Τι είναι μια αντίσταση και γιατί χρειάζεται σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα

Ορισμός

Η αντίσταση προέρχεται από το αγγλικό «αντίσταση» και από το λατινικό «αντίσταση», το οποίο σε μετάφραση στα ρωσικά ακούγεται σαν «αντίσταση». Στη ρωσική λογοτεχνία, η λέξη "αντίσταση" χρησιμοποιείται μαζί με τη λέξη "αντίσταση". Από το όνομα, το κύριο καθήκον αυτού του στοιχείου είναι ξεκάθαρο - να αντισταθεί στο ηλεκτρικό ρεύμα.

Ανήκει στην ομάδα των παθητικών στοιχείων, επειδή ως αποτέλεσμα της λειτουργίας του, το ρεύμα μπορεί να μειωθεί μόνο, δηλαδή, σε αντίθεση με τα ενεργά στοιχεία, τα παθητικά δεν μπορούν να ενισχύσουν το σήμα. Ποιο από το δεύτερο Ο νόμος του Kirchhoff και Ο νόμος του Ωμ σημαίνει ότι όταν το ρεύμα ρέει μέσω της αντίστασης, η τάση πέφτει, η τιμή της οποίας είναι ίση με την τιμή του ρέοντος ρεύματος, πολλαπλασιαζόμενη με την τιμή αντίστασης. Παρακάτω βλέπετε πώς φαίνεται η αντίσταση στο διάγραμμα:

Το σύμβολο στο διάγραμμα είναι εύκολο να θυμηθεί - είναι ένα ορθογώνιο, σύμφωνα με το GOST 2.728-74, οι διαστάσεις του είναι 4x10 mm. Υπάρχουν επιλογές προσδιορισμού για αντιστάσεις διαφορετικών δυνάμεων απόσβεσης.

Προβολές

Η ταξινόμηση των αντιστάσεων πραγματοποιείται σύμφωνα με ορισμένα κριτήρια. Εάν μιλάμε για διακριτά στοιχεία, τότε σύμφωνα με τη μέθοδο εγκατάστασης χωρίζονται σε:

• Παραγωγή. Χρησιμοποιείται για τοποθέτηση μέσω πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Τέτοια στοιχεία έχουν συμπεράσματα τοποθετημένα ακτινικά ή αξονικά. Στους ανθρώπους, τα συμπεράσματα ονομάζονται πόδια. Αυτός ο τύπος αντίστασης χρησιμοποιήθηκε ενεργά σε όλες τις παλιές συσκευές (πριν από 20 και περισσότερα χρόνια) - παλιές τηλεοράσεις, δέκτες, γενικά παντού, και τώρα χρησιμοποιείται σε απλές συσκευές, καθώς και όταν η χρήση εξαρτημάτων SMD είναι δύσκολη ή αδύνατη για κάποιο λόγο.
• SMD Αυτά είναι στοιχεία που δεν έχουν πόδια. Τα ευρήματα για τη σύνδεση βρίσκονται στην επιφάνεια του περιβλήματος, ελαφρώς προεξέχον πάνω από αυτό. Τοποθετούνται απευθείας στην επιφάνεια της πλακέτας κυκλώματος. Το πλεονέκτημα τέτοιων αντιστάσεων είναι η απλότητα και το χαμηλό κόστος συναρμολόγησης σε αυτοματοποιημένες γραμμές, εξοικονομώντας χώρο στον πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων.

Η εμφάνιση των στοιχείων δύο τύπων που βλέπετε στο παρακάτω σχήμα:

Γνωρίζουμε ήδη πώς φαίνεται αυτό το συστατικό, τώρα πρέπει να μάθουμε για την ταξινόμηση σύμφωνα με την τεχνολογία κατασκευής. Οι αντιστάσεις εξόδου είναι:

• Καλώδιο Ως ανθεκτικό εξάρτημα, χρησιμοποιείται ένα συρμάτινο τραύμα στον πυρήνα, χρησιμοποιείται διμερής περιέλιξη για τη μείωση της πλαστοειδούς επαγωγής. Το σύρμα επιλέγεται από μέταλλο με συντελεστή αντίστασης χαμηλής θερμοκρασίας και χαμηλή αντίσταση.
• Μεταλλική μεμβράνη και σύνθετο υλικό.Όπως μπορείτε να μαντέψετε, εδώ, οι ταινίες από κράμα μετάλλων χρησιμοποιούνται ως ανθεκτικό στοιχείο.

