Mis on takisti ja mida see teeb?

Takistid on elektroonikas kõige laialdasemalt kasutatavad elemendid. See nimi lahkus raadioamatööride terminoloogia kitsastest piiridest juba ammu. Ja kõigil, kes vähegi elektroonika vastu huvi tunnevad, ei tohiks see termin segadust tekitada.

 

Mis on takisti

Lihtsaim määratlus on järgmine: takisti on elektriahela element, mis tagab takistuse seda läbivale voolule. Elemendi nimi pärineb ladinakeelsest sõnast "resisto" - "vastupanu", raadioamatöörid kutsuvad seda osa sageli nii - vastupanu.

Vaatame, mis on takistid, milleks takisteid vaja on. Nendele küsimustele vastamine eeldab elektrotehnika põhimõistete füüsikalise tähenduse tundmist.

Takisti toimimise selgitamiseks võite kasutada veetorude analoogiat. Kui me kuidagi takistame vee voolamist torus (näiteks vähendame selle läbimõõtu), siis suureneb siserõhk. Takistuse eemaldamisega vähendame survet.Elektrotehnikas vastab see rõhk pingele – muutes elektrivoolu kulgemise raskemaks, suurendame pinget ahelas; takistust vähendades alandame ka pinget.

Toru läbimõõdu muutmisega saame muuta veevoolu kiirust, elektriahelates, takistust muutes, saame reguleerida voolu tugevust. Takistuse väärtus on pöördvõrdeline elemendi juhtivusega.

Resistiivsete elementide omadusi saab kasutada järgmistel eesmärkidel:

• Voolu muundamine pingeks ja vastupidi;
• voolava voolu piiramine etteantud vooluväärtuse saamiseks;
• Pingejaoturite loomine (näiteks mõõteriistades);
• muudel erieesmärkidel (nt raadiohäirete vähendamiseks).

Selgitage järgmise näitega, mis on takisti ja milleks seda kasutatakse. Tuttav LED helendab madalatel vooludel, kuid tema enda takistus on nii väike, et kui LED asetada otse ahelasse, siis isegi 5 V juures ületab seda läbiv vool detaili lubatud parameetrid. Sellisest koormusest hakkab LED korraga rikki. Seetõttu sisaldab vooluahel takistit, mille eesmärk on antud juhul voolu piiramine etteantud väärtuseni.

Kõik takistuslikud elemendid on elektriahelate passiivsed komponendid, erinevalt aktiivsetest ei anna nad süsteemile energiat, vaid ainult tarbivad seda.

Olles aru saanud, mis on takistid, on vaja kaaluda nende tüüpe, tähistust ja märgistust.

Takistite tüübid

Takistitüübid võib jagada järgmistesse kategooriatesse:

1. Mittereguleeritav (konstantne) - traat, komposiit, kile, süsinik jne.
2. Reguleeritav (muutuv ja trimmitav). Reguleeritavaid takisteid kasutatakse elektriahelate reguleerimiseks. Signaali taseme reguleerimiseks kasutatakse muutuva takistuse elemente (potentsiomeeter).

Eraldi rühma esindavad pooljuhtide takistuselemendid (termotakistid, fototakistid, varistorid jne).

Takistite omadused määratakse nende otstarbe järgi ja määratakse tootmise käigus. Peamiste parameetrite hulgas on järgmised:

1. Nominaalne takistus. See on elemendi põhiomadus ja seda mõõdetakse oomides (Ohm, kOhm, Mohm).
2. Lubatud kõrvalekalle protsendina määratud nimitakistusest. Tähendab indeksi võimalikku varieerumist, mille määrab tootmistehnoloogia.
3. Võimsuse hajumine – maksimaalne võimsus, mida takisti võib pikaajalise koormuse korral hajuda.
4. Temperatuuritakistustegur - väärtus, mis näitab takisti takistuse suhtelist muutust, kui temperatuur muutub 1 ° C võrra.
5. Tööpinge piirang (elektritugevus). See on maksimaalne pinge, mille juures osa säilitab oma määratud parameetrid.
6. Mürakarakteristik - takisti poolt signaali sisestatud moonutuste aste.
7. Niiskus- ja temperatuurikindlus - niiskuse ja temperatuuri maksimumväärtused, mille ületamine võib põhjustada detaili rikke.
8. Pingetegur. Väärtus, mis võtab arvesse takistuse sõltuvust rakendatud pingest.

Takistite kasutamine ülikõrgete sageduste valdkonnas annab tähtsuse lisaomadustele: parasiitmahtuvusele ja induktiivsusele.

Pooljuhttakistid

Need on kahe juhtmega pooljuhtseadmed, mille elektritakistus sõltub keskkonna parameetritest - temperatuurist, valgusest, pingest jne. Kasutatakse lisanditega legeeritud pooljuhtmaterjale, mille tüüp määrab juhtivuse sõltuvuse välismõjudest. selliste osade valmistamiseks.

Pooljuhttakistuslikke elemente on järgmist tüüpi:

1. Lineaarne takisti. Madala legeeritud materjalist valmistatud elemendil on väike sõltuvus välistegevusest mitmesuguste pingete ja voolude korral, seda kasutatakse kõige sagedamini integraallülituste tootmisel.
2. Varistor - element, mille takistus sõltub elektrivälja tugevusest. See varistori omadus määrab selle kasutusala: seadmete elektriliste parameetrite stabiliseerimiseks ja reguleerimiseks, kaitseks ülepinge eest, muuks otstarbeks.
3. Termistor. Seda tüüpi mittelineaarsetel takistuselementidel on võime muuta oma takistust sõltuvalt temperatuurist. Termistore on kahte tüüpi: termistor, mille takistus väheneb temperatuuri tõustes, ja posistor, mille takistus suureneb koos temperatuuriga. Termistoreid kasutatakse seal, kus on oluline temperatuuriprotsessi pidev kontroll.
4. Fototakisti. Selle seadme takistus muutub valguse käes ja ei sõltu rakendatud pingest. Tootmises kasutatakse pliid ja kaadmiumi ning mõnes riigis on see viinud nende osade järkjärgulise kasutuselt kõrvaldamiseni keskkonnakaitselistel põhjustel. Tänapäeval on fototakistid halvemad kui fotodioodid ja fototransistorid, mida kasutatakse sarnastes sõlmedes.
5. Tensori takisti. See element on mõeldud oma takistuse muutmiseks sõltuvalt välisest mehaanilisest mõjust (deformatsioon). Seda kasutatakse sõlmedes, mis muudavad mehaanilise tegevuse elektrilisteks signaalideks.

Pooljuhtelemente, nagu lineaartakistid ja varistorid, iseloomustab nõrk sõltuvus välisteguritest. Tensomõõturite, termotakistite ja fototakistite puhul on karakteristikute sõltuvus mõjust tugev.

Pooljuhttakistid on skeemil intuitiivselt märgistatud.

Takisti vooluringis

Vene skeemides tähistatakse püsiva takistusega elemente tavaliselt valge ristkülikuna, mõnikord selle kohal R-täht. Välismaistes skeemides leiate takisti siksakilise sümboli kujul, mille ülaosas on sarnane täht R. Kui mõni detaili parameeter on seadme tööks oluline, on tavaks see skeemile märkida.

Võimsust saab näidata ristküliku ribadega:

• 2W - 2 vertikaalset kriipsu;
• 1 W - 1 vertikaalne joon;
• 0,5 W - 1 rida;
• 0,25 W - üks kaldus joon;
• 0,125 W - kaks kaldus joont.

Diagrammil on lubatud võimsuse märkimine rooma numbritega.

Muutuvate takistite tähistust eristab noolega ristküliku kohal olev täiendav rida, mis sümboliseerib reguleerimise võimalust, numbreid saab tähistada tihvti nummerdamisega.

Pooljuhttakistid on tähistatud sama valge ristkülikuga, kuid neid ületab kaldkriips (v.a fototakistid) koos tähega, mis näitab juhtimistoimingu tüüpi (U - varistori jaoks, P - tensomõõturi takisti jaoks, t - termistori jaoks ). Fototakistit tähistatakse ringikujulise ristkülikuga, millele on suunatud kaks valgust sümboliseerivat noolt.

Takisti parameetrid ei sõltu voolava voolu sagedusest, mis tähendab, et see element toimib võrdselt nii alalis- kui ka vahelduvvooluahelates (nii madalal kui ka kõrgel sagedusel). Erandiks on traattakistid, mis on induktiivsed ja võivad kõrgetel ja ülikõrgetel sagedustel kiirguse tõttu energiat kaotada.

Sõltuvalt elektriahela omadustele esitatavatest nõuetest saab takisteid ühendada paralleelselt ja järjestikku. Erinevate vooluahela ühenduste kogutakistuse arvutamise valemid erinevad oluliselt. Jadaühenduses on kogutakistus võrdne ahela elementide väärtuste lihtsummaga: R = R1 + R2 +... + Rn.

Paralleelühenduses kogutakistuse arvutamiseks lisage väärtused elementide väärtustele pöördvõrdeliselt. Selle tulemuseks on väärtus, mis on ühtlasi koguväärtuse pöördväärtus: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... 1/Rn.

Paralleelselt ühendatud takistite kogutakistus on madalaimast madalam.

Hinnangud

Resistiivsete elementide jaoks on olemas standardsed takistuse väärtused, mida nimetatakse "takistite reitinguseeriaks". Selle rea loomise lähenemisviis põhineb järgmisel kaalutlusel: väärtuste vaheline samm peaks kattuma lubatud hälbe väärtusega (viga). Näide - kui elemendi nimiväärtus on 100 oomi ja tolerants on 10%, siis on seeria järgmine väärtus 120 oomi. See samm väldib tarbetuid väärtusi, sest naaberhinnangud koos veavariatsiooniga katavad praktiliselt kogu nendevahelise väärtusvahemiku.

Toodetud takistid on rühmitatud seeriatesse, mis erinevad tolerantside poolest. Igal seerial on oma nimivahemik.

Sarjade erinevused on järgmised:

• E 6 - 20% tolerants;
• E 12 - 10% tolerants;
• E 24 - tolerants 5% (mõnikord 2%);
• E 48 - tolerants 2%;
• E 96 - tolerants 1%;
• E 192 - tolerants 0,5% (võib olla 0,25%, 0,1% ja madalam).

Kõige levinum E 24 seeria sisaldab 24 vastupidavuse reitingut.

Märgistus

Takistuselemendi suurus on otseselt seotud selle võimsuse hajumisega, mida suurem see on, seda suurem on detaili suurus. Kuigi skeemidel on lihtne näidata mis tahes arvväärtust, võib toodete märgistamine olla keeruline. Elektroonikatootmise miniaturiseerumistrend tingib vajaduse kasutada järjest väiksemaid elemente, mistõttu on keerulisem nii info korpusele kandmine kui ka selle lugemine.

Takistite tuvastamise hõlbustamiseks Venemaa tööstuses kasutatakse tähtnumbrilist märgistust. Takistust tähistatakse järgmiselt: nimiväärtus on tähistatud numbritega ja täht asetatakse kas numbrite taha (kümnendväärtuste korral) või nende ette (sadade puhul). Kui nimiväärtus on alla 999 oomi, kirjutatakse number ilma täheta (või võivad olla tähed R või E). Kui väärtus on määratud kOhmides, asetatakse K-täht numbri järele ja täht M vastab väärtusele Mohmis.

USAtakistid on tähistatud kolme numbriga. Kaks esimest viitavad nimiväärtusele, kolmas väärtusele lisatud nullide (kümnete) arv.

Elektroonikasõlmede robottootmises on rakendatud sümbolid sageli selle osa küljel, mis on tahvli poole, mis muudab teabe lugemise võimatuks.

Värvide kodeerimine

Et detaili parameetrite teave oleks mõlemalt poolt loetav, kasutatakse värvikoodi – värv kantakse ringikujuliste triipudena. Igal värvil on oma arvväärtus. Osadel olevad triibud asetatakse ühele tihvtile lähemale ja loetakse vasakult paremale. Kui detaili väiksuse tõttu ei ole võimalik värvimärgistusi ühele klemmile liigutada, tehakse esimene triip teistest ribadest kaks korda laiemaks.

Üksused, mille lubatud viga on 20%, on tähistatud kolme reaga, 5-10% vea korral kasutatakse 4 rida. Kõige täpsemad takistid on tähistatud 5-6 joonega, millest esimesed 2 vastavad osa reitingule. Kui vahemikud on 4, siis kolmas näitab kahe esimese riba kümnendkordajat, neljas rida täpsust. Kui tulbad on 5, siis kolmas tähistab nominaali kolmandat numbrit, neljas kümnendkordajat (nullide arvu) ja viies täpsust. Kuues rida tähendab takistuse temperatuurikoefitsienti (TCR).

Neljaribalise märgistuse puhul on kuldne või hõbedane triip alati viimasel kohal.

Kõik tähistused tunduvad keerulised, kuid märgiste kiire lugemise oskus tuleb kogemusega.

Seotud artiklid: