Cum funcționează rezistențele și aplicațiile lor în circuite

Un rezistor este o componentă electronică comună care limitează dimensiunea și direcția curentului. Rezistențele funcționează prin exploatarea proprietăților rezistive ale unui material, care este cât de bine blochează fluxul de electricitate. Unitatea de rezistență este ohmi (Ω), iar dimensiunea rezistenței depinde de tipul, forma și temperatura materialului. Valoarea rezistenței unui rezistor este de obicei identificată printr-un cod de bare sau un număr colorat, iar culorile diferite reprezintă valori diferite.

Rezistențele sunt utilizate pe scară largă în circuite. Ei pot realiza funcții precum controlul curentului, diviziunea tensiunii, filtrarea, polarizarea și potrivirea. Controlul curentului este cea mai de bază funcție a unui rezistor. Poate regla dimensiunea curentului în conformitate cu legea lui Ohm (V=IR), unde V este tensiunea, I este curentul și R este rezistența. De exemplu, dacă există o sursă de alimentare de 5 V și un rezistor de 100 Ω USD într-un circuit, curentul prin rezistor este de 5 V/100 Ω = 0,05 A sau 50 mA. Dacă rezistența este înlocuită cu 0Ω$, atunci curentul devine 5V/200Ω=0.025A, care este 25mA. În acest fel, magnitudinea curentului poate fi controlată prin modificarea valorii rezistenței rezistenței.

Rezistențele pot fi utilizate și pentru a proteja alte componente din circuit. De exemplu, dacă există o sursă de alimentare de 5V și un rezistor de 1Ω într-un circuit, atunci curentul prin rezistor este 5V/1Ω=5A, ceea ce poate fi prea mare. , provocând supraîncălzirea sau deteriorarea circuitului. Pentru a evita această situație, puteți adăuga un rezistor adecvat la circuit, cum ar fi 0Ω$, apoi curentul va fi redus la 5V/100Ω=0.05A, care este 50mA, protejând astfel siguranța circuitului.

Rezistențele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a împărți tensiunea, adică pentru a împărți o tensiune în două sau mai multe tensiuni diferite. Acest lucru profită de legea diviziunii tensiunii rezistenței, ceea ce înseamnă că, dacă există două sau mai multe rezistențe în serie într-un circuit, tensiunea de la sursa de alimentare va fi distribuită fiecărui rezistor proporțional cu rezistența. De exemplu, dacă un circuit are o sursă de alimentare de 10V și două rezistențe, unul de 100Ω și unul de 200Ω, atunci tensiunea pe rezistorul de 100Ω este de 10V imes 100Ω/(100Ω+200Ω)=3.33V, tensiunea de pe rezistorul de 200Ω este de 10V imes 200Ω/(100Ω+200Ω)=6.67V. În acest fel, puteți obține două tensiuni diferite pentru scopuri diferite.

Rezistențele pot fi utilizate și pentru filtrare, care este pentru a elimina zgomotul sau semnalele interferente dintr-un circuit. Acesta folosește o combinație de rezistențe și condensatori sau inductoare pentru a forma un filtru trece-jos, trece-înalt, trece-bandă sau respingere de bandă. Un filtru trece-jos permite doar trecerea semnalelor de joasă frecvență, un filtru trece-înalt permite doar trecerea semnalelor de înaltă frecvență, un filtru trece-bandă permite doar trecerea unei anumite game de semnale de frecvență, iar un filtru de oprire a benzii blochează doar o anumită gamă de frecvențe. semnalul de frecvență trece. De exemplu, dacă un circuit are un rezistor de 100Ω și un condensator de 1μF în paralel, atunci circuitul este un filtru trece-jos, iar frecvența sa de tăiere este 1/(2pi RC)=1.59kHz, adică numai frecvențele sub Numai semnalele la 1.59kHz pot trece, iar semnalele peste 1.59kHz vor fi filtrate.

Rezistențele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a polariza, adică pentru a oferi o tensiune sau un curent de funcționare stabil pentru anumite componente dintr-un circuit. Aceasta folosește funcția de divizare a tensiunii a rezistenței pentru a furniza o tensiune sau un curent de polarizare adecvat pentru tranzistori, diode, amplificatoare operaționale și alte componente din circuit pentru a le menține în stare normală de funcționare. De exemplu, dacă există o sursă de alimentare de 10V și un rezistor de 100Ω într-un circuit, atunci va exista o tensiune de 10V pe rezistor. Dacă baza unui tranzistor este conectată la un capăt al rezistenței, atunci baza tranzistorului va Tensiunea este de 10V, ceea ce pornește tranzistorul.

Rezistențele pot fi, de asemenea, folosite pentru a se potrivi, adică rezistențele diferitelor părți ale unui circuit sunt egale sau similare pentru a crește eficiența și stabilitatea circuitului. Acest lucru profită de caracteristicile de impedanță ale rezistenței, adică cât de mult blochează rezistența semnalele AC. Impedanța este, de asemenea, măsurată în ohmi (Ω), iar magnitudinea sa depinde de frecvența semnalului și de inductanța sau capacitatea rezistenței. Impedanța unui rezistor poate fi calculată folosind legea lui Ohm (V=IZ), unde V este tensiunea, I este curentul și Z este impedanța. De exemplu, dacă un circuit are o sursă de 10V AC și un rezistor de 100Ω, curentul prin rezistor este de 10V/100Ω = 0.1A, indiferent de frecvența sursei. Dacă conectați o sarcină de 100 Ω la un capăt al rezistenței, atunci circuitul este potrivit și puterea de la sursa de alimentare poate fi transferată complet la sarcină. Dacă impedanța sarcinii nu este de 100Ω, atunci circuitul nu se potrivește, iar o parte din puterea de la sursa de alimentare va fi reflectată înapoi, provocând pierderi și interferențe ale circuitului.

În concluzie, principiul de funcționare al unui rezistor este de a utiliza caracteristicile de rezistență ale materialului pentru a limita și distribui curentul. Rezistențele sunt utilizate pe scară largă în circuite. Acestea pot realiza controlul curentului, diviziunea tensiunii, filtrarea, polarizarea, potrivirea și alte funcții, care facilitează proiectarea și optimizarea circuitelor. Înțelegerea modului în care funcționează rezistențele și elementele de bază ale circuitelor ne poate ajuta să înțelegem și să folosim mai bine dispozitivele electronice.