Mikä on vastus ja miksi sitä tarvitaan sähköpiirissä

määritelmä

Vastus tulee englanniksi “resistor” ja latinaksi “resisto”, jotka käännöksessä venäjäksi kuulostavat “resist”. Venäläisessä kirjallisuudessa käytetään sanaa "vastus" sanan "vastus" kanssa. Nimen mukaan tämän elementin päätehtävä on selvä - vastustaa sähkövirtaa.

Se kuuluu passiivisten elementtien ryhmään, koska sen toiminnan seurauksena virta voi vain vähentyä, toisin sanoen toisin kuin aktiiviset elementit, passiiviset elementit eivät itse voi vahvistaa signaalia. Mikä toisesta Kirchhoffin laki ja Ohmin laki tarkoittaa, että kun virta virtaa vastuksen läpi, jännite putoaa, jonka arvo on yhtä suuri kuin virtaavan virran arvo kerrottuna vastusarvolla. Alla näet kuinka vastus näkyy kaaviossa:

Kaavion symboli on helppo muistaa - se on suorakulmio, GOST 2.728-74: n mukaan, sen mitat ovat 4x10 mm. Eri hajoamistehoilla oleville vastuksille on nimitysvaihtoehtoja.

tyypit

Vastuksien luokittelu tapahtuu useiden kriteerien perusteella. Jos puhumme erillisistä komponenteista, niin ne jaetaan asennustavan mukaan seuraaviin:

• Outlet. Käytetään asennettavaksi piirilevyn kautta. Tällaisilla elementeillä on johtopäätökset, jotka sijaitsevat säteittäisesti tai aksiaalisesti. Ihmisissä päätelmiä kutsutaan jaloiksi. Tämän tyyppistä vastusta käytettiin aktiivisesti kaikissa vanhoissa laitteissa (yli 20 vuotta sitten) - vanhoissa televisioissa, vastaanottimissa, yleensä kaikkialla, ja nyt sitä käytetään yksinkertaisissa laitteissa, samoin kuin tilanteissa, joissa SMD-komponenttien käyttö on vaikeaa tai jostain syystä mahdotonta.
• SMD. Nämä ovat elementtejä, joilla ei ole jaloja. Liitoksen löytöt sijaitsevat kotelon pinnalla, ulkonevat hiukan sen yläpuolella. Ne on asennettu suoraan piirilevyn pinnalle. Tällaisten vastuksien etuna on automatisoitujen linjojen kokoamisen yksinkertaisuus ja alhaiset kustannukset, mikä säästää tilaa piirilevylle.

Alla olevassa kuvassa näkyvien kahden tyyppisten elementtien ulkonäkö:

Tiedämme jo, miltä tämä komponentti näyttää, nyt meidän pitäisi oppia luokittelu valmistustekniikan mukaan. Lähtövastukset ovat:

• Lanka. Vastuksellisena komponenttina käytetään langan haavaa ytimessä, kaksijakoista käämiä käytetään väärin induktanssin vähentämiseksi. Lanka valitaan metallista, jolla on alhainen lämpötilavastuskerroin ja pieni vastus.
• Metallikalvo ja komposiitti.Kuten saatat arvata, tässä metalliseoskalvoja käytetään vastuselimenä.

Koska vastus koostuu resistiivisestä materiaalista, jälkimmäisen rooli voi olla lanka tai kalvo, jolla on korkea vastus. Mikä tämä on? Materiaalit kuten:

• Manganiini;
• konstantaania;
• Nichrome;
• nikkoliitti;
• dielektriset metallit;
• metallioksidit;
• hiili ja muut.

SMD- tai siruvastukset ovat ohutkalvoisia ja paksukalvoisia, käytettäessä vastusmateriaalina:

Alla oleva kuva osoittaa, mistä vastus koostuu:

Suunnittelun perusteella ne erottavat:

• Pysyvä. Heillä on kaksi johtopäätöstä, etkä voi muuttaa vastustusta - se on vakio.
• Muuttujia. Nämä ovat potentiometrit ja viritysvastukset, joiden periaate perustuu liukukoskettimen (liukusäätimen) liikkumiseen resistiivistä kerrosta pitkin.
• Epälineaarinen. Tämän tyyppisten komponenttien vastus muuttuu lämpötilan (termistorit), valonsäteilyn (valorestorit), jännitteen (varistorit) ja muut määrät.

