A legegyszerűbb áramköri alkatrész, amivel aránylag sokat fogunk
foglalkozni. Próbálom a kezdők számára is minél egyszerűbben és érthetően
leírni a témát, talán hosszú lesz, de remélhetőleg érthető. :)
Az első dolog,
amit tisztázni kéne maga az
elektromos áram.
A töltéssel rendelkező részecskék
áramlását nevezzük elektromos áramnak. A részecskék áramlása alapján
beszélhetünk egyen- vagy váltakozó áramról.
Az áramerősség megadja a vezetőn egységnyi
idő alatt áthaladó töltésmennyiséget, ha így még nem hallottál róla, akkor
még az Amper szócska ismerős lehet, amely ennek a töltésáramlásnak a
mértékegysége. Az áram mértékegysége
Amper (A), amelynek jele I.
Egyenáram esetén az áramforrásnak 2 pólusa van ( negatív és
pozitív ).
Váltakozó áram esetén az áramot létrehozó feszültség periodikusán váltakozik,
és még lehetne hosszasan írni, de ezzel most nem foglalkozunk.
Ellenállásoknál figyelembe kell venni az
áram hőhatását. Joule törvénye kimondja, hogy az ellenálláson folyó áram
hőt termel. ( P=I^2*R )
A második dolog, az
elektromos feszültség.
Feszültségnek nevezzük azt, hogy mennyi munkát végez az elektromos mező
egységnyi töltésen, amíg az egyik pontból a másikba ér. Egy kijelölt ponthoz
képest mért feszültséget potenciálnak nevezzük.A feszültség mértékegysége Volt ( V ), amelynek jele U.
Térjünk a lényegre.
Az elektromos ellenállás az anyag azon tulajdonsága, hogy az áram folyását
gátolja, és az I²×R villamos teljesítményt hővé alakítja. Az egyenáramú
ellenállás azért keletkezik, mert a töltést hordozó részecskék ütköznek az
adott anyag atomjaival ( forrás: wikipedia )
Az ellenállás jele R (resistor),
mértékegysége ohm (Ω).
Az ellenállás egyszerűen a
következő képletekkel lehet számítani:
 |
| (U a feszültség, P az elektromos teljesítmény, az I az elektromos áram jele) |
Az ellenállás szerepe egy áramkörben lehet áramerősség korlátozása, feszültségosztó ( később kerül kitárgyalásra ), fűtés és még rengeteg dologban szerepe van ( szűrők, oszcillátorok stb.. ).
Rengeteg fajtája létezik különböző teljesítményekre és felhasználási területekre.
Léteznek állandó értékű ellenállások ( huzal, réteg, fém-oxid ), változó értékű ( fényre változó, hőre változó NTC/PTC ), változtatható értékű ( potenciométerek ).
Mi ideális, azaz állandó értékű ellenállásokkal fogunk egyenlőre foglalkozni.
Mielőtt belevágunk a gyakorlati példákba még ismerkedjünk meg az ellenállások rajzjeleivel.
 | |
| Baloldali az amerikai jelölés, jobboldali az európai |
A szimbólumok feletti R1 annyit jelent, hogy R-resistor azaz ellenállás, és az utána lévő szám pedig a sorszáma a kapcsolásban. Az alatta lévő felirat az ellenállás értéke ( példa esetben kΩ, azaz R1=1*1000Ω )
Eredő ellenállás számítása soros kapcsolás esetében egyszerű, csupán az ellenállás értékek összegét kell vennünk.
Párhuzamos kapcsolás esetében sajnos nem ilyen egyszerű a helyzet, itt már ajánlott bevezetni a replusz műveletet, amellyel számítható az eredő ellenállás.
Gyakorlati példák előtt pár nagyon hasznos képet megosztanék veletek, amelyek rengeteg segítséget tudnak adni kezdőként alap dolgok megoldásában.
Alap dolgokban talán ez a kis ábra a leghasznosabb. Kezdetekben bőven elég is, ha ezt a három dolgot ( U - feszültség, I - Áram, R - ellenállás ) tudjuk számolni.
Jobb oldali kép szemlélteti a használatát.
Ennek a körnek a segítségével már szinte mindent tudunk mindenből számolni
Szabványos ellenállás értékek, tűrések és prefixumok:
A gyakorlatban az egyszerűség kedvéért ezerszeres léptékeket különböző prefixumokkal jelöljük.
Például 1 000 000Ω-ot sokkal egyszerűbb leírni 1MΩ-ként, vagy a 0,001Ω-ot 1mΩ-ként.
Számításoknál az alapegységgel számolunk, és itt sok esetben átláthatóbb a számítást, ha 10 hatványaival adjuk meg a nagyságrendeket. (pl: 10^3 = 1000 ( tíz a harmadikon ).
