Wat is een weerstand en waarom is deze nodig in een elektrisch circuit

Definitie

De weerstand komt van de Engelse "weerstand" en van het Latijnse "resisto", die in vertaling in het Russisch klinkt als "resist". In de Russischtalige literatuur wordt het woord "weerstand" samen met het woord "weerstand" gebruikt. Uit de naam is de hoofdtaak van dit element duidelijk - weerstand bieden aan elektrische stroom.

Het behoort tot de groep van passieve elementen, omdat als gevolg van zijn werking de stroom alleen kan afnemen, dat wil zeggen, in tegenstelling tot actieve elementen, kunnen alleen passieve elementen het signaal niet versterken. Welke van de tweede De wet van Kirchhoff en De wet van Ohm betekent dat wanneer de stroom door de weerstand stroomt, de spanning daalt, waarvan de waarde gelijk is aan de waarde van de stromende stroom, vermenigvuldigd met de weerstandswaarde. Hieronder ziet u hoe weerstand wordt aangegeven op het diagram:

Het symbool op het diagram is gemakkelijk te onthouden - het is een rechthoek, volgens GOST 2.728-74, de afmetingen zijn 4x10 mm. Er zijn aanduidingsopties voor weerstanden met verschillende dissipatiekrachten.

Soorten

De classificatie van weerstanden gebeurt volgens een aantal criteria. Als we het hebben over afzonderlijke componenten, zijn ze volgens de installatiemethode onderverdeeld in:

• Uitvoer. Gebruikt voor montage via een printplaat. Dergelijke elementen hebben conclusies radiaal of axiaal gelegen. In de mensen worden conclusies benen genoemd. Dit type weerstand werd actief gebruikt in alle oude apparaten (20 en meer jaar geleden) - oude tv's, ontvangers, in het algemeen overal, en nu wordt het gebruikt in eenvoudige apparaten, evenals waar het gebruik van SMD-componenten om de een of andere reden moeilijk of onmogelijk is.
• SMD Dit zijn elementen die geen poten hebben. De bevindingen voor de verbinding bevinden zich op het oppervlak van de behuizing en steken er iets boven uit. Ze zijn direct op het oppervlak van de printplaat gemonteerd. Het voordeel van dergelijke weerstanden is de eenvoud en de lage montagekosten op geautomatiseerde lijnen, waardoor ruimte wordt bespaard op de printplaat.

Het uiterlijk van de elementen van twee typen ziet u in de onderstaande afbeelding:

We weten al hoe dit onderdeel eruit ziet, nu moeten we meer leren over de classificatie volgens productietechnologie. Uitgangsweerstanden zijn:

• Draadgewonden. Als resistieve component wordt een op de kern gewikkelde draad gebruikt, bifilaire wikkeling wordt gebruikt om valse inductie te verminderen. De draad is gekozen uit een metaal met een lage temperatuurcoëfficiënt en een lage soortelijke weerstand.
• Metaalfilm en composiet.Zoals je zou kunnen raden, worden hier films van metaallegeringen gebruikt als een resistief element.

Aangezien de weerstand bestaat uit een resistief materiaal, kan de rol van laatstgenoemde een draad of film zijn met een hoge soortelijke weerstand. Wat is dit Materialen zoals:

• manganine;
• constantan;
• nichrome;
• nikkel;
• metalen diëlektrica;
• metaaloxiden;
• koolstof en anderen.

SMD- of chipweerstanden zijn dunne film en dikke film, met als resistief materiaal:

Onderstaande figuur laat zien waar de weerstand uit bestaat:

Door ontwerp onderscheiden ze:

• Permanent. Ze hebben twee conclusies en u kunt de weerstand niet veranderen - deze is constant.
• Variabelen Dit zijn potentiometers en afstemweerstanden, waarvan het principe is gebaseerd op de beweging van het schuifcontact (schuif) langs de resistieve laag.
• Niet-lineair. De weerstand van componenten van dit type verandert onder invloed van temperatuur (thermistors), lichtstraling (fotoresistors), spanning (varistoren) en andere hoeveelheden.

En ook zoals bedoeld - algemeen en speciaal. Deze laatste zijn onderverdeeld in:

• Hoge weerstand (het weerstandsbereik is tientallen megohms - TO-eenheden, bij bedrijfsspanningen tot 400V).
• Hoogspanning (ontworpen om te werken in circuits met spanningen tot tientallen kV).
• Hoge frequentie (een kenmerk van werken met hoge frequentie is de vereiste voor lage intrinsieke inductanties en capaciteiten. Dergelijke producten kunnen werken in circuits met een signaalfrequentie van honderden MHz).
• Precisie en superprecisie (dit zijn producten met een hoge nauwkeurigheidsklasse. Ze hebben een tolerantie voor afwijking van de nominale weerstand van 0,001 - 1%, terwijl conventionele toleranties 5% en 10% of meer kunnen hebben).

Werkend principe

De weerstand is geïnstalleerd in een elektrisch circuit om de stroom door het circuit te beperken. De grootte van de spanning die erop valt, wordt eenvoudig berekend - volgens de wet van Ohm:

U = IR

De spanningsval is het aantal volt dat op de klemmen van de weerstand verschijnt wanneer er stroom doorheen stroomt. Als de spanning over de weerstand daalt en er stroom doorheen stroomt, betekent dit dat er een bepaald vermogen in wordt vrijgegeven. In de natuurkunde is er een bekende formule om kracht te vinden:

P = UI

Of om de berekeningen te versnellen, is het soms handig om de krachtformule te gebruiken door middel van weerstand:

P = u²/ R = ik²R

Hoe werkt een weerstand? Elke geleider heeft een specifieke interne structuur. Wanneer een elektrische stroom vloeit, botsen elektronen (ladingsdragers) met verschillende inhomogeniteiten van de structuur van materie en verliezen energie, deze komt vrij in de vorm van warmte. Als je het moeilijk kunt begrijpen, dan kan het principe van weerstand in simpele woorden als volgt worden gezegd:

Dit is een waarde die laat zien hoe moeilijk het is dat een elektrische stroom door een stof stroomt. Het hangt af van de stof zelf - zijn soortelijke weerstand.

Waar: p is de soortelijke weerstand, l is de lengte van de geleider, S is het dwarsdoorsnedeoppervlak.

Belangrijkste kenmerken

Om de juiste weerstand te kiezen, is het belangrijk om te weten naar welke kenmerken je moet kijken bij het kiezen. De belangrijkste parameters zijn:

1. Nominale weerstand
2. Maximaal vermogensverlies.
3. Tolerantie- of nauwkeurigheidsklasse. Het hangt af van hoeveel procent de weerstand van onderdelen uit deze klasse kan verschillen van de aangegeven.

In de meeste gevallen is deze informatie voldoende. Beginners vergeten vaak het toegestane vermogen van de weerstand en ze branden door.U kunt berekenen hoeveel watt aan de weerstand wordt toegewezen met de formule die is gespecificeerd in het vorige gedeelte van het artikel. Koop weerstanden met een vermogensmarge van 20-30%, meer is beter, minder is niet nodig!

Waar en voor wat wordt toegepast

We dachten al dat de weerstand is ontworpen om de stroom in het circuit te beperken, nu zullen we verschillende praktische voorbeelden bekijken waarin de weerstand wordt gebruikt in de elektrotechniek.

Het eerste toepassingsgebied is stroombeperking, bijvoorbeeld voor het voeden van leds. Het principe van de werking en berekening van een dergelijk circuit is dat de nominale bedrijfsspanning van de LED wordt afgetrokken van de spanning van de stroombron, de som wordt gedeeld door de nominale (of gewenste) stroom door de LED. Als resultaat krijg je de beoordeling van de beperkende weerstand.

R_boeman= (U_voeding-U_vereist) / Ik_beoordeeld

De tweede is de spanningsdeler. Hier wordt de uitgangsspanning berekend met de formule:

U_uit= U_in(R2 / R1 + R2)

Ook heeft de weerstand toepassing gevonden voor het instellen van de stroom voor transistors. In wezen hetzelfde limitercircuit dat hierboven is besproken.

Ten slotte raden we aan om een ​​nuttige video over het onderwerp van het artikel te bekijken:

We hebben onderzocht wat de weerstanden zijn, hun doel en werkingsprincipe. Dit is een belangrijk element om de studie van elektrotechniek te beginnen. Om de circuits met hem te berekenen, gebruiken ze de wet van Ohm en het actieve vermogen, en in hoogfrequente circuits worden ook reactieve parameters - strooicapaciteit en inductantie - in aanmerking genomen. We hopen dat de verstrekte informatie nuttig en interessant voor je was!

Gerelateerde materialen:

• Hoe hangt de weerstand van een geleider af van temperatuur
• Weerstandsmarkering door vermogen en weerstand
• Hoe radiocomponenten van borden te solderen