Over weerstanden voor beginners om elektronica te doen

Vervolg van het artikel over de start van elektronicaklassen. Voor degenen die besloten om te beginnen. Een verhaal over de details.

Amateurradio is nog steeds een van de meest voorkomende hobby's. Als amateurradio in het begin van zijn glorieuze pad vooral het ontwerp van ontvangers en zenders beïnvloedde, breidde met de ontwikkeling van elektronische technologie het assortiment elektronische apparaten en het bereik van amateurradiobelangen uit.

Natuurlijk zullen dergelijke geavanceerde apparaten zoals bijvoorbeeld een videorecorder, een cd-speler, een tv of een thuisbioscoop thuis niet eens worden geassembleerd door de meest gekwalificeerde radioamateur. Maar reparatie van industriële productieapparatuur betrokken bij veel amateurradiofanaten, en met succes.

Een ander gebied is het ontwerp van elektronische schakelingen of de verfijning van "tot luxe" industriële apparaten.

Het bereik is in dit geval vrij groot. Dit zijn apparaten voor het maken van een "smart home", batterijladers, motor snelheidsregelaars, frequentieomvormers voor driefasige motoren, converters 12 ... 220V voor het voeden van tv's of geluidsweergaveapparaten van een autobatterij, verschillende temperatuurregelaars. Ook erg populair fotorelaiscircuits voor verlichting, beveiligingsapparatuur en alarmenevenals nog veel meer.

Zenders en ontvangers zijn gedegradeerd naar de voorgrond, en alle apparatuur wordt nu gewoon elektronica genoemd. En nu zou het misschien nodig zijn om amateur-radio-operators op een of andere manier anders te bellen. Maar historisch gezien hebben ze gewoon geen andere naam bedacht. Laat daarom hammen zijn.

Elektronische componenten

Met alle verschillende elektronische apparaten bestaan ​​ze uit radiocomponenten. Alle componenten van elektronische schakelingen kunnen in twee klassen worden verdeeld: actieve en passieve elementen.

Actief zijn radiocomponenten die elektrische signalen kunnen versterken, d.w.z. winst hebben. Het is gemakkelijk te raden dat dit transistors zijn en alles wat daarvan is gemaakt: operationele versterkers, logische circuits, microcontrollers en nog veel meer.

Kortom, al die elementen waarin een ingangssignaal met laag vermogen een voldoende krachtige uitgang aanstuurt. In dergelijke gevallen zeggen ze dat de winst (Kus) ze meer dan één hebben.

Passieve componenten omvatten weerstanden, condensatoren, inductor, diodes etc. Kortom, al die radio-elementen met Kus binnen 0 ... 1! De eenheid kan ook als een verbetering worden beschouwd: "Hij verzwakt echter niet." Hier eerst, en overweeg de passieve elementen.

weerstanden

Het zijn de meest eenvoudige passieve elementen. Hun belangrijkste doel is om de stroom in het elektrische circuit te beperken. Het eenvoudigste voorbeeld is de opname van de LED, weergegeven in figuur 1. Met behulp van weerstanden, de werkingsmodus van de versterkertrappen voor verschillende transistor schakelcircuits.

Figuur 1. Schakelschema's voor de LED

Weerstand eigenschappen

Voorheen werden weerstanden weerstanden genoemd, dit is gewoon hun fysieke eigenschap. Om het onderdeel niet te verwarren met zijn weerstandseigenschap, hernoemd weerstanden.

Weerstand, als een eigenschap die inherent is aan alle geleiders, wordt gekenmerkt door weerstand en lineaire afmetingen van de geleider. Nou ja, ongeveer hetzelfde als in mechanica, soortelijk gewicht en volume.

De formule voor het berekenen van de weerstand van een geleider is: R = ρ * L / S, waarbij ρ de soortelijke weerstand van het materiaal is, L de lengte in meters is, S het dwarsdoorsnedeoppervlak in mm2 is. Het is gemakkelijk te zien dat hoe langer en dunner de draad, hoe groter de weerstand.

Je zou kunnen denken dat weerstand niet de beste eigenschap van geleiders is, maar het voorkomt gewoon de doorgang van stroom.Maar in sommige gevallen is alleen dit obstakel nuttig. Het feit is dat wanneer een stroom door een geleider stroomt, thermisch vermogen P = I daarop wordt vrijgegeven² * R. Hier P, I, R, respectievelijk, vermogen, stroom en weerstand. Deze kracht wordt gebruikt in verschillende verwarmingsapparaten en gloeilampen.

Weerstanden in de circuits

Alle details op de elektrische schema's worden weergegeven met behulp van de UGO (conventionele grafische symbolen). UGO-weerstanden worden getoond in figuur 2.

Figuur 2. UGO-weerstanden

Streepjes in de UGO geven het dissipatievermogen van de weerstand aan. Er moet onmiddellijk worden gezegd dat als de stroom minder is dan vereist, de weerstand zal opwarmen en uiteindelijk zal doorbranden. Om het vermogen te berekenen, gebruiken ze meestal de formule, of liever zelfs drie: P = U * I, P = I² * R, P = U² / R.

De eerste formule zegt dat het vermogen toegewezen aan een sectie van een elektrisch circuit recht evenredig is met het product van de spanningsval in deze sectie door de stroom door deze sectie. Als de spanning wordt uitgedrukt in volt, de stroom in ampères, dan is het vermogen in watt. Dit zijn de vereisten van het SI-systeem.

Naast de UGO worden de nominale waarde van de weerstand en het serienummer op het diagram aangegeven: R1 1, R2 1K, R3 1.2K, R4 1K2, R5 5M1. R1 heeft een nominale weerstand van 1Ω, R2 1KΩ, R3 en R4 1.2KΩ (de letter K of M kan worden gebruikt in plaats van een komma), R5 - 5.1MΩ.

Moderne weerstandsetikettering

Weerstanden zijn momenteel gelabeld met kleurenbalken. Het meest interessante is dat kleurmarkering werd genoemd in het eerste naoorlogse tijdschrift "Radio", gepubliceerd in januari 1946. Er werd ook gezegd dat dit een nieuwe Amerikaanse markering is. Een tabel met uitleg over het principe van 'gestreepte' markering is weergegeven in figuur 3.

Figuur 3. Weerstandslabeling

Afbeelding 4 toont SMD-opbouwweerstanden, ook wel "chipweerstanden" genoemd. Voor amateur-doeleinden zijn weerstanden van maat 1206 het meest geschikt, ze zijn vrij groot en hebben een fatsoenlijk vermogen, maar liefst 0,25 W.

Dezelfde afbeelding geeft aan dat de maximale spanning voor de chipweerstanden 200V is. Weerstanden voor conventionele installatie hebben hetzelfde maximum. Daarom, wanneer een spanning wordt verwacht, bijvoorbeeld 500V, is het beter om twee weerstanden in serie te schakelen.

Figuur 4. SMD SMD-weerstanden

Chipweerstanden van de kleinste afmetingen zijn verkrijgbaar zonder markering, omdat er eenvoudig nergens een plaats is. Vanaf maat 0805 wordt een driecijferige markering op de "achterkant" van de weerstand geplaatst. De eerste twee zijn de nominale en de derde factor, in de vorm van een exponent van het getal 10. Daarom, als het bijvoorbeeld wordt geschreven als 100, is het 10 * 1Ohm = 10Ohm, omdat elk getal in de nulgraad gelijk is aan één, moeten de eerste twee cijfers worden vermenigvuldigd met exact één .

Als 103 op de weerstand wordt geschreven, krijg je 10 * 1000 = 10 KOhm, en de inscriptie 474 zegt dat we een weerstand 47 * 10.000 Ohm = 470 KOhm hebben. Chipweerstanden met een tolerantie van 1% zijn gemarkeerd met een combinatie van letters en cijfers, en u kunt de waarde alleen bepalen met behulp van een tabel die op internet te vinden is.

Afhankelijk van de tolerantie op de weerstand, zijn de waarden van de weerstanden verdeeld in drie rijen, E6, E12, E24. De waarden van de beoordelingen komen overeen met de getallen in de tabel in figuur 5.

Figuur 5

De tabel laat zien dat hoe kleiner de tolerantie op weerstand, hoe meer coupures in de overeenkomstige rij. Als de E6-serie een tolerantie van 20% heeft, staan ​​er slechts 6 beoordelingen in, terwijl de E24-serie 24 posities heeft. Maar dit zijn allemaal gangbare weerstanden. Er zijn weerstanden met een tolerantie van één procent of minder, dus het is mogelijk om er een waarde onder te vinden.

Naast vermogen en nominale weerstand hebben weerstanden nog enkele parameters, maar we zullen er nog niet over praten.

Weerstand aansluiting

Ondanks het feit dat er veel weerstanden zijn, moet je ze soms aansluiten om de vereiste waarde te krijgen. Hier zijn verschillende redenen voor: nauwkeurige selectie bij het instellen van het circuit of simpelweg het ontbreken van de gewenste rating.In principe worden twee weerstandsverbindingsschema's gebruikt: serieel en parallel. De verbindingsdiagrammen worden getoond in figuur 6. De formules voor het berekenen van de totale weerstand worden daar ook gegeven.

Figuur 6. Verbindingsdiagrammen van weerstanden en formules voor het berekenen van de totale weerstand

In het geval van een serieverbinding is de totale weerstand eenvoudig de som van de twee weerstanden. Dit is zoals getoond. In feite kunnen er meer weerstanden zijn. Een dergelijke opname gebeurt in spanningsdelers. Natuurlijk zal de totale weerstand groter zijn dan de grootste. Als het 1KΩ en 10Ω is, is de totale weerstand 1,01 KΩ.

Met een parallelle verbinding is alles precies het tegenovergestelde: de totale weerstand van twee (of meer weerstanden) zal minder dan minder zijn. Als beide weerstanden dezelfde beoordeling hebben, is hun totale weerstand gelijk aan de helft van deze beoordeling. Je kunt op deze manier een dozijn weerstanden aansluiten, dan is de totale weerstand slechts een tiende van de nominale. Bijvoorbeeld, tien weerstanden van 100 Ohm waren parallel verbonden, vervolgens was de totale weerstand 100/10 = 10 Ohm.

Opgemerkt moet worden dat de stroom in parallelle verbinding volgens de wet van Kirchhoff is verdeeld in tien weerstanden. Daarom is het vermogen van elk van hen tien keer lager vereist dan voor een enkele weerstand.

Lees verder in het volgende artikel.