Szabványos értékek:
Tervezéskor gyakran olyan értékű ellenállásokat kapunk, amelyek nem megvásárolhatóak. Legtöbb esetben elegendő, ha egy közelítő értéket használunk, ennek az értéknek a megtalálásában segít a következő táblázat.
Az ellenállások értékéhez tartozik egy tűrés is, amely annyit jelent, hogy a megvásárolt ellenállás hány %-ban térhet el a ráírt értéktől.
E6: 20%-os
E12: 10%-os
E24: 5%-os
E48: 2%-os
E96: 1%-os
E192: 0,5, 0,25, 0,1%-os
Kis jelmagyarázat, hogy biztos érthető legyen
1R00 annyit jelent, hogy 1,00Ω. A betű a tizedes vessző helyén áll, és a betű a szorzót ( nagyságrendet ) jelenti. R=1 K=1000 M=1 000 0001K20 = 1200Ω = 1,2kΩ
1M80 = 1 800 000Ω = 1,8MΩ
0M1 = 100 000Ω = 100kΩ
0k27 = 270Ω
Tűrések betűjelei:
M = ±20%
K = ±10%
J = ±5%
G = ±2%
F = ±1%
D = ±0,5%
Az értékek egy dekádon belülre értetendők, azaz a kívánt értékhez meg kell szorozni 10 megfelelő hatványával! ( dekád: tízes nagyságrendek. 1-10 10-100 100-1000 1000-10 000 és így tovább )
Tűrések betűjelei:
M = ±20%
K = ±10%
J = ±5%
G = ±2%
F = ±1%
D = ±0,5%
Például az E12-es sor értékei 1-10k között
.
.
10^0 1R00 1R20 1R50 1R80 2R20 2R70 3R30 3R90
4R70 5R60 6R80 8R20
10^1 10R0 12R0 15R0 18R0 22R0 27R0 33R0 39R0
47R0 56R0 68R0 82R0
10^2 100R0 120R0 150R0 180R0 220R0 270R0 330R0 390R0
470R0 560R0 680R0 820R0
10^3 1K00 1K20 1K50 1K80 2K20 2K70 3K30 3K90
4K70 5K60 6K80 8K20
Szabványos ellenállás értékek E sorai:
1.00 1.50 2.20 3.30 4.70 6.80
E12 10%
1.00 1.20 1.50 1.80 2.20 2.70 3.30 3.90 4.70 5.60 6.80 8.20
E24 5%
1.00 1.10 1.20 1.30 1.50 1.60 1.80 2.00
2.20 2.40 2.70 3.00 3.30 3.60 3.90 4.30
4.70 5.10 5.60 6.20 6.80 7.50 8.20 9.10
E48 2%
1.00 1.05 1.10 1.15 1.21 1.27 1.33 1.40
1.47 1.54 1.62 1.69 1.78 1.87 1.96 2.05
2.15 2.26 2.37 2.49 2.61 2.74 2.87 3.01
3.16 3.32 3.48 3.65 3.83 4.02 4.22 4.42
4.64 4.87 5.11 5.36 5.62 5.90 6.19 6.49
6.81 7.15 7.50 7.87 8.25 8.66 9.09 9.53
E96 1%
1.00 1.02 1.05 1.07 1.10 1.13 1.15 1.18
1.21 1.24 1.27 1.30 1.33 1.37 1.40 1.43
1.47 1.50 1.54 1.58 1.62 1.65 1.69 1.74
1.78 1.82 1.87 1.91 1.96 2.00 2.05 2.10
2.15 2.21 2.26 2.32 2.37 2.43 2.49 2.55
2.61 2.67 2.74 2.80 2.87 2.94 3.01 3.09
3.16 3.24 3.32 3.40 3.48 3.57 3.65 3.74
3.83 3.92 4.02 4.12 4.22 4.32 4.42 4.53
4.64 4.75 4.87 4.99 5.11 5.23 5.36 5.49
5.62 5.76 5.90 6.04 6.19 6.34 6.49 6.65
6.81 6.98 7.15 7.32 7.50 7.68 7.87 8.06
8.25 8.45 8.66 8.87 9.09 9.31 9.53 9.76
E192 0,5-0,1%
1.00 1.01 1.02 1.04 1.05 1.06 1.07 1.09
1.10 1.11 1.13 1.14 1.15 1.17 1.18 1.20
1.21 1.23 1.24 1.26 1.27 1.29 1.30 1.32
1.33 1.35 1.37 1.38 1.40 1.42 1.43 1.45
1.47 1.49 1.50 1.52 1.54 1.56 1.58 1.60
1.62 1.64 1.65 1.67 1.69 1.72 1.74 1.76
1.78 1.80 1.82 1.84 1.87 1.89 1.91 1.93
1.96 1.98 2.00 2.03 2.05 2.08 2.10 2.13
2.15 2.18 2.21 2.23 2.26 2.29 2.32 2.34
2.37 2.40 2.43 2.46 2.49 2.52 2.55 2.58
2.61 2.64 2.67 2.71 2.74 2.77 2.80 2.84
2.87 2.91 2.94 2.98 3.01 3.05 3.09 3.12
