Weerstand kenmerken

Met weerstanden kunt u de waarden van stromen en spanningen in het elektrische circuit regelen. Weerstanden bieden bijvoorbeeld een biasmodus voor de transistor in een elektrische signaalversterker. Door de spanning over de weerstand te meten, kun je de emitter- en collectorstromen van de transistor aanpassen. Met behulp van weerstanden worden in meetapparaten stroom- en spanningsdelers gemaakt.

De elektrische eigenschappen van een weerstand worden grotendeels bepaald door het materiaal waarvan het is gemaakt en het ontwerp.

Bij het kiezen van het type weerstand voor een bepaalde toepassing worden meestal de volgende parameters in overweging genomen:

a) de vereiste weerstandswaarde (Ohm, kOhm, MOhm),

b) nauwkeurigheid (mogelijke afwijking,%, van weerstand van de waarde aangegeven op de weerstand),

(c) het vermogen dat de weerstand kan dissiperen,

F) temperatuurcoëfficiënt van weerstand weerstand RT = R20 [1 + α (Т — 20О )], waarbij α — temperatuurweerstandscoëfficiënt.

Bijvoorbeeld, voor een metaalfilm a = (5 — 100) x 10-6,

e) weerstandsstabiliteit: dit verwijst naar de procentuele verandering in weerstand van de weerstand tijdens bedrijf,

f) Ruiseigenschappen: verwijst naar de equivalente spanning van de ruis die door de weerstand wordt gegenereerd.

Voor de punten "e" en "f" geven de meeste fabrikanten meestal een kwalitatieve beoordeling van de eigenschappen van de weerstanden, waarbij ze de weerstanden karakteriseren als bijvoorbeeld zeer stabiel of weinig ruis. Weerstanden met toleranties van ± 2% of minder worden precisieweerstanden genoemd.

Hoge stabiliteit, lage ruis en zeer nauwkeurige weerstanden zijn alleen in speciale gevallen vereist. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt in de ingangstrappen van instrumentversterkers met klein signaal. Hun wijdverbreide gebruik wordt alleen beperkt door de hoge kosten van deze apparaten. Carbon composiet weerstanden worden alleen gebruikt in voedingen en eindversterkers.

Keramische weerstanden worden alleen gebruikt in voedingen en eindversterkers. Met glas beklede weerstanden vinden een breed scala aan toepassingen, terwijl met aluminium beklede weerstanden alleen worden gebruikt in versterkers en instrumenten met een klein signaal.

Kenmerken van weerstanden gemaakt van verschillende materialen

Weerstandsparameter

Weerstand materiaal

Koolstof Composiet Koolstoffilm Metaalfilm Metaaloxide Weerstand Weerstandsbereik, ohm 2,2 tot 106 10 tot 10×106 1 tot 106 10 tot 106 Nauwkeurigheid ±10 ±5 ±1 ±2 Vermogen, W 0,125 — 1 0,25 — 2 0,125 — 0,5 0,25 — 0,5 Stabiliteit onvoldoende uitstekend uitstekend

Weerstandsclassificatie en weerstandsnauwkeurigheid. De geschatte waarde van de weerstand is altijd aangegeven op de behuizing van de weerstand. Een weerstand gemarkeerd met 100 Ohm ± 10% kan dus elke weerstand hebben in het bereik van 90 tot 110 Ohm. De weerstand van de weerstand gemarkeerd met 100 ohm ± 1% varieert van 99 tot 101 ohm.

In de regel worden alle door de industrie geproduceerde weerstanden in serie gecombineerd. Het aantal nominale weerstandswaarden binnen een reeks wordt bepaald door de geaccepteerde nauwkeurigheid. Om bijvoorbeeld het hele mogelijke bereik van weerstandswaarden van 1 tot 10 te dekken met behulp van weerstanden met een nauwkeurigheid van ± 20%, is het voldoende om een ​​set van zes basiswaarden te hebben (E6-serie).

De E12-serie bevat 12 basisweerstandswaarden met een nauwkeurigheid van ± 10%. De E24-serie bevat 24 basisweerstandswaarden met een nauwkeurigheid van ± 5%.

Elke serie bevat 6 of 7 groepen weerstanden waarvan de weerstanden een factor 10 verschillen. Dit betekent dat de bijbehorende weerstandsgroep wordt verkregen door de basiswaarde te vermenigvuldigen met 1, 10, 100, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ .

Een voorbeeld. Het voorspanningscircuit van de versterkertrap vereist een stroom van 100 μA (± 10%) met een constante spanningsbron van 5 V. Selectie van het type weerstand en de weerstand ervan is vereist. Weerstand tegen de wet van Ohm:

R = U / I = 5/100 = 50kΩ

Het dichtst bij de berekende weerstandswaarde (E24-serie) is 51 kOhm. In dit geval wordt een stroom van 98 μA geleverd, die 2% afwijkt van de vereiste waarde. Gegeven een weerstandsnauwkeurigheid van + 5%, krijgen we een mogelijk stroomvariatiebereik van 93 tot 103 μA, wat ruim binnen de gespecificeerde tolerantie van ± 10% ligt.

Het vermogen dat vrijkomt in de weerstand P = UI = 5 x 100 x 10-6 = 500 x 10-6 W is erg klein. Daarom is een koolstoffilmweerstand geschikt met een nominaal vermogen van 0,25 W. Als een versterker met weinig ruis nodig is, moet een metaaloxideweerstand worden genomen.

Kleine opmerkingen en tips

Het maximale vermogen dat een weerstand kan dissiperen is afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Naarmate deze temperatuur stijgt, neemt het vermogen af. Om de betrouwbaarheid van de weerstand te vergroten, moet een grote gangreserve worden voorzien.

In gevallen waarin het nodig is om meerdere weerstanden met dezelfde nominale waarde te hebben, wordt aanbevolen om weerstandsreeksen met dikke film te gebruiken die zijn vervaardigd in type D.AlzL- en SIL-pakketten in plaats van discrete elementen. Dit zijn weerstanden uit de E12-serie met waarden van 33 tot 1000m.

Bedrade weerstanden hebben aanzienlijke inductie, daarom is het onpraktisch om ze te gebruiken in hoogfrequente en pulscircuits. Bij zeer hoge frequenties (boven 30 MHz) kunnen koolstof- en metaalfilmweerstanden ook een aanzienlijke inductieve weerstand hebben vanwege de lengte van hun pinnen, die zo veel mogelijk moeten worden ingekort.

De isolatiekwaliteit van glasweerstanden verslechtert met toenemende temperatuur. Daarom moet contact van deze weerstanden met geleidende oppervlakken in maximale vermogensdissipatie worden vermeden.