Μαθήματα:
- Εισαγωγή
- Τύποι αντιστάσεων
- Χρωματική κωδικοποίηση
Εισαγωγή:
Κάθε ηλεκτρικός καταναλωτής έχει μια (εσωτερική) αντίσταση. Ένας ηλεκτρικός αγωγός, όπως η καλωδίωση, μπορεί να έχει χαμηλή τιμή αντίστασης, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει ειδική αντίσταση που εξαρτάται από το υλικό, τις διαστάσεις και τη θερμοκρασία. Κάθε καταναλωτής έχει επίσης μια τιμή αντίστασης. Η τιμή αντίστασης καθορίζει τελικά πόσο ρεύμα ρέει μέσα από αυτήν.
Οι αντιστάσεις μπορούν να βρεθούν ως εξαρτήματα σχεδόν σε όλα τα ηλεκτρονικά. Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται επίσης στην τεχνολογία αυτοκινήτων σε ηλεκτρικά κυκλώματα, για παράδειγμα σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Μια αντίσταση περιορίζει το ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ενός κυκλώματος και μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε θερμότητα:
- αυξανόμενη αντίσταση: ένα όλο και μικρότερο ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος.
- φθίνουσα αντίσταση: το ρεύμα αυξάνεται.
Η αντίσταση σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέεται σε σειρά με ένα εξάρτημα στο οποίο το ρεύμα δεν πρέπει να αυξάνεται πολύ.
Η μονάδα αντίστασης είναι ωμ και συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα ωμέγα Ω. Χρησιμοποιούμε το R (από την αγγλική μετάφραση: Resistor) ως γράμμα και σύμβολο αντίστασης.
Μια αντίσταση μπορεί να σχεδιαστεί ως σταθερή αντίσταση ή ως ρυθμιζόμενη αντίσταση. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τα σύμβολα αυτών των δύο τύπων αντιστάσεων. Το σύμβολο αποτελείται από ένα ορθογώνιο με μια γραμμή σε κάθε πλευρά. Συχνά σε ένα διάγραμμα το γράμμα R αναφέρεται μέσα ή δίπλα στο ορθογώνιο με την τιμή αντίστασης σε ohms.
- Οι αντιστάσεις με σταθερή τιμή αντίστασης μπορούν συχνά να αναγνωριστούν από τους χρωματικούς δακτυλίους γύρω από το περίβλημα. Η τιμή αντίστασης μπορεί να προσδιοριστεί από τους χρωματικούς δακτυλίους.
- Οι αντιστάσεις μεταβλητής τιμής μπορούν συνήθως να ρυθμιστούν με ένα περιστροφικό κουμπί. Αυτός ο τύπος αντίστασης μπορεί επίσης να σχεδιαστεί ως ποτενσιόμετρο, που χρησιμοποιείται συχνά ως αισθητήρας θέσης.
Η ακόλουθη παράγραφος δείχνει τους διαφορετικούς τύπους αντίστασης που μπορούμε να συναντήσουμε στην αυτοκινητοβιομηχανία.
Τύποι αντιστάσεων:
Η παρακάτω εικόνα δείχνει μια επισκόπηση δώδεκα διαφορετικών τύπων αντιστάσεων. Κάτω από την εικόνα περιγράφεται η δομή και η εφαρμογή του τύπου αντίστασης ανά κατηγορία.
Οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται συνήθως στην αυτοκινητοβιομηχανία και οι πρακτικές για εκπαίδευση στην αυτοκινητοβιομηχανία φαίνονται παρακάτω. Η δομή των υλικών που συνθέτουν τις αντιστάσεις περιγράφεται για κάθε αντίσταση.
Αντίσταση με σύνθεση άνθρακα:
Αυτή η αντίσταση έχει κυλινδρικό σχήμα και περιέχει έγχρωμους δακτυλίους με τους οποίους μπορεί να αναζητηθεί η τιμή αντίστασης. Το στοιχείο αντίστασης αποτελείται από σκόνη άνθρακα ή σκόνη γραφίτη, αναμεμειγμένη με κεραμικό πηλό. Η αντίσταση καλύπτεται με ένα χυτό πλαστικό περίβλημα. Οι αντιστάσεις είναι γνωστές για τον χαμηλό συντελεστή θερμοκρασίας και τη χαμηλή αξιοπιστία όσον αφορά τον θόρυβο και την ακρίβεια. Αυτός ο τύπος αντίστασης έχει αντικατασταθεί από τον τύπο φιλμ.
Αντιστάσεις μεμβράνης άνθρακα:
Η αντίσταση μεμβράνης άνθρακα αποτελείται από ένα κεραμικό υπόστρωμα με ένα λεπτό στρώμα μεμβράνης άνθρακα στην κορυφή. Η τιμή αντίστασης καθορίζεται από το αυλάκι.
Αντίσταση μεμβράνης μετάλλου:
Η αντίσταση μεταλλικού φιλμ μοιάζει πολύ στην κατασκευή με την αντίσταση μεμβράνης άνθρακα. Ωστόσο, με αυτόν τον τύπο αντίστασης, μια μεταλλική μεμβράνη εφαρμόζεται σε ένα κεραμικό στρώμα.
Αντίσταση μεμβράνης οξειδίου μετάλλου:
Η κατασκευή αυτής της αντίστασης έχει πολλές ομοιότητες με μια μεταλλική μεμβράνη και αντίσταση μεμβράνης άνθρακα. Αντί για μέταλλο ή άνθρακα, μια μεμβράνη μεταλλικού οξειδίου εναποτίθεται στο κεραμικό υπόστρωμα.
Αντοχή σύρματος:
Η συρμάτινη αντίσταση περιέχει ένα μεταλλικό σύρμα αντίστασης που τυλίγεται πάνω από κεραμικό υλικό. Η αντίσταση εξαρτάται από το πάχος του μεταλλικού σύρματος. Η ακρίβεια της συρμάτινης αντίστασης είναι υψηλή. Ο συντελεστής αντίστασης θερμοκρασίας είναι τόσο χαμηλός λόγω του σύρματος αντίστασης που αυτή η αντίσταση είναι πολύ κατάλληλη για εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή ισχύς.
Αντοχή SMD:
Η αντίσταση SMD ονομάζεται συχνά «αντίσταση τσιπ» και αποτελείται από ένα μεταλλικό κράμα (αποτελούμενο από οξείδιο μετάλλου ή μεταλλικό φιλμ) με δομή ηλεκτροδίου τριών στρωμάτων και στις δύο πλευρές. Το μήκος, το πάχος και το υλικό που χρησιμοποιείται καθορίζουν την τιμή αντίστασης. Το εσωτερικό ηλεκτρόδιο συνδέεται με το μεταλλικό κράμα. Το μεσαίο ηλεκτρόδιο είναι κατασκευασμένο από νικέλιο και η λειτουργία του είναι να εξασφαλίζει αντοχή στη θερμότητα κατά τη συγκόλληση. Το εξωτερικό ηλεκτρόδιο είναι ένα στρώμα κασσίτερου και καθιστά την αντίσταση κατάλληλη για συγκόλληση απευθείας στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
Ποτενσιόμετρο:
Το ποτενσιόμετρο συμπεριφέρεται σαν μεταβλητή αντίσταση. Η τιμή της αντίστασης εξαρτάται από τη θέση στην οποία βρίσκεται ο δρομέας στην πίστα άνθρακα. Όταν συνδέεται τροφοδοτικό (συχνά 5 βολτ) και γείωση, η τάση εξόδου είναι μεταξύ 0,5 και 4,5 βολτ, ανάλογα με τη θέση του επιλογέα.
Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να διαβάσετε στη σελίδα: Ποτενσιόμετρο.
Ιδιότητες αντιστάσεων:
Εάν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε αντιστάσεις, πρέπει να επιλέξουμε τον τύπο αντίστασης που είναι κατάλληλος για τις ιδιότητες: απαιτείται υψηλή ακρίβεια σε χαμηλή ισχύ ή απαιτείται υψηλή ισχύς όπου ο θόρυβος στο σύστημα δεν είναι σημαντικός;
- Μέγιστη τάση: δεν πρέπει να ξεπεραστεί η μέγιστη τάση μιας αντίστασης. Εάν συμβεί αυτό, μπορεί να είναι καθοριστικό. Αυτό μπορεί να επηρεάσει την τιμή αντίστασης.
- Μέγιστη ισχύς: εάν ξεπεραστεί η ισχύς της αντίστασης, η θερμοκρασία θα ανέβει πολύ ψηλά. Η τιμή αντίστασης μπορεί να αλλάξει. Η ισχύς των αντιστάσεων άνθρακα είναι συχνά 0,25 Watt έως 1 Watt και των ενσύρματων αντιστάσεων 3 Watt έως 20 Watt.
- Ανοχή: Μια αντίσταση δεν έχει ποτέ ακριβώς την τιμή που αναγράφεται στο περίβλημα. Ωστόσο, αναγράφεται ένα ποσοστό στο περίβλημα που δείχνει την απόκλιση. Αυτή η απόκλιση σε ποσοστά προκαλείται από την ακρίβεια στην παραγωγική διαδικασία. Μια αντίσταση 120 ohm με ανοχή 5% μπορεί να είναι τουλάχιστον 114 ohms και μέγιστο 126.
Χρωματική κωδικοποίηση:
Η τιμή και η ανοχή μιας αντίστασης εφαρμόζεται σε μια αντίσταση άνθρακα ή τυλιγμένη με σύρμα μέσω μιας χρωματικής κωδικοποίησης (δακτυλίους χρώματος) στο περίβλημα της αντίστασης. Είναι σημαντικό να ξεκινήσετε να διαβάζετε από τη δεξιά πλευρά:
- ο πρώτος δακτύλιος είναι συχνά πιο κοντά στο τέλος του περιβλήματος.
- ο πρώτος δακτύλιος είναι συχνά ευρύτερος.
- τα τελικά δαχτυλίδια μπορεί να είναι ασημένια ή χρυσά. Αυτά τα χρώματα δεν χρησιμοποιούνται για τους πρώτους δακτυλίους.
Όταν μια αντίσταση έχει τέσσερις δακτυλίους, η σημασία των δακτυλίων είναι η εξής:
- Δακτύλιος 1 και 2: τιμή αντίστασης.
- Δακτύλιος 3: συντελεστής πολλαπλασιασμού.
- Δαχτυλίδι 4: ανοχή.
Στην εικόνα βλέπουμε μια αντίσταση με τον 1ο δακτύλιο καφέ, τον 2ο δακτύλιο μαύρο, τον 3ο δακτύλιο κόκκινο και τον τέταρτο δακτύλιο χρυσό. Διαβάζουμε τους αριθμούς στον πίνακα: 10*100 ± 5%. Η τιμή αντίστασης είναι 1000 Ω (1 kΩ) με ανοχή 5%. Η πραγματική τιμή είναι μεταξύ 950 και 1050 Ω.
Βρίσκουμε αντιστάσεις σε σειρά. Συχνά συναντάμε τη σειρά E12, στην οποία οι τιμές αντίστασης αυξάνονται ως εξής:
10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82.
Αυτές οι τιμές μπορούν να διαιρεθούν ή να πολλαπλασιαστούν με δέκα, για παράδειγμα 100, 120, 150, 180. Ή, 1000, 1200, 1500, 1800. Δεν υπάρχουν αντιστάσεις 130 ohm.
