Direnç nedir ve neden bir elektrik devresinde gereklidir?

Tanım

Direnç İngilizce “direnç” ten ve Rusça “çevirmek” gibi seslere çeviri yapan Latince “direnç” ten gelir. Rus edebiyatında "direnç" kelimesi, "direnç" kelimesi ile birlikte kullanılmaktadır. Adından, bu elemanın ana görevi açıktır - elektrik akımına direnmek.

Pasif elemanlar grubuna aittir, çünkü çalışmasının bir sonucu olarak akım sadece azalabilir, yani aktif elemanların aksine, pasif olanlar sadece sinyali yükseltemez. İkincisi hangisi Kirchhoff Yasası ve Ohm Kanunu akım direnç üzerinden aktığında, değeri akan akımın değerine eşit olan gerilimin direnç değeri ile çarpıldığı anlamına gelir. Aşağıda direncin diyagramda nasıl gösterildiğini görüyorsunuz:

Diyagramdaki sembolün hatırlanması kolaydır - GOST 2.728-74'e göre bir dikdörtgen, boyutları 4x10 mm'dir. Farklı dağıtım güçlerine sahip dirençler için tanımlama seçenekleri vardır.

Görüntüleme

Dirençlerin sınıflandırılması bir dizi kritere göre gerçekleşir. Ayrık bileşenler hakkında konuşursak, kurulum yöntemine göre bunlar ayrılır:

• Çıktı. Baskılı devre kartı üzerinden montaj için kullanılır. Bu tür unsurların radyal veya eksenel olarak yerleştirilmiş sonuçları vardır. İnsanlarda, sonuçlara bacaklar denir. Bu tip direnç, tüm eski cihazlarda (20 ve daha fazla yıl önce) aktif olarak kullanıldı - eski TV'ler, alıcılar, genellikle her yerde ve şimdi basit cihazlarda ve ayrıca SMD bileşenlerinin kullanılmasının bir nedenden dolayı zor veya imkansız olduğu yerlerde kullanılmaktadır.
• SMD Bunlar bacakları olmayan elementlerdir. Bağlantıya ilişkin bulgular, gövdenin yüzeyinde, hafifçe çıkıntılı olarak bulunur. Doğrudan devre kartının yüzeyine monte edilirler. Bu tür dirençlerin avantajı, otomatik hatlar üzerindeki montaj kolaylığı ve düşük maliyettir, böylece baskılı devre kartında yerden tasarruf sağlar.

Aşağıdaki şekilde gördüğünüz iki tür öğenin görünümü:

Bu bileşenin neye benzediğini zaten biliyoruz, şimdi üretim teknolojisine göre sınıflandırmayı öğrenmeliyiz. Çıkış dirençleri:

• Tek sargılı. Dirençli bir bileşen olarak, çekirdek üzerine bir tel sargısı kullanılır, sahte endüktansı azaltmak için bifilar sargı kullanılır. Tel, düşük sıcaklık dayanımı katsayısı ve düşük özdirençli bir metalden seçilir.
• Metal film ve kompozit.Tahmin edebileceğiniz gibi, burada metal alaşımlı filmler dirençli bir eleman olarak kullanılır.

Direnç, dirençli bir malzemeden oluştuğu için, ikincisinin rolü, yüksek dirençli bir tel veya film olabilir. Ne olduğunu? Gibi malzemeler:

• manganin;
• konstantan;
• nikrom;
• nikel;
• metal dielektrikler;
• metal oksitler;
• karbon ve diğerleri.

SMD veya çip dirençleri, dirençli malzeme olarak kullanılan ince film ve kalın filmdir:

Aşağıdaki şekil, direncin nelerden oluştuğunu göstermektedir:

Tasarım gereği, ayırt ederler:

• Kalıcı. İki sonucu var ve direnci değiştiremezsiniz - bu sabittir.
• Değişkenler Bunlar, potansiyometreler ve ayar dirençleridir; prensibi, direnç tabakası boyunca kayan temasın (kaydırıcının) hareketine dayanır.
• Doğrusal olmayan. Bu tip bileşenlerin direnci, sıcaklık (termistörler), ışık radyasyonu (fotodirençler), voltaj (varistörler) ve diğer miktarlar.