Ja myös suunnitellulla tavalla - yleinen ja erityinen. Viimeksi mainitut jaetaan:

• Korkea vastus (vastusalue on kymmeniä megaohmeja - TO-yksiköitä, käyttöjännitteellä jopa 400 V)
• Korkeajännite (suunniteltu toimimaan piireissä, joiden jännite on enintään kymmeniä kV).
• Suuri taajuus (korkealla taajuudella työskentelemisen ominaisuus on vaatimus pienistä sisäisistä induktansseista ja kapasitansseista. Tällaiset tuotteet voivat toimia piireissä, joiden signaalitaajuus on satoja MHz).
• Tarkkuus ja supertarkkuus (nämä ovat tuotteita, joilla on korkea tarkkuusluokka. Niiden toleranssi toleranssi nimellisvastuksesta on 0,001 - 1%, kun taas tavanomaiset toleranssit voivat olla 5% ja 10% tai enemmän).

Toimintaperiaate

Vastus on asennettu sähköpiiriin rajoittamaan virtausta, joka virtaa piirin läpi. Siihen laskevan jännitteen suuruus lasketaan yksinkertaisesti - Ohmin lain mukaan:

U = IR

Jännitteen pudotus on niiden volttien lukumäärä, jotka ilmestyvät vastuksen napoihin, kun virta virtaa sen läpi. Vastaavasti, jos jännite putoaa vastuksen yli ja virta virtaa sen läpi, se tarkoittaa, että tietty teho vapautuu siihen. Fysiikassa on tunnettu kaava voiman löytämiseksi:

P = UI

Tai nopeuttaaksesi laskelmia, on joskus kätevää käyttää tehokaavaa vastuksen kautta:

P = u²/ R = I²R

Kuinka vastus toimii? Jokaisella johtimella on erityinen sisäinen rakenne. Kun sähkövirta virtaa, elektronit (varauskantoaallot) törmäävät erilaisten epähomogeenisuuksien kanssa aineen rakenteessa ja menettävät energiaa, se vapautuu lämmön muodossa. Jos sinun on vaikea ymmärtää, niin yksinkertaisen sanan vastusperiaate voidaan sanoa seuraavasti:

Tämä on arvo, joka osoittaa, kuinka vaikeaa sähkövirran on virtata aineen läpi. Se riippuu itse aineesta - sen resistiivisyydestä.

Missä: p on resistiivisyys, l on johtimen pituus, S on poikkileikkauspinta-ala.

Tärkeimmät ominaisuudet

Oikean vastuksen valitsemiseksi on tärkeää tietää, mitä ominaisuuksia sinun on tarkasteltava valittaessa. Sen tärkeimmät parametrit ovat:

1. Nimellinen vastus
2. Suurin tehonhukka.
3. Toleranssi tai tarkkuusluokka. Se riippuu siitä, kuinka monta prosenttia tämän luokan osien vastus voi poiketa ilmoitetusta.

Useimmissa tapauksissa nämä tiedot ovat riittäviä. Aloittelijat unohtavat usein vastuksen sallitun tehon, ja ne palavat loppuun.Voit laskea kuinka monta wattia vastuulle on allokoitu käyttämällä artikkelin edellisessä osassa määritettyä kaavaa. Osta vastuksia, joiden tehomarginaali on 20-30%, enemmän on parempia, vähemmän ei tarvita!

Missä ja mitä sovelletaan

Ajattelimme jo, että vastus on suunniteltu rajoittamaan virtaa piirissä, nyt tarkastelemme useita käytännön esimerkkejä, joissa vastusta käytetään sähkötekniikassa.

Ensimmäinen sovellusalue on virranrajoitus esimerkiksi LEDien virran kytkemiseksi. Tällaisen piirin toimintaperiaate ja laskentaperiaate on, että LEDin nimellinen käyttöjännite vähennetään virtalähteen jännitteestä, summa jaetaan nimellisvirralla (tai halutulla) LEDin läpi. Seurauksena on, että saat rajoittavan vastusluokituksen.

R_hirviö= (U_virtalähde-U_tarvitaan) / Minä_mitoitettu

Toinen on jännitteenjakaja. Tässä lähtöjännite lasketaan kaavalla:

U_O= U_Rin(R2 / R1 + R2)

Lisäksi vastus on löytänyt sovelluksen virran asettamiseen transistoreille. Pohjimmiltaan sama rajoitinpiiri, josta keskusteltiin edellä.

Lopuksi suosittelemme katsomaan hyödyllistä videota artikkelin aiheesta:

Tutkimme, mitkä ovat vastukset, niiden tarkoitus ja toimintaperiaate. Tämä on tärkeä osa sähkötekniikan tutkimuksen aloittamista. Hänen piirien laskemiseksi he käyttävät Ohmin lakia ja aktiivista tehoa, ja korkeataajuuspiireissä otetaan huomioon myös reaktiiviset parametrit - hajakapasitanssi ja induktanssi. Toivomme annettujen tietojen olevan hyödyllisiä ja mielenkiintoisia sinulle!

Aiheeseen liittyvät materiaalit:

• Kuinka johtimen vastus riippuu lämpötilasta
• Vastuksen merkintä voimalla ja vastuksella
• Radiokomponenttien juottaminen levyistä