Elektriese Weerstand: Wat is dit en wat doen dit? (Voorbeelde ingesluit)

Veld: Basiese Elektriese

China

Wat is 'n elektriese weerstand?

'n Weerstand (ook bekend as 'n elektriese weerstand) word gedefinieer as 'n twee-terminal pasiewe elektriese element wat elektriese weerstand bied teen stroomvloei. Weerstand is 'n maatstaf van die teenstand teen stroomvloei in 'n weerstand. Hoe groter die weerstand se weerstand, hoe groter die barriere teen stroomvloei. Daar is baie verskillende tipes weerstande, soos 'n termistor.

In 'n elektriese en elektroniese sirkel is die primêre funksie van 'n weerstand om die vloei van elektrone te "weerstaan", d.w.s., elektriese stroom. Dit is hoekom dit 'n "weerstand" genoem word.

Weerstande is pasiewe elektriese elemente. Dit beteken hulle kan nie enige energie aan die sirkel lewer nie, en in plaas daarvan neem hulle energie in en dissipeer dit in die vorm van hitte solank 'n stroom deur dit vloei.

Verskillende weerstande word in 'n elektriese en elektroniese sirkel gebruik om stroomvloei te beperk of spanningsvalle te produseer. Weerstande is beskikbaar in baie verskillende weerstandswaardes, van fraksies van Ohm (Ω) tot miljoene Ohms.

Volgens Ohm se wet, is die spanning (V) oor 'n weerstand direk eweredig aan die stroom (I) wat deur dit vloei. Waar die weerstand R die konstante van eweredigheid is.

Wat doen 'n weerstand?

In 'n elektriese en elektroniese silus word weerstande gebruik om stroomvloei te beperk en te reguleer, spanning te verdeel, seinvlakke aan te pas, aktiewe elemente te bias, ens.

Byvoorbeeld, word baie weerstande in reeks verbonden om die stroom deur die lig-emitterende diode (LED) te beperk. Ander voorbeelde word hieronder bespreek.

Beskerm Tegen Spanningspieke

'n snubber-silus is waar 'n reeks-kombinasie van 'n weerstand en 'n kondensator in parallel met die thyristor verbond word om die vinnige styging in spanning oor 'n thyristor te onderdruk. Dit staan bekend as 'n snubber-silus wat gebruik word om die thyristor teen hoë $\frac{dv}{dt}$ te beskerm.

Weerstande word ook gebruik om LED-liggies teen spanningspieke te beskerm. LED-liggies is gevoelig vir hoë elektriese stroom, en dus sal hulle skade ly indien 'n weerstand nie gebruik word om die stroomvloei deur die LED te kontroleer nie.

Verleen Regte Spanning Deur 'n Spanningsval te Skep

Elke element in 'n elektriese silus, soos 'n lig of 'n skakelaar, vereis 'n spesifieke spanning. Vir daardie doel word weerstande gebruik om regte spanning te verleen deur 'n spanningval oor elemente te skep.

Watter is Elektriese Weerstand Gemeten in (Weerstandhede)?

Die SI-eenheid vir 'n weerstand (elektriese weerstand word gemeet in) Ohm en word aangedui as Ω. Die eenheid ohm (Ω) is vernoem na die groot Duitse fisikus en wiskundige Georg Simon Ohm.

In die SI-stelsel is 'n ohm gelyk aan 1 volt per ampère. Dus,

$\begin{align*} 1\,\,Ohm = 1 \frac{Volt}{Ampere} \end{align*}$

Dit beteken dat 'n weerstand ook gemeet word in volt per ampère.

Weerstande word vervaardig en gespesifiseer oor 'n wyd spektrum van waardes. Daarom word afgeleide eenhede van weerstande gemaak volgens hul waardes soos milliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), kiloohm (1 kΩ = 103 Ω) en megaohm (1 MΩ = 106 Ω), ens.

Elektriese Weerstand Sirkuitsimbool

Daar is twee hoof sirkuitsimbolle wat gebruik word vir elektriese weerstande. Die mees algemene simbool vir 'n weerstand is 'n zig-zag lyn wat wyd gebruik word in Noord-Amerika.

