Kaip veikia rezistoriai ir jų pritaikymas grandinėse

Rezistorius yra įprastas elektroninis komponentas, ribojantis srovės dydį ir kryptį. Rezistoriai veikia išnaudodami medžiagos varžines savybes, taip gerai blokuoja elektros energijos srautą. Atsparumo vienetas yra omai (Ω), o atsparumo dydis priklauso nuo medžiagos tipo, formos ir temperatūros. Rezistoriaus varžos vertė paprastai identifikuojama pagal spalvotą brūkšninį kodą arba skaičių, o skirtingos spalvos reiškia skirtingas vertes.

Rezistoriai plačiai naudojami grandinėse. Jie gali realizuoti tokias funkcijas kaip srovės valdymas, įtampos padalijimas, filtravimas, šališkumas ir suderinimas. Srovės valdymas yra pagrindinė rezistoriaus funkcija. Jis gali reguliuoti srovės dydį pagal Ohmo dėsnį (V=IR), kur V yra įtampa, I yra srovė, o R yra varža. Pavyzdžiui, jei grandinėje yra 5 V maitinimo šaltinis ir 0Ω rezistorius, srovė per rezistorių yra 5V/100Ω=0,05A arba 50mA. Jei rezistorius pakeičiamas 0Ω$, tada srovė tampa 5V/200Ω=0,025A, tai yra 25mA. Tokiu būdu srovės dydį galima valdyti keičiant rezistoriaus varžos vertę.

Rezistoriai taip pat gali būti naudojami apsaugoti kitus grandinės komponentus. Pavyzdžiui, jei grandinėje yra 5 V maitinimo šaltinis ir 1Ω rezistorius, tada srovė per rezistorių yra 5V/1Ω=5A, kuri gali būti per didelė. , dėl kurio grandinė perkaista arba yra pažeista. Norėdami išvengti šios situacijos, prie grandinės galite pridėti tinkamą rezistorių, pvz., 0Ω$, tada srovė bus sumažinta iki 5V / 100Ω = 0.05A, kuri yra 50mA, taip apsaugant grandinės saugumą.

Rezistoriai taip pat gali būti naudojami įtampai padalinti, t.y. padalinti vieną įtampą į dvi ar daugiau skirtingų įtampų. Taip pasinaudojama rezistoriaus įtampos padalijimo dėsniu, o tai reiškia, kad jei grandinėje nuosekliai yra du ar daugiau rezistorių, įtampa iš maitinimo šaltinio bus paskirstyta kiekvienam rezistoriui proporcingai rezistoriui. Pavyzdžiui, jei grandinėje yra 10 V maitinimo šaltinis ir du rezistoriai, vienas 100Ω ir vienas 200Ω, tada įtampa per 100Ω rezistorių yra 10V imes 100Ω/(100Ω+200Ω)=3,33V , 200Ω rezistoriaus įtampa yra 10V imes 200Ω/(100Ω+200Ω)=6,67V. Tokiu būdu galite gauti dvi skirtingas įtampas skirtingiems tikslams.

Rezistoriai taip pat gali būti naudojami filtravimui, ty triukšmo ar trukdančių signalų pašalinimui iš grandinės. Tam naudojamas rezistorių ir kondensatorių arba induktorių derinys, kad būtų sudarytas žemo dažnio, aukšto dažnio, juostos arba juostos atmetimo filtras. Žemo dažnio filtras leidžia perduoti tik žemo dažnio signalus, aukšto dažnio filtras leidžia perduoti tik aukšto dažnio signalus, juostos perdavimo filtras leidžia perduoti tik tam tikrą dažnių signalų diapazoną, o juostos sustabdymo filtras blokuoja tik tam tikrą dažnių diapazoną. dažnio signalas praeina. Pavyzdžiui, jei grandinėje lygiagrečiai yra 100Ω rezistorius ir 1μF kondensatorius, tada grandinė yra žemo dažnio filtras, o jo ribinis dažnis yra 1/(2pi RC)=1,59kHz, tai yra, tik dažniai žemiau Gali praeiti tik 1,59 kHz signalai, o signalai, viršijantys 1,59 kHz, bus filtruojami.

Rezistoriai taip pat gali būti naudojami šališkumui, tai yra, norint užtikrinti stabilią darbinę įtampą ar srovę tam tikriems grandinės komponentams. Tam naudojama rezistoriaus įtampos dalijimosi funkcija, kad tranzistoriams, diodams, op amperams ir kitiems grandinės komponentams būtų užtikrinta tinkama šališkumo įtampa arba srovė, kad jie būtų normalios darbinės būklės. Pavyzdžiui, jei grandinėje yra 10 V maitinimo šaltinis ir 100Ω rezistorius, tada rezistoriuje bus 10 V įtampa. Jei tranzistoriaus pagrindas yra prijungtas prie vieno rezistoriaus galo, tada tranzistoriaus pagrindas bus Įtampa yra 10 V, kuri įjungia tranzistorių.

Rezistoriai taip pat gali būti naudojami atitikti, t. Y. Skirtingų grandinės dalių varžos yra lygios arba panašios, kad padidintų grandinės efektyvumą ir stabilumą. Tai išnaudoja rezistoriaus varžos charakteristikas, tai yra, kiek rezistorius blokuoja kintamosios srovės signalus. Varža taip pat matuojama omais (Ω), o jos dydis priklauso nuo signalo dažnio ir rezistoriaus induktyvumo ar talpos. Rezistoriaus varžą galima apskaičiuoti naudojant Ohmo dėsnį (V=IZ), kur V yra įtampa, I yra srovė, o Z yra varža. Pavyzdžiui, jei grandinėje yra 10 V kintamosios srovės šaltinis ir 100Ω rezistorius, srovė per rezistorių yra 10V / 100Ω = 0,1A, neatsižvelgiant į šaltinio dažnį. Jei prijungiate 100Ω apkrovą prie vieno rezistoriaus galo, tada grandinė yra suderinta ir maitinimas iš maitinimo šaltinio gali būti visiškai perkeltas į apkrovą. Jei apkrovos varža nėra 100Ω, tada grandinė nesutampa, o dalis maitinimo šaltinio galios atsispindės atgal, sukeldama grandinės praradimą ir trukdžius.

Apibendrinant galima pasakyti, kad rezistoriaus veikimo principas yra naudoti medžiagos atsparumo charakteristikas, kad būtų apribota ir paskirstyta srovė. Rezistoriai plačiai naudojami grandinėse. Jie gali realizuoti srovės valdymo, įtampos padalijimo, filtravimo, šališkumo, suderinimo ir kitas funkcijas, kurios palengvina grandinių projektavimą ir optimizavimą. Supratimas, kaip veikia rezistoriai ir grandinių pagrindai, gali padėti mums geriau suprasti ir naudoti elektroninius prietaisus.