Шта је отпорник и чему служи?

Отпорници су међу најчешће коришћеним елементима у електроници. Овај назив је одавно изашао из уских оквира терминологије радио-аматера. А за свакога ко је бар мало заинтересован за електронику, термин не би требало да изазове неспоразум.

 

Шта је отпорник

Најједноставнија дефиниција је следећа: отпорник је елемент електричног кола који се опире струји која тече кроз њега. Назив елемента потиче од латинске речи "ресисто" - "опирем се", радио-аматери често тако називају овај део - отпор.

Размотрите шта су отпорници, чему служе отпорници. Одговори на ова питања подразумевају познавање физичког значења основних појмова електротехнике.

Да бисте објаснили принцип рада отпорника, можете користити аналогију са водоводним цевима.Ако се на било који начин омета проток воде у цеви (на пример, смањењем њеног пречника), унутрашњи притисак ће се повећати. Уклањањем баријере смањујемо притисак. У електротехници овај притисак одговара напону – отежавањем протока електричне струје повећавамо напон у колу, смањујући отпор, а снижавамо напон.

Променом пречника цеви можете променити брзину протока воде, у електричним колима, променом отпора, можете подесити јачину струје. Вредност отпора је обрнуто пропорционална проводљивости елемента.

Својства отпорних елемената могу се користити у следеће сврхе:

• претварање струје у напон и обрнуто;
• ограничавање струје која тече да би се добила њена одређена вредност;
• стварање разделника напона (на пример, у мерним инструментима);
• решавање других посебних проблема (на пример, смањење радио сметњи).

Да бисте објаснили шта је отпорник и зашто је потребан, можете користити следећи пример. Сјај познатог ЛЕД-а се јавља при малој јачини струје, али његов сопствени отпор је толико мали да ако се ЛЕД диода постави директно у коло, чак и при напону од 5 В, струја која тече кроз њега ће премашити дозвољене параметре части. Од таквог оптерећења, ЛЕД ће одмах пропасти. Због тога је у коло укључен отпорник, чија је сврха у овом случају да ограничи струју на дату вредност.

Сви отпорни елементи су пасивне компоненте електричних кола, за разлику од активних, не дају енергију систему, већ је само троше.

Пошто смо схватили шта су отпорници, потребно је размотрити њихове врсте, ознаку и ознаку.

Врсте отпорника

Типови отпорника могу се поделити у следеће категорије:

1. Нерегулисано (трајно) - жица, композит, филм, угљеник итд.
2. Подесиви (варијабле и тримери). Тример отпорници су дизајнирани за подешавање електричних кола. За подешавање нивоа сигнала користе се елементи са променљивим отпором (потенциометри).

Посебну групу представљају полупроводнички отпорни елементи (термистори, фотоотпорници, варистори итд.)

Карактеристике отпорника одређују се њиховом наменом и постављају се током производње. Међу кључним параметрима:

1. Називни отпор. Ово је главна карактеристика елемента, мерена у омима (Охм, кОхм, МΩ).
2. Дозвољено одступање као проценат наведеног називног отпора. Означава могуће ширење индикатора, одређено производном технологијом.
3. Расипање снаге је максимална снага коју отпорник може распршити под дуготрајним оптерећењем.
4. Температурни коефицијент отпора је вредност која показује релативну промену отпора отпорника са променом температуре од 1 ° Ц.
5. Гранични радни напон (електрична снага). Ово је максимални напон при којем део задржава декларисане параметре.
6. Карактеристика шума - степен изобличења које отпорник уноси у сигнал.
7. Отпорност на влагу и топлоту - максималне вредности влажности и температуре, чији вишак може довести до квара дела.
8. Фактор напона. Вредност која узима у обзир зависност отпора од примењеног напона.

Употреба отпорника у микроталасној области даје значај додатним карактеристикама: паразитној капацитивности и индуктивности.

Полупроводнички отпорници

Реч је о полупроводничким уређајима са два извода, који имају зависност електричног отпора од параметара околине – температуре, осветљености, напона итд. За израду таквих делова користе се полупроводнички материјали допирани примесама, чији тип одређује зависност проводљивости од спољашњих утицаја.

Постоје следеће врсте полупроводничких отпорних елемената:

1. Линијски отпорник. Израђен од лагано легираног материјала, овај елемент има малу зависност отпора од спољашњих утицаја у широком опсегу напона и струја, најчешће се користи у производњи интегрисаних кола.
2. Варистор је елемент чији отпор зависи од јачине електричног поља. Ово својство варистора одређује обим његове примене: за стабилизацију и регулацију електричних параметара уређаја, за заштиту од пренапона и за друге сврхе.
3. Термистор. Ова врста нелинеарних отпорних елемената има способност да мења свој отпор у зависности од температуре. Постоје две врсте термистора: термистор, чији отпор опада са температуром, и термистор, чији отпор расте са температуром. Термистори се користе тамо где је важна стална контрола над температурним процесом.
4. Пхоторесистор. Отпор овог уређаја се мења под утицајем светлосног флукса и не зависи од примењеног напона.У производњи се користе олово и кадмијум, што је у великом броју земаља разлог одбијања употребе ових делова из еколошких разлога. Данас су фотоотпорници инфериорни у потражњи у односу на фотодиоде и фототранзистори који се користе у сличним чворовима.
5. Мерач напрезања. Овај елемент је пројектован тако да је у стању да мења свој отпор у зависности од спољашњег механичког дејства (деформације). Користи се у јединицама које претварају механичко дејство у електричне сигнале.

Такви полупроводнички елементи као што су линеарни отпорници и варистор карактерише слаб степен зависности од спољних фактора. За мераче напрезања, термисторе и фотоотпорнике, зависност карактеристика од удара је јака.

