Weerstanden behoren tot de meest gebruikte elementen in de elektronica. Deze naam is al lang buiten het nauwe kader van de terminologie van radioamateurs. En voor iedereen die op zijn minst een beetje geïnteresseerd is in elektronica, zou de term geen misverstanden moeten veroorzaken.
Inhoud
Wat is een weerstand?
De eenvoudigste definitie is als volgt: een weerstand is een element van een elektrisch circuit dat weerstand biedt aan de stroom die er doorheen vloeit. De naam van het element komt van het Latijnse woord "resisto" - "Ik verzet me", radioamateurs noemen dit onderdeel vaak zo - weerstand.
Overweeg wat weerstanden zijn, waar weerstanden voor zijn. De antwoorden op deze vragen impliceren bekendheid met de fysieke betekenis van de basisbegrippen van de elektrotechniek.
Om het werkingsprincipe van de weerstand uit te leggen, kunt u de analogie met waterleidingen gebruiken.Als de waterstroom in de leiding op enigerlei wijze wordt belemmerd (bijvoorbeeld door de diameter te verkleinen), zal de inwendige druk toenemen. Door de barrière weg te halen, verminderen we de druk. In de elektrotechniek komt deze druk overeen met spanning - door de stroom van elektrische stroom moeilijk te maken, verhogen we de spanning in het circuit, verminderen we de weerstand en verlagen we de spanning.
Door de diameter van de pijp te veranderen, kunt u de snelheid van de waterstroom wijzigen, in elektrische circuits, door de weerstand te veranderen, kunt u de stroomsterkte aanpassen. De weerstandswaarde is omgekeerd evenredig met de geleidbaarheid van het element.
De eigenschappen van resistieve elementen kunnen voor de volgende doeleinden worden gebruikt:
- het omzetten van stroom naar spanning en vice versa;
- het beperken van de stromende stroom om de gespecificeerde waarde te verkrijgen;
- creatie van spanningsdelers (bijvoorbeeld in meetinstrumenten);
- het oplossen van andere speciale problemen (bijvoorbeeld het verminderen van radio-interferentie).
Om uit te leggen wat een weerstand is en waarom deze nodig is, kun je het volgende voorbeeld gebruiken. De gloed van de bekende LED vindt plaats bij een lage stroomsterkte, maar de eigen weerstand is zo klein dat als de LED direct in het circuit wordt geplaatst, zelfs bij een spanning van 5 V, de stroom die er doorheen vloeit de toegestane parameters zal overschrijden van het onderdeel. Van een dergelijke belasting zal de LED onmiddellijk uitvallen. Daarom is er een weerstand in het circuit opgenomen, die in dit geval tot doel heeft de stroom tot een bepaalde waarde te beperken.
Alle resistieve elementen zijn passieve componenten van elektrische circuits, in tegenstelling tot actieve, geven ze geen energie aan het systeem, maar verbruiken ze het alleen.
Nadat we hebben uitgezocht wat weerstanden zijn, is het noodzakelijk om hun typen, aanduiding en markering te overwegen.
Soorten weerstanden
De soorten weerstanden zijn onder te verdelen in de volgende categorieën:
- Niet-gereguleerd (permanent) - draad, composiet, film, koolstof, enz.
- Instelbaar (variabelen en trimmers). Trimmerweerstanden zijn ontworpen om elektrische circuits af te stemmen. Elementen met variabele weerstand (potentiometers) worden gebruikt om signaalniveaus aan te passen.
Een afzonderlijke groep wordt vertegenwoordigd door halfgeleiderweerstandselementen (thermistors, fotoweerstanden, varistoren, enz.)
De kenmerken van weerstanden worden bepaald door hun doel en worden tijdens de fabricage ingesteld. Onder de belangrijkste parameters:
- Nominale weerstand. Dit is het belangrijkste kenmerk van het element, gemeten in ohm (Ohm, kOhm, MΩ).
- Toegestane afwijking als percentage van de opgegeven nominale weerstand. Betekent de mogelijke spreiding van de indicator, bepaald door de fabricagetechnologie.
- Vermogensdissipatie is het maximale vermogen dat een weerstand kan dissiperen bij langdurige belasting.
- De temperatuurcoëfficiënt van weerstand is een waarde die de relatieve verandering in de weerstand van een weerstand aangeeft met een temperatuurverandering van 1 ° C.
- Beperk de bedrijfsspanning (elektrische sterkte). Dit is de maximale spanning waarbij het onderdeel de opgegeven parameters behoudt.
- Ruiskarakteristiek - de mate van vervorming die door de weerstand in het signaal wordt geïntroduceerd.
- Vochtbestendigheid en hittebestendigheid - de maximale waarden van vochtigheid en temperatuur, waarvan de overmaat kan leiden tot uitval van het onderdeel.
