Što je otpornik i zašto je potreban u električnom krugu

definicija

Otpornik dolazi od engleskog "otpornik" i s latinskog "resisto", što u prijevodu na ruski jezik zvuči kao "otpor". U literaturi na ruskom jeziku riječ "otpor" koristi se uz riječ "otpornik". Iz naziva je jasna glavna zadaća ovog elementa - oduprijeti se električnoj struji.

Pripada skupini pasivnih elemenata, jer kao rezultat svog rada struja može samo opadati, to jest, za razliku od aktivnih elemenata, sami pasivni ne mogu pojačati signal. Koji od drugog Kirchhoffov zakon i Ohmov zakon znači da, kada struja teče kroz otpornik, napon pada, čija je vrijednost jednaka vrijednosti protočne struje, pomnoženo s vrijednošću otpora. Ispod vidite kako je na dijagramu prikazan otpor:

Simbol na dijagramu lako se pamti - to je pravokutnik, a prema GOST 2.728-74, njegove dimenzije su 4x10 mm. Postoje mogućnosti označavanja otpornika različitih sila raspršivanja.

vrste

Razvrstavanje otpornika događa se prema više kriterija. Ako govorimo o diskretnim komponentama, onda se prema načinu ugradnje dijele na:

• Outlet. Koristi se za ugradnju preko tiskane pločice. Takvi elementi imaju zaključke smještene radijalno ili aksijalno. U narodu se zaključci nazivaju nogama. Ova vrsta otpornika aktivno se koristila u svim starim uređajima (prije 20 i više godina) - starim televizorima, prijemnicima, općenito posvuda, a sada se koristi u jednostavnim uređajima, kao i tamo gdje je uporaba SMD komponenata iz nekog razloga teška ili nemoguća.
• SMD. To su elementi koji nemaju noge. Nalazi za vezu nalaze se na površini kućišta, blago izbočenoj iznad nje. Montiraju se izravno na površinu pločice. Prednost takvih otpornika je jednostavnost i niski troškovi montaže na automatiziranim linijama, što štedi prostor na tiskanoj ploči.

Izgled elemenata dvije vrste koje vidite na donjoj slici:

Već znamo kako ta komponenta izgleda, sada bismo trebali naučiti o razvrstavanju prema proizvodnoj tehnologiji. Izlazni otpornici su:

• Žica. Kao otpornička komponenta koristi se žičana namota na jezgri, a bifilarno navijanje koristi se za smanjenje lažne induktivnosti. Žica je odabrana iz metala s niskim temperaturnim koeficijentom otpora i malim otporom.
• Metalni film i kompozit.Kao što možda nagađate, ovdje se metalni leguri folije koriste kao otporni element.

Budući da se otpornik sastoji od otpornog materijala, uloga potonjeg može biti žica ili film s velikim otporom. Što je ovo Materijali kao što su:

• manganinska;
• konstantnosti;
• nikromom;
• nickeline;
• metalni dielektričari;
• metalni oksidi;
• ugljik i drugi.

SMD ili chip otpornici su tankoslojni i debeli film, koji se koriste kao otporni materijal:

Donja slika pokazuje od čega se otpornik sastoji od:

Po dizajnu oni razlikuju:

• Trajno. Oni imaju dva zaključka, a otpor ne možete promijeniti - on je stalan.
• Varijabli. Riječ je o potenciometrima i podešavajućim otpornicima, čije se načelo temelji na kretanju kliznog kontakta (klizača) duž otporničkog sloja.
• Nelinearna. Otpor komponenata ovog tipa mijenja se pod utjecajem temperature (teristori), svjetlosnog zračenja (fotoresistori), napona (varistori) i ostale količine.

I također po namjeri - općenito i posebno. Potonji su podijeljeni u:

• Visoki otpor (raspon otpora je nekoliko desetaka megoma - jedinica TO, pri radnim naponima do 400V).
• Visokonaponski (dizajniran za rad u krugovima s naponima do nekoliko desetaka kV).
• Visokofrekventna (značajka rada na visokoj frekvenciji je zahtjev za niskim intrinzičnim induktivitetima i kapacitetima. Takvi proizvodi mogu raditi u sklopovima s frekvencijom signala od stotine MHz).
• Preciznost i super-preciznost (to su proizvodi visoke klase točnosti. Imaju toleranciju odstupanja od nominalnog otpora 0,001 - 1%, dok konvencionalna tolerancija može biti 5% i 10% ili više).

Princip rada

Otpor je ugrađen u električni krug da ograniči struju koja teče kroz krug. Jačina napona koji pada na njega izračunava se jednostavno - prema Ohmovom zakonu:

U = IR

Pad napona je broj volti koji se pojavljuju na stezaljkama otpornika kada struja prolazi kroz njega. Prema tome, ako napon padne preko otpornika i struja teče kroz njega, to znači da se u njega oslobađa određena snaga. U fizici je poznata formula za pronalaženje snage:

P = UI

Ili za ubrzavanje izračuna, ponekad je prikladno koristiti formulu snage putem otpora:

P = u²/ R = ja²R

Kako djeluje otpornik? Svaki dirigent ima specifičnu unutarnju strukturu. Kada teče električna struja, elektroni (nosači naboja) sudaraju se s raznim nehomogenostima strukture materije i gube energiju, ona se oslobađa u obliku topline. Ako vam je teško shvatiti, tada se princip otpora u jednostavnim riječima može reći ovako:

To je vrijednost koja pokazuje koliko je teško da električna struja teče kroz tvar. Ovisi o samoj tvari - njezinu otpornosti.

Gdje je: p otpornost, l je duljina vodiča, S je površina presjeka.

Ključne značajke

Da biste odabrali pravi otpornik, važno je znati koje karakteristike morate uzeti u obzir pri odabiru. Njegovi glavni parametri uključuju:

1. Nazivni otpor
2. Maksimalno rasipanje snage.
3. Tolerancija ili klasa točnosti Ovisi o tome koliko se postotak otpornosti dijelova iz ove klase može razlikovati od deklariranog.

U većini slučajeva ove su informacije dovoljne. Početnici često zaboravljaju na dopuštenu snagu otpornika, a oni izgaraju.Možete izračunati koliko vata je dodijeljeno otporniku koristeći formulu navedenu u prethodnom odjeljku članka. Kupite otpornike s razinom snage 20-30%, više je bolje, manje nije potrebno!

Gdje i za što se primjenjuje

Već smo razmatrali da je otpornik dizajniran tako da ograničava struju u krugu, sada ćemo pogledati nekoliko praktičnih primjera gdje se otpornik koristi u elektrotehnici.

Prvo područje primjene je ograničavanje struje, na primjer, za napajanje LED-ova. Princip rada i izračunavanja takvog kruga je da se nazivni radni napon LED oduzme od napona izvora napajanja, a zbroj se dijeli s nazivnom (ili željenom) strujom kroz LED. Kao rezultat, dobivate ocjenu ograničavajućeg otpora.

R_{svirepo čudovište}= (U_napajanje-U_potreban) / I_ocijenjeno

Drugi je razdjelnik napona. Ovdje se izlazni napon izračunava po formuli:

U_O= U_Rin(R2 / R1 + R2)

Također, otpornik je pronašao primjenu za podešavanje struje za tranzistore. U osnovi, isti krug ograničenja koji je gore spomenut.

Za kraj, preporučujemo vam pogledati koristan video o temi članka:

Ispitali smo što su otpornici, njihova namjena i princip rada. Ovo je važan element iz kojeg treba započeti studij elektrotehnike. Da bi izračunali sklopove s njim, koriste Ohmov zakon i aktivnu snagu, a u visokofrekventnim krugovima uzimaju se u obzir i reaktivni parametri - zalutali kapacitet i induktivnost. Nadamo se da su vam pruženi podaci bili korisni i zanimljivi!

Srodni materijali:

• Kako otpor vodiča ovisi o temperaturi
• Označavanje otpornika snagom i otporom
• Kako lemiti radio komponente s ploča