Điện trở là một trong những yếu tố được sử dụng rộng rãi nhất trong điện tử. Từ lâu, cái tên này đã vượt ra khỏi khuôn khổ hạn hẹp của thuật ngữ đài nghiệp dư. Và đối với bất kỳ ai ít quan tâm đến điện tử, thuật ngữ này không nên gây ra sự hiểu lầm.
Nội dung
Điện trở là gì
Định nghĩa đơn giản nhất như sau: điện trở là một phần tử của mạch điện chống lại dòng điện chạy qua nó. Tên của nguyên tố bắt nguồn từ từ tiếng Latinh "Resisto" - "Tôi chống lại", các nhà đài nghiệp dư thường gọi bộ phận này theo cách đó - sự kháng cự.
Xem xét điện trở là gì, điện trở dùng để làm gì. Câu trả lời cho những câu hỏi này bao hàm sự quen thuộc với ý nghĩa vật lý của các khái niệm cơ bản của kỹ thuật điện.
Để giải thích nguyên lý hoạt động của điện trở, bạn có thể sử dụng phép tương tự với đường ống nước.Nếu theo bất kỳ cách nào dòng chảy của nước trong ống bị cản trở (ví dụ, bằng cách giảm đường kính của nó), áp suất bên trong sẽ tăng lên. Bằng cách loại bỏ rào cản, chúng tôi giảm áp lực. Trong kỹ thuật điện, áp suất này tương ứng với điện áp - do gây khó khăn cho dòng điện, chúng ta tăng điện áp trong mạch, giảm điện trở và hạ điện áp.
Bằng cách thay đổi đường kính của ống, bạn có thể thay đổi tốc độ của dòng nước, trong các mạch điện, bằng cách thay đổi điện trở, bạn có thể điều chỉnh cường độ dòng điện. Giá trị điện trở tỷ lệ nghịch với độ dẫn điện của phần tử.
Các đặc tính của phần tử điện trở có thể được sử dụng cho các mục đích sau:
- chuyển đổi dòng điện sang điện áp và ngược lại;
- hạn chế dòng điện chạy qua để đạt được giá trị xác định của nó;
- tạo ra các bộ phân áp (ví dụ, trong các dụng cụ đo lường);
- giải quyết các vấn đề đặc biệt khác (ví dụ, giảm nhiễu sóng vô tuyến).
Để giải thích điện trở là gì và tại sao nó lại cần thiết, bạn có thể sử dụng ví dụ sau. Sự phát sáng của đèn LED quen thuộc xảy ra ở cường độ dòng điện thấp, nhưng điện trở riêng của nó nhỏ đến mức nếu đặt trực tiếp đèn LED vào mạch điện thì dù ở hiệu điện thế 5 V, dòng điện chạy qua nó cũng vượt quá thông số cho phép. của bộ phận. Từ tải như vậy, đèn LED sẽ ngay lập tức bị lỗi. Do đó, một điện trở được bao gồm trong mạch, mục đích của nó trong trường hợp này là để hạn chế dòng điện đến một giá trị nhất định.
Tất cả các phần tử điện trở là thành phần thụ động của mạch điện, không giống như phần tử chủ động, chúng không cung cấp năng lượng cho hệ thống, mà chỉ tiêu thụ nó.
Sau khi tìm hiểu điện trở là gì, cần phải xem xét các loại, ký hiệu và đánh dấu của chúng.
Các loại điện trở
Các loại điện trở có thể được chia thành các loại sau:
- Không được kiểm soát (vĩnh viễn) - dây, composite, phim, carbon, v.v.
- Có thể điều chỉnh (các biến và bộ cắt). Điện trở tông đơ được thiết kế để điều chỉnh các mạch điện. Các phần tử có điện trở thay đổi (chiết áp) được sử dụng để điều chỉnh mức tín hiệu.
Một nhóm riêng biệt được đại diện bởi các phần tử điện trở bán dẫn (nhiệt trở, quang trở, biến trở, v.v.)
Các đặc tính của điện trở được xác định bởi mục đích của chúng và được thiết lập trong quá trình sản xuất. Trong số các thông số chính:
- Điện trở định mức. Đây là đặc tính chính của phần tử, được đo bằng ohms (Ohm, kOhm, MΩ).
- Sai lệch cho phép theo tỷ lệ phần trăm của điện trở danh định quy định. Có nghĩa là mức độ lan truyền có thể có của chỉ số, được xác định bởi công nghệ sản xuất.
- Công suất tiêu tán là công suất tối đa mà điện trở có thể tiêu tán khi tải trong thời gian dài.
- Hệ số nhiệt độ của điện trở là giá trị biểu thị sự thay đổi tương đối của điện trở của điện trở với nhiệt độ thay đổi 1 ° C.
- Giới hạn điện áp hoạt động (cường độ điện). Đây là điện áp tối đa mà bộ phận này vẫn giữ nguyên các thông số đã khai báo.
- Đặc tính nhiễu - mức độ méo do điện trở đưa vào tín hiệu.
- Khả năng chịu ẩm và chịu nhiệt - các giá trị tối đa của độ ẩm và nhiệt độ, giá trị vượt quá có thể dẫn đến hỏng hóc bộ phận.
- Hệ số điện áp. Giá trị có tính đến sự phụ thuộc của điện trở vào hiệu điện thế đặt vào.
Việc sử dụng điện trở trong vùng vi sóng có tầm quan trọng đối với các đặc tính bổ sung: điện dung và độ tự cảm ký sinh.
Điện trở bán dẫn
Đây là những thiết bị bán dẫn có hai dây dẫn, có điện trở phụ thuộc vào các thông số của môi trường - nhiệt độ, độ chiếu sáng, hiệu điện thế, v.v. Để sản xuất các bộ phận này, người ta sử dụng vật liệu bán dẫn có pha tạp chất, loại vật liệu này sẽ xác định sự phụ thuộc của độ dẫn điện vào các ảnh hưởng bên ngoài.
Có các loại phần tử điện trở bán dẫn sau:
- Điện trở đường dây. Được làm bằng vật liệu hợp kim nhẹ, phần tử này có điện trở phụ thuộc thấp vào các tác động bên ngoài trong một loạt các điện áp và dòng điện; nó thường được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất các mạch tích hợp.
- Một biến trở là một phần tử có điện trở phụ thuộc vào cường độ của điện trường. Thuộc tính này của biến thể xác định phạm vi ứng dụng của nó: ổn định và điều chỉnh các thông số điện của thiết bị, bảo vệ chống quá áp và cho các mục đích khác.
- Nhiệt điện trở. Loại phần tử điện trở phi tuyến tính này có khả năng thay đổi điện trở của nó tùy thuộc vào nhiệt độ. Có hai loại nhiệt điện trở: nhiệt điện trở có điện trở giảm theo nhiệt độ và nhiệt điện trở có điện trở tăng theo nhiệt độ. Nhiệt điện trở được sử dụng khi kiểm soát liên tục quá trình nhiệt độ là quan trọng.
- Điện trở quang. Điện trở của thiết bị này thay đổi dưới ảnh hưởng của thông lượng ánh sáng và không phụ thuộc vào điện áp đặt vào.Chì và cadmium được sử dụng trong sản xuất, ở một số quốc gia, đây là lý do từ chối sử dụng các bộ phận này vì lý do môi trường. Ngày nay, điện trở quang có nhu cầu thấp hơn so với điốt quang và quang trở được sử dụng trong các nút tương tự.
- Máy đo sức căng. Phần tử này được thiết kế theo cách có thể thay đổi điện trở của nó tùy thuộc vào tác động cơ học bên ngoài (biến dạng). Nó được sử dụng trong các đơn vị chuyển đổi hành động cơ học thành tín hiệu điện.
Các phần tử bán dẫn như điện trở tuyến tính và biến trở được đặc trưng bởi mức độ phụ thuộc yếu vào các yếu tố bên ngoài. Đối với đồng hồ đo biến dạng, điện trở nhiệt và điện trở quang, sự phụ thuộc của các đặc tính vào tác động là rất mạnh.
Điện trở bán dẫn trên sơ đồ được biểu thị bằng các ký hiệu trực quan.
Điện trở trong mạch
Trên các mạch điện của Nga, các phần tử có điện trở không đổi thường được ký hiệu là một hình chữ nhật màu trắng, đôi khi có chữ R ở trên nó. Trên các mạch điện nước ngoài, bạn có thể tìm thấy ký hiệu của một điện trở ở dạng biểu tượng “ziczac” với một chữ cái tương tự R ở trên cùng. Nếu bất kỳ thông số nào của bộ phận là quan trọng đối với hoạt động của thiết bị, thông thường sẽ chỉ ra thông số đó trên sơ đồ.
Nguồn có thể được biểu thị bằng các sọc trên hình chữ nhật:
- 2 W - 2 đường thẳng đứng;
- 1 W - 1 đường thẳng đứng;
- 0,5 W - 1 đường dọc;
- 0,25 W - một đường xiên;
- 0,125 W - hai đường xiên.
Cho phép ghi công suất trên sơ đồ bằng chữ số La mã.
Việc chỉ định các điện trở thay đổi được phân biệt bởi sự hiện diện của một dòng bổ sung có mũi tên phía trên hình chữ nhật, tượng trưng cho khả năng điều chỉnh, các con số có thể chỉ ra việc đánh số chân.
Điện trở bán dẫn được biểu thị bằng cùng một hình chữ nhật màu trắng, nhưng bị gạch chéo bằng một đường xiên (trừ điện trở quang) với một chữ cái chỉ ra loại tác động điều khiển (U - đối với biến thể, P - đối với máy đo biến dạng, t - đối với nhiệt điện trở ). Điện trở quang được biểu thị bằng một hình chữ nhật trong hình tròn, hướng về phía có hai mũi tên hướng tới, tượng trưng cho ánh sáng.
Các thông số của điện trở không phụ thuộc vào tần số của dòng điện, có nghĩa là phần tử này hoạt động như nhau trong mạch DC và AC (cả tần số thấp và cao). Một ngoại lệ là điện trở dây, vốn có tính cảm ứng và có thể mất năng lượng do bức xạ ở tần số cao và vi sóng.
Tùy theo yêu cầu về đặc tính của mạch điện mà các điện trở có thể mắc song song, mắc nối tiếp. Các công thức tính tổng trở cho các kết nối mạch khác nhau là khác nhau đáng kể. Khi mắc nối tiếp, tổng trở bằng tổng đơn giản giá trị của các phần tử có trong đoạn mạch: R \ u003d R1 + R2 + ... + Rn.
Khi mắc song song, để tính toán tổng trở, cần phải cộng các giá trị nghịch đảo của các phần tử. Điều này sẽ dẫn đến một giá trị cũng ngược lại với giá trị cuối cùng: 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + ... 1 / Rn.
Tổng trở của các điện trở mắc song song sẽ nhỏ hơn điện trở nhỏ nhất của chúng.
Mệnh giá
Có các giá trị điện trở tiêu chuẩn cho các phần tử điện trở, được gọi là "dải điện trở danh định". Cách tiếp cận để tạo chuỗi này dựa trên việc xem xét sau: bước giữa các giá trị phải bao gồm độ lệch cho phép (sai số). Ví dụ - nếu giá trị của phần tử là 100 ohms và dung sai là 10%, thì giá trị tiếp theo trong chuỗi sẽ là 120 ohms.Một bước như vậy cho phép tránh các giá trị không cần thiết, vì các mệnh giá lân cận, cùng với sự lây lan sai số, thực tế bao phủ toàn bộ phạm vi giá trị giữa chúng.
Các điện trở được sản xuất được kết hợp thành chuỗi khác nhau về dung sai. Mỗi loạt có loạt danh nghĩa riêng của nó.
Sự khác biệt giữa các loạt phim:
- E 6 - dung sai 20%;
- E 12 - dung sai 10%;
- E 24 - dung sai 5% (đôi khi 2%);
- E 48 - dung sai 2%;
- E 96 - dung sai 1%;
- Dung sai E 192 - 0,5% (đôi khi 0,25%, 0,1% và thấp hơn).
Dòng E 24 được sử dụng rộng rãi nhất bao gồm 24 giá trị điện trở.
Đánh dấu
Kích thước của phần tử điện trở liên quan trực tiếp đến công suất tiêu tán của nó, càng cao thì kích thước của chi tiết càng lớn. Nếu dễ dàng chỉ ra bất kỳ giá trị số nào trên sơ đồ, thì việc đánh dấu sản phẩm có thể khó khăn. Xu hướng thu nhỏ hóa trong sản xuất thiết bị điện tử đang thúc đẩy nhu cầu về các linh kiện ngày càng nhỏ hơn, điều này làm tăng độ phức tạp của cả việc ghi thông tin trên bao bì và đọc nó.
Để tạo thuận lợi cho việc xác định các điện trở trong ngành công nghiệp Nga, việc đánh dấu bằng chữ và số được sử dụng. Mức kháng cự được biểu thị như sau: các số chỉ mệnh giá và chữ cái được đặt phía sau các số (trong trường hợp là giá trị thập phân) hoặc phía trước chúng (đối với hàng trăm). Nếu giá trị nhỏ hơn 999 ohms, thì số được áp dụng không có chữ cái (hoặc chữ R hoặc E có thể đứng). Nếu giá trị được biểu thị bằng kOhm, thì chữ K được đặt sau số, chữ M tương ứng với giá trị tính bằng MΩ.
Xếp hạng của điện trở Mỹ được biểu thị bằng ba chữ số. Hai đầu tiên trong số họ giả sử mệnh giá, thứ ba - số lượng các số không (hàng chục) được thêm vào giá trị.
Trong quá trình sản xuất rô bốt các linh kiện điện tử, các ký hiệu được áp dụng thường nằm ở phía bên của bộ phận đối diện với bảng, điều này khiến cho việc đọc thông tin không thể thực hiện được.
Mã màu
Để đảm bảo rằng thông tin về các thông số của bộ phận vẫn có thể đọc được từ bất kỳ phía nào, đánh dấu màu được sử dụng, trong khi sơn được áp dụng theo các sọc hình khuyên. Mỗi màu có giá trị số riêng. Các sọc trên các chi tiết được đặt gần hơn với một trong các kết luận và được đọc từ trái sang phải từ nó. Nếu do kích thước của chi tiết nhỏ, không thể chuyển vạch màu về một kết luận thì làm dải thứ nhất rộng hơn 2 lần so với dải còn lại.
Các phần tử có sai số cho phép 20% được biểu thị bằng ba dòng, đối với sai số từ 5-10%, 4 dòng được sử dụng. Các điện trở chính xác nhất được chỉ định bằng cách sử dụng 5-6 dòng, 2 dòng đầu tiên trong số chúng tương ứng với đánh giá bộ phận. Nếu có 4 làn đường, thì dòng thứ ba chỉ hệ số thập phân cho hai làn đầu tiên, dòng thứ tư có nghĩa là độ chính xác. Nếu có 5 dải, thì dải thứ ba là mệnh giá thứ ba, dải thứ tư là độ của chỉ số (số không), và dải thứ năm là độ chính xác. Dòng thứ sáu có nghĩa là hệ số nhiệt độ của điện trở (TCR).
Trong trường hợp đánh dấu bốn sọc, các sọc vàng hoặc bạc luôn đứng sau cùng.
Tất cả các dấu hiệu trông phức tạp, nhưng khả năng đọc nhanh các dấu hiệu đi kèm với kinh nghiệm.
Các bài tương tự:
