Rezistory: Sériové a paralelní zapojení, proud omezující a odpory při natahování Amperka / Wiki

Rezistor (odpor) je jednou z nejběžnějších součástí v elektronice. Jeho účel je jednoduchý: bránit toku proudu a přeměňovat jeho část na teplo.

Hlavní charakteristikou rezistoru je odpor. Jednotkou odporu je Ohm (Ohm, Ω). Čím větší je odpor, tím více proudu je rozptýleno do tepla. V obvodech napájených nízkým napětím (5 – 12 V) jsou nejběžnější odpory dimenzované od 100 Ohmů do 100 kOhmů.

Ohmův zákon

Ohmův zákon umožňuje určit jednu z veličin na daném úseku obvodu: proudovou sílu I, napětí U, odpor R, pokud jsou známy další dva:

K označení napětí spolu se symbolem U použitý V.

Zvažte jednoduchý obvod

Vypočítejte proud procházející rezistorem R1 a podle toho pak přes lampu L1. Pro jednoduchost budeme předpokládat, že samotná lampa má nulový vlastní odpor.

Stejně tak, pokud bychom měli 5V zdroj a lampu, která byla specifikována pro provoz na 20mA, museli bychom vybrat rezistor odpovídající hodnoty.

V tomto případě na rozdílu 10 Ohmů mezi ideálním hodnocením a stávajícím příliš nezáleží: můžete bezpečně vzít standardní hodnocení – 240 nebo 220 Ohmů.

Stejně tak bychom mohli vypočítat požadované napětí, pokud by nebylo známo a měli jsme v ruce hodnoty odporu a požadovaný proud.

Zapojení rezistorů

Když jsou rezistory zapojeny do série, jejich odpor se sečte:

$$ R_t = R_1 + R_2 + ldots + R_N $$

Při paralelním připojení se konečný odpor vypočítá podle vzorce:

Pokud jsou pouze dva odpory, pak:

V konkrétním případě dvou stejných rezistorů je výsledný odpor při paralelním zapojení roven polovině odporu každého z nich.

Tímto způsobem můžete získat nové nominální hodnoty ze stávajících.

Aplikace v praxi

Mezi rolemi, které může rezistor hrát v obvodu, jsou následující:

Rezistor omezující proud
Pull-down / pull-up rezistor
Dělič napětí

Rezistor omezující proud

Příklad, ve kterém byl diskutován Ohmův zákon, je také příkladem rezistoru omezujícího proud: máme součástku, která je navržena tak, aby fungovala při určitém proudu – rezistor snižuje proud na požadovanou úroveň.

V případě Arduina byste měli omezit proud vycházející z výstupních pinů. Napětí při sepnutém kontaktu (vysoké) je 5 V. Podle dokumentace by proud neměl překročit 40 mA. Abyste tedy mohli bezpečně odvést proud z kontaktu do země, budete potřebovat rezistor o jmenovité hodnotě R = U / I = 5 V / 0.04 A = 125 Ohm nebo více.

Pull-up a pull-up rezistory

Pull-down a pull-up rezistory se používají v obvodech v blízkosti vstup kontakty logických součástek, pro které je důležitá pouze skutečnost: jsou napájeny nulové volty (logická nula) nebo nenulové (logická jednička). Příkladem jsou digitální vstupy Arduino. Rezistory jsou potřeba, aby vstup nezůstal v „pozastaveném“ stavu. Vezměme si tento diagram

Chceme, aby vstup neregistroval žádné napětí, když tlačítko není stisknuto (obvod je rozpojený). Ale v tomto případě je vstup ve stavu „ne“. Může a nemusí střílet chaotickým, nepředvídatelným způsobem. Důvodem je hluk generovaný kolem: dráty fungují jako malé antény a produkují elektřinu z elektromagnetických vln v okolí. Aby bylo zajištěno, že při otevřeném obvodu není žádné napětí, je poblíž vstupu umístěn stahovací odpor:

Přečtěte si více

Výsadba petržele: rychlé klíčení, jak zasít, aby rychle vyklíčila, za 3 hodiny, jak dlouho vyklíčila, kdy zasadit sazenice, namočit semena pro rychlé vyklíčení

Nyní poteče nežádoucí proud přes odpor do země. Pro utahování se používají odpory s vysokým odporem (10 kOhm nebo více). V okamžicích, kdy je obvod uzavřen, vysoký odpor rezistoru zabraňuje tomu, aby většina proudu šla do země: signál půjde na vstupní kontakt. Pokud by byl odpor rezistoru malý (několik ohmů), došlo by v uzavřeném obvodu ke zkratu.

Podobně pull-up rezistor drží vstup na logické 1, když je vnější obvod otevřený:

Totéž: odpory velkých hodnot (10 kOhm nebo více) se používají k minimalizaci energetických ztrát, když je obvod uzavřen, a k prevenci zkratů, když je otevřený.

Dělič napětí

Dělič napětí se používá k získání pouze části původního napětí. Například z 9 V můžete získat 5. Podrobně je to popsáno v samostatném článku.

Výkon rezistoru

Rezistory mají kromě odporu také výkonovou charakteristiku. Určuje zátěž, kterou rezistor vydrží. Mezi konvenčními keramickými rezistory jsou nejběžnější hodnoty 0.25 W, 0.5 W a 1 W. Pro výpočet zatížení působícího na rezistor použijte vzorec:

Při překročení povoleného zatížení se rezistor zahřeje a jeho životnost se může výrazně snížit. Při velkém překročení se rezistor může začít tavit a způsobit vznícení. Buďte opatrní!

Pokud není uvedeno jinak, obsah této wiki je licencován pod následující licencí: CC Attribution-Nonkomerční-Share Alike 4.0 International

Odvozená díla musí obsahovat odkaz na http://wiki.amperka.ru jako původní zdroj, bezprostředně před obsah práce.
Wiki běží na skvělém enginu DokuWiki.

circuit design/resistors.txt · Poslední změna: 2019/12/06 19:54 — mik