Über Widerstände für Anfänger zur Elektronik

Fortsetzung des Artikels über den Beginn des Elektronikunterrichts. Für diejenigen, die sich entschieden haben zu beginnen. Eine Geschichte über die Details.

Amateurfunk ist immer noch eines der häufigsten Hobbys. Wenn Amateurfunk zu Beginn seines glorreichen Weges hauptsächlich das Design von Empfängern und Sendern beeinflusste, dann erweiterte sich mit der Entwicklung der elektronischen Technologie das Spektrum elektronischer Geräte und das Spektrum der Interessen von Amateurfunk.

Natürlich werden so hoch entwickelte Geräte wie beispielsweise ein Videorecorder, ein CD-Player, ein Fernseher oder ein Heimkino zu Hause nicht einmal von einem qualifizierten Radioamateur zusammengebaut. Aber Reparatur von industriellen Produktionsanlagen, die bei vielen Amateurfunk-Enthusiasten sehr erfolgreich sind.

Ein weiterer Bereich ist das Design elektronischer Schaltungen oder die Weiterentwicklung von Industriegeräten, die bis zum Luxus reichen.

Die Reichweite ist in diesem Fall ziemlich groß. Dies sind Geräte zur Schaffung eines "Smart Home", Ladegeräte, Motordrehzahlregler, Frequenzumrichter für Drehstrommotoren, Konverter 12 ... 220V zur Stromversorgung von Fernsehgeräten oder Tonwiedergabegeräten aus einer Autobatterie, verschiedene Temperaturregler. Auch sehr beliebt Fotorelaisschaltungen für die Beleuchtung, Sicherheitsvorrichtungen und Alarmesowie vieles mehr.

Sender und Empfänger stehen an vorderster Front, und alle Geräte werden jetzt einfach als Elektronik bezeichnet. Und jetzt wäre es vielleicht notwendig, Amateurfunker irgendwie anders anzurufen. Aber historisch gesehen hatten sie einfach keinen anderen Namen. Darum lass es Schinken geben.

Elektronische Komponenten

Bei allen elektronischen Geräten bestehen sie aus Funkkomponenten. Alle Komponenten elektronischer Schaltungen können in zwei Klassen unterteilt werden: aktive und passive Elemente.

Aktiv sind Funkkomponenten, die elektrische Signale verstärken können, d.h. einen Gewinn haben. Es ist leicht zu erraten, dass dies Transistoren sind und alles, was aus ihnen besteht: Operationsverstärker, Logikschaltungen, Mikrocontroller und vieles mehr.

Mit einem Wort, all jene Elemente, bei denen ein Eingangssignal mit geringer Leistung einen ausreichend starken Ausgang steuert. In solchen Fällen sagen sie, dass der Gewinn (Kus) sie mehr als einen haben.

Passive Komponenten umfassen Widerstände, Kondensatoren, Induktor, Dioden usw. Mit einem Wort, all diese Radioelemente, die Kus innerhalb von 0 ... 1 haben! Das Gerät kann auch als Verbesserung angesehen werden: "Es wird jedoch nicht geschwächt." Hier zuerst und betrachten Sie die passiven Elemente.

Widerstände

Sie sind die einfachsten passiven Elemente. Ihr Hauptzweck ist es, den Strom im Stromkreis zu begrenzen. Das einfachste Beispiel ist der Einbau einer LED, wie in Abbildung 1 dargestellt. Unter Verwendung von Widerständen ist die Funktionsweise der Verstärkerstufen für verschiedene Transistorschaltkreise.

Abbildung 1. Schaltschemata für die LED

Widerstandseigenschaften

Früher wurden Widerstände als Widerstände bezeichnet, dies ist nur ihre physikalische Eigenschaft. Um das Teil nicht mit seiner Widerstandseigenschaft zu verwechseln, wurde es umbenannt Widerstände.

Der Widerstand als eine Eigenschaft, die allen Leitern eigen ist, ist durch den spezifischen Widerstand und die linearen Abmessungen des Leiters gekennzeichnet. Nun, ungefähr das gleiche wie in der Mechanik, dem spezifischen Gewicht und dem Volumen.

Die Formel zur Berechnung des Widerstands eines Leiters lautet: R = ρ * L / S, wobei ρ der spezifische Widerstand des Materials ist, L die Länge in Metern ist, S die Querschnittsfläche in mm2 ist. Es ist leicht zu erkennen, dass der Widerstand umso größer ist, je länger und dünner der Draht ist.

Sie könnten denken, dass Widerstand nicht die beste Eigenschaft von Leitern ist, sondern lediglich den Stromdurchgang verhindert.In einigen Fällen ist jedoch nur dieses Hindernis nützlich. Tatsache ist, dass, wenn ein Strom durch einen Leiter fließt, die Wärmeleistung P = I darauf freigesetzt wird² * R. Hier P, I, R, Leistung, Strom und Widerstand. Diese Leistung wird in verschiedenen Heizgeräten und Glühlampen verwendet.

Widerstände in den Schaltkreisen

Alle Details in den Schaltplänen werden mit dem UGO (konventionelle Grafiksymbole) angezeigt. UGO-Widerstände sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. UGO-Widerstände

Striche im UGO zeigen die Verlustleistung des Widerstands an. Es sollte sofort gesagt werden, dass sich der Widerstand erwärmt und am Ende durchbrennt, wenn die Leistung geringer als erforderlich ist. Um die Leistung zu berechnen, verwenden sie normalerweise die Formel oder sogar drei: P = U * I, P = I.² * R, P = U.² / R.

Die erste Formel besagt, dass die einem Abschnitt eines Stromkreises zugewiesene Leistung direkt proportional zum Produkt des Spannungsabfalls in diesem Abschnitt durch den Strom durch diesen Abschnitt ist. Wenn die Spannung in Volt ausgedrückt wird, der Strom in Ampere, wird die Leistung in Watt angegeben. Dies sind die Anforderungen des SI-Systems.

Neben dem UGO sind der Nennwert des Widerstandswiderstands und seine Seriennummer im Diagramm angegeben: R1 1, R2 1K, R3 1,2K, R4 1K2, R5 5M1. R1 hat einen Nennwiderstand von 1 Ω, R2 1 kΩ, R3 und R4 1,2 kΩ (der Buchstabe K oder M kann anstelle eines Kommas verwendet werden), R5 - 5,1 MΩ.

Moderne Widerstandsbeschriftung

Widerstände sind derzeit mit Farbbalken gekennzeichnet. Das Interessanteste ist, dass die Farbmarkierung in der ersten Nachkriegsmagazin "Radio" erwähnt wurde, die im Januar 1946 veröffentlicht wurde. Dort wurde auch gesagt, dass dies eine neue amerikanische Kennzeichnung ist. Eine Tabelle, in der das Prinzip der „gestreiften“ Markierung erläutert wird, ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3. Widerstandsbeschriftung

Abbildung 4 zeigt SMD-Oberflächenwiderstände, auch als „Chip-Widerstände“ bezeichnet. Für Amateurzwecke sind Widerstände der Größe 1206 am besten geeignet. Sie sind ziemlich groß und haben eine anständige Leistung von bis zu 0,25 W.

Die gleiche Zahl zeigt an, dass die maximale Spannung für die Chipwiderstände 200 V beträgt. Widerstände für die konventionelle Installation haben das gleiche Maximum. Wenn daher eine Spannung von beispielsweise 500 V erwartet wird, ist es besser, zwei in Reihe geschaltete Widerstände zu schalten.

Abbildung 4. SMD SMD-Widerstände

Chip-Widerstände kleinster Größe sind ohne Kennzeichnung erhältlich, da sie einfach nirgends zu platzieren sind. Ab Größe 0805 befindet sich auf der Rückseite des Widerstands eine dreistellige Markierung. Die ersten beiden sind der Nennwert und der dritte Faktor in Form eines Exponenten der Zahl 10. Wenn also beispielsweise 100 geschrieben wird, ist dies 10 * 1 Ohm = 10 Ohm, da jede Zahl im Grad Null gleich eins ist, müssen die ersten beiden Ziffern mit genau eins multipliziert werden .

Wenn 103 auf den Widerstand geschrieben ist, erhalten Sie 10 * 1000 = 10 KOhm, und die Inschrift 474 besagt, dass wir einen Widerstand 47 * 10 000 Ohm = 470 KOhm haben. Chipwiderstände mit einer Toleranz von 1% sind mit einer Kombination aus Buchstaben und Zahlen gekennzeichnet. Sie können den Wert nur anhand einer Tabelle im Internet ermitteln.

Abhängig von der Toleranz des Widerstands werden die Werte der Widerstände in drei Zeilen unterteilt: E6, E12, E24. Die Werte der Bewertungen entsprechen den Zahlen in der in Abbildung 5 gezeigten Tabelle.

Abbildung 5

Die Tabelle zeigt, dass je kleiner die Widerstandstoleranz ist, desto mehr Nennwerte in der entsprechenden Zeile. Wenn die E6-Serie eine Toleranz von 20% hat, gibt es nur 6 Bewertungen, während die E24-Serie 24 Positionen hat. Dies sind jedoch alles gebräuchliche Widerstände. Es gibt Widerstände mit einer Toleranz von einem Prozent oder weniger, so dass es möglich ist, einen beliebigen Wert unter ihnen zu finden.

Neben der Leistung und dem Nennwiderstand haben Widerstände mehrere weitere Parameter, über die wir jedoch noch nicht sprechen werden.

Widerstandsanschluss

Trotz der Tatsache, dass es viele Widerstandswerte gibt, müssen Sie diese manchmal anschließen, um den erforderlichen Wert zu erhalten. Dafür gibt es mehrere Gründe: genaue Auswahl beim Einrichten der Schaltung oder einfach das Fehlen der gewünschten Bewertung.Grundsätzlich werden zwei Widerstandsverbindungsschemata verwendet: seriell und parallel. Die Anschlusspläne sind in Abbildung 6 dargestellt. Dort sind auch die Formeln zur Berechnung des Gesamtwiderstands angegeben.

Abbildung 6. Anschlussdiagramme von Widerständen und Formeln zur Berechnung des Gesamtwiderstands

Bei einer Reihenschaltung ist der Gesamtwiderstand einfach die Summe der beiden Widerstände. Dies ist wie gezeigt. In der Tat kann es mehr Widerstände geben. Eine solche Einbeziehung erfolgt in Spannungsteiler. Natürlich ist der Gesamtwiderstand größer als der größte. Wenn es 1 kΩ und 10 Ω ist, beträgt der Gesamtwiderstand 1,01 kΩ.

Bei einer Parallelschaltung ist alles genau umgekehrt: Der Gesamtwiderstand von zwei (oder mehr) Widerständen ist weniger als geringer. Wenn beide Widerstände die gleiche Nennleistung haben, entspricht ihr Gesamtwiderstand der Hälfte dieser Nennleistung. Auf diese Weise können Sie ein Dutzend Widerstände anschließen, dann beträgt der Gesamtwiderstand nur ein Zehntel des Nennwerts. Beispielsweise wurden zehn Widerstände mit 100 Ohm parallel geschaltet, dann betrug der Gesamtwiderstand 100/10 = 10 Ohm.

Es ist zu beachten, dass der Strom in Parallelschaltung nach dem Kirchhoffschen Gesetz in zehn Widerstände unterteilt ist. Daher wird die Leistung jedes einzelnen von ihnen zehnmal niedriger benötigt als für einen einzelnen Widerstand.

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