Die ander sirkuitsimbool vir 'n weerstand is 'n klein reghoek wat wyd gebruik word in Europa en Asië, en dit staan bekend as die internasionale weerstands-simbool.

Die sirkuitsimbool vir weerstande word getoon in die beeld hieronder.

企业微信截图_1710134355893.png — Weerstandsimbool

企业微信截图_1710134362141.png — Weerstandsimbool

Serie en Parallel Weerstande

Weerstande in Serie Formule

Die skematiese weergawe hieronder wys 'n aantal weerstande n wat in serie verbind is.

As twee of meer weerstande in serie verbind word, dan is die ekwivalente weerstand van die serie-verbonde weerstande gelyk aan die som van hul individuele weerstande.

Wiskundig uitgedruk, is dit

$\begin{align*} R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} R_n \end{align*}$

In 'n reeksverbinding bly die stroom wat deur elke individuele weerstand vloei konstant (d.w.s. die stroom deur elke weerstand is dieselfde).

Voorbeeld

Soos in die skema hieronder getoon, word drie weerstande, 5 Ω, 10 Ω, en 15 Ω, in reeks verbond. Vind die ekwivalente weerstand van die reeksverbonden weerstande.

Oplossing:

Gegewe Data: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ en $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

Volgens die formule,

$\begin{align*} \begin{split} & R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \\ & = 5 + 10 + 15 \\ & R_e_q_.= 30\,\,\Omega \end{split} \end{align*}$

Dus, ons kry die ekwivalente weerstand van reeksgekoppelde weerstande is 30 Ω.

(let op dat die skema boë 25 Ω sê. Dit is 'n tikfout, die korrekte antwoord is 30 Ω)

Weerstande in Parallel Formule

Die skema hieronder wys 'n aantal weerstande n wat in parallel gekoppel is.

As twee of meer weerstande in parallel gekoppel word, dan is die ekwivalente weerstand van die parallel-gekoppelde weerstande gelyk aan die resiprook van die som van die resiprookes van die individuele weerstande.

Wiskundig uitgedruk, is dit

$\begin{align*} \frac{1}{R_e_q_.} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ........ + \frac{1}{R_n} \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{R_n} \end{align*}$

In 'n parallelle verbinding bly die spanning wat deur elke individuele weerstand vloei konstant (d.w.s. die spanning deur elke weerstand is dieselfde).

Weerstandskring (Voorbeeldtoepassings)

LED-stroombeperkende weerstand

Stroombeperking is baie belangrik in 'n LED. As te veel stroom deur 'n LED vloei, sal dit beskadig word. Daarom word 'n stroombeperkende weerstand gebruik om die stroom na die LED te beperk of te verminder.

Stroombeperkende weerstande word in reeks met 'n LED aangesluit om die stroom wat deur die LED vloei tot 'n veilige waarde te beperk. Soos in die afbeelding hieronder getoon, word die stroombeperkende weerstand in reeks met die LED aangesluit.

Bereken die Noodsaaklike Waarde van die Stroombeperkende Weerstand

Wanneer die waarde van 'n stroombeperkende weerstand bereken word, moet ons drie spesifikasies of kenmerkwaardes van die LED weet:

LED-vorspanning (vanaf datablad)
LED-maximum vorspanningsstroom (vanaf datablad)
VS = voorspanning

Die vorspanning is die spanning wat benodig word om 'n LED aan te maak, en dit is gewoonlik tussen 1,7 V en 3,4 V, afhangende van die kleur van die LED-liggies. Die maksimum vorspanningsstroom is die kontinue stroom wat deur die LED vloei, en dit is gewoonlik ongeveer 20 mA vir basiese LEDs.

Nou kan ons die nodige waarde van die stroombeperkende weerstand bereken deur gebruik te maak van die volgende vergelyking

$\begin{align*} R = \frac{V_S - V_F}{I_F} \end{align*}$

Waar, $V_S$ = Spanningsvoorsiening

$V_F$ = Voorwaartse spanning

$I_F$ = maksimum voorwaartse stroom

Lê ons 'n voorbeeld sien van die berekening van die nodige waarde van die stroombeperkende weerstand deur gebruik te maak van die bostaande formule.

Trekkerspanningsweerstande

Trekkerspanningsweerstande is weerstande wat in elektroniese logiese sirkels gebruik word om 'n bekende toestand vir 'n sein te verseker.

