נגדים הם בין האלמנטים הנפוצים ביותר באלקטרוניקה. השם הזה יצא מזמן מהמסגרת הצרה של הטרמינולוגיה של חובבי רדיו. ולכל מי שמתעניין לפחות באלקטרוניקה, המונח לא אמור לגרום לאי הבנה.
מה זה נגד
ההגדרה הפשוטה ביותר היא כדלקמן: נגד הוא אלמנט של מעגל חשמלי שמתנגד לזרם הזורם דרכו. שמו של היסוד מגיע מהמילה הלטינית "resisto" - "אני מתנגד", חובבי רדיו קוראים לרוב לחלק הזה כך - התנגדות.
תחשבו מה הם נגדים, בשביל מה הם נגדים. התשובות לשאלות אלו מרמזות על היכרות עם המשמעות הפיזית של מושגי היסוד של הנדסת חשמל.
כדי להסביר את עקרון הפעולה של הנגד, אתה יכול להשתמש באנלוגיה עם צינורות מים.אם בדרך כלשהי זרימת המים בצינור מופרעת (למשל, על ידי הקטנת הקוטר שלו), הלחץ הפנימי יגדל. על ידי הסרת המחסום, אנו מפחיתים את הלחץ. בהנדסת חשמל לחץ זה מתאים למתח - על ידי קושי בזרימת הזרם החשמלי, אנו מעלים את המתח במעגל, מפחיתים את ההתנגדות ומורידים את המתח.
על ידי שינוי קוטר הצינור, ניתן לשנות את מהירות זרימת המים, במעגלים חשמליים, על ידי שינוי ההתנגדות, ניתן להתאים את עוצמת הזרם. ערך ההתנגדות עומד ביחס הפוך למוליכות האלמנט.
ניתן להשתמש במאפיינים של אלמנטים התנגדות למטרות הבאות:
- המרת זרם למתח ולהיפך;
- הגבלת הזרם הזורם כדי לקבל את הערך שצוין;
- יצירת מחלקי מתח (לדוגמה, במכשירי מדידה);
- פתרון בעיות מיוחדות אחרות (לדוגמה, הפחתת הפרעות רדיו).
כדי להסביר מהו נגד ומדוע הוא נחוץ, אתה יכול להשתמש בדוגמה הבאה. הזוהר של ה-LED המוכר מתרחש בעוצמת זרם נמוכה, אך ההתנגדות שלו כל כך קטנה שאם ה-LED ממוקם ישירות במעגל, אז אפילו במתח של 5 V, הזרם הזורם דרכו יעלה על הפרמטרים המותרים של החלק. מעומס כזה, הנורית תיכשל מיד. לכן, כלול נגד במעגל, שמטרתו במקרה זה היא להגביל את הזרם לערך נתון.
כל האלמנטים ההתנגדות הם רכיבים פסיביים של מעגלים חשמליים, בניגוד לאלה הפעילים, הם לא נותנים אנרגיה למערכת, אלא רק צורכים אותה.
לאחר שהבנתי מה הם נגדים, יש צורך לשקול את הסוגים, הייעוד והסימון שלהם.
סוגי נגדים
ניתן לחלק את סוגי הנגדים לקטגוריות הבאות:
- לא מווסת (קבוע) - חוט, מרוכב, סרט, פחמן וכו'.
- מתכוונן (משתנים וגוזמים). נגדי גוזם נועדו לכוון מעגלים חשמליים. אלמנטים בעלי התנגדות משתנה (פוטנציומטרים) משמשים להתאמת רמות האות.
קבוצה נפרדת מיוצגת על ידי אלמנטים התנגדות מוליכים למחצה (תרמיסטורים, נגדי פוטו, וריסטורים וכו')
המאפיינים של נגדים נקבעים על פי מטרתם ונקבעים במהלך הייצור. בין הפרמטרים המרכזיים:
- התנגדות מדורגת. זהו המאפיין העיקרי של האלמנט, הנמדד באוהם (אוהם, kOhm, MΩ).
- סטייה מותרת כאחוז מההתנגדות הנומינלית שצוינה. פירושו התפשטות אפשרית של המחוון, שנקבעת על ידי טכנולוגיית הייצור.
- פיזור הספק הוא ההספק המרבי שנגד יכול להפיג בעומס ארוך טווח.
- מקדם ההתנגדות הטמפרטורה הוא ערך המראה את השינוי היחסי בהתנגדות של נגד עם שינוי טמפרטורה של 1 מעלות צלזיוס.
- הגבל את מתח ההפעלה (חוזק חשמלי). זהו המתח המרבי שבו החלק שומר על הפרמטרים המוצהרים.
- מאפיין רעש - מידת העיוות המוכנס על ידי הנגד לאות.
- עמידות בפני לחות ועמידות בחום - הערכים המרביים של לחות וטמפרטורה, שהעודף בהם עלול להוביל לכשל של החלק.
- גורם מתח. ערך שלוקח בחשבון את התלות של ההתנגדות במתח המופעל.
השימוש בנגדים באזור המיקרוגל נותן חשיבות למאפיינים נוספים: קיבול טפילי ושראות.
נגדים מוליכים למחצה
אלה הם מכשירים מוליכים למחצה עם שני מובילים, שיש להם תלות של התנגדות חשמלית בפרמטרים של הסביבה - טמפרטורה, תאורה, מתח וכו'. לייצור חלקים כאלה משתמשים בחומרים מוליכים למחצה מסוממים בזיהומים, שסוגם קובע. התלות של מוליכות בהשפעות חיצוניות.
ישנם את הסוגים הבאים של אלמנטים התנגדות מוליכים למחצה:
- נגד קו. עשוי מחומר סגסוגת קלה, לאלמנט זה יש תלות נמוכה של התנגדות בהשפעות חיצוניות במגוון רחב של מתחים וזרמים; הוא משמש לרוב בייצור מעגלים משולבים.
- וריסטור הוא אלמנט שהתנגדותו תלויה בחוזק השדה החשמלי. מאפיין זה של הווריסטור קובע את היקף היישום שלו: לייצב ולווסת את הפרמטרים החשמליים של התקנים, להגן מפני מתח יתר ולמטרות אחרות.
- תרמיסטור. לסוג זה של אלמנטים התנגדות לא ליניאריים יש את היכולת לשנות את ההתנגדות שלו בהתאם לטמפרטורה. ישנם שני סוגים של תרמיסטורים: תרמיסטור, שהתנגדותו יורדת עם הטמפרטורה, ותרמיסטור, שהתנגדותו עולה עם הטמפרטורה. תרמיסטורים משמשים כאשר שליטה מתמדת על תהליך הטמפרטורה חשובה.
- Photoresistor. ההתנגדות של מכשיר זה משתנה בהשפעת שטף האור ואינה תלויה במתח המופעל.בייצור משתמשים בעופרת וקדמיום, במספר מדינות זו הייתה הסיבה לסירוב להשתמש בחלקים אלו מסיבות סביבתיות. כיום, נגדי פוטו נחותים בביקוש לפוטודיודות ופוטוטרנזיסטורים המשמשים בצמתים דומים.
- מד מתח. אלמנט זה מתוכנן בצורה כזו שהוא מסוגל לשנות את ההתנגדות שלו בהתאם לפעולה מכנית חיצונית (דפורמציה). הוא משמש ביחידות הממירות פעולה מכנית לאותות חשמליים.
אלמנטים מוליכים למחצה כמו נגדים ליניאריים ווריסטורים מאופיינים במידה חלשה של תלות בגורמים חיצוניים. עבור מדי מתח, תרמיסטורים ונגד צילום, התלות של המאפיינים בהשפעה היא חזקה.
נגדי מוליכים למחצה בתרשים מסומנים על ידי סמלים אינטואיטיביים.
נגד במעגל
במעגלים רוסיים, אלמנטים בעלי התנגדות קבועה מסומנים בדרך כלל כמלבן לבן, לפעמים עם האות R מעליו. במעגלים זרים, אתה יכול למצוא את ייעודו של נגד בצורה של סמל "זיגזג" עם אות R דומה למעלה. אם פרמטר כלשהו של החלק חשוב לתפעול המכשיר, נהוג לציין זאת בתרשים.
ניתן לציין כוח על ידי פסים על מלבן:
- 2 W - 2 קווים אנכיים;
- 1 W - 1 קו אנכי;
- 0.5 W - קו אורך 1;
- 0.25 W - קו אלכסוני אחד;
- 0.125 W - שני קווים אלכסוניים.
מותר לציין את הכוח בתרשים בספרות רומיות.
ייעודם של נגדים משתנים נבדל בנוכחות של קו נוסף עם חץ מעל המלבן, המסמל את אפשרות ההתאמה, המספרים יכולים להצביע על מספור הסיכה.
נגדי מוליכים למחצה מסומנים על ידי אותו מלבן לבן, אך חוצים בקו אלכסוני (למעט נגדי פוטו) עם אות המציינת את סוג פעולת הבקרה (U - עבור וריסטור, P - עבור מד מתח, t - עבור תרמיסטור ). הנגד הפוטו מסומן על ידי מלבן במעגל, שאליו מצביעים שני חצים המסמלים אור.
הפרמטרים של הנגד אינם תלויים בתדירות הזרם הזורם, מה שאומר שאלמנט זה מתפקד באופן שווה במעגלי DC ו-AC (הן בתדרים נמוכים וגבוהים). יוצא מן הכלל הוא נגדים מפותלים בתיל, שהם מטבעם אינדוקטיביים ויכולים לאבד אנרגיה עקב קרינה בתדרים גבוהים ותדרי מיקרוגל.
בהתאם לדרישות למאפייני המעגל החשמלי, ניתן לחבר נגדים במקביל ובסדרה. הנוסחאות לחישוב ההתנגדות הכוללת עבור חיבורי מעגל שונים שונות באופן משמעותי. כאשר מחוברים בסדרה, ההתנגדות הכוללת שווה לסכום הפשוט של הערכים של האלמנטים הכלולים במעגל: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.
כאשר מחוברים במקביל, כדי לחשב את ההתנגדות הכוללת, יש צורך להוסיף את ההדדיות של ערכי היסודות. זה יביא לערך שהוא גם ההפך מהסופי: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.
ההתנגדות הכוללת של נגדים המחוברים במקביל תהיה קטנה מהקטנה שבהם.
עדות
ישנם ערכי התנגדות סטנדרטיים לאלמנטים התנגדות, הנקראים "טווח הנגדים הנומינלי". הגישה ליצירת סדרה זו מבוססת על השיקול הבא: הצעד בין הערכים צריך לכסות את הסטייה המותרת (שגיאה). דוגמה - אם הערך של האלמנט הוא 100 אוהם, והסובלנות היא 10%, אז הערך הבא בסדרה יהיה 120 אוהם.צעד כזה מאפשר הימנעות מערכים מיותרים, שכן ערכים שכנים, יחד עם פיזור השגיאות, מכסים למעשה את כל טווח הערכים ביניהם.
נגדים שיוצרו משולבים לסדרות השונות בסובלנות. לכל סדרה יש סדרה נומינלית משלה.
הבדלים בין סדרות:
- E 6 - סובלנות 20%;
- E 12 - סובלנות 10%;
- E 24 - סובלנות 5% (לפעמים 2%);
- E 48 - סובלנות 2%;
- E 96 - סובלנות 1%;
- E 192 - 0.5% סובלנות (לעיתים 0.25%, 0.1% ומטה).
סדרת E 24 הנפוצה ביותר כוללת 24 ערכי התנגדות.
צִיוּן
גודלו של האלמנט ההתנגדות קשור ישירות לכוח הפיזור שלו, ככל שהוא גבוה יותר, כך ממדיו של החלק גדולים יותר. אם קל לציין כל ערך מספרי בדיאגרמות, אז סימון המוצרים יכול להיות קשה. מגמת המזעור בייצור אלקטרוניקה מניעה את הצורך ברכיבים קטנים יותר ויותר, מה שמגביר את המורכבות הן של כתיבת מידע על האריזה והן של קריאתו.
כדי להקל על זיהוי נגדים בתעשייה הרוסית, נעשה שימוש בסימון אלפאנומרי. ההתנגדות מצוינת באופן הבא: המספרים מציינים את הערך הנקוב, והאות ממוקמת מאחורי המספרים (במקרה של ערכים עשרוניים) או לפניהם (עבור מאות). אם הערך קטן מ-999 אוהם, המספר מוחל ללא אות (או שהאותיות R או E יכולות לעמוד). אם הערך מצוין ב-kOhm, אז האות K מוצבת מאחורי המספר, האות M מתאימה לערך ב-MΩ.
הדירוגים של נגדים אמריקאים מצוינים בשלוש ספרות. השניים הראשונים מהם מניחים את הערך, השלישי - מספר האפסים (עשרות) שנוספו לערך.
בייצור רובוטי של רכיבים אלקטרוניים, הסמלים המיושמים מגיעים לרוב בצד של החלק הפונה ללוח, מה שהופך את קריאת המידע לבלתי אפשרית.
קידוד צבעים
כדי להבטיח שהמידע על הפרמטרים של החלק יישאר קריא מכל צד, נעשה שימוש בסימון צבע, בעוד הצבע מוחל בפסים טבעתיים. לכל צבע יש ערך מספרי משלו. הפסים על הפרטים ממוקמים קרוב יותר לאחת המסקנות ונקראים ממנה משמאל לימין. אם, בגלל הגודל הקטן של החלק, אי אפשר להעביר את סימון הצבע למסקנה אחת, אז הרצועה הראשונה רחבה פי 2 מהשאר.
אלמנטים עם שגיאה מותרת של 20% מסומנים על ידי שלוש שורות, עבור שגיאה של 5-10%, 4 קווים משמשים. הנגדים המדויקים ביותר מצוינים באמצעות 5-6 קווים, 2 הראשונים מהם תואמים לדירוג החלק. אם יש 4 נתיבים, אז השלישי מציין את המכפיל העשרוני עבור שני הנתיבים הראשונים, הקו הרביעי אומר דיוק. אם יש 5 רצועות, אז השלישית שבהן היא הערך השלישי, הרביעית היא דרגת המחוון (מספר האפסים), והחמישית היא הדיוק. הקו השישי פירושו מקדם ההתנגדות הטמפרטורה (TCR).
במקרה של סימון של ארבעה פסים, פסי הזהב או הכסף תמיד מגיעים אחרונים.
כל הסימנים נראים מסובכים, אבל היכולת לקרוא במהירות את הסימונים מגיעה עם ניסיון.
מאמרים דומים:
