Przedmioty:
- Wprowadzenie
- Rodzaje rezystorów
- Kodowanie kolorami
Przedmowa:
Każdy odbiornik energii elektrycznej ma (wewnętrzny) opór. Przewodnik elektryczny, taki jak przewody, może mieć niską wartość rezystancji, ale nadal istnieje specyficzny opór co zależy od materiału, wymiarów i temperatury. Każdy konsument ma również wartość rezystancji. Wartość rezystancji ostatecznie określa, ile prądu przez nią przepływa.
Rezystory można znaleźć jako elementy prawie wszystkich urządzeń elektronicznych. Rezystory stosowane są także w technice samochodowej w obwodach elektrycznych, np. na płytkach drukowanych. Rezystor ogranicza prąd elektryczny w obwodzie i przekształca energię elektryczną w ciepło:
- rosnący opór: przez obwód przepływa coraz mniejszy prąd;
- zmniejszający się opór: prąd wzrasta.
Rezystor na płytce drukowanej jest połączony szeregowo z elementem, w którym prąd nie powinien wzrosnąć zbyt wysoko.
Jednostką oporu jest om i jest on oznaczony grecką literą omega Ω. Używamy R (z angielskiego tłumaczenia: Rezystor) jako litery i symbolu oporu.
Rezystor może być zaprojektowany jako rezystancja stała lub rezystancja regulowana. Poniższy rysunek pokazuje symbole tych dwóch typów rezystorów. Symbol składa się z prostokąta z linią po obu stronach. Często na schemacie litera R jest wymieniona w prostokącie lub obok niego z wartością rezystancji w omach.
- Rezystory o stałej wartości rezystancji można często rozpoznać po kolorowych pierścieniach wokół obudowy. Wartość rezystancji można określić na podstawie kolorowych pierścieni;
- Rezystory o zmiennej wartości można zazwyczaj ustawić za pomocą pokrętła. Ten typ oporu można również zaprojektować jako potencjometr, który jest często używany jako czujnik położenia.
Poniższy akapit pokazuje różne rodzaje oporu, jakie możemy spotkać w przemyśle motoryzacyjnym.
Rodzaje rezystorów:
Poniższy obrazek przedstawia przegląd dwunastu różnych typów rezystorów. Poniżej obrazu opisano strukturę i zastosowanie rodzaju oporu według kategorii.
Poniżej przedstawiono powszechnie stosowane rezystory w przemyśle motoryzacyjnym oraz ćwiczenia praktyczne w szkoleniach motoryzacyjnych. Dla każdego rezystora opisano strukturę materiałów tworzących rezystory.
Rezystor o składzie węgla:
Rezystor ten ma kształt cylindryczny i zawiera kolorowe pierścienie, za pomocą których można sprawdzić wartość rezystancji. Element oporowy składa się z proszku węglowego lub grafitowego zmieszanego z glinką ceramiczną. Rezystor jest pokryty formowaną obudową z tworzywa sztucznego. Rezystory są znane ze złego współczynnika temperaturowego i niskiej niezawodności pod względem hałasu i dokładności. Ten typ rezystora został zastąpiony typem folii.
Rezystory z warstwą węglową:
Rezystor z warstwą węglową składa się z ceramicznej warstwy spodniej i cienkiej warstwy folii węglowej na wierzchu. Wartość rezystancji jest określona przez rowek.
Odporność folii metalowej:
Rezystor z warstwą metalową ma bardzo podobną konstrukcję do rezystora z warstwą węglową. Jednakże w przypadku tego typu rezystora na warstwę ceramiczną nakładana jest folia metalowa.
Odporność na warstwę tlenku metalu:
Konstrukcja tego rezystora ma wiele podobieństw z rezystorem z folii metalowej i rezystorem z folii węglowej. Zamiast metalu lub węgla na podłożu ceramicznym osadza się warstwa tlenku metalu.
Rezystancja drutowa:
Rezystor drutowy zawiera metalowy drut oporowy nawinięty na materiał ceramiczny. Opór zależy od grubości metalowego drutu. Dokładność rezystora drutowego jest wysoka. Współczynnik odporności temperaturowej jest tak niski ze względu na drut oporowy, że rezystancja ta jest bardzo odpowiednia do zastosowań, w których wymagana jest duża moc.
Odporność na SMD:
Rezystor SMD jest często nazywany „rezystorem chipowym” i składa się ze stopu metalu (składającego się z tlenku metalu lub warstwy metalu) z trójwarstwową strukturą elektrody po obu stronach. Długość, grubość i zastosowany materiał określają wartość oporu. Elektroda wewnętrzna jest połączona ze stopem metalu. Elektroda środkowa wykonana jest z niklu i jej funkcją jest zapewnienie odporności cieplnej podczas lutowania. Zewnętrzna elektroda jest warstwą cyny i sprawia, że rezystor nadaje się do lutowania bezpośrednio na płytce drukowanej.
Potencjometr:
Potencjometr zachowuje się jak rezystor zmienny. Wartość oporu zależy od pozycji, w której biegacz znajduje się na bieżni karbonowej. Po podłączeniu zasilania (często 5 V) i uziemienia napięcie wyjściowe wynosi od 0,5 do 4,5 V, w zależności od położenia pokrętła.
Więcej informacji można przeczytać na stronie: Potencjometr.
Właściwości rezystorów:
Jeśli chcemy zastosować rezystory, musimy wybrać typ rezystora odpowiedni do właściwości: czy przy małej mocy wymagana jest wysoka dokładność, czy też potrzebna jest duża moc, gdy szum w systemie nie jest ważny?
- Napięcie maksymalne: nie wolno przekraczać maksymalnego napięcia rezystora. Jeśli tak się stanie, może to mieć decydujące znaczenie. Może to mieć wpływ na wartość rezystancji;
- Maksymalna moc: jeśli moc rezystora zostanie przekroczona, temperatura wzrośnie zbyt wysoko. Wartość rezystancji może się zmienić. Moc rezystorów węglowych wynosi często od 0,25 W do 1 W, a rezystorów przewodowych od 3 W do 20 W.
- Tolerancja: Rezystor nigdy nie ma dokładnie takiej wartości, jaka jest podana na obudowie. Jednakże na obudowie podana jest wartość procentowa, która wskazuje na odchylenie. To odchylenie procentowe spowodowane jest precyzją procesu produkcyjnego. Rezystor 120 omów z tolerancją 5% może mieć minimalną wartość 114 omów i maksymalnie 126 omów.
Kodowanie kolorami:
Wartość i tolerancję rezystora podano w przypadku rezystora węglowego lub drutowego za pomocą kodowania kolorowego (kolorowe pierścienie) na obudowie rezystora. Ważne jest, aby zacząć czytać od prawej strony:
- pierwszy pierścień często znajduje się bliżej końca obudowy;
- pierwszy pierścień jest często szerszy;
- ostatnie pierścienie mogą być srebrne lub złote. Kolory te nie są używane w przypadku pierwszych słojów.
Gdy rezystor ma cztery pierścienie, znaczenie pierścieni jest następujące:
- Pierścień 1 i 2: wartość rezystancji;
- Pierścień 3: mnożnik;
- Pierścień 4: tolerancja.
Na obrazku widzimy rezystor z pierwszym pierścieniem brązowym, drugim pierścieniem czarnym, trzecim czerwonym i czwartym złotym. Czytamy liczby z tabeli: 1*2 ± 3%. Wartość rezystancji wynosi 10 Ω (100 kΩ) z tolerancją 5%. Rzeczywista wartość wynosi od 1000 do 1 Ω.
Opór znajdujemy szeregowo. Często spotykamy serię E12, w której wartości rezystancji rosną w następujący sposób:
10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82
Wartości te można podzielić lub pomnożyć przez dziesięć, na przykład 100, 120, 150, 180. Lub 1000, 1200, 1500, 1800. Nie ma rezystorów 130 omów.