Met ander woorde, trekkerspanningsweerstande word gebruik om te verseker dat 'n draad na 'n hoë logiese vlak getrek word wanneer daar geen insettoestand is nie. 'n Trekkerspanningsweerstand werk soortgelyk aan die trekkerspanningsweerstande, behalwe dat hulle 'n draad na 'n logies lae vlak trek.

Moderne IC's, mikrobestuurders, en digitale logiese poorte het baie ingange en uitgangspinne, en hierdie ingange en uitgange moet korrek ingestel word. Daarom word pull-up weerstande gebruik om die insetpin van mikrobestuurders of digitale logiese poort se inset korrek te bias na 'n bekende toestand.

Pull-up weerstande word in kombinasie met transistors, skakelaars, knoppies, ens., wat die fisiese verbinding van volgende komponente met die grond of VCC onderbreek. Byvoorbeeld, die pull-up weerstand-sirkel word in die beeld hieronder getoon.

企业微信截图_17101346272890.png — Pull-up Weerstand Sirkel

企业微信截图_17101346341956.png — Pull-up Weerstand Sirkel

Soos aangedui, wanneer die skakelaar gesluit is, gaan die insetspanning (Vin) by die mikrobestuurder of poort na die grond, en wanneer die skakelaar oop is, word die insetspanning (Vin) by die mikrobestuurder of poort opgetrek tot die vlak van insetspanning (Vin).

Daarom kan die pull-up weerstand die insetpin van die mikrobestuurder of poort bias wanneer die skakelaar oop is. Sonder 'n pull-up weerstand sou die insette by die mikrobestuurder of poort vryhangend wees, d.w.s. in 'n hoë impedansietoestand.

'n Tipiese waarde vir 'n pull-up weerstand is 4.7 kΩ, maar dit kan wissel afhangende van die toepassing.

Voltage Drop Across a Resistor

Die voltage drop oor 'n weerstand is niks anders as eenvoudigweg 'n waarde van spanning oor die weerstand. Die voltage drop word ook bekend as IR drop.

Soos ons weet, is 'n weerstand 'n passiewe elektriese element wat elektriese weerstand bied teen die vloei van stroom. Dus, volgens Ohm se wet, sal dit 'n voltage drop skep wanneer stroom deur 'n weerstand vloei.

Wiskundig kan die spanningsval oor 'n weerstand uitgedruk word as,

$\begin{align*} V (Voltage \,\, Drop) = I * R \end{align*}$

Teken vir IR-valle (Spanningsvalle)

Om die teken vir die spanningsvalle oor 'n weerstand te bepaal, is die rigting van die stroom baie belangrik.

Stel 'n weerstand met weerstand R voor waarin stroom (I) van punt A na punt B vloei, soos in die afbeelding hieronder aangedui.

Daarom is punt A by 'n hoër potensiaal as punt B. As ons van A na B reis, is V = I R negatief, d.w.s., -I R (dit wil sê, val in potensiaal). Op dieselfde manier, as ons van punt B na punt A reis, is V = I R positief, d.w.s., +I R (dit wil sê, styging in potensiaal).

Dit is dus duidelik dat die teken van die spanningsval oor 'n weerstand afhang van die rigting van die stroom deur daardie weerstand.

Weerstandskleurkode

Weerstandskleurkode word gebruik om die weerstandswaarde en persentasietoleransie van enige weerstande te identifiseer. Die weerstandskleurkode gebruik gekleurde bande om dit te identifiseer.

Soos in die figuur hieronder aangedui, is daar vier kleurbande op die weerstand gedrukt. Drie van die bande is langs mekaar gedrukt, en die vierde band is net 'n bietjie verder weg van die derde band gedrukt.

4 band resistor color code — 4 Band Weerstandskleurkode

Die eerste twee bandjies van die linkerkant dui betekenisvolle syfers aan, die derde bandjie dui die desimale vermenigvuldiger aan, en die vierde bandjie dui die toelaatbaarheid aan.

5 band resistor code — Kleurkode vir 5-band weerstand

Die tabel hieronder wys betekenisvolle syfers, desimale vermenigvuldigers, en toelaatbaarheid vir verskillende kleurkodes van weerstanders.

Sleutelpunte:

Die Goue en Silwer bandjie word altyd aan die regterkant geplaas.
Die weerstandwaarde word altyd van links na regs gelees.
As daar geen toelaatbaarheidsbandjie is, vind dan die kant met 'n bandjie naby 'n voer en maak dit die eerste bandjie.

Voorbeeld (Hoe om die weerstandswaarde te bereken?)

Soos in die beeld hieronder getoon, het 'n koolstofkleur gekodeerde weerstander die eerste ring groen, die tweede blou, die derde rooi, en die vierde goue kleur. Vind die spesifikasies van die weerstander.

Oplossing:

Volgens die tabel van kleurkodes van weerstanders,

Groen	Blou	Rooi	Goudkleurig
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

$\begin{align} R = 56 10^2 \Omega \SI{\pm 5}{\%} \,\, \end{align*}$

Dus is die weerstandswaarde $5600\,\,\Omega$ met ${\pm 5}{\%}$ toleransie.

Daarom is die waarde van die weerstand tussen

$5600 + 5 \% = 5600 + 280 = 5880 \,\,\Omega$

$5600 - 5 \% = 5600 - 280 = 5320 \,\,\Omega$

Daarom is die waarde van die weerstand tussen $5880\,\,\Omega$ en $5320\,\,\Omega$ .

Karakter- of Letterkode (RKM Kode)

Soms is weerstands so klein dat kleurkodering moeilik toegepas kan word. In sulke gevalle word 'n karakter- of letterkode gebruik vir die spesifikasies van weerstand. Dit word ook as RKM-kode verwys.

Die karakters wat gebruik word vir die kodering van weerstande is R, K en M. Wanneer daar 'n karakter tussen twee desimale getalle is, werk dit as 'n desimale komma. Byvoorbeeld, die karakter R dui Ohms aan, K dui Kilo ohms aan, en M dui Mega ohms aan. Laat ons voorbeelde hiervan sien.

Weerstand	Letterkode
0.3 Ω	R3
0.47 Ω	R47
1 Ω	1R0
1 KΩ	1K
4.7 KΩ	4K7
22.3 MΩ	22M3
9.7 MΩ	9M7
2 MΩ	2M

Voorbeeld – Letter of Syferkode

Toleransie word aangedui as

Karakter	Toleransie
F	${\pm 1}{\%}$
G	${\pm 2}{\%}$
J	${\pm 5}{\%}$
K	${\pm 10}{\%}$
M	${\pm 20}{\%}$

Voorbeeld – Weerstand met lettercode:

Tipes van Weerstande

Daar is verskeie tipes van weerstande, elk met sy eie unieke eienskappe en spesifieke toepassings.

Daar is twee basiese tipes weerstande beskikbaar: Vaste weerstande en Veranderlike weerstande. Beide tipes word hieronder gelys.

Vaste Weerstande

Vaste weerstande is die mees wydverspreide tipe weerstand. Hulle word wyd gebruik in elektroniese skakels om die regte toestande in 'n skakel aan te pas en te reël. Die tipes vaste weerstande word hieronder gelys.

Koolstof Samensetting Weerstande (Koolstof Weerstande)
Koolstof Stapel Weerstande
Koolstof Film Weerstande
Termistor (Termele Weerstand)
Draad Gewonde Weerstande
Oppervlak Montasie Weerstande
Metaal Film Weerstande
Metaal Okside Film Weerstande
Dik Film Weerstande
Dun Film Weerstande
Foil Weerstande
Gedrukte Koolstof Weerstande
Ammeter Shunts Weerstand (Stroom-Sensing Weerstand)
Rooster Weerstand

Veranderlike Weerstande

Veranderlike weerstande bestaan uit een of meer vaste weerstandselemente en 'n skyfer. Hierdie gee drie aansluitings aan die element; twee is aangesluit aan die vaste weerstandselement, en die derde is die skyfer. Deur die skyfer na verskillende terminals te beweeg, kan ons die waarde van weerstand verander.

Die tipes veranderlike weerstande word hieronder gelys.

Aanpasbare weerstande
Potensiometers
Veranderlike weerstande (Rheostat)
Weerstand dekade boks (Weerstand vervangingsboks)
Varistore (Nie-lineêre weerstand)
Ligafhanklike weerstand (LDR) of Fotoresistor
Trimmers

Ander spesiale tipes weerstande sluit in:

Water weerstand (Water rheostat, Vloeistof rheostat)
Ballast weerstand
Fenoliese gegose komposiet weerstand
Cermet weerstande
Tantalum weerstande

Weerstand grootte (Meest algemene weerstand waardes)

Weerstand groottes is georganiseer in 'n stel verskillende reekse van standaard weerstand waardes. In 1952 het die Internasionale Elektrotegniese Kommissie besluit om die standaard weerstand en toleransiewaardes te bepaal om verenigbaarheid tussen komponente te verhoog en die vervaardiging van weerstande te vereenvoudig.

Hierdie standaard waardes word as die E-reeks van die IEC 60063 voorkeurlike nommerwaardes aangedui. Hierdie E-reekse is geklassifiseer as E12, E24, E48, E96, en E192 met 12, 24, 48, 96, en 192 verskillende waardes binne elke dekade.

Die mees algemene weerstand waardes word hieronder opgesom. Dit is E3, E6, E12, en E24 standaard weerstand waardes.

E3 standaard weerstand reeks:

Die E3 weerstand reeks is die mees algemene weerstand waardes wat in die elektroniese bedryf gebruik word.

1.0

2.2

4.7

E6 standaard weerstandreeks:

Die E3 weerstandreeks word ook die meeste gebruik en bied 'n wyd spektrum van algemene weerstandswaardes.

1.0	1.5	2.2
3.3	4.7	6.8

E12 standaard weerstandreeks:

1.0	1.2	1.5
1.8	2.2	2.7
3.3	3.9	4.7
5.6	6.8	8.2

E24 standaard weerstandserie:

1.0	1.1	1.2
1.3	1.5	1.6
1.8	2.0	2.2
2.4	2.7	3.0
3.3	3.6	3.9
4.3	4.7	5.1
5.6	6.2	6.8
7.5	8.2	9.1

Die verdraagsaamheid van weerstande word gewoonlik gespesifiseer as ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , en ${\pm 1}{\%}$ .

Waarvan is 'n weerstand gemaak?

Afhanklik van die toepassing, word 'n verskeidenheid materiale gebruik om weerstande te vervaardig.

Weerstande word gemaak van koolstof of koper, wat dit moeilik maak vir elektriese stroom om deur 'n sirkel te vloei.
Die mees algemene tipe en algemene doel weerstand is 'n koolstofweerstand wat die beste in lae-energie elektroniese sirkels geskik is.
Manganien- en constantanlegerings word gebruik vir die vervaardiging van standaard draadgewonde weerstande omdat hulle hoë vertragting en 'n lae temperatuurkoëffisiënt van weerstand het.
Manganin-foil en -draad word gebruik om weerstanders soos ampermeter shunts te vervaardig, aangesien manganin naby nul temperatuurkoeffisiënt van weerstand het.
Nikkel-koper-mangaan-legering word gebruik om standaard weerstanders, draadgewonde weerstanders, presisie draadgewonde weerstanders, ens. te vervaardig. Hierdie legering het 'n samestelling van Nikkel = 4%; Koper = 84%; Mangaan = 12%.

Wat is die Algemene Gebruik van Weerstanders (Toepassings van Weerstanders)

Sommige toepassings van weerstanders sluit in:

Weerstanders word gebruik in versterkers, osillators, digitale multimeters, modulators, demodulators, senders, ens.
Lichtafhanklike weerstanders word gebruik in insluipalarms, vlambewysers, fotografiese toestelle, ens.
Draadgewonde weerstanders word gebruik in shunt met ampermeters waar hoogsensitiewe, gebalanseerde stroombeheer, en akkurate meting vereis word.

Bron: Electrical4u.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels waardevol om te deel, indien daar inbreuk is kontak asb vir verwydering.

Gee 'n fooitjie en moedig die outeur aan!

Onderwerpe:

Basiese Elektriese

Elektriese weerstand

Oor deskundiges

Electrical4u

China

Kundigheidsgebied

Basic Electrical

Professionele artikel

607