3.16 3.20 3.24 3.28 3.32 3.36 3.40 3.44
3.48 3.52 3.57 3.61 3.65 3.70 3.74 3.79
3.83 3.88 3.92 3.97 4.02 4.07 4.12 4.17
4.22 4.27 4.32 4.37 4.42 4.48 4.53 4.59
4.64 4.70 4.75 4.81 4.87 4.93 4.99 5.05
5.11 5.17 5.23 5.30 5.36 5.42 5.49 5.56
5.62 5.69 5.76 5.83 5.90 5.97 6.04 6.12
6.19 6.26 6.34 6.42 6.49 6.57 6.65 6.73
6.81 6.90 6.98 7.06 7.15 7.23 7.32 7.41
7.50 7.59 7.68 7.77 7.87 7.96 8.06 8.16
8.25 8.35 8.45 8.56 8.66 8.76 8.87 8.98
9.09 9.19 9.31 9.42 9.53 9.65 9.76 9.88
Szín- és számkódok:
Gyakorlatban a normál méretű ( 0,25-5W ) legtöbb esetben színes gyűrűkkel jelölik az ellenállások értét és tűrését. Sokan gondolják ilyenkor, hogy miért van erre szükség, mikor multiméterrel is ki lehet mérni. Építés közben nagyon is sokat számítani, ha egy ellenállást keresünk, akkor csak rá kell néznünk és tudjuk, hogy nekünk megfelelő értékű vagy nem.
 |
| 4 gyűrűs ellenálláshoz való táblázat. |
Elsőre kicsit érthetetlennek tűnhet, pedig nagyon is egyszerű. Az első két oszloppal ( First/Second digit ) megkapjuk az alapszámot, amit a harmadik oszlopban lévő ( Multipler ) számmal szorozni kell, és kész is. Az utolsó gyűrű a tűrést adja meg. A legtöbb ellenálláson látszik, hogy a 4. gyűrű kicsit távolabb kerül a többitől.
Pár példa:
1. gyűrű: sárga --> 4
2. gyűrű: kék --> 6
3. gyűrű: narancs --> 3
4. gyűrű: arany --> 5%
Második ellenállás:
1. gyűrű: barna --> 1
2. gyűrű: fekete --> 0
3. gyűrű: zöld --> 5
4. gyűrű: arany --> 5%
Az ellenállás értéke: 10*10^5 = 1MΩ 5% ( szabványos érték )
1. gyűrű: barna --> 1
2. gyűrű: fekete --> 0
3. gyűrű: narancs --> 3
4. gyűrű: arany --> 5%
Az ellenállás értéke: 10*10^3 = 10kΩ 5% (szabványos )
 |
| 5 gyűrűs ellenálláshoz való táblázat |
Ettől sem kell megijedni, csupán annyi a különbség, hogy itt az alapszám nem 2, hanem 3 tagból áll ( első, második és harmadik oszlop )
1. gyűrű: barna --> 1
2. gyűrű: fekete --> 0
3. gyűrű: fekete --> 0
4. gyűrű: piros --> 2
5. gyűrű: barna --> 1%
Az ellenállás értéke: 100*10^2 = 10kΩ 1%
2. ellenállás:
1. gyűrű: sárga --> 4
2. gyűrű: lila --> 7
3. gyűrű: fekete --> 0
4. gyűrű: narancs --> 3
5. gyűrű: barna --> 1%
Az ellenállás értéke: 470*10^3 = 470kΩ 1%
Számkódok:
Leginkább SMD alkatrészek esetében használják.3 digites jelölés esetében az első két szám az alapszám a harmadik szám a szorzó.
A képen látható:
203 kód = 20*10^3 = 20kΩ
203 kód = 20*10^3 = 20kΩ
680 kód = 68*10^0 = 68Ω
4 digites jelölés esetén is csak annyiban változik, hogy az alapszám 3 számból fog állni.
A képen látható
1500 kód = 150*10^0 = 150Ω
5621 kód = 562*10^1 = 5,62kΩ
Számítási példák:
I. Példa
Van egy 12V-os feszültség forrásunk ( Ut ), amire rákötünk egy 47Ω-os ellenállást. Mekkora áram fog folyni az ellenálláson ( I ) ? Mekkora teljesítmény fog hővé alakulni ( PR )? |
     |
Egyszerű számítás alapján látszik, hogy 5W-os ellenállás már ajánlott.
0 megjegyzés:
Megjegyzés küldése