Kako otpornici rade i njihove primene u kolima

Otpornik je uobičajena elektronska komponenta koja ograničava veličinu i pravac struje. Otpornici rade tako što eksploatišu otporne osobine materijala, što je koliko dobro blokira protok električne energije. Jedinica otpora je oma (Ω), a veličina otpora zavisi od vrste, oblika i temperature materijala. Vrednost otpora otpornika se obično identifikuje barkodom ili brojem u boji, a različite boje predstavljaju različite vrednosti.

Otpornici se široko koriste u kolima. Oni mogu da ostvare funkcije kao što su kontrola struje, podela napona, filtriranje, pristrasnost i usklađivanje. Trenutna kontrola je najosnovnija funkcija otpornika. Može podesiti veličinu struje prema Ohmovom zakonu (V = IR), gde je V napon, I je struja, a R je otpor. Na primer, ako postoji 5V napajanje i $ 100Ω otpornik u kolu, struja kroz otpornik je 5V / 100Ω = 0.05A, ili 50mA. Ako je otpornik zamenjen sa $ 200Ω $, onda struja postaje 5V / 200Ω = 0.025A, što je 25mA. Na ovaj način, veličina struje može se kontrolisati promenom vrednosti otpora otpornika.

Otpornici se takođe mogu koristiti za zaštitu drugih komponenti u kolu. Na primer, ako postoji napajanje od 5V i otpornik od 1Ω u kolu, onda je struja kroz otpornik 5V / 1Ω = 5A, što može biti preveliko. , uzrokujući pregrevanje ili oštećenje kruga. Da biste izbegli ovu situaciju, možete dodati odgovarajući otpornik u kolo, kao što je $ 100Ω $, onda struja će biti smanjena na 5V / 100Ω = 0.05A, što je 50mA, čime se štiti bezbednost kola.

Otpornici se takođe mogu koristiti za podelu napona, tj. Razdvojiti jedan napon na dva ili više različitih napona. Ovo koristi zakon o podeli napona otpornika, što znači da ako postoje dva ili više otpornika u seriji u kolu, napon iz napajanja će biti raspoređen na svaki otpornik u odnosu na otpornik. Na primer, ako kolo ima 10V napajanje i dva otpornika, jedan 100Ω i jedan 200Ω, onda je napon preko 100Ω otpornika 10V imes 100Ω / (100Ω + 200Ω) = 3.33V, napon na 200Ω otpornik je 10V imes 200Ω / (100Ω + 200Ω) = 6.67V. Na ovaj način možete dobiti dva različita napona za različite namene.

Otpornici se takođe mogu koristiti za filtriranje, a to je uklanjanje šuma ili ometajućih signala iz kola. Ovo koristi kombinaciju otpornika i kondenzatora ili induktora da se formira niskopropusni, high-pass, band-pass ili band-reject filter. Niskopropusni filter dozvoljava samo prolazak niskofrekventnih signala, visokopropusni filter dozvoljava samo prolazak visokofrekventnih signala, propusni filter dozvoljava samo određeni opseg frekvencijskih signala, a propusni filter blokira samo određeni opseg frekvencija. Frekvencijski signal prolazi. Na primer, ako kolo ima 100Ω otpornik i 1μF kondenzator paralelno, onda je kolo niskopropusni filter, a njegova granična frekvencija je 1 / (2pi RC) = 1.59kHz, to jest, samo frekvencije ispod Samo signali na 1.59kHz mogu proći, a signali iznad 1.59kHz će biti filtrirani.

Otpornici se takođe mogu koristiti za pristrasnost, to jest, da obezbedi stabilan radni napon ili struju za određene komponente u kolu. Ovo koristi funkciju podele napona otpornika da obezbedi odgovarajući napon pristrasnosti ili struju za tranzistore, diode, op amps i druge komponente u kolu da ih zadrži u normalnom radnom stanju. Na primer, ako postoji 10V napajanje i 100Ω otpornik u kolu, onda će biti napon od 10V preko otpornika. Ako je baza tranzistora je povezan sa jednim krajem otpornika, onda je baza tranzistora će napon je 10V, koji uključuje tranzistor.

Otpornici se takođe mogu koristiti za podudaranje, tj. Otpori različitih delova kola su jednaki ili slični kako bi se povećala efikasnost i stabilnost kola. Ovo koristi karakteristike impedanse otpornika, to jest, koliko otpornik blokira AC signale. Impedansa se takođe meri u omima (Ω), a njegova veličina zavisi od frekvencije signala i induktivnosti ili kapacitivnosti otpornika. Impedansa otpornika može se izračunati korišćenjem Ohmovog zakona (V = IZ), gde je V napon, I je struja, a Z je impedansa. Na primer, ako kolo ima 10V AC izvor i 100Ω otpornik, struja kroz otpornik je 10V / 100Ω = 0.1A, bez obzira na frekvenciju izvora. Ako povežete 100Ω opterećenje na jednom kraju otpornika, onda je kolo uparen i snaga iz napajanja može da se u potpunosti prenese na opterećenje. Ako impedansa opterećenja nije 100Ω, onda je kolo neusklađeno, a deo snage iz napajanja će se odraziti nazad, uzrokujući gubitak kola i smetnje.

Da sumiramo, princip rada otpornika je da se koriste karakteristike otpora materijala za ograničavanje i distribuciju struje. Otpornici se široko koriste u kolima. Oni mogu da ostvare kontrolu struje, podelu napona, filtriranje, pristrasnost, usklađivanje i druge funkcije, koje olakšavaju dizajn i optimizaciju kola. Razumevanje kako funkcionišu otpornici i osnove kola mogu nam pomoći da bolje razumemo i koristimo elektronske uređaje.