Hva er en motstand og hvorfor er den nødvendig i en elektrisk krets

Definisjon

Motstanden kommer fra den engelske “resistor” og fra den latinske “resisto”, som i oversettelse til russisk høres ut som “resist”. I russiskspråklig litteratur brukes ordet "motstand" sammen med ordet "motstand". Fra navnet er hovedoppgaven til dette elementet klart - å motstå elektrisk strøm.

Det tilhører gruppen av passive elementer, fordi som et resultat av dens drift kan strømmen bare avta, det vil si at i motsetning til aktive elementer, kan ikke passive selv forsterke signalet. Hvilken av andre Kirchhoffs lov og Ohms lov betyr at når strømmen strømmer gjennom motstanden, synker spenningen, hvis verdi er lik verdien av den strømningsstrømmen, multiplisert med motstandsverdien. Nedenfor ser du hvordan motstand er indikert på diagrammet:

Symbolet på diagrammet er lett å huske - det er et rektangel, i følge GOST 2.728-74, er dimensjonene 4x10 mm. Det er betegnelsesalternativer for motstander av forskjellige spredningskrefter.

Visninger

Klassifiseringen av motstander skjer i henhold til en rekke kriterier. Hvis vi snakker om diskrete komponenter, er de i henhold til installasjonsmetoden delt inn i:

• Produksjon. Brukes til montering gjennom et trykt kretskort. Slike elementer har konklusjoner lokalisert radialt eller aksialt. I folket kalles konklusjoner ben. Denne typen motstand ble aktivt brukt i alle gamle enheter (for 20 år og mer siden) - gamle TV-er, mottakere, generelt overalt, og nå brukes den i enkle enheter, samt hvor bruk av SMD-komponenter er vanskelig eller umulig av en eller annen grunn.
• SMD Dette er elementer som ikke har ben. Funnene for forbindelsen er plassert på overflaten av huset, noe som stikker over den. De er montert direkte på overflaten av kretskortet. Fordelen med slike motstander er enkelheten og de lave kostnadene for montering på automatiserte linjer, noe som sparer plass på kretskortet.

Utseendet til elementene av to typer du ser i figuren nedenfor:

Vi vet allerede hvordan denne komponenten ser ut, nå bør vi lære om klassifisering i henhold til produksjonsteknologi. Utgangsmotstander er:

• Viklet. Som en resistiv komponent brukes en tråd viklet på kjernen, bifilar vikling brukes for å redusere falsk induktans. Ledningen er valgt fra metall med lav motstandskoeffisient og lav resistivitet.
• Metallfilm og kompositt.Som du kanskje antar, her brukes metalllegeringsfilmer som et motstandsdyktig element.

Siden motstanden består av et resistivt materiale, kan rollen til sistnevnte være en ledning eller film med høy resistivitet. Hva det er? Materialer som:

• manganin;
• constantan;
• nichrome;
• nikkel;
• dielektrisk metall;
• metalloksider;
• karbon og andre.

SMD- eller brikkemotstander er tynnfilm og tykk film, og bruker det som motstandsdyktig materiale:

Figuren nedenfor viser hva motstanden består av:

Ved design skiller de:

• Fast. De har to konklusjoner, og du kan ikke endre motstanden - den er konstant.
• variabler Dette er potensiometre og avstemningsmotstander, hvis prinsipp er basert på bevegelsen av glidekontakten (glidebryteren) langs det resistive laget.
• Ikke-lineær. Motstanden til komponenter av denne typen endres under påvirkning av temperatur (termistorer), lysstråling (fotoresistorer), spenning (varistorer) og andre mengder.

Og også som tiltenkt - generelt og spesielt. De sistnevnte er delt inn i:

• Høy motstand (motstandsområdet er titalls megohms - TO enheter, ved driftsspenninger opp til 400V).
• Høyspenning (designet for å operere i kretsløp med spenninger opp til titalls kV).
• Høy frekvens (en funksjon ved å jobbe med høy frekvens er kravet til lave intrinsiske induktanser og kapasitanser. Slike produkter kan operere i kretsløp med en signalfrekvens på hundrevis av MHz).
• Presisjon og superpresisjon (dette er produkter med høy nøyaktighetsklasse. De har en toleranse for avvik fra den nominelle motstanden på 0,001 - 1%, mens konvensjonelle toleranser kan ha 5% og 10% eller mer).

Arbeidsprinsipp

Motstanden er installert i en elektrisk krets for å begrense strømmen som strømmer gjennom kretsen. Størrelsen på spenningen som faller på den beregnes enkelt - i henhold til Ohms lov:

U = IR

Spenningsfallet er antall volt som vises på terminalene til motstanden når strøm strømmer gjennom den. Følgelig, hvis spenningen synker over motstanden og strøm strømmer gjennom den, betyr det at en viss strøm frigjøres i den. I fysikk er det en kjent formel for å finne makt:

P = UI

Eller for å få fortgang i beregningene, er det noen ganger praktisk å bruke kraftformelen gjennom motstand:

P = u²/ R = I²R

Hvordan fungerer en motstand? Hver leder har en spesifikk intern struktur. Når en elektrisk strøm strømmer, kolliderer elektroner (ladningsbærere) med forskjellige inhomogeniteter i strukturen av materie og mister energi, frigjøres den i form av varme. Hvis det er vanskelig for deg å forstå, så kan prinsippet om motstand i enkle ord sies slik:

Dette er en verdi som viser hvor vanskelig det er for en elektrisk strøm å strømme gjennom et stoff. Det avhenger av stoffet selv - dets resistivitet.

Hvor: p er resistiviteten, l er lengden på lederen, S er tverrsnittsområdet.

Viktige funksjoner

For å velge riktig motstand er det viktig å vite hvilke egenskaper du trenger å se på når du velger. De viktigste parametrene inkluderer:

1. Nominell motstand
2. Maksimal spredning.
3. Toleranse eller nøyaktighetsklasse. Det kommer an på hvor mye prosent motstanden til deler fra denne klassen kan avvike fra den deklarerte.

I de fleste tilfeller er denne informasjonen tilstrekkelig. Nybegynnere glemmer ofte motstandens tillatte kraft, og de brenner ut.Du kan beregne hvor mange watt som er allokert til motstanden ved å bruke formelen som er spesifisert i forrige del av artikkelen. Kjøp motstander med en effektmargin på 20-30%, mer er bedre, mindre er ikke nødvendig!

Hvor og for hva som blir brukt

Vi har allerede vurdert at motstanden er designet for å begrense strømmen i kretsen, nå skal vi se på flere praktiske eksempler der motstanden brukes i elektroteknikk.

Det første bruksområdet er strømbegrensning, for eksempel for å slå på LED. Prinsippet for drift og beregning av en slik krets er at den nominelle driftsspenningen til LED trekkes fra spenningen til strømkilden, summen blir delt med den nominelle (eller ønskede) strømmen gjennom LED. Som et resultat får du graderingen av den begrensende motstanden.

R_troll= (U_{strømforsyning}-U_nødvendig) / I_rangert

Den andre er spenningsdeleren. Her blir utgangsspenningen beregnet med formelen:

U_O= U_Rin(R2 / R1 + R2)

Motstanden har også funnet anvendelse for innstilling av strømmen for transistorer. I hovedsak er den samme begrenserkretsen omtalt ovenfor.

Til slutt anbefaler vi å se en nyttig video om artikkelen:

Vi undersøkte hva som er motstandene, deres formål og driftsprinsipp. Dette er et viktig element for å starte studiet av elektroteknikk. For å beregne kretsløpene med ham, bruker de Ohms lov og aktiv kraft, og i høyfrekvente kretsløp er det også tatt hensyn til reaktive parametere - bortkommen kapasitans og induktans. Vi håper informasjonen som ble gitt var nyttig og interessant for deg!

Relaterte materialer:

• Hvordan avhenger motstanden til en leder av temperaturen
• Motstandsmarkering etter kraft og motstand
• Hvordan lodde radiokomponenter fra brett