Resistors Elektriko: Ano ito at Ano ang Iginagawa Nito? (May mga Halimbawa)

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ano ang Electrical Resistor?

Ang resistor (kilala rin bilang electrical resistor) ay isang dalawang-terminal na pasibong elektrikal na elemento na nagbibigay ng elektrikal na resistansiya sa pagtumakbo ng kuryente. Ang resistansiya ay isang sukat ng paglaban sa pagtumakbo ng kuryente sa resistor. Ang mas malaking resistansiya ng resistor, mas malaking bariyerado ito laban sa pagtumakbo ng kuryente. Mayroong maraming iba't ibang -uri ng resistor, tulad ng thermistor.

Sa isang elektrikal at electronic na sirkuito, ang pangunahing tungkulin ng resistor ay "resist" o pigilan ang pagtumakbo ng elektron, i.e., elektrikal na kuryente. Kaya ito ay tinatawag na "resistor".

Ang mga resistor ay pasibong elektrikal na elemento. Ito ay nangangahulugan na hindi sila makapagbibigay ng anumang enerhiya sa sirkuito, at sa halip, sila ay tumatanggap ng enerhiya at inilalabas ito sa anyo ng init habang may kuryente na tumatakbong dito.

Iba't ibang uri ng resistor ang ginagamit sa isang elektrikal at electronic na sirkuito upang limitahan ang pagtumakbo ng kuryente o lumikha ng pagbaba ng voltage. Ang mga resistor ay magagamit sa maraming iba't ibang halaga ng resistansiya mula sa bahagi ng Ohm (Ω) hanggang sa milyon ng Ohms.

Ayon sa batas ni Ohm, ang voltage (V) sa ibabaw ng resistor ay direktang proporsyonal sa kuryente (I) na tumatakbong dito. Kung saan ang resistansiya R ay ang konstante ng proporsyonalidad.

Ano ang Gagawin ng Resistor?

Sa isang elektrikal at elektronikong sirkwito, ang mga resistor ay ginagamit upang limitahan at regulahin ang pagdaloy ng kuryente, hatiin ang voltages, ayusin ang antas ng signal, biasan ang aktibong elemento, atbp.

Halimbawa, maraming resistor na nakakonekta sa serye ay ginagamit upang limitahan ang pagdaloy ng kuryente salight-emitting diode (LED). Ang iba pang halimbawa ay ipinapaliwanag sa ibaba.

Protektahan Laban sa Voltage Spikes

Ang snubber circuit ay kung saan ang serye ng kombinasyon ng resistor at capacitor ay nakakonekta sa parallel sa thyristor na ginagamit upang supilin ang mabilis na pagtaas ng voltage sa thyristor. Ito ay kilala bilang snubber circuit na ginagamit upang protektahan ang thyristor laban sa mataas na $\frac{dv}{dt}$ .

Ginagamit din ang mga resistor upang protektahan ang LED lights laban sa voltage spikes. Sensitibo ang mga LED lights sa mataas na kuryente, at kaya sila mapupugutan kung hindi ginagamit ang resistor upang kontrolin ang pagdaloy ng kuryente sa LED.

Magbigay ng Tamang Voltage Sa Pamamagitan ng Paglikha ng Voltage Drop

Bawat elemento sa isang elektrikal na sirkwito, tulad ng ilaw o switch, nangangailangan ng tiyak na voltage. Para dito, ginagamit ang mga resistor upang magbigay ng tamang voltage sa pamamagitan ng paglikha ng voltage drop sa mga elemento.

Ano ang Electrical Resistance na Sinusukat sa (Resistor Units)?

Ang unit ng SI para sa resistor (ang electrical resistance ay sinusukat sa) Ohm at kinakatawan bilang Ω. Ang unit na ohm (Ω) ay ipinangalan sa karunungan ng malaking German na pisikong si Georg Simon Ohm.

Sa sistema ng SI, ang isang ohm ay katumbas ng 1 volt per ampere. Kaya,

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

Kaya, ang resistor ay din sinusukat sa volt per ampere.

Ang mga resistor ay ginagawa at inilalarawan sa malawak na saklaw ng halaga. Kaya, ang mga derived units ng resistors ay gawa ayon sa kanilang mga halaga tulad ng milliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), kiloohm (1 kΩ = 103 Ω) at megaohm (1 MΩ = 106 Ω), etc.

Simbolo ng Circuit ng Electrical Resistor

May dalawang pangunahing simbolo ng circuit na ginagamit para sa mga electrical resistors. Ang pinaka karaniwang simbolo para sa resistor ay isang zig-zag line na malawak na ginagamit sa Hilagang Amerika.

Ang ibang simbolo ng circuit para sa resistor ay isang maliit na rectangle na malawak na ginagamit sa Europa at Asya, at ito ay tinatawag na international resistor symbol.

Ang simbolo ng circuit para sa resistors ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

企业微信截图_1710134355893.png — Simbolo ng Resistor

企业微信截图_1710134362141.png — Simbolo ng Resistor

Serye at Paralelo na Resistors

Pormula para sa Resistors sa Serye

Ang circuit sa ibaba ay nagpapakita ng bilang ng resistors n na konektado sa serye.

Kung dalawa o higit pang resistors ay konektado sa serye, ang katumbas na resistance ng mga resistor na konektado sa serye ay katumbas ng sum ng kanilang individual na resistances.

Matematikal, ito ay ipinahayag bilang

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

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

Sa isang serye ng koneksyon, ang kuryente na lumilipad sa bawat indibidwal na resistor ay mananatiling pantay (o ang kuryente sa bawat resistor ay pare-pareho).

Halimbawa

Tulad ng ipinapakita sa circuit sa ibaba, tatlong resistor, 5 Ω, 10 Ω, at 15 Ω, ay nakakonekta sa serye. Hanapin ang katumbas na paglaban ng mga resistor na nakakonekta sa serye.

Sagot:

Ibinigay na Data: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ at $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

Ayon sa formula,

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

Kaya, nakukuha natin ang katumbas na resistansiya ng mga resistor na naka-serie ay 30 Ω.

(tandaan na ang diagram ng sirkuito sa itaas ay nagsasabi ng 25 Ω. Ito ay isang pagkakamali, ang tamang sagot ay 30 Ω)

Formula para sa Resistors in Parallel

Ang sirkuito sa ibaba ay nagpapakita ng bilang ng mga resistor n na naka-konekta sa parallel.

Kung dalawa o higit pang mga resistor ay naka-konekta sa parallel, ang katumbas na resistansiya ng mga resistor na naka-parallel ay katumbas ng reciprocal ng sum ng mga reciprocal ng bawat individual na resistansiya.

Matematikal, ito ay ipinahayag bilang

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

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

Sa isang parallel connection, ang tensyon na lumalabas sa bawat individual resistor ay mananatiling constant (i.e. ang tensyon sa bawat resistor ay pare-pareho).

Resistor Circuits (Example Applications)

LED Current Limiting Resistor

Ang pag-limit ng current ay napakahalaga sa isang LED. Kung masyadong malaki ang current na lumalabas sa isang LED, ito ay masisira. Kaya, ginagamit ang current limiting resistor upang limitin o bawasan ang current papunta sa isang LED.

Ang mga current limiting resistors ay konektado sa series sa isang LED upang limitin ang current na lumalabas sa LED sa isang ligtas na halaga. Halimbawa, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, ang current limiting resistor ay konektado sa series sa LED.

Kalkulahin ang Kinakailangang Halaga ng Current Limiting Resistor

Kapag kalkulahin ang halaga ng current-limiting resistor, kailangan nating malaman ang tatlong specifications o characteristics value ng LED:

LED forward voltage (mula sa datasheet)
LED maximum forward current (mula sa datasheet)
VS = supply voltage

Ang forward voltage ay ang tensyon na kinakailangan upang pumutok ang LED, at ito ay karaniwang nasa pagitan ng 1.7 V hanggang 3.4 V, depende sa kulay ng LED lights. Ang maximum forward current ay ang continuous current na lumalabas sa LED, at ito ay karaniwang nasa 20 mA para sa basic LEDs.

Ngayon, maaari nating kalkulahin ang kinakailangang halaga ng resistor na nagpapalimita ng kasalukuyan gamit ang sumusunod na ekwasyon,

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

Kung saan, $V_S$ = Supply Voltage

$V_F$ = Forward Voltage

$I_F$ = maximum forward current

Tingnan natin isang halimbawa ng pagkalkula ng kinakailangang halaga ng resistor na nagpapalimita ng kasalukuyan gamit ang itaas na binanggit na pormula.

Pull-up Resistors

Ang mga Pull-up Resistors ay mga resistor na ginagamit sa mga electronic logic circuits upang tiyakin ang isang kilalang estado para sa isang signal.

Sa ibang salita, ang mga Pull-up resistors ay ginagamit upang tiyakin na ang isang wire ay hinila sa mataas na logical level kapag walang input condition. Ang pull-down resistor ay gumagana nang parihaba sa mga pull-up resistors, maliban na lang na sila ay hinila ang isang wire sa isang logical low level.

Ang mga modernong IC, microcontroller, at mga digital logic gates ay may maraming input at output pins, at ang mga ito ay kailangang tama na i-set. Dahil dito, ginagamit ang mga pull-up resistors upang tiyakin ang tama na bias ng input pin ng microcontroller o input ng digital logic gate sa isang kilalang estado.

Ginagamit ang mga pull-up resistors kasama ang transistors, switches, buttons, atbp., na nagbibigay ng pisikal na pagkakahiwalay ng mga sumusunod na komponente sa ground o VCC. Halimbawa, ang circuit ng pull-up resistor ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

企业微信截图_17101346272890.png — Circuit ng Pull-up Resistor

企业微信截图_17101346341956.png — Circuit ng Pull-up Resistor

Tulad ng ipinapakita, kapag sarado ang switch, ang input voltage (Vin) sa microcontroller o gate ay pumunta sa ground, at kapag bukas ang switch, ang input voltage (Vin) sa microcontroller o gate ay hinila pataas sa antas ng input voltage (Vin).

Dahil dito, ang pull-up resistor ay maaaring magbias sa input pin ng microcontroller o gate kapag bukas ang switch. Kung wala ang pull-up resistor, ang inputs sa microcontroller o gate ay maaaring lumutang, i.e., sa isang mataas na impedance state.

Ang tipikal na halaga ng pull-up resistor ay 4.7 kΩ ngunit ito ay maaaring magbago depende sa aplikasyon.

Voltage Drop Across a Resistor

Ang voltage drop sa pamamagitan ng resistor ay wala kundi simpleng halaga ng voltage sa resistor. Ang voltage drop ay kilala rin bilang IR drop.

Bilang alam natin, ang resistor ay isang pasibong elektrikal na elemento na nagbibigay ng electrical resistance sa pagtakbo ng current. Dahil dito, ayon sa ohm’s law, ito ay lalikha ng voltage drop kapag ang current ay tumatawid sa resistor.

Matematikal, ang pagbaba ng volt sa isang resistor ay maaaring ipahayag bilang,

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

Senyas para sa IR Drops (Pagbaba ng Volt)

Para matukoy ang senyas para sa pagbaba ng volt sa isang resistor, napakahalaga ang direksyon ng kuryente.

Isaalang-alang ang isang resistor na may resistance R kung saan ang kuryente (I) ay lumilipad mula sa punto A patungo sa punto B, tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Kaya, ang punto A ay nasa mas mataas na potensyal kaysa sa punto B. Kung lalakbay tayo mula A patungo sa B, V = I R negatibo, i.e., -I R (ito ang pagbaba ng potensyal). Kapareho, kung lalakbay tayo mula sa punto B patungo sa punto A, V = I R positibo, i.e., +I R (ito ang pagtaas ng potensyal).

Dahil dito, malinaw na ang senyas ng pagbaba ng volt sa isang resistor ay depende sa direksyon ng kuryente sa resistor na ito.

Kodigo ng Kulay ng Resistor

Ang Kodigo ng Kulay ng Resistor ay ginagamit upang matukoy ang resistive o resistance value at percentage tolerance ng anumang resistor. Ang mga kodigo ng kulay ng resistor ay gumagamit ng mga bandang may kulay upang matukoy ito.

Tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, may apat na bandang may kulay na nakalagay sa resistor. Sa tatlong banda ay naka-print magkatabi, at ang ika-apat na banda ay naka-print kaunti lamang ang layo mula sa ikatlong banda.

4 band resistor color code — 4 Band Kodigo ng Kulay ng Resistor

Ang unang dalawang banda mula sa kaliwa ay nagpapahayag ng mahalagang mga numero, ang ikatlong banda ay nagpapahayag ng decimal multiplier, at ang ikaapat na banda ay nagpapahayag ng tolerance.

5 band resistor code — Kodigo ng Kulay ng 5 Band Resistor

Ang talahanayan sa ibaba ay nagpapakita ng mahalagang mga numero, decimal multiplier, at tolerance para sa iba't ibang kodigo ng kulay ng resistor.

Punong-Puntos:

Ang Gold at Silver band ay laging nakalagay sa kanan.
Ang halaga ng resistor ay laging binabasa mula kaliwa papuntang kanan.
Kung walang tolerance band, hanapin ang bahagi na may banda malapit sa lead at gawing ito ang unang banda.

Halimbawa (Paano I-compute ang Halaga ng Resistor?)

Tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, ang carbon color-coded resistor ay may unang ring na berde, pangalawa ay asul, pangatlo ay pula, at pang-apat ay ginto. Hanapin ang mga specification ng resistor.

Sagot:

Ayon sa talahanayan ng kodigo ng kulay ng resistor,

Berde	Bughaw	Pula	Ginto
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

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

Kaya, ang halaga ng resistansiya ay $5600\,\,\Omega$ na may ${\pm 5}{\%}$ toleransiya.

Kaya, ang halaga ng resistansiya ay nasa pagitan ng

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

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

Kaya, ang halaga ng resistansiya ay nasa pagitan ng $5880\,\,\Omega$ at $5320\,\,\Omega$ .

Pagkodipika ng Karakter o Titik (RKM Code)

Sa ilang pagkakataon, maaaring masyadong maliit ang mga resistor na mahirap na ang paggamit ng pagkodipika ng kulay. Sa mga kaso na ito, ginagamit ang pagkodipika ng karakter o titik para sa mga detalye ng mga resistor. Tinatawag din itong RKM code.

Ang mga karakter na ginagamit para sa pagkodipika ng mga resistor ay R, K, at M. Kapag may karakter sa pagitan ng dalawang numero ng decimal, ito ay gumagana bilang decimal point. Halimbawa, ang karakter na R nangangahulugan ng Ohms, ang K nangangahulugan ng Kilo ohms, at ang M nangangahulugan ng Mega ohms. Tingnan natin ang mga halimbawa nito.

Resistensya	Kodigo ng Titik
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

Halimbawa – Code ng Titik o Numero

Ang tolerance ay ipinapakita bilang

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

Halimbawa – Resistor na may code ng letra:

Mga Uri ng Resistor

May iba't ibang uri ng resistor, bawat isa ay may kanya-kanyang natatanging katangian at partikular na paggamit.

May dalawang pangunahing uri ng resistor ang available: Fixed resistors at Variable resistors. Ang parehong uri ay nakalista sa ibaba.

Fixed Resistors

Ang fixed resistors ang pinaka-karaniwang ginagamit na uri ng resistor. Malawak itong ginagamit sa mga elektronikong sirkuito upang ayusin at regulahin ang wastong kondisyon sa isang sirkuito. Ang mga uri ng fixed resistors ay nakalista sa ibaba.

Carbon Composition Resistors (Carbon Resistors)
Carbon Pile Resistors
Carbon Film Resistors
Thermistor (Thermal Resistor)
Wire Wound Resistors
Surface Mount Resistors
Metal Film Resistors
Metal Oxide Film Resistors
Thick Film Resistors
Thin Film Resistors
Foil Resistors
Printed Carbon Resistors
Ammeter Shunts Resistor (Current-Sensing Resistor)
Grid Resistor

Variable Resistors

Ang variable resistors ay binubuo ng isang o higit pang fixed resistor elements at slider. Ito ay nagbibigay ng tatlong koneksyon sa elemento; dalawa ay konektado sa fixed resistor element, at ang ikatlo ay ang slider. Sa pamamagitan ng paggalaw ng slider sa iba't ibang terminal, maaari nating baguhin ang halaga ng resistance.

Ang mga uri ng variable resistors ay nakalista sa ibaba.

Mga Adjustable Resistors
Potentiometers
Variable Resistors (Rheostat)
Resistance Decade Box (Resistor Substitution Box)
Varistors (Non-Linear Resistor)
Light Dependent Resistor (LDR) o Photoresistor
Trimmers

Ang iba pang espesyal na uri ng resistors ay kinabibilangan ng:

Water Resistor (Water Rheostat, Liquid Rheostat)
Ballast Resistor
Phenolic Molded Compound Resistor
Cermet Resistors
Tantalum Resistors

Laki ng mga Resistors (Pinakakaraniwang Halaga ng Resistors)

Ang laki ng mga resistors ay nakaorganisa sa isang set ng iba't ibang serye ng standard na halaga ng resistors. Noong 1952, inisyu ang International Electrotechnical Commission ng standard na resistance at tolerance values upang palakasin ang kompatibilidad sa pagitan ng mga komponente at mapadali ang paggawa ng mga resistors.

Ang mga standard na halaga na ito ay tinatawag na E series ng IEC 60063 preferred number values. Ang mga E series na ito ay nakaclassify bilang E12, E24, E48, E96, at E192 na may 12, 24, 48, 96, at 192 na iba't ibang halaga sa bawat dekada.

Ang pinakakaraniwang halaga ng resistors ay nakalista sa ibaba. Ito ang E3, E6, E12, at E24 standard resistor values.

E3 standard resistor series:

Ang E3 resistor series ay ang pinakakaraniwang halaga ng resistors na ginagamit sa industriya ng elektronika.

1.0

2.2

4.7

Serye ng resistor na E6 standard:

Ang serye ng resistor na E3 ay isa rin sa mga karaniwang ginagamit, at nagbibigay ito ng malawak na hanay ng mga karaniwang halaga ng resistor.

1.0	1.5	2.2
3.3	4.7	6.8

Serye ng standard resistor E12:

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

Serye ng standard na resistor E24:

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

Ang toleransiya ng resistor ay karaniwang naka-specify ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , at ${\pm 1}{\%}$ .

Ano ang Ginawa ng Resistor?

Depende sa aplikasyon, maraming uri ng materyales na ginagamit para makabuo ng resistor.

Ang mga resistor ay gawa mula sa carbon o copper, kaya mahirap ang pagtumakbo ng elektrisidad sa circuit.
Ang pinakakaraniwan at pangkalahatang uri ng resistor ay ang carbon resistor na angkop sa mga low power electronic circuits.
Ang manganin at constantan alloys ay ginagamit para makabuo ng standard wire-wound resistors dahil may mataas silang resistivity at mababang temperature coefficient of resistance.
Ang manganin foil at wire ay ginagamit para bumuo ng mga resistor tulad ng ammeter shunts, dahil ang manganin ay may halos zero temperature coefficient resistance.
Ang Nickel-Copper-Manganese alloy ay ginagamit para bumuo ng mga standard resistors; wire wound resistors, precision wire wound resistors, atbp. Ang komposisyon ng alloy na ito ay: Nickel = 4%; Copper = 84%; Manganese = 12%.

Ano ang Karaniwang Gamit ng Resistor (Mga Application ng Resistor)

Ang ilan sa mga application ng resistor ay kinabibilangan ng:

Ginagamit ang mga resistor sa amplifiers, oscillators, digital multi-meter, modulators, demodulators, transmitters, atbp.
Photoresistors ay ginagamit sa burglar alarms, flame detectors, photographic devices, atbp.
Ginagamit ang wire wound resistors bilang shunt sa ampere meter kung saan ang mataas na sensitibidad, balanced current control, at accurate measurement ay kinakailangan.