Δεδομένου ότι η αντίσταση αποτελείται από ένα ανθεκτικό υλικό, ο ρόλος του τελευταίου μπορεί να είναι ένα σύρμα ή φιλμ με υψηλή αντίσταση. Τι είναι? Υλικά όπως:

• μαγγανίνη;
• Constantan;
• nichrome;
• νικέλιο;
• μεταλλικά διηλεκτρικά
• μεταλλικά οξείδια;
• άνθρακα και άλλα.

Οι αντιστάσεις SMD ή chip είναι λεπτής μεμβράνης και παχιάς μεμβράνης, χρησιμοποιώντας ως ανθεκτικό υλικό:

Το παρακάτω σχήμα δείχνει τι αποτελείται η αντίσταση:

Από το σχεδιασμό, διακρίνουν:

• Μόνιμη Έχουν δύο συμπεράσματα και δεν μπορείτε να αλλάξετε την αντίσταση - είναι σταθερή.
• Μεταβλητές Αυτά είναι ποτενσιόμετρα και αντιστάσεις συντονισμού, η αρχή των οποίων βασίζεται στην κίνηση της ολισθαίνουσας επαφής (ολισθητήρα) κατά μήκος του αντιστατικού στρώματος.
• Μη γραμμική. Η αντίσταση των συστατικών αυτού του τύπου αλλάζει υπό την επίδραση της θερμοκρασίας (θερμίστορ), της ακτινοβολίας φωτός (φωτοαντίσταση), της τάσης (βαρίστορ) και άλλες ποσότητες.

Και επίσης όπως προορίζεται - γενικό και ειδικό. Τα τελευταία χωρίζονται σε:

• Υψηλή αντίσταση (το εύρος αντίστασης είναι δεκάδες megohms - TO μονάδες, σε τάσεις λειτουργίας έως 400V).
• Υψηλής τάσης (σχεδιασμένο να λειτουργεί σε κυκλώματα με τάσεις έως και δεκάδες kV).
• Υψηλή συχνότητα (ένα χαρακτηριστικό εργασίας σε υψηλή συχνότητα είναι η απαίτηση για χαμηλές εγγενείς επαγωγές και χωρητικότητα. Τέτοια προϊόντα μπορούν να λειτουργούν σε κυκλώματα με συχνότητα σήματος εκατοντάδων MHz).
• Ακρίβεια και υπερ-ακρίβεια (αυτά είναι προϊόντα με κατηγορία υψηλής ακρίβειας. Έχουν ανοχή απόκλισης από την ονομαστική αντίσταση 0,001 - 1%, ενώ οι συμβατικές ανοχές μπορεί να είναι 5% και 10% ή περισσότερο).

Αρχή λειτουργίας

Η αντίσταση είναι εγκατεστημένη σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα για να περιορίσει το ρεύμα που ρέει μέσω του κυκλώματος. Το μέγεθος της τάσης που μειώνεται υπολογίζεται απλά - σύμφωνα με το νόμο του Ohm:

U = IR

Η πτώση τάσης είναι ο αριθμός των Volts που εμφανίζονται στους ακροδέκτες της αντίστασης όταν το ρεύμα ρέει μέσω αυτής. Συνεπώς, εάν η τάση πέσει κατά μήκος της αντίστασης και το ρεύμα ρέει μέσω αυτής, αυτό σημαίνει ότι απελευθερώνεται μια συγκεκριμένη ισχύς σε αυτήν. Στη φυσική, υπάρχει ένας πολύ γνωστός τύπος για την εξεύρεση δύναμης:

P = UI

Ή για να επιταχύνετε τους υπολογισμούς, μερικές φορές είναι βολικό να χρησιμοποιείτε τον τύπο ισχύος μέσω αντίστασης:

Π = u²/ R = Ι²Ρ

Πώς λειτουργεί μια αντίσταση; Κάθε αγωγός έχει μια συγκεκριμένη εσωτερική δομή. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα ρέει, τα ηλεκτρόνια (φορείς φορτίου) συγκρούονται με διάφορες ανομοιογένεια της δομής της ύλης και χάνουν ενέργεια, απελευθερώνεται με τη μορφή θερμότητας. Εάν είναι δύσκολο να καταλάβετε, τότε η αρχή της αντίστασης με απλές λέξεις μπορεί να ειπωθεί ως εξής:

Αυτή είναι μια τιμή που δείχνει πόσο δύσκολο είναι να ρέει ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω μιας ουσίας. Εξαρτάται από την ίδια την ουσία - την αντίσταση της.

Όπου: p είναι η αντίσταση, l είναι το μήκος του αγωγού, S είναι η περιοχή διατομής.

Τα κύρια χαρακτηριστικά

Για να επιλέξετε τη σωστή αντίσταση, είναι σημαντικό να γνωρίζετε ποια χαρακτηριστικά πρέπει να εξετάσετε κατά την επιλογή. Οι κύριες παράμετροι του περιλαμβάνουν:

1. Ονομαστική αντίσταση.
2. Μέγιστη απαγωγή ισχύος.
3. Κατηγορία ανοχής ή ακρίβειας. Εξαρτάται από το πόσο τοις εκατό η αντίσταση των εξαρτημάτων από αυτήν την κατηγορία μπορεί να διαφέρει από τη δηλωμένη.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτές οι πληροφορίες είναι επαρκείς. Οι αρχάριοι συχνά ξεχνούν την επιτρεπόμενη ισχύ της αντίστασης και καίγονται.Μπορείτε να υπολογίσετε πόσα βατ κατανέμονται στην αντίσταση χρησιμοποιώντας τον τύπο που καθορίζεται στην προηγούμενη ενότητα του άρθρου. Αγοράστε αντιστάσεις με περιθώριο ισχύος 20-30%, περισσότερα είναι καλύτερα, λιγότερα δεν είναι απαραίτητα!

Πού και τι εφαρμόζεται

Θεωρήσαμε ήδη ότι η αντίσταση έχει σχεδιαστεί για να περιορίζει το ρεύμα στο κύκλωμα, τώρα θα εξετάσουμε διάφορα πρακτικά παραδείγματα όπου η αντίσταση χρησιμοποιείται στην ηλεκτρολογία.

Ο πρώτος τομέας εφαρμογής είναι ο περιορισμός ρεύματος, για παράδειγμα, για την τροφοδοσία LED. Η αρχή λειτουργίας και υπολογισμού ενός τέτοιου κυκλώματος είναι ότι η ονομαστική τάση λειτουργίας του LED αφαιρείται από την τάση της πηγής ισχύος, το άθροισμα διαιρείται με το ονομαστικό (ή επιθυμητό) ρεύμα μέσω του LED. Ως αποτέλεσμα, έχετε τη βαθμολογία της περιοριστικής αντίστασης.

Ρ_ogre= (U_{παροχή ηλεκτρικού ρεύματος}-U_{απαιτείται}) / Εγώ_{βαθμολογημένο}

Το δεύτερο είναι το διαχωριστικό τάσης. Εδώ, η τάση εξόδου υπολογίζεται με τον τύπο:

Ε_έξω= U_σε(R2 / R1 + R2)

Επίσης, η αντίσταση έχει βρει εφαρμογή για τη ρύθμιση του ρεύματος για τα τρανζίστορ. Στην ουσία, το ίδιο κύκλωμα περιοριστή συζητήθηκε παραπάνω.

Τέλος, προτείνουμε να παρακολουθήσετε ένα χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα του άρθρου:

Εξετάσαμε ποιες είναι οι αντιστάσεις, ο σκοπός και η αρχή λειτουργίας τους. Αυτό είναι ένα σημαντικό στοιχείο από το οποίο μπορείτε να ξεκινήσετε τη μελέτη της ηλεκτρολογίας. Για να υπολογίσουν τα κυκλώματα μαζί του, χρησιμοποιούν τον νόμο του Ohm και την ενεργή ισχύ, και σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας, λαμβάνονται επίσης υπόψη οι αντιδραστικές παράμετροι - η αδέσποτη χωρητικότητα και η επαγωγή. Ελπίζουμε ότι οι παρεχόμενες πληροφορίες ήταν χρήσιμες και ενδιαφέρουσες για εσάς!

Σχετικά υλικά:

• Πώς εξαρτάται η αντίσταση ενός αγωγού από τη θερμοκρασία
• Σήμανση αντίστασης με ισχύ και αντίσταση
• Πώς να κολλήσετε ραδιοσυστατικά από πίνακες