Hvad er en modstand og hvad er den til?

Modstande er blandt de mest udbredte elementer i elektronik. Dette navn er for længst gået ud af den snævre ramme af radioamatørers terminologi. Og for enhver, der i det mindste er lidt interesseret i elektronik, bør udtrykket ikke skabe misforståelser.

 

Hvad er en modstand

Den enkleste definition er som følger: en modstand er et element i et elektrisk kredsløb, der modstår strømmen, der strømmer gennem det. Navnet på elementet kommer fra det latinske ord "resisto" - "jeg modstår", radioamatører kalder ofte denne del på den måde - modstand.

Overvej hvad modstande er, hvad modstande er til. Svarene på disse spørgsmål indebærer fortrolighed med den fysiske betydning af de grundlæggende begreber inden for elektroteknik.

For at forklare princippet om modstandens drift kan du bruge analogien med vandrør.Hvis strømmen af ​​vand i røret på nogen måde hindres (for eksempel ved at reducere dens diameter), vil det indre tryk stige. Ved at fjerne barrieren reducerer vi trykket. I elektroteknik svarer dette tryk til spænding - ved at gøre det vanskeligt for strømmen af ​​elektrisk strøm øger vi spændingen i kredsløbet, reducerer modstanden og sænker spændingen.

Ved at ændre rørets diameter kan du ændre vandstrømmens hastighed, i elektriske kredsløb, ved at ændre modstanden, kan du justere strømstyrken. Modstandsværdien er omvendt proportional med elementets ledningsevne.

Egenskaberne af resistive elementer kan bruges til følgende formål:

• konvertering af strøm til spænding og omvendt;
• begrænsning af den strømmende strøm for at opnå dens specificerede værdi;
• skabelse af spændingsdelere (for eksempel i måleinstrumenter);
• løse andre specielle problemer (f.eks. reduktion af radiointerferens).

For at forklare, hvad en modstand er, og hvorfor den er nødvendig, kan du bruge følgende eksempel. Gløden fra den velkendte LED forekommer ved en lav strømstyrke, men dens egen modstand er så lille, at hvis LED'en placeres direkte i kredsløbet, så selv ved en spænding på 5 V, vil strømmen, der strømmer gennem den, overstige de tilladte parametre af delen. Fra en sådan belastning vil LED'en straks svigte. Derfor indgår en modstand i kredsløbet, hvis formål i dette tilfælde er at begrænse strømmen til en given værdi.

Alle resistive elementer er passive komponenter i elektriske kredsløb, i modsætning til aktive giver de ikke energi til systemet, men forbruger det kun.

Efter at have fundet ud af, hvad modstande er, er det nødvendigt at overveje deres typer, betegnelse og mærkning.

Typer af modstande

Typerne af modstande kan opdeles i følgende kategorier:

1. Ureguleret (permanent) - tråd, komposit, film, kulstof osv.
2. Justerbar (variable og trimmere). Trimmermodstande er designet til at tune elektriske kredsløb. Elementer med variabel modstand (potentiometre) bruges til at justere signalniveauer.

En separat gruppe er repræsenteret af halvlederresistive elementer (termistorer, fotomodstande, varistorer osv.)

Modstandens egenskaber bestemmes af deres formål og indstilles under fremstillingen. Blandt nøgleparametrene:

1. Nominel modstand. Dette er hovedkarakteristikken for elementet, målt i ohm (Ohm, kOhm, MΩ).
2. Tilladt afvigelse i procent af den specificerede nominelle modstand. Betyder den mulige spredning af indikatoren, bestemt af fremstillingsteknologien.
3. Effekttab er den maksimale effekt, som en modstand kan sprede under langvarig belastning.
4. Modstandens temperaturkoefficient er en værdi, der viser den relative ændring i modstanden af ​​en modstand med en temperaturændring på 1 ° C.
5. Begræns driftsspændingen (elektrisk styrke). Dette er den maksimale spænding, ved hvilken delen bevarer de angivne parametre.
6. Støjkarakteristik - graden af ​​forvrængning introduceret af modstanden i signalet.
7. Fugtbestandighed og varmebestandighed - de maksimale værdier for fugt og temperatur, hvis overskridelse kan føre til svigt af delen.
8. Spændingsfaktor. En værdi, der tager højde for modstandens afhængighed af den påførte spænding.

