Како резистори раде и њихове примене у колима

Otpor je često korišćen elektronski komponent koji ograničava jačinu i smer struje. Otpori rade iskorištavanjem otpornih svojstava materijala, odnosno koliko dobro on blokira protok električne energije. Jedinična veličina otpora je ohi (Ω), a veličina otpora zavisi od vrste, oblika i temperature materijala. Vrednost otpora se obično označava bojom trake ili brojem, pri čemu različite boje predstavljaju različite vrednosti.

Otpornici su široko korišćeni u krugovima. Oni mogu ostvariti funkcije kao što su upravljanje strujom, podela napona, filtriranje, polarizacija i prilagođavanje. Upravljanje strujom je najosnovnija funkcija otpornika. On može prilagoditi veličinu struje prema Ohmovom zakonu (V=IR), gde je V napon, I struja, a R otpor. Na primer, ako postoji 5V snabdevač i $100Ω otpornik u krugu, struja kroz otpornik je 5V/100Ω=0.05A, ili 50mA. Ako se otpornik zameni sa $200Ω$, tada struja postaje 5V/200Ω=0.025A, što je 25mA. Na ovaj način, veličina struje može biti kontrolisana promenom vrednosti otpora otpornika.

Rezistori se takođe mogu koristiti za zaštitu drugih komponenti u šemi. Na primer, ako postoji napajanje od 5V i rezistor od 1Ω u šemi, tada je struja kroz rezistor 5V/1Ω=5A, što može biti previše veliko, uzrokujući pregravanje ili oštećenje šeme. Da bi se izbeglo ovako situacija, možete dodati odgovarajući rezistor u šemu, na primer $100Ω$, tada će se struja smanjiti na 5V/100Ω=0.05A, što je 50mA, čime se osigurava bezbednost šeme.

Резистори се такође могу користити за дељење напону, тј. поделу једног напона на два или више различитих напона. Ово се извршава у складу са законом дељења напона резистора, што значи да ако постоји два или више резитора у серији у коло, напон из извора енергије биће расподељен на сваки резитор у односу на рецималну вредност резитора. На пример, ако има коло са извором енергије од 10В и два резитора, jedan 100Ω и jedan 200Ω, онда је напон преко резитора од 100Ω 10V puta 100Ω/(100Ω+200Ω)=3.33V, a напон на резитору од 200Ω je 10V puta 200Ω/(100Ω+200Ω)=6.67V. На овај начин, можете добити два различита напона за различите циљеве.

Otpornici se takođe mogu koristiti za filtriranje, što znači uklanjanje šuma ili interferirajućih signala iz kruga. Ovo koristi kombinaciju otpornika i kondenzatora ili induktora da bi se formirao niskoprohi, visokoprohi, pojasnoprohi ili pojasni otporni filter. Niskoprohi filter dozvoljava prolazak samo niskofrekventnih signala, visokoprohi filter dozvoljava prolazak samo visokofrekventnih signala, pojasnoprohi filter dozvoljava prolazak samo određenog opsega frekvencija, a pojasni otporni filter blokira samo određeni opseg frekvencija. Na primer, ako ima krug sa otpornikom od 100Ω i kondenzatorom od 1μF paralelno povezanim, tada je taj krug niskoprohi filter, a njegova granicna frekvencija je 1/(2pi RC) = 1.59kHz, to jest, samo signali ispod 1.59kHz mogu da prođu, a signali iznad 1.59kHz će biti odbaceni.

Otpornici se takođe mogu koristiti za polarizaciju, to jest, za obezbeđivanje stabilnog radnog napona ili struje za određene komponente u šemi. Ovo koristi funkciju podeljivanja napona otpornika kako bi se pružio odgovarajući polarizacioni napon ili struja za tranzistor, diod, operativne poamplifikatore i druge komponente u šemi kako bi se držale u normalnom radnom stanju. Na primer, ako postoji napajanje od 10V i otpornik od 100Ω u šemi, tada će biti napon od 10V preko otpornika. Ako je baza tranzistora spojena na jedan kraj otpornika, tada će napon na bazi tranzistora biti 10V, što će uključiti tranzistor.

Otpornici takođe mogu da se koriste za podudaranje, odnosno otpornosti različitih delova kruga su jednake ili slične kako bi se povećala efikasnost i stabilnost kruga. To iskorišćava karakteristike impendancije otpornika, tj. koliko otpornik blokira AC signale. Impedancija se takođe meri u omima (Ω), a njen iznos zavisi od frekvencije signala i induktivnosti ili kapaciteta otpornika. Impedancija otpornika može se izračunati prema Ohmovom zakonu (V=IZ), gde je V napona, I struja, a Z impedancija. Na primer, ako ima krug sa 10V AC izvorom i 100Ω otpornikom, struja kroz otpornik je 10V/100Ω = 0.1A, neovisno o frekvenciji izvora. Ako spojite 100Ω opterećenje na jedan kraj otpornika, tada je krug podudaren i snaga iz izvora može biti potpuno prenesena na opterećenje. Ako impedancija opterećenja nije 100Ω, tada je krug nepodudaran, i deo snage iz izvora će biti reflektovan nazad, uzrokujući gubitak u krugu i interferenciju.

Da bi se sažeto, radna principa otpornika je da koristi otpornu karakteristiku materijala kako bi ograničio i raspoređivao strujanje. Otpornici su široko korišćeni u krugovima. Oni mogu ostvariti kontrolu struje, podelu napona, filtriranje, pristranost, podudarnost i druge funkcije, što olakšava dizajn i optimizaciju krugova. Razumevanje načina rada otpornika i osnova krugova može nam pomoći da bolje razumemo i koristimo elektronske uređaje.