Resistans na Elektrikal: Ano ito at Ano ang Iginagawa Nito? (Kasama ang mga Halimbawa)

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ano ang Electrical Resistor?

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

Sa isang elektrikal at elektronikong sirkwito, ang pangunahing tungkulin ng resistor ay "sumalakay" sa pagdaloy ng mga elektron, i.e., kuryente. Kaya ito ay tinatawag na "resistor".

Ang mga resistor ay pasibong elemento ng elektrikal. Ito ay nangangahulugan na hindi sila maaaring magbigay ng anumang enerhiya sa sirkwito, at sa halip, sila ay tumatanggap ng enerhiya at nagdadaloy nito sa anyo ng init habang may kuryente na nagdadaloy sa loob nito.

Iba't ibang uri ng resistor ang ginagamit sa isang elektrikal at elektronikong sirkwito upang limitahan ang pagdaloy ng kuryente o lumikha ng pagbaba ng voltihe. 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 voltihe (V) sa loob ng resistor ay direktang proporsiyonal sa kuryente (I) na nagdadaloy dito. Kung saan ang resistansiya R ay ang konstante ng proporsyonalidad.

Ano ang Ginagawa ng Resistor?

Sa isang electrical at electronic circuit, ginagamit ang mga resistor upang limitahan at regulahin ang pagdaloy ng current, hatiin ang voltages, ayusin ang antas ng signal, biasin ang mga aktibong elemento, atbp.

Halimbawa, maraming resistors na nakakonekta sa serye ginagamit upang limitahan ang current na umuusbong sa light-emitting diode (LED). Iba pang mga halimbawa ay pinag-uusapan sa ibaba.

Protektahan ang Voltage Spikes

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

Ginagamit din ang mga resistor upang protektahan ang mga LED lights laban sa mga spike ng voltage. Sensitibo ang mga LED lights sa mataas na electrical current, kaya masusira sila kung hindi gamit ang resistor upang kontrolin ang pagdaloy ng electrical current sa pamamagitan ng LED.

Magbigay ng Tamang Voltage sa Pamamagitan ng Paglikha ng Voltage Drop

Bawat elemento sa isang electrical circuit, 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 Inaasahan (Resistor Units)?

Ang SI unit para sa resistor (ang electrical resistance ay inaasahan sa) Ohm at kumakatawan bilang Ω. Ang unit ohm (Ω) ay ipinangalan sa karunungan ng malaking German physicist at mathematician na si Georg Simon Ohm.

Sa SI system, 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 inaasahan sa volt per ampere.

Ang mga resistor ay ginawa at naka-specify sa malawak na range ng values. Kaya, ang derived units ng resistors ay ginawa ayon sa kanilang values 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

Mayroong dalawang pangunahing simbolo ng circuit na ginagamit para sa electrical resistors. Ang pinakakaraniwang simbolo para sa resistor ay isang zig-zag line na malawakang ginagamit sa North America.

Ang ibang simbolo ng circuit para sa resistor ay isang maliit na rectangle na malawakang ginagamit sa Europe at Asia, 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 ito ay katumbas ng sum ng kanilang mga individual na resistance.

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 seryeng koneksyon, ang kuryente na lumilipas sa bawat indibidwal na resistor ay nananatiling konstante (i.e., 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 konektado sa serye. Hanapin ang katumbas na resistansiya ng mga resistor na konektado 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, nakuha natin ang katumbas na resistensiya ng mga resistor na konektado sa serye na 30 Ω.

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

Formula ng Mga Resistor na Konektado sa Paralelo

Ang sumusunod na sirkuito ay nagpapakita ng bilang ng mga resistor n na konektado sa paralelo.

Kung dalawa o higit pang mga resistor ay konektado sa paralelo, ang katumbas na resistensiya ng mga mga resistor na konektado sa paralelo ay katumbas ng reciprocal ng sum ng mga reciprocal ng bawat resistensiya.

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 koneksyon na parehistro, ang tensyon na umuusbong sa bawat resistor ay nananatiling konstante (o ang tensyon sa bawat resistor ay pareho).

Resistor Circuits (Example Applications)

LED Current Limiting Resistor

Ang pag-limita ng kuryente ay napakalaking kahalagahan sa LED. Kung masyadong malaki ang kuryente na umuusbong sa LED, ito ay masisira. Dahil dito, ginagamit ang current limiting resistor upang limitahan o bawasan ang kuryente na pumapasok sa LED.

Ang mga current limiting resistors ay nakakonekta sa serye kasama ng LED upang limitahan ang kuryente na umuusbong sa LED sa isang ligtas na halaga. Halimbawa, tulad ng ipinapakita sa imahe sa ibaba, ang current limiting resistor ay nakakonekta sa serye kasama ng LED.

Kalkulahin ang Kinakailangang Halaga ng Current Limiting Resistor

Kapag kalkulahin ang halaga ng current-limiting resistor, kailangan nating malaman ang tatlong specification 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 buksan 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 patuloy na kuryente na umuusbong sa LED, at ito ay karaniwang nasa paligid ng 20 mA para sa basic LEDs.

Ngayon, maaari nating kalkulahin ang kinakailangang halaga ng resistor na nag-iilimita 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 nag-iilimita ng kasalukuyan gamit ang itinalagang pormula.

Pull-up Resistors

Ang mga pull-up resistors ay mga resistor na ginagamit sa elektronikong logic circuits upang tiyakin ang kilalang estado para sa isang signal.

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

Ang mga modernong IC, microcontroller, at digital na mga logic gate ay may maraming input at output pins, at kailangan na tama ang pag-set ng mga ito. Dahil dito, ginagamit ang mga pull-up resistor upang siguraduhin ang tama ang bias ng input pin ng microcontroller o digital na logic gate sa isang alam na estado.

Ginagamit ang mga pull-up resistor kasama ang transistors, switches, buttons, atbp., na nagbibigay ng pagkakasunod-sunod na koneksyon ng mga susunod na komponente sa lupa 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 lupa, 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 magiging floating, i.e., sa isang mataas na impedance state.

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

Pagbawas ng Voltage Sa Pamamagitan ng Resistor

Ang pagbawas ng voltage sa pamamagitan ng resistor ay simpleng halaga ng voltage sa pamamagitan ng resistor. Ang pagbawas ng voltage 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. Kaya, ayon sa batas ni Ohm, ito ay maglalagay ng pagbawas ng voltage kapag ang current ay dumaan sa resistor.

Sa pamamaraan ng matematika, 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)

Upang 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 umuusbong mula sa punto A hanggang 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 hanggang B, V = I R negatibo, i.e., -I R (ito ang pagbaba ng potensyal). Gayunpaman, kung lalakbay tayo mula sa punto B hanggang 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 ito ay matukoy.

Tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, may apat na bandang may kulay na nakaprint sa resistor. Ang tatlong banda ay nakaprint magkatabi, at ang ika-apat na banda ay nakaprint nang medyo layo mula sa ikatlong banda.

4 band resistor color code — 4 Band Resistor Color Code

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

5 band resistor code — 5 Band Resistor Color Code

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

Mga Punto:

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 band na malapit sa lead at gawing ito ang unang band.

Halimbawa (Paano Kalkulahin ang Halaga ng Resistor?)

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

Sagot:

Ayon sa talahanayan ng color coding ng resistors,

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 $5320\,\,\Omega$ .

Pagkodig ng Karakter o Titik (RKM Code)

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

Ang mga karakter na ginagamit para sa pagkodig ng mga resistor ay R, K, at M. Kapag may karakter sa pagitan ng dalawang decimal na numero, 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 Bilang

Ang tolerance ay ipinapakita bilang

Character	Toleransi
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 mga uri ng resistor, bawat isa ay may kanyang sariling mga katangian at tiyak na mga kaso ng paggamit.

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

Fixed Resistors

Ang fixed resistors ang pinaka-karaniwang ginagamit na uri ng resistor. Ginagamit ito malawak sa mga elektronikong sirkwito upang ayusin at regulahin ang tamang kondisyon sa isang sirkwito. 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; ang 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) or 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 Resistor (Pinakakaraniwang Halaga ng Resistor)

Ang laki ng mga resistor ay nakaorganisa sa isang set ng iba't ibang serye ng standard na halaga ng resistor. Noong 1952, ang International Electrotechnical Commission ay nagpasya na tukuyin ang standard na resistance at tolerance values upang mapataas ang compatibility sa pagitan ng mga komponente at mapadali ang paggawa ng mga resistor.

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 nakaklasi bilang E12, E24, E48, E96, at E192 na may 12, 24, 48, 96, at 192 na iba't ibang halaga sa loob ng bawat dekada.

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

E3 standard resistor series:

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

1.0

2.2

4.7

Serye ng standard resistor na E6:

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 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

Pataas na tabelang ito ay hindi nagbabago sa pag-translate dahil ang mga numero lamang ang nasa loob ng mga cell. Ang mga numero ay hindi kinakailangan ng pagsasalin mula sa Chinese patungong Tagalog.

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

Ano ang Gawa ng Resistor?

Depende sa aplikasyon, may iba't ibang materyales na ginagamit para makabuo ng resistor.

Ang mga resistor ay gawa mula sa carbon o copper, kaya mahirap ang pagtumawid ng elektrisidad sa isang circuit.
Ang pinakakaraniwang uri at pangkalahatang layunin ng resistor ay ang carbon resistor na angkop sa mga low power electronic circuits.
Ang mga alloy na manganin at constantan ay ginagamit para makabuo ng standard wire-wound resistors dahil sa kanilang mataas na resistivity at mababang temperature coefficient of resistance.
Ang manganin foil at wire ay ginagamit sa paggawa ng mga resistor tulad ng ammeter shunts, dahil ang manganin ay may halos walang temperature coefficient resistance.
Ang Nickel-Copper-Manganese alloy ay ginagamit sa paggawa 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 mga wire wound resistors sa shunt kasama ng ampere meter kung saan ang mataas na sensitivity, balanced current control, at accurate measurement ay kinakailangan.