Отпорник

Отпорник (|resistor) – пасивна електрична компонента со два изводи (еден пристап) која ѝ дава отпор на струјата, притоа создавајќи пад на напонот меѓу приклучоците. Давањето отпор на струјата како основна особина на отпорникот се опишува со се електричниот отпор. Спрема Омовиот закон електричниот отпор е еднаков на падот на напонот на отпорникот поделен со јачината на струјата која протекува низ отпорникот. Со други зборови, отпорот е константа на односот меѓу напонот и струјата на отпорникот. Отпорникот се користи како елемент на електричните мрежи и електронските уреди.
Фиксните отпорници имаат отпорност која незначително се менува со температурата, времето или работниот напон. Променливите отпорници може да се користат за дотерување на елементите на колата (како што е контрола на јачината на звукот или намалување на светлината на светилка), или како сетилни (сетилни) уреди за топлина, светлина, влажност, сила или хемиска активност.
Отпорниците се вообичаени елементи на електрични и електронски кола и се сеприсутни во електронската опрема. Во пракса отпорниците како дискретни компоненти може да бидат направени од различни материјали и да имаат различни облици. Отпорниците исто така се составен дел на интегрираните кола.
Електричната функција на отпорниците е специфицирана со неговиот отпор – вообичаено отпорниците во продажба се произведуваат во опсег од повеќе од девет редови на големина. Номиналната вредност на отпорниците е во рамките на производната толеранција означена на компонентата.
1 Примена
* Ако е позната струјата во колот, тогаш отпорникот се користи за правење позната разлика на потенцијалот пропорционална на таа струја. Обратно, доколку е позната разликата на потенцијалот меѓу две точки во колото, тогаш отпорникот може да се користи за добивање позната струја пропорционална на таа разлика на потенцијалот.
* Ограничување на струјата. Поставувањето на отпорник во серија со некоја друга компонента, како што е ЛЕД диода, струјата низ таа компонента се ограничува на позната и дозволена вредност.
* Придушувач (атенуатор) е мрежа од два или повеќе отпорници (делител на напон) кои служат за смалување на напонот на сигналот.
* Линиски терминатор е отпорник на крајот на линија за пренос, конструиран како завршна импеданса (отпор чија вредност на отпорност одговара на отпорот на остатокот од колото на кое е споен) и со тоа ја минимизира рефлексијата на сигналот.
2 Идеален отпорник
СИ единица за електричен отпор е 1 <math> \Omega </math> (ом). Компонента има отпор од 1 <math> \Omega </math> (ом) ако напонот од 1V (волт) на краевите на елементот дава струја од 1A (ампера), која е еквивалент на тек од 1 C/s (кулон електричен набој во секунда). Често се користат и претставки k<math> \Omega </math> (килоом - 1000 ома) и M<math> \Omega </math> (мегаом - милион ома).
Кај идеалниот отпорник, отпорноста останува константна без разлика на доведениот напон или струјата низ елементот или брзината на промена на струјата. Иако реалните отпорници не можат да го постигнат ова барање, истите се проектирани да имаат мали варијации во електричниот отпор кога се подвргнати на тие промени, или на промени на температура или останати фактори од околината.
Отпор на спроводник
За пресметување на отпор на спроводник може да се користи следниот израз:
:<math>
R_{20} = \rho \cdot { l \over S }
</math>
каде, <math> R_{20} </math> е отпор на 20 °C, <math> \rho </math> специфична електрична отпорност на материјалот од кој е направен спроводникот, <var>l<var> должина на спроводникот и <var>S<var> површина на напречниот пресек на спроводникот.
3 Реалeн отпорник
+ Специфична отпорност и топлотни коефициенти на некои материјали, Материјал, &#961; у &#937;m, &#945; у 1/K
Сребро, 1,6 • 10<sup>−8</sup>, 3,8 • 10<sup>−3</sup>
Бакар, 1,7 • 10<sup>−8</sup>, 3,9 • 10<sup>−3</sup>
Силициум, 640, -7,5 • 10<sup>−2</sup>
Отпорникот има дефиниран најголем работен напон и струја над кои вредности отпорноста на елементот може да се промени (во некои случаи и драстично) или отпорникот може да биде физички оштетен (на пример, може да биде прегреан или може да прегори). Иако некои отпорници имаат одредена напонска и струјна класа, поголемиот број се делат според максималната моќност која се одредува според физичката големина на отпорникот. Најчести класи на моќност за јаглените и метал-филм отпорниците се 1/8 W (ват), 1/4 W и 1/2 W. Отпорниците изработени од метал-филмови и јаглени филмови се многу постабилни од јаглените отпорници како температурно така и од аспект на стареење.
Реалните отпорници внесуваат и нешто индуктивитет и мала количина капацитет, кои ги менуваат динамичките одлики на реалниот отпорник во однос на идеалниот отпорник.
Отпорниците се елементи чии својства се менуваат со промена на температурата. Иако промената на отпорноста во однос на промената на температурата е многу нелинеарна, може да се апроксимира со следниот израз:
:<math>R_T = R_{20}(1 + \alpha \cdot \Delta T) = R(T_0)(1 + \alpha \cdot (T-T_0))</math> каде <math>T_0 = 20\,^{\circ}\mathrm{C}</math>
Електричната отпорност е еднаква на падот на напонот низ отпорникот поделена со струјата низ него при константна температура. Отпорниците се употребуваат во електрични и електронски кола. Електричната отпорност се мери во омови (Ω). Бидејќи отпорниците се произведени со голем опсег на отпор, се користат и милиоми (1 mΩ = 10<sup>−3</sup> Ω), килооми (1 kΩ = 10<sup>3</sup> Ω) како и мегаоми (1 MΩ = 10<sup>6</sup> Ω)
4 Видови отпорници
4.1 Фиксни отпорници
Некои отпорници се цилиндрични, со активен отпорен материјал во средината (масени отпорници повеќе не се користат) или на површината на цилиндарот (филм) отпорници и спроводни метални приклучоци изведени до оската на цилиндарот на секоја страна. Се користат јаглен-филм и метал-филм отпорници. Отпорниците со голема моќност се физички големи, проектирани ефикасно да ја дисипираат топлината и обично се изведуваат како мотани отпорници. Отпорниците во сметачите се многу помали, обично изработени во СМД технологија без жични приклучоци. Отпорниците е вградуваат во интегрирани кола во фабричка постапка користејќи го фактот дека полуспроводиниците имаат отпорно и дека може да се користат како отпорници.
4.2 Променливи отпорници
Променлив отпорник е отпорник чија вредност може да се дотера со вртење на оската или со поместување на лизгач. Се нарекуваат потенциометри или реостати и овозможуваат отпорноста во колото рачно да се менува. Реостатите се користат за сите отпорници со моќност над 1/2 W.
Променливите отпорници може да бидат едновртни или повеќевртни.
Најчести примери:
* Реостат: променлив отпорник со два приклучоци, еден фиксен, а другиот лизгачки. Се користат за големи струи.
* Потенциометар: најчест вид на променлив отпорник. Честа примена е контрола на јачината на звукот во аудио засилувачите.
4.3 Останати видови отпорници
* Метал-оксиеден варистор (МОВ) е специјален вид отпорник кој ја менува својата отпорност со зголемување на напонот: многу голема отпорност на низок напон и многу мала отпорност на високи напони. Работи како прекинувач. Обично се користи како заштита на енергетски склопови од краток спој или одводник на атмосферско празнење на уличните светилки, или како елемент за ограничување на порастот на струјата во индуктивни кола.
* Термистор е температурно зависен отпорник. Постојат два вида, а се разликуваат според предзнакот на нивниот температурен коефициент:
** ПТК (Positive Temperature Coefficient) отпорник е отпорник со позитивен температурен коефициент. Како што расте температурата, така и отпорноста на термисторот се зголемува. ПТК термисторите често може да се најдат во телевизорите во сериска врска со демагнетизирачка намотка каде се користи за осигурување од краткотрајни струјни удари низ намотката кога телевизорот е вклучен.
** НТк (Negative Temperature Coefficient) отпорник е исто така температурно зависен отпорник, но со негативен температурен коефициент. Кога температурата се зголемува, отпорноста на термисторот опаѓа. НТК термисторите често се користат во едноставни температурни детектори и мерни инструменти.
* Фотоотпорник е отпорник чија отпорност се менува според светлината која паѓа на него. Се користат како сетилници, а во наједноставен случај за автоматско палење и гасење на уличните светилки.
5 Технологија
Отпорниците обично се произведуваат со намотување на метална жица околу керамика, пластика или околу стаклено влакно. Краевите на жиците се лемат на два извода кои се наоѓаат на краевите на јадрото. Склопот се заштитува со слој боја, со пластика или со слој емајл, печен на висока температура. Жичните изводи обично имаат пречник меѓу 0,6 и 0,8 mm и се заштитени со слој кој овозможува полесно лемење.
6 Претпочитани вредности
Отпорниците се произведуваат во вредности од милиоми до гигаоми, обично во серии од вредности определени од Меѓународната електротехничка комисија. Сериите се наречени E6, E12, E24, E96 и E192, зависно од тоа колку вредности има од 10 до 100 (на пр. серијата Е6 има 6 вредности: 1; 2,2; 3,3; 4,7; 5,6 и 6,8.
7 Означување на отпорниците
7.1 Означување со 4 прстени
Иако на некои отпорници е напишана вредноста на нивната електрична отпорност, најчесто означување е со четири обоени прстени околу телото на отпорникот. Кодирањето е едноставно: првите две бои ја означуваат вредноста, третиот е мултипликатор (бројот на нули - 10<sup>n</sup>), а четвртиот прстен ја означува прецизноста односно толеранцијата.
Боја на прстенот, 1., 2., 3. (мултипликатор), 4. (толеранција)
Црна, 0, 0, ×10<sup>0</sup>(=1)
Кафена, 1, 1, ×10<sup>1</sup>, ±1% (F)
Црвена, 2, 2, ×10<sup>2</sup>, ±2% (G)
Портокалова, 3, 3, ×10<sup>3</sup>
Жолта, 4, 4, ×10<sup>4</sup>
Зелена, 5, 5, ×10<sup>5</sup>, ±0,5% (D)
Сина, 6, 6, ×10<sup>6</sup>, ±0,25% (C)
Виолетова, 7, 7, ×10<sup>7</sup>, ±0,1% (B)
Сива, 8, 8, ×10<sup>8</sup>, ±0,05% (A)
Бела, 9, 9, ×10<sup>9</sup>
Златна, ×10<sup>−1</sup>, ±5% (J)
Сребрена, ×10<sup>−2</sup>, ±10% (K)
Без боја, ±20% (M)
7.2 Означување со 5 прстени
Означувањето со 5 прстени се користи за поголема прецизност и за отпорници со пониска толеранција (1%, 0,5%, 0,25%, 0,1%). Принципот е ист како кај означувањето со 4 бои, разликата е во тоа што првите 3 прстени го означуваат вредноста, четвртиот е мултипликаторот (бројот на нули - 10<sup>n</sup>), а петтиот е толеранцијата.
7.3 Означување на отпорници за површинско нанесување
Технологијата за површинско нанесување особено се користи во производството на високоинтегрирани уреди, на пр. компјутерите. Во тој случај, отпорниците се означуваат со 3 бројки, од кои првите две се однесуваат на значајниот број, а третиот е мултипликатор (бројот на нули - 10<sup>n</sup>). Тука не е означена толеранцијата. На пример:
"334", = 33 × 10.000 килоома (kΩ)
"222", = 22 × 100 kΩ
"473", = 47 × 1.000 kΩ
"105", = 10 × 100.000 мегаома (МΩ)
"220", = 22 × 1 ома (Ω)
8 Наводи
Видете и:
9 Поврзано
* Електрична отпорност
* Електрична спроводливост