Resistor Electricus: Quid est et quid facit? (Exempla inclusa)

Campus: Electrica Elementaria

China

Quid est Resistor Electricus?

Resistor (etiam cognitus ut resistor electricus) definitur ut elementum electricum passivum biduum terminorum quod praebet elementum electricum passivum quod praebet resistentiam electricam ad fluxum currentis. Resistentia est mensura oppositionis ad fluxum currentis in resistore. Quanto maior resistentia resistoris, tanto maior barriera contra fluxum currentis. Sunt multae species resistorum, sicut thermistor.

In circuitu electrico et electronico, functio principalis resistoris est “resistere” fluxui electronum, id est, currenti electricae. Hinc nomen eius “resistor”.

Resistores sunt elementa electrica passiva. Hoc significat quod non possunt ullam energiam ad circuitum praebere, sed potius energiam recipiunt et dissipant eam in forma caloris, quamdiu per eos fluit currentis.

Diversi resistores in circuitu electrico et electronico ad limitandum fluxum currentis vel producendum decrescentiam tensionis utuntur. Resistores in multis diversis valoribus resistentiae a fractionibus Ohm (Ω) ad miliones Ohm disponuntur.

Secundum legem ohmi, tensio (V) trans resistor directe proportionalis est currenti (I) per eum fluenti. Ubi resistentia R est constantia proportionalitatis.

Quid facit Resistor?

In circuitu electrico et electronico, resistores ad currentem regulandum et limitandum, voltages dividendum, niveos signalium regendos, elementa activa praebenda, etc. utuntur.

Exempli gratia, multi resistores in serie iuncti ad currentem per diodium emissoris luminis (LED) fluens limitandum. Alia exempla infra discutiuntur.

Contra fluctus tensionis securitas

Circuitus absorbens est ubi combinatio serie resistoris et condensatoris parallel cum thyristore iungitur ut celerem incrementum tensionis trans thyristorem comprimat. Hic circuitus absorbens vocatur, qui protegit thyristorem contra altam $\frac{dv}{dt}$ .

Resistores etiam ad LED lumina contra fluctus tensionis protegenda utuntur. Luminibus LED sensibilia sunt ad altum currentem electricum, et ideo sine resistore ad currentem electricum per LED regulandum, laedentur.

Tensionem propriam creando decrementum tensionis praebere

Unumquodque elementum in circuitu electrico, sicut lux vel commutator, tensionem specificam requirit. Propterea resistores ad tensionem propriam creando decrementum tensionis praebere utuntur.

Quid est Electrum Resistentia Mensurata in Unitatibus Resistoris?

Unitas SI pro resistore (electrum resistentia mensuratur in) Ohm et repraesentatur ut Ω. Unitas ohm (Ω) nominatur in honorem magni physici et mathematici Germanici Georg Simon Ohm.

In systemate SI, unum ohm aequivalit uni volt per ampere. Itaque,

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

Itaque, resister etiam mensuratur in volt per ampere.

Resistores fabricantur et designantur in lato ambitu valorum. Igitur, unitates derivatae resistorum fiunt secundum valores eorum sicut milliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), kiloohm (1 kΩ = 103 Ω) et megaohm (1 MΩ = 106 Ω), etc.

Signum Circuitus Resistoris Electrici

Sunt duo signa circuitus principalia quae adhibentur pro resistoribus electricis. Signum communissimum pro resistore est linea zig-zag quae late adhibetur in America Septentrionali.

Aliud signum circuitus pro resistore est parvus rectangulus qui late adhibetur in Europa et Asia, et hoc vocatur signum resistoris internationale.

Signum circuitus pro resistoribus ut monstratur in imagine infra.

企业微信截图_1710134355893.png — Symbolus Resistoris

企业微信截图_1710134362141.png — Symbolus Resistoris

Resistores in Serie et Parallelo

Formula Resistores in Serie

Circuitus infra ostendit numerum resistorum n coniunctos in serie.

Si duo vel plures resistores coniuncti sunt in serie, tunc equivalentia resistentia resistorum in serie coniunctorum aequatur summae earum singulorum resistorum.

Mathematice, hoc exprimitur ut

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

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

In serie, currentis per singulos resistores constantes manet (id est, currentis per singulos resistores idem est).

Exemplum

Ut in circuitu infra ostenditur, tres resistores, 5 Ω, 10 Ω, et 15 Ω, in serie iunguntur. Inveni resistentiam equivalentem resistorum in serie iunctorum.

Solutio:

Data data: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ et $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

Secundum formulam,

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

Ita, equivalentia resistentia resistorum in serie connectorum est 30 Ω.

(nota quod diagramma circuiti supra dicit 25 Ω. Hoc est error typographicus, responsum correctum est 30 Ω)

Formula Resistorum in Parallelo

Circuitus infra ostendit numerum resistorum n in parallelo connectorum.

Si duo vel plures resistores sunt in parallelo connecti, tunc equivalentia resistentia resistorum in parallelo connectorum aequivalet reciproco summae reciprocis singulorum resistorum.

Mathematice, hoc exprimitur ut

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

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

In iunctura parallela, voltus per singulos resistores permanet constans (id est, voltus per singulos resistores idem est).

Circuitus Resistorum (Exempla Applicationum)

Resistor Limitans Currentem LED

Limitatio currentis in LED valde necessaria est. Si nimium currentis per LED fluere coepit, LED laeditur. Itaque, resistor limitans currentem ad limitandam vel reducendam magnitudinem currentis in LED usus est.

Resistores limitantes currentem in serie cum LED coniunguntur ad limitandum currentem per LED ad valorem tuto. Exempli gratia, ut in imagine infra demonstrata, resistor limitans currentem in serie cum LED coniungitur.

Circuitus LED – Resistor Limitans Currentem

Calcola Valorem Necessarium Resistoris Limitantis Currentem

Cum valor resistoris limitantis currentem calculatur, tria specimina vel characteristica valoris LED nosse oportet:

Voltus directus LED (ex datasheet)
Maximum currentis directi LED (ex datasheet)
VS = voltus supply

Voltus directus est voltus necessarius ad faciendum LED lumen, et solet inter 1.7 V et 3.4 V esse, secundum colorem luminis LED. Maximum currentis directi est currentis continuus per LED fluentis, et solet circa 20 mA esse pro LED basicis.

Nunc possumus necessariam valorem resistoris limitantis currentis calculare per sequentem aequationem,

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

ubi, $V_S$ = tensio alimenti

$V_F$ = tensio antecedens

$I_F$ = maximum currentis antecedentis

Exemplum videamus calculandi necessariam valorem resistoris limitantis currentis per supramentionatam formulam.

Resistores pull-up

Resistores pull-up sunt resistores in circuitis logicis electronicis ad statum notum signali assecurandum.

Alio modo dictum, resistores pull-up utuntur ad certificandum quod filum ad nivellum logicum altum trahatur quando non est conditio input. Resistor pull-down similiter operatur sicut resistores pull-up, nisi quod filum ad nivellum logicum bassum trahit.

Circuiti integrati moderni, microcontrollori e portae logicae digitales habent multos terminales ingressus et egressus, et hi ingressus et egressus debent recte configurari. Propter hoc, resistentiae pull-up adhibentur ut ingressum microcontrolatoris vel ingressum portae logicae digitalis ad statum notum correcte praeparent.

Resistentiae pull-up cum transistoribus, commutatoribus, bottonibus, etc., quae interpellant connexionem physicam componentium subsequentium ad terram vel VCC utuntur. Exempli gratia, circuitus resistentiae pull-up in imagine infra monstratur.

企业微信截图_17101346272890.png — Circuitus Resistentiae Pull-Up

企业微信截图_17101346341956.png — Circuitus Resistentiae Pull-Up

Ut monstratur, cum commutator clausus est, tensio ingressus (Vin) ad microcontrolatoris vel portae vadit ad terram, et cum commutator apertus est, tensio ingressus (Vin) ad microcontrolatoris vel portae trahitur ad nivellum tensionis ingressus (Vin).

Propter hoc, resistentia pull-up potest praeparare pinum ingressus microcontrolatoris vel portae cum commutator apertus est. Sine resistentia pull-up, ingressus ad microcontrolatoris vel portae fluerent, id est, in statu impedientiae alta essent.

Valorem typicum resistentiae pull-up est 4.7 kΩ, sed variare potest secundum applicationem.

Tensio Decrescens Transverso Resistantia

Tensio decrescens transverso resistantia nihil aliud est quam valor tensionis transverso resistantiam. Tensio decrescens etiam nominatur IR decrescens.

Quod scimus, resistantia est elementum electricum passivum quod praebet resistenciam electricam fluxui currentis. Itaque, secundum legem ohmii, creabit tensionem decrescentem cum currentis per resistantiam transeat.

Mathematically, voltage drop across a resistor can be expressed as,

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

Sign for IR Drops (Voltage Drops)

To determine the sign for the voltage drops across a resistor, a direction of current is very important.

Consider a resistor of resistance R in which current (I) flows from point A to point B, as shown in the image below.

Therefore, point A is at a higher potential to point B. If we travel from A to B, V = I R negative, i.e., -I R (that is, fall in potential). Similarly, if we travel from point B to point A, V = I R positive, i.e., +I R (that is, rise in potential).

Hence, it is clear that the sign of voltage drop across a resistor depends on the direction of current through that resistor.

Resistor Color Codes

Resistor Colour Codes are used to identify resistive or resistance value and percentage tolerance of any resistors. The resistor’s color codes use colored bands to identify it.

As shown in the figure below, there are four color bands printed on the resistor. Out of the three bands are printed side by side, and the fourth band is printed slightly away from the third band.

4 band resistor color code — 4 Band Resistor Color Code

Mathematicaliter, potest expressa caduta tensionis per resistorem ut,

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

Signum pro IR Drops (Caduta Tensionis)

Ut determinetur signum pro caduta tensionis per resistorem, directio currentis est valde importante.

Considera resistentiam R in qua currentis (I) fluunt ab puncto A ad punctum B, sicut ostenditur in figura infra.

Itaque, punctum A est ad maius potentiale quam punctum B. Si iter facimus ab A ad B, V = I R negativus, id est, -I R (id est, descensus in potentiale). Similiter, si iter facimus ab puncto B ad punctum A, V = I R positivus, id est, +I R (id est, ascensus in potentiale).

Hinc, clarum est quod signum cadutae tensionis per resistorem pendet a directione currentis per eundem resistorem.

Codex Colorum Resistoris

Codices colorum resistorum utuntur ad identificandum valor resistivi seu tolerantiam percentualiter cuiuscunque resistoris. Codices colorum resistorum utuntur fasciarum coloratarum ad identificationem.

Ut ostenditur in figura infra, sunt quattuor fasciae coloratae impressae in resistore. Ex tribus fasciis impressis una secundum aliam, et quarta fascia impressa paululum ab tertio.

Duae primae fasciae a sinistra significativae sunt, tertia fascia indicat multiplicatorem decimalem, et quarta fascia indicat tolerantiam.

5 band resistor code — Color Coding of 5 Band Resistor

Tabula infra monstrat figuras significativas, multiplicatorem decimalem, et tolerantiam pro diversis codicibus colorum resistorum.

Puncta Clavicularia:

Fascia aurea et argentea semper ad dexteram ponitur.
Valorem resistoris semper a sinistra ad dexteram legere debes.
Si fascia tolerantiae non est, inveni latus cum fascia iuxta terminalem et fac illam primum.

Exemplum (Quomodo Calculare Valorem Resistoris?)

Ut in imagine infra demonstratur, resistor color-codificatus carbonis habet primam fasciam viridi, secundam caerulea, tertiam rubra, et quartam aurea. Inveni specificationes resistoris.

Solutio:

Secundum tabulam color coding resistorum,

Viridis	Caelum	Rubrum	Aureus
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

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

Itaque, valor resistentiae est $5600\,\,\Omega$ cum ${\pm 5}{\%}$ tolerantia.

Ergo, valor resistentiae est inter

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

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

Ergo, valor resistentiae est inter $5880\,\,\Omega$ et $5320\,\,\Omega$ .

Littera vel Character Codificatio (RKM Code)

Interdum resistores tam parvi sunt ut color codificatio difficile sit adhibenda. In tali casu, littera vel character codificatio adhibetur ad specificationes resistorum. Haec etiam RKM code dicitur.

Characteres adhibiti ad codificationem resistorum sunt R, K, et M. Quando character est inter duos numeros decimales, agit tanquam punctus decimalis. Exempli gratia, character R indicat Ohms, K indicat Kilo ohms, et M indicat Mega ohms. Videamus exempla huius.

Resistentia	Littera Codex
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

Exemplum – Littera vel Numerus

Tolerantia indicatur ut

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

Exemplum – Resistor cum codice litterali:

Typi Resistorum

Sunt diversi typi resistorum, quilibet cum suis propriis proprietatibus et casibus usus specificis.

Sunt duo genera basica resistorum disponibilia: Resistori Fixi et Resistori Variabiles. Ambae species infra enumerantur.

Resistori Fixi

Resistori fixi sunt genus resistorum maxime usitatum. Largiter in circuitis electronicis ad regulandum et condicionem circuiti aptam adjustandam utuntur. Species resistorum fixorum infra enumerantur.

Resistori Compositio Carbone (Resistori Carbone)
Resistori Pila Carbone
Resistori Film Carbone
Thermistor (Resistor Thermalis)
Resistori Filo Voluti
Resistori Montati Superfici
Resistori Film Metallum
Resistori Film Oxidum Metalli
Resistori Film Crassum
Resistori Film Tenuis
Resistori Folium
Resistori Carbonis Impressi
Resistori Shunts Amperometri (Resistori Sensus Currentis)
Resistori Reticulum

Resistori Variabiles

Resistori variabiles constare possunt unius vel pluriorem elementorum resistorum fixorum et cursoris. Haec tribus connectiones ad elementum dant; duae ad elementum resistoris fixi conectuntur, et tertia est cursor. Per movendum cursor ad terminales diversos, possumus valorem resistentiae variare.

Species resistorum variabilium infra enumerantur.

Resistores Reguláveis
Potentiometri
Resistores Variáveis (Rheostat)
Caja de Decadas de Resistencia (Caja de Sustitución de Resistencias)
Varistores (Resistores No Lineales)
Resistor Dependiente de Luz (LDR) o Fotoresistor
Trimmers

Alia species specialis de resistores includunt:

Resistor Aquae (Rheostat Aquae, Rheostat Liquidi)
Resistor Ballast
Resistor Compositus Phenolicus
Resistores Cermet
Resistores Tantalum

Magnitudines Resistorum (Valores Communes Resistorum)

Magnitudines resistorum in series differentes standardium valorum resistorum organizaruntur. In anno 1952, Commissio Electrotechnica Internationalis decivit ut valores standard resistance et tolerantiae determinaret ad compatibilitatem inter componentes augendam et fabrificationem resistorum facilitandam.

Hii valores standard nominantur series E a IEC 60063 preferentibus numeris. Hae series E classificantur ut E12, E24, E48, E96, et E192 cum 12, 24, 48, 96, et 192 valori diversis intra unicam decadem.

Valores communes resistorum infra enumerantur. Hi sunt valores standard E3, E6, E12, et E24 resistorum.

Series resistorum standard E3:

Series resistorum E3 sunt valores communes resistorum usitati in industria electronica.

Serie E6 standard resistor:

Serie E3 resistor est etiam communiter usitata, et praebet latum spectrum communium valorum resistorum.

I.0	I.5	II.II
III.III	IV.VII	VI.VIII

Series resistens E12 standard:

I.0	I.2	I.5
I.8	II.2	II.7
III.3	III.9	IV.7
V.6	VI.8	VIII.2

Serie E24 resistorum standard:

I.0	I.1	I.2
I.3	I.5	I.6
I.8	II.0	II.2
II.4	II.7	III.0
III.3	III.6	III.9
IV.3	IV.7	V.1
V.6	VI.2	VI.8
VII.5	VIII.2	IX.1

Tolerantia resistoris generaliter specificatur ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , et ${\pm 1}{\%}$ .

Ex quo constat resistor?

Praeter applicationem, varietas materialium ad conficiendum resistor utitur.

Resistores ex carbone vel cupro constare possunt, quod electricitatis currentem per circuitum difficile fluere facit.
Communissimus et generalis resistor est carbonarius, qui in circuitibus electronicis parvi potestatis optime convenit.
Ad conficiendum resistores standard filati, manganin et constantan alligata utuntur, quae alta resistivitas et parvus coefficientem resistivitatis ad temperaturam habent.
Folium et filum manganini ad fabricandos resistores utuntur sicut ammeter shunts, quia manganinum paene nullam habet temperature coefficient resistance.
Alloy nikel-cuprum-manganum ad fabricandos standardes resistores utuntur; wire wound resistores, precision wire wound resistores, etc. Hoc alloy habet compositionem: Niquel = 4%; Cuprum = 84%; Manganum = 12%.

Quid sunt usus communes resistor (Applicationes resistoris)

Aliquae applicationes resistoris includunt:

Resistores in amplificatoribus, oscillatoribus, digital multi-meter, modulatoribus, demodulatoribus, transmitteribus, etc. utuntur.
Photoresistores in alarmis furtorum, detectoribus flammae, apparatibus photographiae, etc. utuntur.
Wire wound resistores in shunt cum ampere meter ubi alta sensibilitas, aequabilis control currentis, et accurata mensura requiritur utuntur.