- Spanningsfactor. Een waarde die rekening houdt met de afhankelijkheid van de weerstand van de aangelegde spanning.
Het gebruik van weerstanden in het microgolfgebied geeft belang aan extra kenmerken: parasitaire capaciteit en inductantie.
Halfgeleiderweerstanden:
Dit zijn halfgeleiderapparaten met twee draden, die afhankelijk zijn van elektrische weerstand van de parameters van de omgeving - temperatuur, verlichting, spanning, enz. Voor de vervaardiging van dergelijke onderdelen worden halfgeleidermaterialen gebruikt die zijn gedoteerd met onzuiverheden, waarvan het type bepaalt de afhankelijkheid van geleidbaarheid van externe invloeden.
Er zijn de volgende soorten halfgeleiderweerstandselementen:
- Lijn weerstand. Dit element is gemaakt van een licht gelegeerd materiaal en heeft een lage weerstandsafhankelijkheid van externe invloeden in een breed scala aan spanningen en stromen; het wordt meestal gebruikt bij de productie van geïntegreerde schakelingen.
- Een varistor is een element waarvan de weerstand afhangt van de sterkte van het elektrische veld. Deze eigenschap van de varistor bepaalt het toepassingsgebied: om de elektrische parameters van apparaten te stabiliseren en te regelen, om te beschermen tegen overspanning en voor andere doeleinden.
- Thermistor. Dit soort niet-lineaire resistieve elementen heeft het vermogen om de weerstand te veranderen afhankelijk van de temperatuur. Er zijn twee soorten thermistors: de thermistor, waarvan de weerstand afneemt met de temperatuur, en de thermistor, waarvan de weerstand toeneemt met de temperatuur. Thermistors worden gebruikt waar constante controle over het temperatuurproces belangrijk is.
- Fotoweerstand. De weerstand van dit apparaat verandert onder invloed van een lichtstroom en is niet afhankelijk van de aangelegde spanning.Bij de fabricage worden lood en cadmium gebruikt, in een aantal landen was dit de reden om deze onderdelen om milieuredenen niet te gebruiken. Tegenwoordig zijn fotoweerstanden inferieur aan fotodiodes en fototransistoren die in vergelijkbare knooppunten worden gebruikt.
- Spanningsmeter. Dit element is zo ontworpen dat het zijn weerstand kan veranderen afhankelijk van externe mechanische actie (vervorming). Het wordt gebruikt in eenheden die mechanische actie omzetten in elektrische signalen.
Dergelijke halfgeleiderelementen zoals lineaire weerstanden en varistors worden gekenmerkt door een geringe mate van afhankelijkheid van externe factoren. Voor rekstrookjes, thermistoren en fotoweerstanden is de afhankelijkheid van kenmerken van de impact sterk.
Halfgeleiderweerstanden in het diagram worden aangegeven door intuïtieve symbolen.
Weerstand in het circuit
Op Russische circuits worden elementen met constante weerstand meestal aangeduid als een witte rechthoek, soms met de letter R erboven. Op buitenlandse circuits vindt u de aanduiding van een weerstand in de vorm van een "zigzag" -pictogram met een vergelijkbare letter R erop. Als een parameter van het onderdeel belangrijk is voor de werking van het apparaat, is het gebruikelijk om dit op het diagram aan te geven.
Kracht kan worden aangegeven door strepen op een rechthoek:
- 2 W - 2 verticale lijnen;
- 1 W - 1 verticale lijn;
- 0,5 W - 1 lengtelijn;
- 0,25 W - één schuine lijn;
- 0,125 W - twee schuine lijnen.
Het is toegestaan om de macht op het diagram in Romeinse cijfers aan te geven.
De aanduiding van variabele weerstanden onderscheidt zich door de aanwezigheid van een extra lijn met een pijl boven de rechthoek, die de mogelijkheid van aanpassing symboliseert, de cijfers kunnen de pinnummering aangeven.
Halfgeleiderweerstanden worden aangegeven door dezelfde witte rechthoek, maar doorgestreept met een schuine lijn (behalve voor fotoweerstanden) met een letter die het type regelactie aangeeft (U - voor een varistor, P - voor een rekstrookje, t - voor een thermistor ). De fotoresistor wordt aangegeven door een rechthoek in een cirkel, waar twee pijlen naar wijzen, die het licht symboliseren.
De parameters van de weerstand zijn niet afhankelijk van de frequentie van de stromende stroom, wat betekent dat dit element gelijk functioneert in DC- en AC-circuits (zowel lage als hoge frequenties). Een uitzondering vormen draadgewonden weerstanden, die inherent inductief zijn en energie kunnen verliezen door straling bij hoge en microgolffrequenties.
Afhankelijk van de vereisten voor de eigenschappen van het elektrische circuit, kunnen weerstanden parallel en in serie worden geschakeld. De formules voor het berekenen van de totale weerstand voor verschillende circuitverbindingen zijn aanzienlijk verschillend. Bij serieschakeling is de totale weerstand gelijk aan de eenvoudige som van de waarden van de elementen in het circuit: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.
Wanneer parallel aangesloten, om de totale weerstand te berekenen, is het noodzakelijk om de reciproke waarden van de waarden van de elementen toe te voegen. Dit resulteert in een waarde die ook het tegenovergestelde is van de laatste: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.
De totale weerstand van parallel geschakelde weerstanden zal minder zijn dan de kleinste ervan.
denominaties
Er zijn standaard weerstandswaarden voor resistieve elementen, het "nominale weerstandsbereik" genoemd. De benadering voor het maken van deze reeks is gebaseerd op de volgende overweging: de stap tussen de waarden moet de toegestane afwijking (fout) dekken. Voorbeeld - als de waarde van het element 100 ohm is en de tolerantie 10% is, dan is de volgende waarde in de reeks 120 ohm.Met een dergelijke stap kunnen onnodige waarden worden vermeden, omdat aangrenzende coupures, samen met de foutspreiding, praktisch het hele bereik van waarden ertussen bestrijken.
Geproduceerde weerstanden worden gecombineerd tot series die verschillen in toleranties. Elke reeks heeft zijn eigen nominale reeks.
Verschillen tussen series:
- E 6 - tolerantie 20%;
- E 12 - tolerantie 10%;
- E 24 - tolerantie 5% (soms 2%);
- E 48 - tolerantie 2%;
- E 96 - tolerantie 1%;
- E 192 - 0,5% tolerantie (soms 0,25%, 0,1% en lager).
De meest gebruikte serie E 24 bevat 24 weerstandswaarden.
Markering
De grootte van het resistieve element is direct gerelateerd aan het dissipatievermogen, hoe hoger het is, hoe groter de afmetingen van het onderdeel. Als het gemakkelijk is om een numerieke waarde op de diagrammen aan te geven, kan het markeren van producten moeilijk zijn. De miniaturiseringstrend in de elektronicaproductie zorgt ervoor dat er steeds kleinere componenten nodig zijn, wat de complexiteit van zowel het schrijven van informatie op de verpakking als het lezen ervan vergroot.
Om de identificatie van weerstanden in de Russische industrie te vergemakkelijken, wordt alfanumerieke markering gebruikt. Weerstand wordt als volgt aangegeven: de cijfers geven de nominale waarde aan en de letter wordt ofwel achter de cijfers (in het geval van decimale waarden) of ervoor (voor honderden) geplaatst. Is de waarde kleiner dan 999 ohm, dan wordt het getal zonder letter toegepast (of kunnen de letters R of E staan). Als de waarde in kOhm wordt aangegeven, dan wordt achter het cijfer de letter K gezet, de letter M komt overeen met de waarde in MΩ.
De classificaties van Amerikaanse weerstanden worden aangegeven met drie cijfers. De eerste twee nemen de waarde aan, de derde - het aantal nullen (tientallen) toegevoegd aan de waarde.
Bij de robotproductie van elektronische componenten komen de toegepaste symbolen vaak op de kant van het deel dat naar het bord wijst, waardoor het lezen van de informatie onmogelijk wordt.
Kleur codering
Om ervoor te zorgen dat informatie over de parameters van het onderdeel van elke kant leesbaar blijft, wordt kleurmarkering gebruikt, terwijl de verf in ringvormige strepen wordt aangebracht. Elke kleur heeft zijn eigen numerieke waarde. De strepen op de details zijn dichter bij een van de conclusies geplaatst en worden van links naar rechts gelezen. Als het vanwege de kleine afmeting van het onderdeel onmogelijk is om de kleurmarkering naar één conclusie te verplaatsen, dan wordt de eerste strook 2 keer breder gemaakt dan de rest.
Elementen met een toelaatbare fout van 20% worden aangegeven met drie regels, voor een fout van 5-10% worden 4 regels gebruikt. De meest nauwkeurige weerstanden worden aangegeven met 5-6 lijnen, de eerste 2 komen overeen met de onderdeelclassificatie. Als er 4 rijstroken zijn, geeft de derde de decimale vermenigvuldiger voor de eerste twee rijstroken aan, de vierde regel betekent nauwkeurigheid. Als er 5 banden zijn, dan is de derde de derde waarde, de vierde de graad van de indicator (het aantal nullen) en de vijfde is de nauwkeurigheid. De zesde regel betekent de temperatuurcoëfficiënt van weerstand (TCR).
Bij een vierstreeps markering komen de gouden of zilveren strepen altijd als laatste.
Alle borden zien er ingewikkeld uit, maar het vermogen om de markeringen snel te lezen komt met ervaring.
Vergelijkbare artikelen:
