Vastuksen ominaisuudet

Vastusten avulla voit ohjata virtojen ja jännitteiden arvoja sähköpiirissä. Esimerkiksi vastukset tarjoavat bias-moodin sähköisen signaalivahvistimen transistorille. Mittaamalla vastuksen yli olevaa jännitettä voit säätää transistorin emitteri- ja kollektorivirtoja. Mittauslaitteisiin tehdään vastusten avulla virran ja jännitteen jakajia.

Vastuksen sähköiset ominaisuudet määräytyvät suurelta osin materiaalin, josta se on valmistettu, ja sen suunnittelun mukaan.

Kun valitaan vastuksen tyyppi tietylle sovellukselle, seuraavat parametrit otetaan yleensä huomioon:

a) vaadittu resistanssiarvo (Ohm, kOhm, MOhm),

b) tarkkuus (resistanssin mahdollinen poikkeama, % vastuksella ilmoitetusta arvosta),

c) teho, jonka vastus voi haihduttaa,

F) lämpötilavastuskerroin vastus RT = R20 [1 + α (Т — 20О )], missä α — resistanssin lämpötilakerroin.

Esimerkiksi metallikalvolle a = (5 - 100) x 10-6,

e) vastuksen stabiilisuus: tämä tarkoittaa vastuksen resistanssin prosentuaalista muutosta käytön aikana,

f) Kohinaominaisuudet: tarkoittaa vastuksen synnyttämän kohinan ekvivalenttijännitettä.

Pisteille "e" ja "f" useimmat valmistajat antavat yleensä laadullisen arvion vastusten ominaisuuksista luonnehtien vastukset esimerkiksi erittäin vakaiksi tai hiljaisiksi. Vastuksia, joiden toleranssi on ± 2 % tai vähemmän, kutsutaan tarkkuusvastuksiksi.

Korkeaa vakautta, alhaista melua ja suurta tarkkuutta tarvitaan vain erikoistapauksissa. Niitä käytetään esimerkiksi pienisignaalisten instrumenttivahvistimien tuloasteikoissa. Niiden laajaa käyttöä rajoittaa vain näiden laitteiden korkea hinta. Hiilikomposiittivastuksia käytetään vain virtalähteissä ja tehovahvistimissa.

Keraamisia vastuksia käytetään vain virtalähteissä ja tehovahvistimissa. Lasipäällysteisillä vastuksilla on laaja valikoima sovelluksia, kun taas alumiinipäällysteisiä vastuksia käytetään vain vahvistimissa ja piensignaaliinstrumenteissa.

Eri materiaaleista valmistettujen vastusten ominaisuudet

Vastusparametri

Vastus materiaali

Hiilikomposiitti Hiilikalvo Metallikalvo Metallioksidivastuksen vastusalue, Ohm 2,2 - 106 10 - 10 × 106 1 - 106 10 - 106 Tarkkuus ±10 ±5 ±1 ±2 Teho, W 0,125 - 1 0,25 - 5 -0,2 -5 -0,2 0.5 Vakaus riittävän huono erinomainen erinomainen

Resistanssiluokitus ja vastuksen tarkkuus. Sen resistanssin likimääräinen arvo on aina merkitty vastuksen koteloon. Joten 100 ohmia ± 10 % merkityllä vastuksella voi olla mikä tahansa vastus välillä 90 - 110 ohmia. 100 ohmia ± 1% merkityn vastuksen resistanssi vaihtelee välillä 99 - 101 ohmia.

Pääsääntöisesti kaikki teollisuuden valmistamat vastukset yhdistetään sarjaan. Nimellisvastusarvojen lukumäärä sarjassa määräytyy hyväksytyn tarkkuuden mukaan. Esimerkiksi kattaaksesi koko mahdollisen resistanssiarvoalueen 1-10 käyttämällä vastuksia ± 20 % tarkkuudella, riittää kuuden perusarvon sarja (E6-sarja).

E12-sarja sisältää 12 perusresistanssiarvoa, joiden tarkkuus on ± 10%. E24-sarja sisältää 24 perusvastuksen arvoa, joiden tarkkuus on ± 5%.

Jokainen sarja sisältää 6 tai 7 vastusryhmää, joiden resistanssit eroavat kertoimella 10. Tämä tarkoittaa, että vastaava vastusryhmä saadaan kertomalla perusarvo arvoilla 1, 10, 100, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ .

Esimerkki. Vahvistinportaan bias-piiri vaatii 100 μA (± 10%) virran vakiojännitelähteellä 5 V. Vaatii vastuksen tyypin ja resistanssin valinta. Ohmin lain vastus:

R = U / I = 5/100 = 50 kΩ

Lähin resistanssiarvo (E24-sarja) on 51 kOhm. Tässä tapauksessa tarjotaan 98 μA virta, joka eroaa vaaditusta arvosta 2%. Kun resistanssitarkkuus on + 5 %, saadaan mahdollinen virran vaihtelualue 93 - 103 μA, mikä on selvästi määritellyn ± 10 %:n toleranssin sisällä.

Vastuksessa vapautuva teho P = UI = 5 x 100 x 10-6 = 500 x 10-6 W on hyvin pieni. Siksi sopiva hiilikalvovastus, jonka nimellisteho on 0,25 W. Jos tarvitaan matalakohinainen vahvistin, kannattaa ottaa metallioksidivastus.

Pienet muistiinpanot ja vinkit

Suurin teho, jonka vastus voi haihduttaa, riippuu ympäristön lämpötilasta. Kun tämä lämpötila nousee, teho pienenee. Vastuksen luotettavuuden lisäämiseksi on oltava suuri tehoreservi.

Tapauksissa, joissa vaaditaan useita saman nimellisarvon omaavia vastuksia, on suositeltavaa käyttää D.AlzL- ja SIL-tyyppisissä pakkauksissa valmistettuja paksukalvovastuksia erillisten elementtien sijaan. Nämä ovat E12-sarjan vastuksia, joiden nimellisarvot ovat 33 - 1000 m.

Langallisilla vastuksilla on merkittäviä induktanssi, siksi on epäkäytännöllistä käyttää niitä suurtaajuus- ja pulssipiireissä. Erittäin korkeilla taajuuksilla (yli 30 MHz) hiili- ja metallikalvovastuksilla voi olla myös huomattava induktiivinen vastus johtuen niiden nastajen pituudesta, jota tulee lyhentää mahdollisimman paljon.

Lasivastusten eristyslaatu heikkenee lämpötilan noustessa. Siksi maksimitehohäviötiloissa näiden vastusten kosketusta johtaviin pintoihin tulee välttää.