Jak funguje rezistor jednoduše: Cesta elektřiny přes překážku – Telegraph

.
Rezistor je elektronická součástka, která v podstatě omezuje tok elektřiny. Představte si trubku s vodou: čím je trubka užší, tím obtížněji protéká voda. Rezistor je jako úzké hrdlo v elektrickém obvodu, které zpomaluje pohyb elektronů.
Jednoduše řečeno, rezistor funguje tak, že „odolává“ proudu, který jím prochází. To jaksi „zpomaluje“ proud a brání mu ve volném toku. Čím vyšší je odpor rezistoru, tím je pro proud obtížnější jej překonat.
Abychom pochopili, jak rezistor funguje, připomeňme si Ohmův zákon. Uvádí, že napětí (U) je přímo úměrné proudu (I) a odporu (R): U = I * R.
Pokud zvýšíme odpor rezistoru (R), pak se při stejném napětí (U) sníží proud (I). Rezistor nám tedy umožňuje řídit proud v obvodu.
Rezistory se v elektronice používají všude, od ovládání jasu LED diod až po nastavení citlivosti mikrofonů. Jsou potřebné k zajištění správného napětí a proudu pro provoz různých elektronických zařízení.
Rezistor je v podstatě jako regulátor toku elektřiny, který nám umožňuje ovládat jeho sílu a napětí.

Jak funguje rezistor: Ohmův zákon a jeho tajemství

Každý rezistor poslouchá Ohmův zákon, který zní: Proud je přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný odporu.

Co to znamená?

• Stres – Jak to? tlak vody v řece. Čím vyšší je tlak, tím rychleji voda teče.
• Odpor – Jak to? kámen na dně řeky. Čím větší kámen, tím pomaleji voda teče.
• Síla proudu – Je množství vody, která protéká řekou v určitém čase.

Použití rezistorů různých hodnot, můžeme změnit proud a napětí v elektrickém obvodu, stejně jako můžeme regulovat průtok vody v řece přidáváním nebo odebíráním kamenů.

Co se stane s proudem, když prochází rezistorem?

Když elektrický proud prochází odporem, to narazí na překážku и zpomaluje. Jaké to je voda tekoucí kolem kamene.

Část současné energie v tomto případě promění v teploRezistor se zahřívá, rozptylování přebytečné energie.

Proč rezistor vytváří odpor?

Uvnitř rezistoru elektrony se srážejí s atomy materiáluTyto střety zpomalit pohyb elektronů, což vede k odpor.

Představovat si běžec, který si razí cestu davem lidíČím víc lidí je, tím těžší je pro něj běžet.

Jak selže rezistor?

Nejčastěji rezistor selže kvůli vyhoření vodivé vrstvy.. To se stane, když přes rezistor protéká příliš velký proud.

Představovat si tenký drát, kterým protéká vodaPokud voda teče příliš rychle, může dojít k poškození kabeláže. prasknout.

Jak odpor omezuje proud?

Rezistor omezuje proud, absorbovat část energie. Jaké to je kámen na dně řeky, který zpomaluje tok vody.

Čím větší je odpor rezistoru, méně aktuální přes to může proudit.

Jak funguje reostat?

Reostat je speciální typ rezistoru, který umožňuje měnit jeho odpor. ️

Skládá se z drát, posuvník и kontaktů.

Při pohybu posuvníku na drátě délka vodiče se mění, což znamená, že odpor.

Představovat si ovládání hlasitosti na rádiuOtočením rukojeti můžete změnit odpor, což znamená, že hlasitost zvuku.

K čemu se používají rezistory?

Rezistory jsou nezbytnými součástkami téměř ve všech elektrických obvodech. ️

Používají se pro:

• Dělení napětí: odpor může rozdělit napětí na několik částí.
• Aktuální ovládání: odpor může limitní proud na požadovanou hodnotu.
• Ochrana citlivých součástí: odpor může chránit další prvky schématu od nadproud.

Proč je potřeba rezistor?

Rezistor je potřeba k:

• Limitní proud: odpor chrání další prvky schématu od poškození, omezení proudu na bezpečnou úroveň.
• Vytvořte signál pull-up: odpor může zpřísnit signál na určitou úroveň.

Představovat si lano, které táhne nákladRezistor je jako pružinakterý změkčuje zátěž и zabraňuje přetržení lana.

Proč je mezi plusem a mínusem odpor?

Rezistor mezi plus a mínus tzv. pull-up rezistor. On poskytuje zesílení signálu do určité úrovně, například do Země nebo do výživa.

Představte si šňůru, která táhne závěs. záclony

Pull-up rezistor – Je jako pružinakterý podpírá závěs v určité poloze.

Užitečné tipy a závěry

• Rezistor je pasivní prvek v elektrickém obvodu.. On nevytváří proud, ale pouze omezuje to.
• Rezistory přicházejí v různých hodnotách.To znamená, že rozdílný odpor.
• Správně zvolený odpor moci zlepšit výkon obvodu, chránit jej před poškozením и zajistit jeho spolehlivost.
• Naučte se vlastnosti rezistorů и vyzvednout je s přihlédnutím požadavky vašeho schématu.

Často kladené otázky (FAQ)

• Co je denominace? odpor? Hodnota odporu je jeho odpor, která se měří v Omaha.
• Jak určit denominaci odpor? Hodnota odporu může být identifikovat podle barevného kódování.
• Jak vybrat odpor pro váš схемы? Vyberte odpor pomocí odpor, což odpovídá požadavky vašeho schématu.
• Jak otestovat rezistor pro provozuschopnost? Provozovatelnost odporu můžete zkontrolovat pomocí multimetr.
• Jak zapojit rezistor do diagramu? Rezistor je připojen k obvodu pomocí příděly nebo terminály.

Rezistor je nejběžnější součástí elektroniky. Eliminuje přepětí, omezuje proud, upravuje a filtruje signály. Rezistory se používají všude, od procesorů, kde jich jsou miliony, až po napájecí systémy. kde jsou velikosti podlahové skříňky?

Vlastnosti v teorii a praxi

Hlavní vlastností této rádiové součásti je odolnost. Měřeno v ohmech (ohmech).

Podívejme se nejprve na koncept aktivního odporu. Říká se mu, protože ho mají všechny materiály (dokonce i supravodiče, i když je to 0,00001 Ohm). A to je pro rezistory zásadní.

Co říká teorie

Teoreticky má rezistor konstantní odpor, který nezávisí na vnějších podmínkách (teplota, tlak, napětí atd.).

Graf závislosti proudu na napětí je přímočarý.

Za ideálních a matematických podmínek má rezistor pouze aktivní odpor. Existují nelineární a lineární odpory podle typu.

Co opravdu je

Ve skutečnosti mají všechny rezistory nelineární závislost proudu na napětí. To znamená, že jeho odolnost závisí také na vnějších podmínkách, konkrétně na teplotě.

Tato závislost samozřejmě není stejná jako u polovodičů, ale existuje. A co je nejdůležitější, tato rádiová součástka má kapacitu a indukčnost. Kromě aktivního odporu existuje také reaktivní odpor.

Reaktance se liší od aktivního odporu tím, že elektrický proud prochází různě při různých frekvencích.

Například pro stejnosměrný proud je odpor 200 Ohmů, a pokud jsou vysoké hodnoty indukčnosti, pak při frekvencích nad 2 kHz bude odpor již 250 Ohmů.

To je důvod, proč jsou odpory vyrobeny z různých materiálů. Dodávají se z keramiky, uhlíku, drátu a mají různé tolerance a chyby. Část SMD má nižší kapacitu a indukčnost než část DIP.

Existují i ​​speciální typy rezistorů s výraznější nelineární proudově-napěťovou charakteristikou. Pokud je pro běžné odpory graf proud-napětí mírně nelineární, pak pro tento typ součásti je lavinový.

Jejich odolnost výrazně závisí na vnějších podmínkách, nikoli tak. jako obvykle:

• Termistor. Zvyšuje nebo snižuje odpor vlivem teploty;
• Varistor. Mění své vlastnosti v závislosti na použitém napětí;
• Fotorezistor. Při vystavení světlu se odpor snižuje;
• Tenzometr. Při deformaci (tlak, mechanické namáhání) se mění její odolnost.

Kromě toho je dalším znakem aktivního odporu tvorba tepla při průchodu elektrického proudu. Když elektrický proud teče v uzavřeném okruhu, elektrony narážejí na atomy. A proto se uvolňuje teplo. Teplo se měří ve výkonu. Vypočítává se na základě napětí a proudu.

Jednou z oblíbených funkcí rezistorů je snížení napětí a omezení proudu. Pokud například rezistorem prochází proud 0,25 A a dojde na něm k poklesu napětí o 1 V, pak výkon, který se přes něj rozptýlí, je 0,25 W.

Některé díly proto mění svůj odpor, i když k tomu nejsou určeny. To jsou již vlastnosti materiálu. A pokud je odpor vyroben z drátu, pak se při zahřátí roztahuje a jeho vodivost se zvyšuje. Například při zahřátí o 100 stupňů Celsia se odpor kovu zvýší o 40 %. Proto díly mají toleranci, která se měří v procentech.

A kvůli tomu existují odpory s různým ztrátovým výkonem. Nemůžete umístit rezistor 0,125 W místo rezistoru 1 W. Začne se zahřívat, praskat a zčernat. A pak to bude hořet. Protože na takový výkon není dimenzován.

Symboly na diagramech

Na diagramech v Evropě a SNS je označen obdélníkem a latinským písmenem R. Podle GOST není na domácích diagramech uvedeno hodnocení odolnosti, ale pouze číslo dílu (R). Pokud je však pod obrázkem součásti číslo, například 120, bude standardně číst 120 ohmů.

Tabulka obsahuje příklady označení dílů.

Základní označení
0,125 W
0,25 W
0,5 W
1 W
2 W
5 W
Variabilní
Trimmer

Typy zahrnutí a příklady použití

Hlavními typy připojení jsou sériové a paralelní připojení.

Sériový odpor se vypočítá jednoduše. Stačí dát vše dohromady.

V sériovém zapojení je napětí rozloženo na rezistory podle jejich odporů.

Toto je druhé Kirchhoffovo pravidlo. Například napětí je 12 V a pár rezistorů má každý 1 kOhm.

Podle toho má každý z nich 6 V. Toto je jednoduchý příklad děliče napětí. Zde několik částí sdílí napětí a prostřednictvím toho lze získat požadované napětí.

Pokud však chcete k napájení obvodu použít dělič napětí, musíte si pamatovat, že musíte přizpůsobit odpory. V tomto obvodu je odpor 1 kOhm. Pokud k němu připojíte zátěž menší, než je tento odpor, nepřijme na svých svorkách plné napětí. Proto je nutné všechny obvody s děličem napětí vypočítat a vzájemně koordinovat.

Zde R1 a R2 tvoří dělič napětí, fungují jako dělič napětí. Mezi těmito dvěma odpory a bází tranzistoru protéká proud, který tranzistor sepne.

To je nutné, aby fungoval bez zkreslení.

Paralelní připojení

Při paralelním zapojení rádiových komponent se celkový odpor obvodu snižuje. Pokud jsou paralelně zapojeny dva odpory 1 kOhm, pak bude součet menší než 0,5 kOhm, tzn. Odpor obvodu (ekvivalent) je roven polovině nejmenšího.

V takové souvislosti je dodrženo první Kirchhoffovo pravidlo. Proud 1 A je posílán do bodu připojení a v uzlu se rozbíhá do dvou směrů po 0,5 A.

Výpočtové vzorce

Pro dva rezistory:

Pro proud je paralelní spojení jako druhá silnice nebo obchvat. Tento typ připojení se také nazývá bypass. Příkladem je ampérmetr. Pro zvětšení jeho čtecího měřítka stačí paralelně s rezistorem zapojit další bočníkový rezistor.

Jeho odpor se vypočítá podle vzorce:

Ekvivalentní připojení

V obvodu zesilovače je dvojice rezistoru R1 a kondenzátoru C3 připojena k emitoru tranzistoru VT2.

V tomto případě jsou VT1 a R3 zapojeny do série. Proč je to nutné? Když zesilovač běží, tranzistor se začne zahřívat a jeho odpor klesá. R3, stejně jako v případě LED, zabraňuje přehřátí tranzistoru. Vyrovnává celkový odpor tak, aby tranzistor nezkresloval signál. Toto se nazývá režim tepelné stabilizace.

A kondenzátor C2 je připojen k R3 paralelně. A to je nutné, aby při normálním provozu zesilovače procházel střídavý signál beze ztrát. Takto funguje paralelní filtr.

Pokud by byl pouze jeden R3, pak by výkon zesilovače byl mnohem menší díky tomu, že na sebe bere střídavé napětí. Kondenzátor přenáší beze ztrát, ale nepřenáší stejnosměrné napětí.

Filtry a rezistory

Filtry lze vyrobit pomocí rezistorů a kondenzátorů. Tomu se říká RC filtry.

Tato dvojice dokáže rozdělit signál na konstantní a proměnnou složku.

Jako příklad uvažujme dolní propust a horní propust.

V obvodu dolní propusti absorbuje kondenzátor C1 vysokofrekvenční proudy. Jeho odpor je pro ně mnohem menší než u zátěže. Posunuje zátěž. Je tedy možné získat nízkou frekvenci oddělením všech vysokých složek z ní.
U horní propusti je tomu naopak. Vysoké frekvence procházejí volně přes C1, a pokud jsou v signálu nízké frekvence, projdou přes R1.

Takové filtry se dodávají v různých provedeních. ve tvaru U, ve tvaru L atd. Rezistor může soutěžit s induktorem nebo induktorem. Mají menší aktivní odpor, ale větší reaktivní odpor. Díky tomu se snižují ztráty z aktivního odporu.