Полупроводнички отпорници на дијаграму су означени интуитивним симболима.

Отпорник у колу

На руским колима елементи са константним отпором се обично означавају као бели правоугаоник, понекад са словом Р изнад њега. На страним колима можете пронаћи ознаку отпорника у облику иконе „цик-цак“ са сличним словом Р на врху. Ако је било који параметар дела важан за рад уређаја, уобичајено је да га означите на дијаграму.

Снага се може означити пругама на правоугаонику:

• 2 В - 2 вертикалне линије;
• 1 В - 1 вертикална линија;
• 0,5 В - 1 уздужна линија;
• 0,25 В - једна коса линија;
• 0,125 В - две косе линије.

Дозвољено је назначити снагу на дијаграму римским бројевима.

Ознаку варијабилних отпорника одликује присуство додатне линије са стрелицом изнад правоугаоника, што симболизује могућност подешавања, бројеви могу указивати на нумерисање пинова.

Полупроводнички отпорници су означени истим белим правоугаоником, али прецртани косом линијом (осим фотоотпорника) са словом које означава врсту контролног дејства (У - за варистор, П - за мерач напона, т - за термистор ). Фотоотпорник је означен правоугаоником у кругу, према којем су усмерене две стрелице, симболизујући светлост.

Параметри отпорника не зависе од фреквенције струје која тече, што значи да овај елемент подједнако функционише у ДЦ и АЦ круговима (и ниске и високе фреквенције). Изузетак су жичани отпорници, који су инхерентни индуктивни и могу да изгубе енергију услед зрачења на високим и микроталасним фреквенцијама.

У зависности од захтева за особине електричног кола, отпорници се могу повезати паралелно и серијски. Формуле за израчунавање укупног отпора за различите везе кола се значајно разликују. Када је повезан у серију, укупни отпор је једнак једноставном збиру вредности ​​елемената укључених у коло: Р = Р1 + Р2 + ... + Рн.

Када се повеже паралелно, да би се израчунао укупни отпор, потребно је додати реципрочне вредности елемената. Ово ће резултирати вредношћу која је такође супротна од коначне: 1/Р = 1/Р1+ 1/Р2 + ... 1/Рн.

Укупан отпор паралелно повезаних отпорника биће мањи од најмањег од њих.

Деноминације

Постоје стандардне вредности отпора за отпорне елементе, назване "номинални опсег отпорника". Приступ креирању ове серије заснива се на следећем разматрању: корак између вредности треба да покрије дозвољено одступање (грешку). Пример - ако је вредност елемента 100 ома, а толеранција 10%, онда ће следећа вредност у низу бити 120 ома.Такав корак омогућава избегавање непотребних вредности, јер суседне деноминације, заједно са ширењем грешке, практично покривају читав распон вредности између њих.

Произведени отпорници се комбинују у серије које се разликују у толеранцијама. Свака серија има своју номиналну серију.

Разлике између серија:

• Е 6 - толеранција 20%;
• Е 12 - толеранција 10%;
• Е 24 - толеранција 5% (понекад 2%);
• Е 48 - толеранција 2%;
• Е 96 - толеранција 1%;
• Е 192 - толеранција од 0,5% (понекад 0,25%, 0,1% и ниже).

Најраспрострањенија серија Е 24 укључује 24 вредности отпора.

Означавање

Величина отпорног елемента је директно повезана са његовом снагом дисипације, што је већа, то су веће димензије дела. Ако је лако навести било коју нумеричку вредност на дијаграмима, онда означавање производа може бити тешко. Тренд минијатуризације у производњи електронике покреће потребу за све мањим компонентама, што повећава сложеност и писања информација на паковању и читања.

Да би се олакшала идентификација отпорника у руској индустрији, користи се алфанумеричка ознака. Отпор се означава на следећи начин: бројеви означавају номиналну вредност, а слово се поставља или иза бројева (у случају децималних вредности) или испред њих (за стотине). Ако је вредност мања од 999 ома, онда се број примењује без слова (или могу да стоје слова Р или Е). Ако је вредност назначена у кОхм, онда се слово К ставља иза броја, слово М одговара вредности у МΩ.

Оцене америчких отпорника су означене са три цифре. Прва два од њих претпостављају деноминацију, трећа - број нула (десетица) додатих вредности.

У роботској производњи електронских компоненти, примењени симболи често завршавају на страни дела који је окренут према табли, што онемогућава читање информација.

Кодирање боја

Да би се осигурало да информације о параметрима дела остају читљиве са било које стране, користи се означавање у боји, док се боја наноси у прстенасте пруге. Свака боја има своју нумеричку вредност. Траке на детаљима постављене су ближе једном од закључака и са њега се читају с лева на десно. Ако је због мале величине дела немогуће померити ознаку боје на један закључак, онда је прва трака направљена 2 пута шира од осталих.

Елементи са дозвољеном грешком од 20% су означени са три линије, за грешку од 5-10% користе се 4 линије. Најтачнији отпорници су назначени помоћу 5-6 линија, прва 2 од њих одговарају оцени дела. Ако постоје 4 траке, онда трећа означава децимални множилац за прве две траке, четврти ред значи тачност. Ако има 5 трака, онда је трећа од њих трећа деноминација, четврта је степен индикатора (број нула), а пети је тачност. Шеста линија означава температурни коефицијент отпора (ТЦР).

У случају ознаке са четири траке, златне или сребрне пруге увек долазе последње.

Сви знакови изгледају компликовано, али способност брзог читања ознака долази са искуством.

Слични чланци: