Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Součást Měsíce: Rezistory

Každý měsíc v tomto roce zkoumáme jinou elektronickou součást, ponoříme se do toho, co to je, jak to funguje a jak ji využíváte v projektech. Minulý měsíc jsme se podívali na baterie. Tento měsíc se budeme zabývat rezistorem, jehož úkolem je omezit tok elektřiny a tím ji řídit a vést k jedné složce a zároveň chránit další součást. Jako vždy začneme s úvodem k rezistorům prostřednictvím upraveného výňatku z základní encyklopedie elektronických komponentů Charlese Platta: Svazek 1.

Rezistor je jednou z nejzákladnějších součástí elektroniky. Jeho účelem je omezit tok proudu a snížit napětí. Skládá se ze dvou vodičů nebo vodičů připojených na protilehlých koncích nebo stranách relativně špatného elektrického vodiče, jehož odpor je měřen v ohmech, všeobecně reprezentovaných řeckým symbolem omega.

Schematické symboly, které představují odpor, jsou zobrazeny nahoře (vlevo: tradiční schematický symbol. Právo: novější evropský ekvivalent). Americký symbol je ještě někdy používán v evropských schématech a evropský symbol je někdy používán v amerických schématech. Písmena K nebo M znamenají, že hodnota uvedená pro odpor je v tisících ohmů, resp. Milionech ohmů. Tam, kde jsou tato písmena používána v Evropě a někdy i v USA, nahrazují desetinnou čárku. Tudíž, odpor 4,7K může být identifikován jako 4K7, 3.3M odpor může být identifikován jako 3M3, a tak dále.

Rezistor se běžně používá pro účely, jako je omezení rychlosti nabíjení kondenzátoru; poskytování vhodných řídicích napětí polovodičům, jako jsou bipolární tranzistory; ochrana LED nebo jiných polovodičů před nadměrným proudem; nastavení nebo omezení frekvenční odezvy v audio obvodu (ve spojení s jinými komponenty); vytahování nebo stahování napětí na vstupním kolíku digitálního logického čipu; nebo řízení napětí v bodě v obvodu. V této poslední aplikaci mohou být umístěny dva odpory v sérii pro vytvoření děliče napětí.

Potenciometr může být použit namísto odporu, kde je vyžadován variabilní odpor.

Vzorové odpory různých hodnot jsou zobrazeny vpravo. Hodnoty rozptylu výkonu od shora dolů jsou 3W, 1W, 1 / 2W, 1 / 4W, 1 / 4W, 1 / 4W a 1 / 8W. Přesnost (tolerance) každého rezistoru, shora dolů, je plus nebo minus 5%, 5%, 5%, 1%, 1%, 5% a 1%. Béžově zbarvené tělo rezistoru je často známkou toho, že jeho tolerance je 5%, zatímco modré tělo často označuje toleranci 1% nebo 2%. Modrozelené odpory a tmavě hnědý odpor obsahují kov-oxidové filmové prvky, zatímco béžové odpory a zelený odpor obsahují uhlíkový film.

Jak to funguje

V procesu, který brání proudění proudu a snižuje napětí, odpor absorbuje elektrickou energii, kterou musí rozptýlit jako teplo. Ve většině moderních elektronických obvodech, rozptyl tepla je typicky zlomek watt.

Jestliže R je odpor v ohmech, já je proud protékající odporem v ampérech, a V je pokles napětí uložený odporem (rozdíl v elektrickém potenciálu mezi dvěma kontakty, které jsou k němu připojeny), Ohmův zákon uvádí:

V = I * R

To je další způsob, jak říci, že odpor 1 Ohm umožní proud 1 amp, když potenciální rozdíl mezi konci rezistoru je 1 volt.

Pokud W je výkon ve wattech rozptýlený odporem, v DC obvodu:

W = V * I

Substitucí v Ohmově zákoně můžeme vyjádřit watty z hlediska proudu a odporu:

W = I2 * R

Můžeme také vyjádřit watty z hlediska napětí a odporu:

W = V2 / R

Tyto alternativy mohou být užitečné v situacích, kdy neznáte úbytek napětí nebo proud.

Přibližně podobné vztahy existují při použití střídavého proudu, i když výkon bude složitější funkcí.

Varianty

  • Axiální odpory mají dva vodiče, které vycházejí z protilehlých konců obvykle válcového tělesa. Radiální odpory mají paralelní vedení vycházející z jedné strany těla a jsou neobvyklé.
  • Přesné odpory jsou obecně definovány tak, že mají toleranci ne více než plus nebo minus 1%.
  • Univerzální odpory jsou méně stabilní a jejich hodnota je méně přesná.

  • Výkonové odpory jsou obecně definovány jako rozptylující 1 nebo 2 watty nebo více, zejména u napájecích zdrojů nebo výkonových zesilovačů. Jsou fyzicky větší a mohou vyžadovat chladiče nebo chlazení ventilátoru.
  • Drátově vinuté rezistory jsou použity tam, kde musí komponent vydržet značné teplo. Drátově vinutý odpor často sestává z izolační trubice nebo jádra, které je ploché nebo válcové, s více otočkami odporového drátu omotaného kolem něj. Drát je obvykle nikl-chromová slitina známá jako nichrom (někdy psaný jako Ni-chrom) a je ponořen do povlaku. Teplo vznikající proudem procházejícím odporovým drátem je potenciálním problémem v elektronických obvodech, kde musí být teplota omezena. Nicméně, v domácích spotřebičích, jako jsou vysoušeče vlasů, toustovač, a ventilátor ohřívače, je nichrom prvek používá speciálně pro výrobu tepla. Drátové vinuté rezistory se také používají ve 3D tiskárnách k roztavení plastu (nebo nějaké jiné sloučeniny), která tvoří pevný výstup zařízení.
  • Tlusté filmové odpory jsou někdy vyráběny v plochém čtvercovém formátu. Vzorek je ukázán vpravo, hodnocený pro rozptýlení 10W od jeho rovného povrchu. Odpor této složky je 1K.
  • Rezistory s povrchovou montáží obecně sestávají z odporového inkoustového filmu potištěného na vrchu tablety keramické sloučeniny oxidu hlinitého, často přibližně 6 mm dlouhé, známé jako 2512 form factor. Každý odpor s povrchovou montáží má dva poniklované konce potažené pájkou, která se taví, když je odpor připojen k desce s obvody. Horní povrch je potažen, obvykle černým epoxidem, pro ochranu odporového prvku.

Kódování hodnoty

Axiální rezistory s průchozím otvorem se tradičně tisknou se sekvencí tří barevných pásem pro vyjádření hodnoty složky, přičemž každý z prvních dvou pásů představuje číslici od 0 do 9, zatímco třetí pásmo označuje desetinný násobitel (počet nula). , od 0 do 9, které by měly být připojeny k číslicím). Čtvrtý pás stříbra nebo zlata označuje 10% respektive 5% toleranci. Žádný čtvrtý pás by neindikoval 20% toleranci, ačkoli toto stalo se velmi vzácné.

Mnoho rezistorů má nyní pět barevných pásem, aby bylo možné reprezentovat mezilehlé nebo zlomkové hodnoty. V tomto schématu mají první tři pásma číselné hodnoty (s použitím stejného barevného systému jako dříve), zatímco čtvrté pásmo je násobitel. Pátý pás, na opačném konci rezistoru, indikuje jeho toleranci.

V níže uvedené tabulce je číselná nebo multiplikační hodnota každé barvy zobrazena jako „spektrum“ v horní části obrázku. Tolerance nebo přesnost rezistoru, vyjádřená jako procentuální hodnota plus nebo minus, je zobrazena pomocí stříbra, zlata a různých barev v dolní části obrázku.

Jsou ukázány dva odpory vzorku. Horní má hodnotu 1K, označenou hnědými a černými pruhy vlevo (reprezentující číslici 1 následovanou číslem 0) a třetím červeným pruhem (označujícím dvě další nuly). Zlaté pásmo vpravo ukazuje přesnost 5%. Nižší má hodnotu 1,05K, označenou hnědými, černými a zelenými pruhy na levé straně (reprezentující číslici 1 následovanou číslem 0 následovaným číslem 5) a čtvrtým pásmem hnědým (označujícím jednu další nulu). Hnědý pruh vpravo označuje přesnost 1%.

V extrémně starých zařízeních mohou být odpory kódovány schématem body-tip-dot, ve kterém barva těla představuje počáteční číslici, koncová barva představuje druhou číslici a tečka představuje násobitel. Číselné identity barev jsou stejné jako v aktuálním barevném schématu.

Ve všech moderních schématech, tři nebo čtyři skupiny, které ukážou hodnotu odporu jsou rozloženy blízko u sebe, zatímco větší mezera odděluje je od pásma, které ukazuje toleranci. Hodnota rezistoru by měla být čtena při držení rezistoru tak, aby skupina těsně rozložených číselných pásem byla nalevo.

Zmateně, některé odporníky mohou být nalezené kde první tři pásma definují hodnotu, používat starou třípásmovou konvenci; čtvrtý pás označuje toleranci; a pátý pás na opačném konci komponenty indikuje spolehlivost. Toto barevné schéma je však neobvyklé.

Další konvence s barevným kódováním lze nalézt ve speciálních aplikacích, jako je vojenská technika.

To je obyčejné pro průchozí-díra uhlíkové-filmové rezistory mít béžovou barvu těla, zatímco přes-díra kov-film rezistory často mají modrou barvu těla. Nicméně v relativně vzácných případech může modrá barva těla také znamenat a tavitelný odpor (navržený tak, aby vyhořel neškodně jako pojistka, pokud je přetížen), zatímco bílé tělo může indikovat a nehořlavé odpor. Při výměně těchto speciálních typů postupujte opatrně.

Některé moderní odpory mohou mít jejich hodnoty vytištěné na nich numerically. Rezistory s povrchovou montáží mají také číslice vytištěné na nich, ale jedná se o kód, nikoli o přímé zobrazení odporu. Poslední číslice označuje počet nula v hodnotě odporu, zatímco předchozí dvě nebo tři čísla definují hodnotu samotnou. Písmeno R slouží k označení desetinné tečky. Tudíž odpor 3R3 s povrchovou montáží má hodnotu 3,3 Ohmu, zatímco 330 indikuje 33 Ohmů a 332 označuje 3 300 Ohmů. Rezistor 2152 s povrchovou montáží by měl hodnotu 21 500 ohmů.

Odpor s povrchovou montáží s jedinou nulou vytištěnou na něm je a nula ohmů komponenta, která má stejnou funkci jako propojovací vodič. Používá se pro pohodlí, protože je snadno vkládán automatizovaným výrobním zařízením. Funguje pouze jako můstek mezi stopami na obvodové desce.

Když jsou hodnoty rezistoru vytištěny na papíře v schématech, špatná reprodukce může mít za následek vynechání desetinných míst nebo zavedení teček, které vypadají jako desetinná místa. Evropané se touto problematikou zabývají použitím písmene jako náhražky desetinné tečky, takže odpor 5,6K bude zobrazen jako 5K6, nebo bude odpor 3.3M zobrazen jako 3M3. Tato praxe je často používána ve Spojených státech.

Pro více informací o mikrospínačích, rockerech, posuvnících, přepínačích, DIPs, SIPs, pádlových přepínačích a dalších možnostech se podívejte na Encyklopedii elektronických součástí svazku 1 od Charlese Platta. Je to informativní, výstižný a dobře organizovaný zdroj, který je ideální pro učitele, fandy, inženýry a studenty, kteří chtějí rychlý odkaz na elektroniku.

Kup nyní!

Podíl

Zanechat Komentář