Motståndsegenskaper

Motstånd låter dig styra värdena på strömmar och spänningar i den elektriska kretsen. Motstånd tillhandahåller till exempel förspänningsläge för transistorn i en elektrisk signalförstärkare. Genom att mäta spänningen över motståndet kan du justera transistorns emitter- och kollektorströmmar. Med hjälp av motstånd tillverkas ström- och spänningsdelare i mätapparater.

De elektriska egenskaperna hos ett motstånd bestäms till stor del av materialet den är gjord av och dess design.

När du väljer typ av motstånd för en viss applikation övervägs vanligtvis följande parametrar:

a) det erforderliga resistansvärdet (Ohm, kOhm, MOhm),

b) noggrannhet (möjlig avvikelse, %, av motståndet från det värde som anges på motståndet),

(c) den effekt som motståndet kan avleda,

F) temperaturkoefficient för motstånd motstånd RT = R20 [1 + α (Т — 20О )], där α — motståndstemperaturkoefficient.

Till exempel, för en metallfilm a = (5 - 100) x 10-6,

e) motståndsstabilitet: detta hänvisar till den procentuella förändringen av motståndet i motståndet under drift,

f) Brusegenskaper: hänvisar till den ekvivalenta spänningen för det brus som genereras av motståndet.

För punkterna "e" och "f" ger de flesta tillverkare vanligtvis en kvalitativ bedömning av resistorernas egenskaper, och karakteriserar motstånden som till exempel mycket stabila eller lågt brus. Motstånd med toleranser på ± 2 % eller mindre kallas högprecisionsmotstånd.

Hög stabilitet, lågt brus och hög precision krävs endast i speciella fall. Till exempel används de i ingångsstegen för instrumentförstärkare med små signaler. Deras utbredda användning begränsas endast av den höga kostnaden för dessa enheter. Kolkompositmotstånd används endast i nätaggregat och effektförstärkare.

Keramiska motstånd används endast i nätaggregat och effektförstärkare. Glasklädda motstånd har ett brett spektrum av tillämpningar, medan aluminiumklädda motstånd endast används i förstärkare och småsignalinstrument.

Egenskaper hos motstånd gjorda av olika material

Motståndsparameter

Resistormaterial

Kolkomposit Kolfilm Metallfilm Metalloxidmotstånd Motståndsområde, Ohm 2,2 till 106 10 till 10×106 1 till 106 10 till 106 Noggrannhet ±10 ±5 ±1 ±2 Effekt, W 0,125 — 1 0,25 — 0,52 — 5 0,5 Stabilitet dålig nog utmärkt utmärkt

Resistansklassning och motståndsnoggrannhet. Det ungefärliga värdet av dess motstånd är alltid markerat på motståndets hölje. Så, ett motstånd märkt 100 Ohm ± 10% kan ha vilket motstånd som helst i intervallet 90 till 110 Ohm. Resistansen hos motståndet märkt 100 ohm ± 1 % varierar från 99 till 101 ohm.

Som regel är alla motstånd som tillverkas av industrin kombinerade i serie. Antalet nominella motståndsvärden inom en serie bestäms av den accepterade noggrannheten. Till exempel, för att täcka hela det möjliga intervallet av motståndsvärden från 1 till 10 med motstånd med en noggrannhet på ± 20%, räcker det med en uppsättning av sex grundvärden (E6-serien).

E12-serien innehåller 12 grundläggande resistansvärden med en noggrannhet på ± 10%. E24-serien innehåller 24 grundläggande motståndsvärden med en noggrannhet på ± 5%.

Varje serie innehåller 6 eller 7 grupper av motstånd vars resistanser skiljer sig med en faktor 10. Det betyder att motsvarande resistansgrupp erhålls genom att multiplicera basvärdet med 1, 10, 100, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ .

Ett exempel. Förspänningskretsen för förstärkarsteget kräver en ström på 100 μA (± 10%) med en konstant spänningskälla på 5 V. Val av typ av motstånd och dess resistans krävs. Ohms lag motstånd:

R = U/I = 5/100 = 50kΩ

Närmast det beräknade motståndsvärdet (E24-serien) är 51 kOhm. I detta fall kommer en ström på 98 μA att tillhandahållas, vilket skiljer sig från det erforderliga värdet med 2 %. Givet en resistansnoggrannhet på + 5 % får vi ett möjligt strömvariationsområde på 93 till 103 μA, vilket ligger väl inom den specificerade toleransen på ± 10 %.

Effekt som frigörs i motståndet P = UI = 5 x 100 x 10-6 = 500 x 10-6 W är mycket liten. Därför är ett kolfilmsmotstånd lämpligt med en nominell effekt på 0,25 W. Om en lågbrusförstärkare krävs, bör ett metalloxidmotstånd tas.

Små anteckningar och tips

Den maximala effekt som ett motstånd kan avleda beror på omgivningstemperaturen. När denna temperatur ökar, minskar effekten. För att öka motståndets tillförlitlighet måste en stor effektreserv tillhandahållas.

I de fall det krävs att ha flera motstånd med samma nominella värde, rekommenderas att använda tjockfilmsmotståndsuppsättningar tillverkade i typ D.AlzL och SIL-paket istället för diskreta element. Dessa är E12-seriens motstånd med värden från 33 till 1000m.

Trådbundna motstånd har betydande induktans, därför är det opraktiskt att använda dem i högfrekvens- och pulskretsar. Vid mycket höga frekvenser (över 30 MHz) kan kol- och metallfilmsmotstånd också ha ett avsevärt induktivt motstånd på grund av längden på sina stift, som måste förkortas så mycket som möjligt.

Isoleringskvaliteten hos glasmotstånd försämras med ökande temperatur. Därför bör, i lägen för maximal effektförlust, kontakt mellan dessa motstånd och ledande ytor undvikas.