive symboler.

Motstand i kretsen

På russiske kretser er elementer med konstant motstand vanligvis betegnet som et hvitt rektangel, noen ganger med bokstaven R over seg. På utenlandske kretser kan du finne betegnelsen på en motstand i form av et "sikksakk" -ikon med en lignende bokstav R på toppen. Hvis noen parameter til delen er viktig for driften av enheten, er det vanlig å indikere det på diagrammet.

Kraft kan angis med striper på et rektangel:

• 2 W - 2 vertikale linjer;
• 1 W - 1 vertikal linje;
• 0,5 W - 1 langsgående linje;
• 0,25 W - en skrå linje;
• 0,125 W - to skrå linjer.

Det er tillatt å angi kraften på diagrammet i romertall.

Betegnelsen på variable motstander kjennetegnes ved tilstedeværelsen av en ekstra linje med en pil over rektangelet, som symboliserer muligheten for justering, tallene kan indikere pin-nummereringen.

Halvledermotstander er indikert med det samme hvite rektangelet, men krysset ut med en skrå linje (unntatt for fotomotstander) med en bokstav som indikerer typen kontrollhandling (U - for en varistor, P - for en strekningsmåler, t - for en termistor ). Fotomotstanden er indikert med et rektangel i en sirkel, som to piler peker mot, som symboliserer lys.

Parametrene til motstanden avhenger ikke av frekvensen til den flytende strømmen, noe som betyr at dette elementet fungerer likt i DC- og AC-kretser (både lave og høye frekvenser). Et unntak er trådviklede motstander, som er iboende induktive og kan miste energi på grunn av stråling ved høye og mikrobølgefrekvenser.

Avhengig av kravene til egenskapene til den elektriske kretsen, kan motstander kobles parallelt og i serie. Formlene for å beregne den totale motstanden for forskjellige kretsforbindelser er betydelig forskjellige. Når den er koblet i serie, er den totale motstanden lik den enkle summen av verdiene til elementene som er inkludert i kretsen: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.

Når den er koblet parallelt, for å beregne den totale motstanden, er det nødvendig å legge til de gjensidige verdiene til elementene. Dette vil resultere i en verdi som også er motsatt av den siste: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.

Den totale motstanden til motstander koblet parallelt vil være mindre enn den minste av dem.

Valører

Det er standard motstandsverdier for resistive elementer, kalt "nominelt motstandsområde". Tilnærmingen til å lage denne serien er basert på følgende vurdering: trinnet mellom verdiene skal dekke det tillatte avviket (feil). Eksempel - hvis verdien av elementet er 100 ohm, og toleransen er 10%, vil neste verdi i serien være 120 ohm.Et slikt trinn gjør det mulig å unngå unødvendige verdier, siden nærliggende valører, sammen med feilspredningen, praktisk talt dekker hele spekteret av verdier mellom dem.

Produserte motstander er kombinert i serier som varierer i toleranser. Hver serie har sin egen nominelle serie.

Forskjeller mellom serier:

• E 6 - toleranse 20%;
• E 12 - toleranse 10%;
• E 24 - toleranse 5% (noen ganger 2%);
• E 48 - toleranse 2%;
• E 96 - toleranse 1%;
• E 192 - 0,5 % toleranse (noen ganger 0,25 %, 0,1 % og lavere).

Den mest brukte E 24-serien inkluderer 24 motstandsverdier.

Merking

Størrelsen på det resistive elementet er direkte relatert til dets spredningskraft, jo høyere det er, jo større er dimensjonene til delen. Hvis det er lett å angi noen tallverdi på diagrammene, kan merking av produkter være vanskelig. Miniatyriseringstrenden innen elektronikkproduksjon driver behovet for mindre og mindre komponenter, noe som øker kompleksiteten både ved å skrive informasjon på pakken og lese den.

For å lette identifiseringen av motstander i russisk industri, brukes alfanumerisk merking. Motstand er indikert som følger: tallene indikerer pålydende verdi, og bokstaven plasseres enten bak tallene (i tilfelle av desimalverdier) eller foran dem (for hundrevis). Hvis verdien er mindre enn 999 ohm, brukes tallet uten bokstav (eller bokstavene R eller E kan stå). Hvis verdien er angitt i kOhm, settes bokstaven K bak tallet, bokstaven M tilsvarer verdien i MΩ.

Rangeringene til amerikanske motstander er angitt med tre sifre. De to første av dem antar valøren, den tredje - antall nuller (tiere) lagt til verdien.

Ved robotproduksjon av elektroniske komponenter havner de påførte symbolene ofte på siden av delen som vender mot brettet, noe som gjør det umulig å lese informasjonen.

Fargekoding

For å sikre at informasjon om parametrene til delen forblir lesbar fra alle sider, brukes fargemerking, mens malingen påføres i ringformede striper. Hver farge har sin egen numeriske verdi. Stripene på detaljene er plassert nærmere en av konklusjonene og leses fra venstre til høyre fra den. Hvis det på grunn av den lille størrelsen på delen er umulig å flytte fargemerkingen til en konklusjon, blir den første stripen laget 2 ganger bredere enn resten.

Elementer med en tillatt feil på 20 % er indikert med tre linjer, for en feil på 5-10 % brukes 4 linjer. De mest nøyaktige motstandene er indikert med 5-6 linjer, de to første av dem tilsvarer delen vurdering. Hvis det er 4 baner, indikerer den tredje desimalmultiplikatoren for de to første banene, den fjerde linjen betyr nøyaktighet. Hvis det er 5 bånd, er den tredje av dem den tredje valøren, den fjerde er graden av indikatoren (antall nuller), og den femte er nøyaktigheten. Den sjette linjen betyr temperaturkoeffisienten for motstand (TCR).

Ved fire-striper markering kommer alltid gull- eller sølvstripene sist.

Alle skilt ser kompliserte ut, men muligheten til raskt å lese merkingene kommer med erfaring.

Lignende artikler: