Ako fungujú rezistory a ich aplikácie v obvodoch

Rezistor je bežná elektronická súčiastka, ktorá obmedzuje veľkosť a smer prúdu. Rezistory fungujú tak, že využívajú odporové vlastnosti materiálu, čo znamená, ako dobre blokuje tok elektriny. Jednotkou odporu sú ohmy (Ω) a veľkosť odporu závisí od typu, tvaru a teploty materiálu. Hodnota odporu rezistora je zvyčajne identifikovaná farebným čiarovým kódom alebo číslom a rôzne farby predstavujú rôzne hodnoty.

Rezistory sú široko používané v obvodoch. Môžu realizovať funkcie, ako je riadenie prúdu, delenie napätia, filtrovanie, predpätie a párovanie. Regulácia prúdu je najzákladnejšou funkciou rezistora. Dokáže upraviť veľkosť prúdu podľa Ohmovho zákona (V=IR), kde V je napätie, I je prúd a R je odpor. Napríklad, ak je v obvode 5V napájací zdroj a rezistor 0Ω, prúd cez rezistor je 5V/100Ω=0.05A alebo 50mA. Ak je odpor nahradený 0Ω$, potom sa prúd zmení na 5V/200Ω=0.025A, čo je 25mA. Týmto spôsobom je možné regulovať veľkosť prúdu zmenou hodnoty odporu odporu.

Rezistory možno použiť aj na ochranu iných komponentov v obvode. Napríklad, ak je v obvode napájací zdroj 5V a odpor 1Ω, potom je prúd cez odpor 5V/1Ω=5A, čo môže byť príliš veľké. , čo spôsobuje prehriatie alebo poškodenie obvodu. Aby ste sa vyhli tejto situácii, môžete do obvodu pridať vhodný odpor, napríklad 0Ω$, potom sa prúd zníži na 5V/100Ω=0.05A, čo je 50mA, čím sa ochráni bezpečnosť obvodu.

Rezistory možno použiť aj na rozdelenie napätia, t. j. rozdelenie jedného napätia na dve alebo viac rôznych napätí. To využíva zákon delenia napätia rezistora, čo znamená, že ak sú v obvode dva alebo viac rezistorov v sérii, napätie z napájacieho zdroja sa rozdelí na každý odpor v pomere k odporu. Napríklad, ak má obvod 10V napájací zdroj a dva odpory, jeden 100Ω a jeden 200Ω, potom je napätie na 100Ω rezistore 10V imes 100Ω/(100Ω+200Ω)=3.33V, napätie na rezistori 200Ω je 10V imes 200Ω/(100Ω+200Ω)=6.67V. Týmto spôsobom môžete získať dve rôzne napätia na rôzne účely.

Rezistory možno použiť aj na filtrovanie, čo je odstránenie šumu alebo rušivých signálov z obvodu. Používa kombináciu rezistorov a kondenzátorov alebo induktorov na vytvorenie dolnopriepustného, hornopriepustného, pásmového alebo pásmového odmietnutého filtra. Dolnopriepustný filter umožňuje priechod iba nízkofrekvenčným signálom, hornopriepustný filter umožňuje priechod iba vysokofrekvenčným signálom, pásmový filter umožňuje priechod iba určitého rozsahu frekvenčných signálov a pásmový filter blokuje iba určitý rozsah frekvencií. frekvenčný signál prechádza. Napríkladample, ak má obvod 100Ω rezistor a 1μF kondenzátor paralelne, potom je obvod dolnopriepustný filter a jeho medzná frekvencia je 1/(2pi RC)=1.59kHz, to znamená, že iba frekvencie nižšie Môžu prechádzať iba signály pri 1.59 kHz a signály nad 1.59 kHz budú odfiltrované.

Rezistory možno použiť aj na predpätie, to znamená na zabezpečenie stabilného prevádzkového napätia alebo prúdu pre určité komponenty v obvode. To využíva funkciu delenia napätia rezistora na zabezpečenie vhodného predpätia alebo prúdu pre tranzistory, diódy, operačné zosilňovače a ďalšie komponenty v obvode, aby sa udržali v normálnom prevádzkovom stave. Napríklad, ak je v obvode napájací zdroj 10 V a rezistor 100 Ω, potom bude na rezistore napätie 10 V. Ak je základňa tranzistora pripojená k jednému koncu odporu, potom základňa tranzistora bude Napätie je 10V, čo tranzistor zapne.

Rezistory možno použiť aj na prispôsobenie, tj odpory rôznych častí obvodu sú rovnaké alebo podobné, aby sa zvýšila účinnosť a stabilita obvodu. To využíva impedančné charakteristiky rezistora, to znamená, do akej miery rezistor blokuje striedavé signály. Impedancia sa meria aj v ohmoch (Ω) a jej veľkosť závisí od frekvencie signálu a indukčnosti alebo kapacity rezistora. Impedanciu rezistora možno vypočítať pomocou Ohmovho zákona (V=IZ), kde V je napätie, I je prúd a Z je impedancia. Napríklad, ak má obvod 10V AC zdroj a 100Ω rezistor, prúd cez odpor je 10V/100Ω = 0.1A, bez ohľadu na frekvenciu zdroja. Ak pripojíte záťaž 100 Ω na jeden koniec rezistora, obvod sa prispôsobí a energia z napájacieho zdroja sa môže úplne preniesť na záťaž. Ak impedancia záťaže nie je 100 Ω, obvod sa nezhoduje a časť energie z napájacieho zdroja sa odrazí späť, čo spôsobí stratu obvodu a rušenie.

Stručne povedané, princípom činnosti rezistora je použitie odporových charakteristík materiálu na obmedzenie a distribúciu prúdu. Rezistory sú široko používané v obvodoch. Môžu realizovať riadenie prúdu, delenie napätia, filtrovanie, predpätie, priraďovanie a ďalšie funkcie, ktoré uľahčujú návrh a optimalizáciu obvodov. Pochopenie fungovania rezistorov a základov obvodov nám môže pomôcť lepšie pochopiť a používať elektronické zariadenia.