Rezystory - ciąg dalszy

Teraz czas na wspomnianą wcześniej moc znamionową rezystora. Co to jest moc? Moc jest to iloraz napięcia i natężenia prądu płynącego przez (tutaj rezystor) przewodnik.

Wzór:
P = U * I

gdzie P - moc wyrażana w watach (W)
        U - napięcie wyrażane w woltach (V)
        I  - natężenie prądu wyrażane w amperach (A)
czyli: W = V * A
Np:  mamy rezystor 1000ohm (1k), o mocy znamionowej 0,128W, przez który płynie prąd o napięciu 6V, jaka wydzieli się moc na tym rezystorze? Najpierw musimy obliczyć jaki popłynie prąd .Korzystamy ze wzoru  I = U/R, czyli  A = 6/1000 = 0,006 A (6mA). W ten sposób obliczyliśmy potrzebne nam do dalszych obliczeń natężenie prądu. Więc mamy:
napięcie: 6V
natężenie: 0,006A
Podstawiając do wzoru P =U * I możemy obliczyć moc wydzielaną na rezystorze, zatem:

W = V * A = 6 * 0,006 = 0,036W (36mW). Na naszym rezystorze wydzieli się moc 36mW (miliwat).

Co się stanie jak zmniejszymy rezystancję rezystora 10-krotnie, czyli 100ohm, 0,128W?. Policzmy:

I = U/R
A = 6/100 = 0,06A (60mA)

 P = U * I
 W =  6 * 0,06 = 0,36W (360mW). Na naszym rezystorze wydzieli się moc 360mW, nasz rezystor wytrzymuje tylko 0,128W (128mW) więc ulegnie zniszczeniu. Pamiętajmy że dobierając rezystor bierzmy pod uwagę moc znamionową rezystora


POTENCJOMETRY

Co to jest potencjometr? Potencjometr jest to w zasadzie rezystor o zmiennej rezystancji. Posiada zwykle trzy wyprowadzenia, gdzie 1-2 to początek i koniec warstwy rezystancyjnej, 3 to tzw. ślizgacz lub jak kto woli suwak, który przesuwa się po warstwie rezystancyjnej.

Rozróżniamy dwa rodzaje potencjometrów: obrotowy i suwakowy, z tym że w przypadku rezystorów obrotowych, występują jeszcze rezystory wieloobrotowe ( zwykle 10-cio obrotowe). Stosowane są najczęściej w układach automatyki, czy układach kontrolno - pomiarowych. Ważne parametry potencjometrów to:
a) rezystancja
b) tolerancja
c) moc znamionowa
d) charakterystyka
Pierwsze trzy parametry już znamy ( rezystory ). Charakterystyka jest to sposób w jaki zmienia się rezystancja między wyprowadzeniami 1-3 w zależności od położenia ślizgacza (suwaka). Rozróżniamy trzy charakterystyki : A - liniowa, B - logarytmiczna i C - wykładnicza.

FOTOREZYSTORY

Rezystancja fotorezystora jest uzależniona od światła docierającego do powierzchni materiału fotorezystancyjnego. Istnieją takie fotorezystory gdzie rezystancja maleje wraz z  wzrostem natężenia światła  i takie gdzie ich rezystancja maleje. Fotorezystory zwykle oświetlane są światłem dziennym, lub sztucznym. Stosowane są często w układach zmierzchowych.

TERMISTORY

Jak sama nazwa wskazuje, jest to element którego rezystancja zmienia się w zależności od temperatury. Stosowany jest w układach regulacji i pomiaru temperatury. Rozróżniamy trzy typy termistorów:

NCT - negative temperature coefficient - rezystancja tutaj maleje wraz ze wzrostem temperatury (posiada ujemny współczynnik temperaturowy).

PTC - positive temperatur coefficient - rezystancja wzrasta wraz z wzrostem temperatury (dodatni współczynnik temperaturowy).

CTR - critical temperature resistor - po przekroczeniu temperatury w pewnym zakresie, rezystancja wykazuje gwałtowny skok.

Parametry termistora:

Rezystancja znamionowa - podawana jest dla temperatury otoczenia 25 stopni Cencjiusza.
Tolerancja rezystancji znamionowej.
Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia.

WARYSTORY

Warystor jest to rezystor którego rezystancja gwałtownie zmniejsza się wraz ze wzrostem napięcia przyłożonego do jego wyprowadzeń. Warystory stosuje się w celu zabezpieczenia przed przepięciami powstające np: podczas wyładowań atmosferycznych, załączaniu lub przełączaniu obciążeń indukcyjnych. Warystor może w zaledwie 20ns (nanosekund), przejść ze stanu bardzo wysokiej rezystancji w stan bardzo niskiej rezystancji rzędu dziesiętnych części oma.

Podstawy elektroniki

                                             

Odwiedzając różne strony w  internecie związane z elektroniką, często na różnych forach spotykam się z opiniami, że wiedza tam zawarta jest mało zrozumiała  lub wręcz trudna. Postaram się przybliżyć Wam tą wiedzę najprościej jak się da, ale ze względu na dość obszerny materiał podzielę to na kilka postów.

REZYSTORY

 Rezystor (nazywany też opornikiem) jest najczęściej spotykanym podzespołem elektronicznym, zadaniem rezystora jest, ograniczenie płynącego prądu w całym układzie elektronicznym, lub w jego różnych punktach.
Zwykle zbudowany jest z wałeczka z dwoma wyprowadzeniami. Najważniejszym parametrem rezystora jest jego rezystancja (opór) oznaczona literą R. Wartość rezystancji wyrażana jest w omach (ohm) np: 470ohm, 1,2k (kilo ohm) = 1200ohm, 3,3M (mega ohm) = 3300000 ohm. Istnieją jeszcze większe wartości jak Gohm (giga ohm) czy Tohm (tera ohm). Kolejnym parametrem jest tolerancja (dokładność) wyrażana w % wartości nominalnej rezystancji np: rezystor 1000ohm (1k) o tolerancji 5%. W tym przypadku jego rzeczywista rezystancja będzie mieścić się granicach od 950ohm do 1050ohm. Występują jeszcze większe tolerancje jak 10%, 20% czy 30%, ale też znacznie mniejsze 1%, 0,5% a nawet 0,0005%. Moc znamionowa rezystora: jest to dopuszczalna moc wydzielana na rezystorze, podczas pracy ciągłej, czyli maksymalna moc bezpieczna dla rezystora. Przekroczenie tej mocy powoduje zwykle zniszczenie go ( idzie z dymem). Moc ta oczywiście wyrażana jest w watach (W) np: 2,2k 0,25W,  68k 0,125W,  8,2ohm 5W

Celowo przedstawiłem Wam trzy podstawowe parametry rezystorów, ponieważ będziecie mieli najczęściej z nimi do czynienia.

 Prawo Ohma: 

Prawo Ohma mówi że natężenie płynącego prądu przez przewodnik jest wprost propocjonalny do przyłożonego napięcia a odwrotnie propocjonalny do rezystancji

Wzory:

1.   I = U/R

2.  R = U/I

3.  U = I*R

Gdzie: I  -natężenie prądu ( w układzie SI wyrażany w amperach  A ) 
          U -napięcie ( w układzie SI wyrażane w woltach  V )

A więc dany rezystor ma opór R jednego oma, jeśli napięcie 1V wywołuje w nim przepływ prądu o natężeniu 1A 

Połączenia rezystorów:  

Rozróżniamy dwa rodzaje połączeń, połączenie szeregowe i równoległe. Łączenie szeregowe polega na połączeniu dwóch, trzech lub więcej rezystorów jeden za drugim, natomiast łączenie równoległe polega na łączeniu dwóch lub więcej rezystorów "jeden na drugim".
W pierwszym przypadku (łączenia szeregowego) oporności rezystorów sumują się według wzoru:

Rz = R1 + R2 + R3 + ...Rn.
Rz - rezystancja zastępcza 

Np: 

R1 = 22ohm, R2 = 470ohn, R3 = 1k (1000ohm)
podstawiany do wzoru 
22 + 470 + 1000 = 1493ohm (1,493k) 

Natomiast przy łączeniu równoległym oporność jest równa ilorazowi ich  wartości rezystancji podzieloną przez sumę wartości rezystancji poszczególnych oporników (rezystorów) 

Rz = 1/R = 1/R1 + 1/R2 +1/R3 + ...1/Rn 
lub
Rz = R1 * R2 / R1 + R2 

Np: 

R1 = 2,2k (2200ohm), R2 = 1k (1000ohm)
podstawiamy do wzoru
2200 * 1000 / 2200 + 1000 =  687,5ohm

Proponuję teraz poeksperymentować. Do tego celu należy zaopatrzyć się w kilka rezystorów i miernik uniwersalny

1. Odczytujemy z korpusów rezystorów wartości rezystancji (dobrze byłoby zapisać oczytane wartości na kartce)
2. Wybieramy sobie trzy rezystory i łączymy je szeregowo, ale za nim miernikiem zmierzymy wartość rezystancji zastępczej dokonajmy obliczenia.
3.  Teraz zmierzmy wartość rezystancji zastępczej i porównajmy z wynikiem naszego obliczenia.
Jest bardzo prawdopodobne że nasze wyniki będą się różnić. Dlaczego? Dlatego że nasze rezystory posiadają tolerancję.