Brugen af ​​modstande i mikrobølgeområdet giver betydning for yderligere egenskaber: parasitisk kapacitans og induktans.

Halvledermodstande

Disse er halvlederenheder med to ledninger, som har en afhængighed af elektrisk modstand på miljøets parametre - temperatur, belysning, spænding osv. Til fremstilling af sådanne dele bruges halvledermaterialer doteret med urenheder, hvis type bestemmer ledningsevnens afhængighed af ydre påvirkninger.

Der er følgende typer af halvlederresistive elementer:

1. Linje modstand. Fremstillet af et let legeret materiale har dette element en lav modstandsafhængighed af eksterne påvirkninger i en bred vifte af spændinger og strømme; det bruges oftest til fremstilling af integrerede kredsløb.
2. En varistor er et element, hvis modstand afhænger af styrken af ​​det elektriske felt. Denne egenskab af varistoren bestemmer omfanget af dens anvendelse: at stabilisere og regulere de elektriske parametre for enheder, for at beskytte mod overspænding og til andre formål.
3. Termistor. Denne form for ikke-lineære resistive elementer har evnen til at ændre sin modstand afhængigt af temperaturen. Der er to typer termistorer: termistoren, hvis modstand falder med temperaturen, og termistor, hvis modstand stiger med temperaturen. Termistorer bruges, hvor konstant kontrol over temperaturprocessen er vigtig.
4. Fotomodstand. Modstanden af ​​denne enhed ændres under påvirkning af en lysflux og afhænger ikke af den påførte spænding.Bly og cadmium bruges i fremstillingen, i en række lande var dette årsagen til at nægte at bruge disse dele af miljømæssige årsager. I dag er fotomodstande ringere efterspurgte end fotodioder og fototransistorer, der bruges i lignende knudepunkter.
5. Strain gauge. Dette element er designet på en sådan måde, at det er i stand til at ændre sin modstand afhængigt af ekstern mekanisk påvirkning (deformation). Det bruges i enheder, der konverterer mekanisk handling til elektriske signaler.

Sådanne halvlederelementer som lineære modstande og varistorer er kendetegnet ved en svag grad af afhængighed af eksterne faktorer. For strain gauges, termistorer og fotomodstande er afhængigheden af ​​karakteristika på stødet stærk.

Halvledermodstande på diagrammet er angivet med intuitive symboler.

Modstand i kredsløbet

På russiske kredsløb er elementer med konstant modstand normalt betegnet som et hvidt rektangel, nogle gange med bogstavet R over det. På udenlandske kredsløb kan du finde betegnelsen for en modstand i form af et "zigzag" -ikon med et lignende bogstav R øverst. Hvis en parameter af delen er vigtig for enhedens drift, er det sædvanligt at angive det på diagrammet.

Power kan angives med striber på et rektangel:

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

Det er tilladt at angive effekten på diagrammet i romertal.

Betegnelsen af ​​variable modstande er kendetegnet ved tilstedeværelsen af ​​en ekstra linje med en pil over rektanglet, der symboliserer muligheden for justering, tallene kan indikere pin-nummereringen.

Halvledermodstande er angivet med det samme hvide rektangel, men overstreget med en skrå linje (undtagen for fotomodstande) med et bogstav, der angiver typen af ​​kontrolhandling (U - for en varistor, P - for en strain gauge, t - for en termistor ). Fotomodstanden er angivet med et rektangel i en cirkel, mod hvilket to pile peger, der symboliserer lys.

Modstandens parametre afhænger ikke af frekvensen af ​​den strømmende strøm, hvilket betyder, at dette element fungerer ligeligt i DC- og AC-kredsløb (både lave og høje frekvenser). En undtagelse er trådviklede modstande, som i sagens natur er induktive og kan tabe energi på grund af stråling ved høje frekvenser og mikrobølgefrekvenser.

Afhængigt af kravene til det elektriske kredsløbs egenskaber kan modstande forbindes parallelt og i serie. Formlerne til beregning af den samlede modstand for forskellige kredsløbsforbindelser er væsentligt forskellige. Når den er forbundet i serie, er den samlede modstand lig med den simple sum af værdierne af de elementer, der indgår i kredsløbet: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.

Når den er forbundet parallelt, for at beregne den samlede modstand, er det nødvendigt at tilføje de gensidige værdier af elementerne. Dette vil resultere i en værdi, der også er det modsatte af den sidste: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.

Den samlede modstand af modstande forbundet parallelt vil være mindre end den mindste af dem.

Trossamfund

Der er standard modstandsværdier for resistive elementer, kaldet "nominelt modstandsområde". Tilgangen til at skabe denne serie er baseret på følgende overvejelse: Trinnet mellem værdierne skal dække den tilladte afvigelse (fejl). Eksempel - hvis værdien af ​​elementet er 100 ohm, og tolerancen er 10%, så vil den næste værdi i serien være 120 ohm.Et sådant trin gør det muligt at undgå unødvendige værdier, da tilstødende værdier sammen med fejlspredningen praktisk talt dækker hele rækken af ​​værdier mellem dem.

Producerede modstande kombineres i serier, der adskiller sig i tolerancer. Hver serie har sin egen nominelle serie.

Forskelle mellem serier:

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

Den mest udbredte E 24-serie omfatter 24 modstandsværdier.

Mærkning

Størrelsen af ​​det resistive element er direkte relateret til dets dissipationskraft, jo højere det er, jo større dimensioner af delen. Hvis det er let at angive en numerisk værdi på diagrammerne, kan det være svært at mærke produkterne. Miniaturiseringstrenden inden for elektronikfremstilling driver behovet for mindre og mindre komponenter, hvilket øger kompleksiteten af ​​både at skrive information på pakken og læse den.

For at lette identifikation af modstande i den russiske industri bruges alfanumerisk mærkning. Modstand er angivet som følger: tallene angiver den pålydende værdi, og bogstavet er placeret enten bag tallene (i tilfælde af decimalværdier) eller foran dem (for hundreder). Hvis værdien er mindre end 999 ohm, anvendes tallet uden et bogstav (eller bogstaverne R eller E kan stå). Hvis værdien er angivet i kOhm, så sættes bogstavet K bag tallet, bogstavet M svarer til værdien i MΩ.

Klassificeringerne af amerikanske modstande er angivet med tre cifre. De to første af dem antager pålydende værdi, den tredje - antallet af nuller (tiere) tilføjet til værdien.

Ved robotproduktion af elektroniske komponenter ender de anvendte symboler ofte på siden af ​​den del, der vender mod tavlen, hvilket gør det umuligt at læse informationen.

Farvekodning

For at sikre, at information om delens parametre forbliver læsbar fra enhver side, anvendes farvemærkning, mens malingen påføres i ringformede striber. Hver farve har sin egen numeriske værdi. Striberne på detaljerne er placeret tættere på en af ​​konklusionerne og læses fra venstre mod højre fra den. Hvis det på grund af den lille størrelse af delen er umuligt at flytte farvemarkeringen til en konklusion, er den første strimmel lavet 2 gange bredere end resten.

Elementer med en tilladt fejl på 20% er angivet med tre linjer, for en fejl på 5-10% anvendes 4 linjer. De mest nøjagtige modstande er angivet ved hjælp af 5-6 linjer, de første 2 af dem svarer til delens rating. Hvis der er 4 baner, så angiver den tredje decimalmultiplikatoren for de første to baner, den fjerde linje betyder nøjagtighed. Hvis der er 5 bånd, så er den tredje af dem den tredje pålydende værdi, den fjerde er graden af ​​indikatoren (antallet af nuller), og den femte er nøjagtigheden. Den sjette linje betyder temperaturkoefficienten for modstand (TCR).

Ved en fire-stribe markering kommer guld- eller sølvstriberne altid sidst.

Alle tegn ser komplicerede ud, men evnen til hurtigt at læse markeringerne kommer med erfaring.

Lignende artikler: