Как работят резисторите и техните приложения във вериги

Резисторът е често срещан електронен компонент, който ограничава размера и посоката на тока. Резисторите работят, като използват резистивните свойства на материала, което е колко добре блокира потока на електричество. Единицата за съпротивление е ома (Ω), а размерът на съпротивлението зависи от вида, формата и температурата на материала. Стойността на съпротивлението на резистора обикновено се идентифицира с цветен баркод или число, а различните цветове представляват различни стойности.

Резисторите се използват широко във вериги. Те могат да реализират функции като контрол на тока, разделяне на напрежението, филтриране, отклонение и съвпадение. Контролът на тока е най-основната функция на резистора. Той може да регулира размера на тока според закона на Ом (V=IR), където V е напрежението, I е токът, а R е съпротивлението. Например, ако има 5V захранване и резистор 0Ω във верига, токът през резистора е 5V/100Ω=0.05A или 50mA. Ако резисторът се смени с 0Ω$, тогава токът става 5V/200Ω=0.025A, което е 25mA. По този начин величината на тока може да се контролира чрез промяна на стойността на съпротивлението на резистора.

Резисторите могат да се използват и за защита на други компоненти във веригата. Например, ако във верига има 5V захранване и резистор 1Ω, тогава токът през резистора е 5V/1Ω=5A, което може да е твърде голямо. , което води до прегряване или повреда на веригата. За да избегнете тази ситуация, можете да добавите подходящ резистор към веригата, като 0Ω$, тогава токът ще бъде намален до 5V/100Ω=0.05A, което е 50mA, като по този начин се защитава безопасността на веригата.

Резисторите могат да се използват и за разделяне на напрежението, т.е. разделяне на едно напрежение на две или повече различни напрежения. Това се възползва от закона за разделяне на напрежението на резистора, което означава, че ако има два или повече резистора последователно във веригата, напрежението от захранването ще бъде разпределено към всеки резистор пропорционално на резистора. Например, ако веригата има 10V захранване и два резистора, един 100Ω и един 200Ω, тогава напрежението през резистора 100Ω е 10V imes 100Ω/(100Ω+200Ω)=3.33V, напрежението на резистора 200Ω е 10V imes 200Ω/(100Ω+200Ω)=6.67V. По този начин можете да получите две различни напрежения за различни цели.

Резисторите могат да се използват и за филтриране, което означава премахване на шум или смущаващи сигнали от верига. Това използва комбинация от резистори и кондензатори или индуктори, за да образува нискочестотен, високочестотен, лентов или лентов филтър за отхвърляне. Нискочестотният филтър позволява преминаването само на нискочестотни сигнали, високочестотният филтър позволява преминаването само на високочестотни сигнали, лентовият филтър позволява преминаването само на определен диапазон от честотни сигнали, а лентовият филтър блокира само определен диапазон от честоти. честотният сигнал преминава. Например, ако веригата има резистор 100Ω и кондензатор 1μF паралелно, тогава веригата е нискочестотен филтър и честотата му на прекъсване е 1/(2pi RC) = 1.59kHz, тоест само честоти под Само сигнали на 1.59kHz могат да преминат и сигнали над 1.59kHz ще бъдат филтрирани.

Резисторите могат да се използват и за отклонение, тоест за осигуряване на стабилно работно напрежение или ток за определени компоненти във веригата. Това използва функцията за разделяне на напрежението на резистора, за да осигури подходящо напрежение или ток на отклонение за транзисторите, диодите, операционните усилватели и други компоненти във веригата, за да ги поддържа в нормално работно състояние. Например, ако във веригата има 10V захранване и резистор 100Ω, тогава ще има напрежение от 10V през резистора. Ако основата на транзистора е свързана към единия край на резистора, тогава основата на транзистора ще Напрежението е 10V, което включва транзистора.

Резисторите също могат да се използват за съвпадение, т.е. съпротивленията на различните части на веригата са равни или подобни, за да се увеличи ефективността и стабилността на веригата. Това се възползва от характеристиките на импеданса на резистора, тоест колко резисторът блокира AC сигналите. Импедансът също се измерва в ома (Ω), а величината му зависи от честотата на сигнала и индуктивността или капацитета на резистора. Импедансът на резистора може да се изчисли с помощта на закона на Ом (V = IZ), където V е напрежение, I е ток, а Z е импеданс. Например, ако веригата има 10V AC източник и резистор 100Ω, токът през резистора е 10V/100Ω = 0.1A, независимо от честотата на източника. Ако свържете 100Ω товар към единия край на резистора, тогава веригата е съгласувана и мощността от захранването може да бъде напълно прехвърлена към товара. Ако импедансът на товара не е 100Ω, тогава веригата не съответства и част от мощността от захранването ще бъде отразена обратно, причинявайки загуба на веригата и смущения.

За да обобщим, принципът на работа на резистора е да използва характеристиките на съпротивлението на материала за ограничаване и разпределение на тока. Резисторите се използват широко във вериги. Те могат да реализират контрол на тока, разделяне на напрежението, филтриране, отклонение, съгласуване и други функции, които улесняват проектирането и оптимизацията на вериги. Разбирането как работят резисторите и основите на веригите може да ни помогне да разберем и използваме по-добре електронни устройства.