Elektra Resistoro: Kio ĝi estas kaj kion ĝi faras? (Ekzemploj Enkluzivitaj)

Kampo: Baza Elektrotekniko

China

Kio estas elektra rezistoro?

Rezistoro (ankaŭ konata kiel elektra rezistoro) estas difinita kiel du-terminala pasiva elektra elemento, kiu provizas elektran rezistancon al fluo de koranto. Rezisto estas mezuro de la kontraŭstaro al la fluo de koranto en rezistoro. Ĉe pli granda rezisto de rezistoro, pli granda estas la bariero kontraŭ la fluo de koranto. Ekzistas multaj malsamaj tipoj de rezistoroj, kiel ekzemple termistoro.

En elektraj kaj elektronikaj cirkvitoj, la ĉefa funkcio de rezistoro estas "kontraŭstarigi" la fluon de elektronoj, t.e., elektran koranton. Tial ĝi nomiĝas "rezistoro".

Rezistoroj estas pasivaj elektraj elementoj. Tio signifas, ke ili ne povas liveri iun energion al la cirkvito, sed anstataŭe ili ricevas energion kaj dissendas ĝin en formo de varmo dum koranto fluas tra ĝi.

Diversaj rezistoroj estas uzitaj en elektraj kaj elektronikaj cirkvitoj por limigi la koranton aŭ produkti voltaĵ-faladojn. Rezistoroj estas disponeblaj en multaj malsamaj rezistantaj valoroj, de frakcioj de Ohmo (Ω) ĝis milionoj da Ohmoj.

Laŭ la leĝo de Ohm, la voltaĵo (V) trans rezistoro estas direkte proporcia al la koranto (I), kiu fluas tra ĝi. Kie la rezisto R estas la konstanto de proporcieco.

Kio faras rezistoron?

En elektra kaj elektronika cirkvito, rezistoroj estas uzataj por limigi kaj regi la fluon de elektra korento, dividadi tensiojn, adapti signallivelojn, polarigi aktivelementojn, ktp.

Ekzemple, multaj rezistoroj estas konektitaj en serio por limigi la korenton kiuj flue tra la lumemita diodo (LED). Aliaj ekzemploj estas diskutitaj sube.

Protekti kontraŭ Tensio-Špikoj

Snubber-cirkvito estas tia, kie serio-kombinaĵo de rezistoro kaj kapacitoro estas konektitaj paralele kun la tiristoro, uzata por suprimi rapidan alŝton de tensio trans tiristoro. Tio estas konata kiel snubber-cirkvito uzata por protekti la tiristoron kontraŭ alta $\frac{dv}{dt}$ .

Rezistoroj estas ankaŭ uzataj por protekti LED-lumilojn kontraŭ tensio-špikoj. LED-lumiloj estas sensiblaj al alta elektra korento, kaj pro tio ili estos damaĝitaj se rezistoro ne estas uzata por kontroli la fluon de elektra korento tra la LED.

Furni Adecvan Tension Per Kreado de Tensio-Falo

Ĉiu elemento en elektra cirkvito, kiel lumo aŭ ŝaltilo, bezonas specifan tension. Por tio, rezistoroj estas uzataj por furni adecvan tension per kreado de tensio-falo trans elementoj.

Kio estas elektra rezisto (mezurita en rezistoraj unuoj)?

La SI-unuo por rezistoro (la elektra rezisto mezurata en) Ohm kaj estas reprezentita kiel Ω. La unuo ohm (Ω) estas nomita honoron de la granda germana fizikisto kaj matematikisto Georg Simon Ohm.

En SI-sistemo, ohm egalas al 1 volt per ampero. Tial,

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

Do, la rezistoro ankaŭ estas mezurata en volt per ampero.

Rezistoroj estas fabrikigitaj kaj specifitaj en larĝa gamo de valoroj. Tial, la derivitaj unuoj de rezistoroj estas faritaj laŭ iliaj valoroj, kiel miliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), kilohm (1 kΩ = 103 Ω) kaj megohm (1 MΩ = 106 Ω), etc.

Simbolo de elektra rezistora cirkvito

Estas du ĉefaj cirkvitaj simboloj uzitaj por elektraj rezistoroj. La plej komuna simbolo por rezistoro estas zig-zag linio, kiu estas vaste uzata en Nord-Ameriko.

La alia cirkvita simbolo por rezistoro estas malgranda rektangulo, kiu estas vaste uzata en Eŭropo kaj Azio, kaj tio estas nomata la internacia rezistora simbolo.

La cirkvita simbolo por rezistoroj montriĝas en la bildo sube.

bildigo de ĉina mikroinformilo_1710134355893.png — Simbolo de rezistoro

bildigo de ĉina mikroinformilo_1710134362141.png — Simbolo de rezistoro

Seriekaj paralelaj rezistoroj

Formulo por seriekaj rezistoroj

La suba cirkvito montras nombron da rezistoroj n konektitaj en serio.

Se du aŭ pli da rezistoroj estas konektitaj en serio, tiam la ekvivalenta rezisto de la seriekonektitaj rezistoroj egalas al la sumo de iliaj individuaj rezistoj.

Matematike, ĉi tio esprimiĝas kiel

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

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

En seriekonektado la elektra fluo tra ĉiu individua rezistoro restas konstanta (t.e. la fluo tra ĉiu rezistoro estas sama).

Ekzemplo

Kiel montrite en la cirkvito sube, tri rezistoroj, 5 Ω, 10 Ω, kaj 15 Ω, estas konektitaj en serio. Trovu la ekvivalentan reziston de la seriekonektitaj rezistoroj.

Solvo:

Donitaj datumoj: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ kaj $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

Laŭ la formulo,

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

Do tio, ni ricevas la ekvivalentan rezistancon de seriel konektitaj rezistoroj kiu estas 30 Ω.

(notu ke la cirkva diagramo supre diras 25 Ω. Tio estas eraro, la ĝusta respondo estas 30 Ω)

Formulo por Rezistoroj en Paralelo

La suba cirkvo montras nombron da rezistoroj n konektitaj en paralelo.

Se du aŭ pli da rezistoroj estas konektitaj en paralelo, tiam la ekvivalenta rezistanco de la paralele konektitaj rezistoroj egalas al la reciproka valoro de la sumo de la reciprokaj valoroj de la individuaj rezistantoj.

Matematike, tio esprimiĝas kiel

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

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

En paralela konekto, la voltago fluanta tra ĉiu individua rezistoro restas konstanta (t.e. la voltago tra ĉiu rezistoro estas la sama).

Rezistoraj Cirkvaĵoj (Ekzemploj de Aplikoj)

LED-a Kurentlimiga Rezistoro

Kurentlimigo estas tre grava en LED. Se tro granda kurento fluas tra LED, ĝi estos damaĝita. Tial, oni uzas kurentlimigan rezistoron por limigi aŭ redukti la kurenton en LED.

Kurentlimigaj rezistoroj estas konektitaj en serio kun LED por limigi la kurenton fluantan tra la LED al sekura valoro. Ekzemple, kiel montrite en la bildo sube, la kurentlimiga rezistoro estas konektita en serio kun la LED.

Kalkulu la Necesan Valoron de Kurentlimiga Rezistoro

Dum kalkulado de la valoro de kurentlimiga rezistoro, ni devas scii tri specifajn aŭ karakterizajn valorojn de la LED:

Antaŭenira voltago de LED (el datufilo)
Maksimuma antaŭenira kurento de LED (el datufilo)
VS = nutra voltago

La antaŭenira voltago estas la voltago necesata por ŝalti LED-on, kaj ĝi kutime estas inter 1,7 V ĝis 3,4 V, depende de la koloro de la LED-lumo. La maksimuma antaŭenira kurento estas la kontinua kurento fluanta tra la LED, kaj ĝi kutime estas ĉirkaŭ 20 mA por bazaj LED-oj.

Nun, ni povas kalkuli la necesan valoron de la ŝarglimiga rezistoro uzante la jenan ekvacion,

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

Kie, $V_S$ = Alimenta tensio

$V_F$ = Antaŭenira tensio

$I_F$ = maksimuma antaŭenira kurto

Rigardu ekzemplon pri kalkulado de la necesa valoro de la ŝarglimiga rezistoro uzante la supran formulon.

Trakirrezistoroj

Trakirrezistoroj estas rezistoroj uzitaj en elektronikaj logikaj cirkvoj por certigi konatan staton de signalo.

Alivorte, trakirrezistoroj estas uzataj por certigi, ke drato estas trakitata al alta logika nivelo, kiam ne estas eniga kondiĉo. Trakirrezistoro funkcias simile al trakirrezistoroj, escepte ke ili trakitadas droton al logika malalta nivelo.

Modernaj IC-oj, mikrokontroliloj, kaj ciferecaj logikaj pordoj havas multajn enigajn kaj eligajn piedojn, kaj tiuj enigoj kaj eligoj devas esti ĝuste agorditaj. Tial, tirilresistoroj estas uzataj por certigi ke la eniga piedo de mikrokontrolilo aŭ cifereca logika pordo estas ŝanĝita al konata stato.

Tirilresistoroj estas uzataj kombinita kun transistoroj, ŝaltiloj, butonoj, etc., kiuj interrompas la fizikan konekton de sekvaj komponantoj al la tero aŭ VCC. Ekzemple, la cirkvito de tirilresistoro estas montrita en la suba bildo.

企业微信截图_17101346272890.png — Cirkvito de Tirilresistoro

企业微信截图_17101346341956.png — Cirkvito de Tirilresistoro

Kiel montrite, kiam la ŝaltilo estas fermita, la eniga voltago (Vin) je la mikrokontrolilo aŭ pordo iras al la tero, kaj kiam la ŝaltilo estas malfermita, la eniga voltago (Vin) je la mikrokontrolilo aŭ pordo estas tirita supren al la nivelo de eniga voltago (Vin).

Do, la tirilresistoro povas polarigi la enigan piedon de la mikrokontrolilo aŭ pordo kiam la ŝaltilo estas malfermita. Sen tirilresistoro, la enigoj je la mikrokontrolilo aŭ pordo estus flotantaj, t.e., en alta impeda stato.

Tipa valoro de tirilresistoro estas 4,7 kΩ, sed ĝi povas varias depende de la apliko.

Tensmalsalto Aŭsklare de Resistoro

La tensmalsalto aŭsklare de resistoro estas nenio alia ol simple valoro de tensio aŭsklare de la resistoro. La tensmalsalto ankaŭ estas konata kiel IR-malsalto.

Kiel ni scias, resistoro estas pasiva elektra elemento, kiu provizas elektran reziston al la fluo de kortuŝo. Do, laŭ la leĝo de Ohm, ĝi kreos tensmalsallon kiam kortuŝo pasas tra resistoro.

Matematike, la volt-ĉeno trans rezistoro povas esti esprimita kiel,

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

Signoj por IR-ĉenoj (Volt-ĉenoj)

Por determini la signon de la volt-ĉenoj trans rezistoro, la direkto de la elektra fluo estas tre grava.

Konsideru rezistoron kun rezisto R, en kiu elektra fluo (I) fluas de punkto A al punkto B, kiel montrite en la bildo sube.

Do, punkto A estas je pli alta potencialo ol punkto B. Se ni vojaĝas de A al B, V = I R negativa, t.e., -I R (t.e., falado de potencialo). Simile, se ni vojaĝas de punkto B al punkto A, V = I R pozitiva, t.e., +I R (t.e., superrigardo de potencialo).

Do, estas klare ke la signo de la volt-ĉeno trans rezistoro dependas de la direkto de la elektra fluo tra tiu rezistoro.

Kolorkodoj de rezistoroj

Kolorkodoj de rezistoroj estas uzataj por identigi la rezistancon aŭ rezistanca valoron kaj procentan toleradon de iu ajn rezistoro. La kolorkodoj de rezistoroj uzas kolorajn banderojn por identigi ĝin.

Kiel montrite en la figuro sube, estas kvar koloraj banderoj presitaj sur la rezistoro. El la tri banderoj estas presitaj unu post la alia, kaj la kvara bandero estas presita iomete for de la tria bandero.

4 band resistor color code — 4-banda kolorkodo de rezistoro

La unuaj du strekoj de la maldekstra flanko indikas signifajn ciferojn, la tria streko indikas dekstran multiplikilon, kaj la kvara streko indikas toleron.

5 band resistor code — Kolorkodo de rezistoro kun kvin strekoj

La suba tablo montras signifajn ciferojn, dekstran multiplikilon, kaj toleron por diversaj kolorkodoj de rezistoroj.

Ĉefaj punktoj:

La orakaj kaj argenkaj strekoj estas ĉiam metitaj dekstren.
La valoro de la rezistoro estas ĉiam legota de maldekstre dekstren.
Se ne ekzistas tolera streko, trovu la flankon kun streko proksime al kontaktilo kaj faru ĝin la unua streko.

Ekzemplo (Kiel Kalkuli la Valoron de Rezistoro?)

Kiel montrite en la suba bildo, karbona kolorkodita rezistoro havas la unuan ringon verda, la duan blua, la trian ruĝa, kaj la kvaran ora. Trovu la specifikojn de la rezistoro.

Solvo:

Laŭ la tablo de kolorkodo de rezistoroj,

Verda	Blua	Rugxa	Dorata
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

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

Do tio la valoro de rezisteco estas $5600\,\,\Omega$ kun ${\pm 5}{\%}$ toleranco.

Tiel, la valoro de rezisteco estas inter

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

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

Tiel, la valoro de rezisteco estas inter $5880\,\,\Omega$ kaj $5320\,\,\Omega$ .

Signo aŭ litera kodado (RKM-kodo)

Foje rezistoroj povas esti tiom malgrandaj, ke la kolorkodado estas malfacile aplikebla. En tiaj okazoj, oni uzas signon aŭ literan kodadon por specifiko de rezistoroj. Tio ankaŭ estas konata kiel RKM-kodo.

La signoj uzitaj por kodado de rezistoroj estas R, K, kaj M. Kiam estas signo inter du dekumaj nombroj, ĝi agas kiel dekuma punkto. Ekzemple, la signo R indikas Ohmojn, K indikas Kilohmojn, kaj M indikas Megohmojn. Rigardu ekzemplojn pri tio.

Rezisto	Letra Kodo
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

Ekzemplo – Letra a Cifera Kodo

Toleranco indikatas kiel

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

Ekzemplo – Resistoro kun litera kodo:

Resisteco	Litera Kodo
$3.5\,\,\Omega {\pm 5}{\%}$	3R5J
$4.7\,\,\Omega {\pm 10}{\%}$	4R7K
$9.7\,\,M\Omega {\pm 2}{\%}$	9M7G

Specoj de Resistoroj

Ekzistas diversaj specoj de resistoroj, ĉiu kun siaj propraj ecoj kaj specifaj uzoj.

Estas du bazaj specoj de resistoroj disponeblaj: Fiksaj resistoroj kaj Variablaj resistoroj. Ambaŭ specoj estas listigitaj sube.

Fiksaj Resistoroj

Fiksaj resistoroj estas la plej vaste uzata speco de resistoroj. Ili estas vaste uzataj en elektronikaj cirkvitoj por regi kaj kontroli la kondiĉojn en cirkvito. La specoj de fiksaj resistoroj estas listigitaj sube.

Karbonekzemplastaj Resistoroj (Karbonekzemplastaj Resistoroj)
Karbonekzemplastaj Pilkaj Resistoroj
Karbonekzemplastaj Filaj Resistoroj
Termistoro (Termala Resistoro)
Filaj Resistoroj
Surfacmontaj Resistoroj
Metalekzemplastaj Resistoroj
Metaloksidaj Filaj Resistoroj
Dikfilaj Resistoroj
Malfilaj Resistoroj
Foilaj Resistoroj
Impresitaj Karbonekzemplastaj Resistoroj
Ammetromalfermaj Resistoroj (Kuranta-Sensigaj Resistoroj)
Grillaj Resistoroj

Variablaj Resistoroj

Variablaj resistoroj konsistas el unu aŭ pliaj fiksaj resistoraj elementoj kaj kurŝlosilo. Tiuj donas tri konektojn al la elemento; du estas konektitaj al la fiksaj resistoraj elementoj, kaj la tria estas la kurŝlosilo. Per movado de la kurŝlosilo al diversaj terminaloj, ni povas variigi la valoron de rezisto.

La specoj de variablaj resistoroj estas listigitaj sube.

Reguleblaj rezistoroj
Potenciometroj
Variablaj rezistoroj (Reostato)
Dekad-kutio de rezisto (Substituta kutio de rezistoro)
Varistoroj (Ne-linia rezistoro)
Lumdependa rezistoro (LDR) aŭ fotoresistoro
Trimeroj

Aliaj specialaj variaĵoj de rezistoroj inkluzivas:

Akva rezistoro (Akva reostato, likva reostato)
Balastrrezistoro
Fenolformaldegidkompozita rezistoro
Cermet-rezistoroj
Tantalrezistoroj

Grandoj de rezistoroj (plej komunaj valoroj de rezistoroj)

La grandoj de rezistoroj estas organizitaj en serion de diversaj normaj valoroj de rezistoroj. En 1952 la Internacia Elektroteknika Komision decidis difini normajn rezistancojn kaj tolerancvalorojn por plibonigi kompatibilecon inter komponantoj kaj faciligi la fabrikadon de rezistoroj.

Ĉi tiuj normaj valoroj estas konataj kiel la E-serio de la IEC 60063 preferataj numeraj valoroj. Ĉi tiuj E-serioj estas klasifikitaj kiel E12, E24, E48, E96, kaj E192 kun 12, 24, 48, 96, kaj 192 malsamaj valoroj en ĉiu dekado.

La plej komunaj valoroj de rezistoroj estas listigitaj sube. Tio estas E3, E6, E12, kaj E24 normaj valoroj de rezistoroj.

E3 norma serio de rezistoroj:

La E3 serio de rezistoroj estas la plej komunaj valoroj uzitaj en la elektronika industrio.

1,0

2,2

4,7

E6 norma serio de rezistoroj:

La E3 serio de rezistoroj estas ankaŭ plej ofte uzata, kaj ĝi proponas larĝan gamon de komunaj rezistoraj valoroj.

1,0	1,5	2,2
3,3	4,7	6,8

E12 norma serio de rezistoroj:

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 norma serio de rezistoroj:

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

La toleranco de rezistoroj estas ĝenerale specifita je ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , kaj ${\pm 1}{\%}$ .

El kio faratas rezistoro?

Je la apliko, diversaj materialoj estas uzitaj por farigi rezistoron.

Rezistoroj estas faritaj el karbono aŭ kupro, kio malfaciligas la fluon de elektra korento tra cirkvito.
La plej komuna tipo kaj ĝenerala celusa rezistoro estas karbona rezistoro, plej taŭga por malpotencaj elektronikaj cirkvitoj.
Manganin kaj konstantan ligoj estas uzataj por fabrikado de normaj filvolvitaj rezistoroj, ĉar ili havas altan rezistivecon kaj malaltan temperaturan koeficienton de rezisto.
Manganin-folio kaj drato estas uzataj por fabrikado de rezistoroj, ekzemple ampermetro-diverĝiloj, ĉar manganin havas preskaŭ nulan temperaturan koeficienton de rezisto.
Nikelo-kupro-mangana ligo estas uzata por fabrikado de normrezistoroj, dratecaj rezistoroj, precizaj dratecaj rezistoroj, ktp. Ĉi tiu ligo havas komponaĵon: Nikelo = 4%; Kupro = 84%; Manga = 12%.

Kiel Komune Uzatas Resistoroj (Aplikoj de Resistoro)

Kelkaj aplikaĵoj de rezistoro inkluzivas:

Rezistoroj estas uzataj en forstareloj, oscililoj, digitalaj multmetroj, modulatoroj, demodulatoroj, transmisoroj, ktp.
Fotorezistoroj estas uzataj en inspektoroj, flamdetectoroj, fotografaj aparatoj, ktp.
Dratecaj rezistoroj estas uzataj kiel shunt kun ampermetro, kie alta sensitivo, balancita kurentkontrolo kaj akurata mezuro estas bezonataj.