Rezystor.doc

- 6 -

Rezystory

Niektóre materiały, na przykład metale, węgiel (sadza, grafit) przewodzą prąd elektryczny - jedne lepiej, drugie gorzej. Tylko tzw. nadprzewodniki idealnie przewodzą prąd elektryczny. Kawałek drutu, wałek grafitowy stwarzają przepływającemu prądowi pewien opór - mówimy, że mają one jakąś rezystancje.

Rezystor to najpopularniejszy element elektroniczny, zwykle zbudowany w postaci wałeczka z dwoma wyprowadzeniami. Służy on najczęściej do ograniczania prądu lub uzyskania wymaganych napięć.

Najważniejszym parametrem rezystora jest rezystancja oznaczana literą R. Jest to w uproszczeniu zdolność do przeciwstawienia się przepływowi prądu. Podobni rzecz ma się z... rurą wodociągową. Ciśnienie wody odpowiada napięciu elektrycznemu (oznaczane literą U), przepływ wody to natężenie prądu (I), potocznie zwane prądem. Gruba rura stawia wodzie niewielki opór cienka zaś znacznie większy. Zawór hydrauliczny lub po prostu zwykły kran jest odpowiednikiem rezystancji, i to nawet zmiennej. Jeżeli ciśnienie w instalacji (napięcie zasilające obwód) jest stałe, to przepływ wody (prądu) zależy od oporu (rezystancji). Przykład ten ilustruje słynne prawo Ohma.

Prawo Ohma głosi, że prąd w obwodzie jest wprost proporcjonalny do przyłożonego napięcia, a odwrotnie proporcjonalny do rezystancji (oporu) (wzór 1a, 1b, 1c). Zgadza się to z intuicją, potwierdza także analogia hydrauliczna: czym większe ciśnienie tym więcej wody przepływa przez odkręcony kran, czym większy opór - tym mniej wody przepływa przez ten kran.

Wzór 1a: I = U / R

Wzór 1b: R = U / I

Wzór 1c: U = I • R

Na cześć Ohma jego imieniem nazwano jednostkę rezystancji W. A więc dany element ma opór jednego oma, jeśli napięcie jednego wolta wywołuje w nim przepływ prądu o wartości jednego ampera.

Najważniejsze parametry rezystorów:

·         Rezystancja nominalna - jest to rezystancja, jaką powinien mieć rezystor.

·         Tolerancja (klasa dokładności) - ponieważ ze względu na rozrzuty produkcyjne rezystory nie mają rezystancji dokładnie zgodnej z rezystancją znamionową, podaje się maksymalne dopuszczalne odchyłki. Wyraża się to w procentach wartości znamionowej.

·         Moc znamionowa - jest to największa dopuszczalna moc wydzielana na rezystorze przy pracy ciągłej przy temperaturze otoczenia mniejszej niż +70°C (dla niektórych typów +40°C).

·         Napięcie graniczne - maksymalne napięcie stałe lub amplituda napięcia zmiennego, jakie może być dołączone do rezystora w sposób ciągły.

·         Temperaturowy współczynnik rezystancji - oznaczony w krajowych źródłach TWR, lub z angielskiego TCR, określa zmiany rezystancji pod wpływem temperatury. Czym mniejsza wartość TCR, tym bardziej stabilny rezystor. Wartość TCR podaje się w %/K lub ppm/K (1% = 104ppm).

Produkcja. Obecnie produkowane są rezystory o wartości od 0,01 W do 1012 W (1 TW [teraom] czyli 1000 GW [gigaomów] ), mocy znamionowej od 1/8 wata do 250 W i dokładności od ±0,005% do ±20%.

               R1                        R2

a)

                          R1

                       R2

b)

Rysunek 1. Połączenia rezystorów: a) szeregowe; b) równoległe.

Połączenia rezystorów. Wyróżniamy dwa typy połączeń: równoległe i szeregowe. Szeregowe połączenie polega na złączeniu dwóch (lub więcej) oporników jeden za drugim (rys. 1a). W tym przypadku rezystancja czyli opór sumują się (wzór 2a). Połączenie równoległe zaś polega - jak sama nazwa wskazuje - na równoległym połączeniu oporników (rys. 1b). Opór w tedy jest równy ilorazowi ich wartości rezystancji podzieloną przez sumę wartości rezystancji poszczególnych oporników (wzór 2b). Uwaga! Wzór 2 można zastosować dla dwóch lub więcej rezystorów, podczas gdy wzór 3 tylko dla dwóch rezystorów.

Wzór 2a:  R = R1 + R2 + ...

Wzór 2b: lub:

Oznaczenie rezystorów. W oznaczeniach rezystorów rozróżniamy trzy kody: cyfrowy, cyfrowo-literowy i barwny (paskowym).

Kod cyfrowy polega na zapisywaniu wartości rezystancji, tolerancji, temperaturowym współczynniku rezystancji itp. za pomocą cyfr, np.: 210 W, 1 kW = 1000 W, 1,2 MW 20%, 470 k 0,5% 10%/K itp. (UWAGA! W praktyce często pomija się symbol W przy zapisie wartości większych od 1000 W. A więc 1 kW może być zapisany jako 1 k).

Kod cyfrowo-literowy natomiast polega na zastąpieniu niektórych wartości literami (tabela 1a, b, c).

Trzeci z ostatnich kodów kod barwny jest nieco bardziej skomplikowany. Na oporniku istnieją wtedy 3 do 6 pasków. W przypadku oznaczenia trójpasmowego (rys. 2a) dwa pierwsze paski to dwie pierwsze cyfry wartości rezystancji, trzeci pasek to tzw. mnożnik czyli wartość przez jaką należy pomnożyć dwie pierwsze cyfry. W kodzie czteropaskowym (rys. 2b) 2 pierwsze paski informują o dwóch pierwszych cyfrach wartości rezystancji, 3 pasek to mnożnik, a 4 - tolerancja. Kod pięciopaskowy (rys. 2c). 3 pierwsze paski to 3 pierwsze liczby wartości rezystancji, 4 pasek to mnożnik, a 5 to tolerancja. W kodzie 6-paskowy (rys. 2d) natomiast 3 pierwsze paski to 3 pierwsze liczby wartości rezystancji, 4 pasek oznacza mnożnik, 5 - tolerancje, a 6 - współczynnik temperaturowy. Każdy kolor ma ustaloną międzynarodowo wartość, które zostały przedstawione w tabelce numer 2.

Tabela 1. Kody cyfrowo-literowe. a) wartości rezystancji, b) tolerancji, c) współczynnika temperaturowego.

a)

b)