Ve ayrıca amaçlandığı gibi - genel ve özel. İkincisi ayrılır:

• Yüksek direnç (direnç aralığı onlarca megaohm - ohm birimleri, 400V'a kadar çalışma gerilimlerinde).
• Yüksek voltaj (onlarca kV'a kadar gerilime sahip devrelerde çalışmak için tasarlanmıştır).
• Yüksek frekans (yüksek frekansta çalışmanın bir özelliği, düşük iç indüktanslar ve kapasiteler için gereksinimdir. Bu tür ürünler, yüzlerce MHz'lik sinyal frekansına sahip devrelerde çalışabilir).
• Hassasiyet ve süper hassasiyet (bunlar yüksek doğruluk sınıfına sahip ürünlerdir. Nominal dirençten% 0,001 - 1 sapma toleransına sahipken, geleneksel toleranslar% 5 ve% 10 veya daha fazla olabilir).

Çalışma prensibi

Direnç, devreden akan akımı sınırlamak için bir elektrik devresine monte edilir. Üzerine düşen voltajın büyüklüğü basitçe hesaplanır - Ohm yasasına göre:

U = IR

Voltaj düşüşü, akım içinden geçtiğinde direncin terminallerinde görünen Volt sayısıdır. Buna göre, voltaj direnç üzerinden düşerse ve içinden akım akarsa, içine belirli bir güç salındığı anlamına gelir. Fizikte, güç bulmak için iyi bilinen bir formül vardır:

P = Kullanıcı Arayüzü

Veya hesaplamaları hızlandırmak için bazen güç formülünü dirençle kullanmak uygundur:

P = u²/ R = I²R,

Direnç nasıl çalışır? Her iletkenin kendine özgü bir iç yapısı vardır. Bir elektrik akımı aktığında, elektronlar (şarj taşıyıcıları) maddenin yapısının çeşitli homojen olmayanlarıyla çarpışır ve enerji kaybeder, ısı şeklinde salınır. Anlamanız zorsa, basit kelimelerle direnç ilkesi şöyle söylenebilir:

Bu, bir elektrik akımının bir maddeden akmasının ne kadar zor olduğunu gösteren bir değerdir. Maddenin kendisine - direncine - bağlıdır.

Nerede: p - özdirenç, l - iletken uzunluğu, S - kesit alanı.

Temel özellikleri

Doğru direnci seçmek için, seçim yaparken hangi özelliklere bakmanız gerektiğini bilmek önemlidir. Ana parametreleri şunları içerir:

1. Nominal direnç
2. Maksimum güç kaybı.
3. Tolerans veya doğruluk sınıfı. Bu sınıftaki parçaların direncinin yüzde ne kadarının beyan edileninkinden farklı olabileceğine bağlıdır.

Çoğu durumda, bu bilgi yeterlidir. Yeni başlayanlar genellikle direncin izin verilen gücünü unuturlar ve yanarlar.Makalenin önceki bölümünde belirtilen formülü kullanarak dirence kaç watt ayrıldığını hesaplayabilirsiniz. % 20-30 güç marjına sahip dirençler satın alın, daha iyi, daha az gerekli değil!

Nerede ve ne için uygulanır?

Direncin devredeki akımı sınırlamak için tasarlandığını düşünmüştük, şimdi direncin elektrik mühendisliğinde kullanıldığı birkaç pratik örneğe bakacağız.

İlk uygulama alanı, örneğin güç LED'leri için akım sınırlamasıdır. Böyle bir devrenin çalışması ve hesaplanması prensibi, LED'in nominal çalışma voltajının güç kaynağının voltajından çıkarılması, toplamın LED boyunca nominal (veya istenen) akıma bölünmesidir. Sonuç olarak, sınırlayıcı direncin derecesini alırsınız.

R,_canavar= (U_{güç kaynağı}-U_gereklidir) / BEN_nominal

İkincisi voltaj bölücüdür. Burada çıkış voltajı aşağıdaki formülle hesaplanır:

U_dışarı= U_içinde(R2 / R1 + R2)

Ayrıca, direnç transistörlerin akımını ayarlamak için uygulama bulmuştur. Özünde, aynı sınırlayıcı devre yukarıda tartışılmıştır.

Son olarak, makalenin konusuyla ilgili faydalı bir video izlemenizi öneririz:

Dirençlerin neler olduğunu, amaçlarını ve çalışma prensibini inceledik. Bu, elektrik mühendisliği çalışmalarına başlamak için önemli bir unsurdur. Onunla devreleri hesaplamak için Ohm yasasını ve aktif gücü kullanırlar ve yüksek frekanslı devrelerde reaktif parametreler - başıboş kapasitans ve endüktans - da dikkate alınır. Sağlanan bilgilerin sizin için yararlı ve ilginç olduğunu umuyoruz!

İlgili malzemeler:

• Bir iletkenin direnci sıcaklığa nasıl bağlıdır?
• Güç ve dirençle direnç işareti
• Radyo bileşenlerini panolardan nasıl lehimleyin