Hvad er en modstand, og hvorfor er det nødvendigt i et elektrisk kredsløb

definition

Modstanden kommer fra den engelske “resistor” og fra den latinske “resisto”, der i oversættelse til russisk lyder som “resist”. I russisk-sproglig litteratur bruges ordet "modstand" sammen med ordet "modstand". Fra navnet er hovedelementet for dette element klart - at modstå elektrisk strøm.

Det hører til gruppen af ​​passive elementer, fordi som et resultat af dens funktion kan strømmen kun aftage, det vil sige, at i modsætning til aktive elementer, kan passive selv ikke forstærke signalet. Hvilket af det andet Kirchhoffs lov og Ohms lov betyder, at når strømmen flyder gennem modstanden, falder spændingen, hvis værdi er lig med værdien af ​​den strømende strøm, ganget med modstandsværdien. Nedenfor kan du se, hvordan modstand er indikeret på diagrammet:

Symbolet på diagrammet er let at huske - det er et rektangel, ifølge GOST 2.728-74, dets dimensioner er 4x10 mm. Der er betegnelsesmuligheder for modstande med forskellige spredningskræfter.

typer

Klassificering af modstande sker i henhold til et antal kriterier. Hvis vi taler om diskrete komponenter, er de i henhold til installationsmetoden opdelt i:

• Outlet. Bruges til montering gennem et printkort. Sådanne elementer har konklusioner placeret radialt eller aksialt. I folket kaldes konklusioner ben. Denne type modstand blev aktivt brugt i alle gamle enheder (for 20 år og mere siden) - gamle tv'er, modtagere generelt overalt, og nu bruges den i enkle enheder såvel som hvor brugen af ​​SMD-komponenter er vanskelig eller umulig af en eller anden grund.
• SMD. Dette er elementer, der ikke har ben. Resultaterne af forbindelsen er placeret på overfladen af ​​huset og stikker let ud over det. De monteres direkte på kredsløbets overflade. Fordelen ved sådanne modstande er enkelheden og de lave omkostninger ved montering på automatiske linjer, hvilket sparer plads på det trykte kredsløbskort.

Utseendet til elementerne af to typer, som du ser i figuren herunder:

Vi ved allerede, hvordan denne komponent ser ud, nu skal vi lære om klassificeringen i henhold til produktionsteknologi. Outputmodstande er:

• Wire. Som en modstandsdygtig komponent bruges en tråd viklet på kernen, bifilar vikling bruges til at reducere falsk induktans. Tråden er valgt fra et metal med en lav temperaturskoefficient af modstand og lav modstand.
• Metal film og komposit.Som du måske gætter, bruges metallegeringsfilm her som et resistivt element.

Da modstanden består af et resistivt materiale, kan sidstnævnte rolle være en tråd eller film med en høj modstand. Hvad er dette? Materialer som:

• Manganinmålere;
• konstartantraad;
• nikkelchrom;
• nickeline;
• dielektrik af metal;
• metaloxider;
• kulstof og andre.

SMD- eller chipmodstande er tyndfilm og tykfilm, der bruges som modstandsdygtigt materiale:

Figuren nedenfor viser, hvad modstanden består af:

Ved design skelner de:

• Permanent. De har to konklusioner, og du kan ikke ændre modstanden - den er konstant.
• Variabler. Dette er potentiometre og indstillingsmodstande, hvis princip er baseret på bevægelsen af ​​glidekontakten (skyderen) langs det resistive lag.
• Nonlinear. Modstanden for komponenter af denne type ændres under påvirkning af temperatur (termistorer), lysstråling (fotoresistorer), spænding (varistorer) og andre mængder.

Og også som bestemt - generelt og specielt. Sidstnævnte er opdelt i:

• Høj modstand (modstandsområdet er snesevis af megohms - TO-enheder ved driftsspændinger op til 400V).
• Højspænding (designet til at arbejde i kredsløb med spændinger op til titalls kV).
• Højfrekvens (en funktion ved at arbejde med høj frekvens er kravet til lave intrinsiske induktanser og kapaciteter. Sådanne produkter kan fungere i kredsløb med en signalfrekvens på hundreder af MHz).
• Præcision og superpræcision (dette er produkter med en høj nøjagtighedsklasse. De har en tolerance for afvigelse fra den nominelle modstand på 0,001 - 1%, mens konventionelle tolerancer kan have 5% og 10% eller mere).

Arbejdsprincip

Modstanden er installeret i et elektrisk kredsløb for at begrænse strømmen, der strømmer gennem kredsløbet. Størrelsen af ​​den spænding, der falder på den, beregnes ganske enkelt - i henhold til Ohms lov:

U = IR

Spændingsfaldet er antallet af volt, der vises på klemmene på modstanden, når strømmen strømmer gennem den. Følgelig, hvis spændingen falder over modstanden, og strømmen strømmer gennem den, betyder det, at en vis strøm frigøres i den. I fysik er der en velkendt formel til at finde magt:

P = UI

Eller for at fremskynde beregningerne er det undertiden praktisk at bruge kraftformlen gennem modstand:

P = u²/ R = I²R

Hvordan fungerer en modstand? Hver leder har en bestemt intern struktur. Når en elektrisk strøm strømmer, kolliderer elektroner (ladningsbærere) med forskellige inhomogeniteter i stofets struktur og mister energi, frigives det i form af varme. Hvis det er svært for dig at forstå, så kan princippet om modstand i enkle ord siges sådan:

Dette er en værdi, der viser, hvor vanskeligt det er for en elektrisk strøm at strømme gennem et stof. Det afhænger af selve stoffet - dets resistivitet.

Hvor: p er resistiviteten, l er lederens længde, S er tværsnitsområdet.

Nøglefunktioner

For at vælge den rigtige modstand er det vigtigt at vide, hvilke egenskaber du skal se på, når du vælger. Dets vigtigste parametre inkluderer:

1. Nominel modstand
2. Maksimal effektafledning.
3. Tolerance eller nøjagtighedsklasse. Det afhænger af, hvor meget procentdel modstanden for dele fra denne klasse kan afvige fra den deklarerede.

I de fleste tilfælde er disse oplysninger tilstrækkelige. Begyndere glemmer ofte modstandens tilladte kraft, og de brænder ud.Du kan beregne, hvor mange watt der er allokeret til modstanden ved hjælp af den formel, der er angivet i artiklen forrige. Køb modstande med en effektmargin på 20-30%, mere er bedre, mindre er ikke nødvendigt!

Hvor og for hvad der anvendes

Vi har allerede overvejet, at modstanden er designet til at begrænse strømmen i kredsløbet, nu vil vi se på flere praktiske eksempler, hvor modstanden bruges i elektroteknik.

Det første anvendelsesområde er strømbegrænsning, for eksempel til at tænde LED'er. Princippet for drift og beregning af et sådant kredsløb er, at LED's nominelle driftsspænding trækkes fra strømkildens spænding, summen divideres med den nominelle (eller ønskede) strøm gennem LED'en. Som et resultat får du bedømmelsen af ​​den begrænsende modstand.

R_trold= (U_{strømforsyning}-U_påkrævet) / I_bedømt

Den anden er spændingsdeleren. Her beregnes udgangsspændingen ved hjælp af formlen:

U_O= U_Rin(R2 / R1 + R2)

Modstanden har også fundet anvendelse til indstilling af strømmen for transistorer. I det væsentlige er det samme begrænserkredsløb diskuteret ovenfor.

Endelig anbefaler vi, at du ser en nyttig video om artiklets emne:

Vi undersøgte, hvad der er modstanderne, deres formål og driftsprincip. Dette er et vigtigt element, hvorfra man kan begynde studiet af elektroteknik. For at beregne kredsløbene med ham bruger de Ohms lov og aktiv effekt, og i højfrekvente kredsløb er der også taget højde for reaktive parametre - omstrebende kapacitans og induktans. Vi håber, at de givne oplysninger var nyttige og interessante for dig!

Relaterede materialer:

• Hvordan afhænger lederens modstand af temperaturen
• Modstandsmærkning efter kraft og modstand
• Sådan loddes radiokomponenter fra tavler