Αντιστάσεις
Κάθε είδους υλικό στην ροή του ρεύματος παρουσιάζει αντίσταση. Το μέγεθος της αντί-στασης που παρουσιάζει ένα υλικό εξαρτάται από το στοιχείο που είναι κατασκευασμένο, την διάμετρός του και το μήκος του. Όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος τόσο μικρότερη είναι η αντίσταση και όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος του υλικού τόσο αυξάνεται η αντί-στασή του. Τα μέταλλα έχουν διαφορετική αντίσταση μεταξύ τους η οποία αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας τους, ενώ μερικά υλικά όπως ο άνθρακας μειώνουν την αντίστασή τους όταν αυξάνεται η θερμοκρασία τους.
Στα ηλεκτρονικά κυκλώματα η χρησιμοποίηση αντιστάσεων δημιουργεί περιορισμό της ροής του ρεύματος και πτώση τάσης στα άκρα τους. Μονάδα μέτρησής τους είναι το Ohm, (Ω) και ταξινομούνται στις παρακάτω κατηγορίες:
1. Ορισμός της αντίστασης - κατηγορίες αντιστάσεων
Τύπος αντίστασης
Ονομασία αντίστασης
Σταθερής αντίστασης
(Γραμμικές)
Αντιστάσεις σύρματος
Αντιστάσεις στρώματος
Αντιστάσεις μίγματος
Ρυθμιζόμενης αντίστασης
Μεταβλητής αντίστασης
(Γραμμικές)
Ποτενσιόμετρα
Ροοστάτες
Μη γραμμικές
Θερμίστορ
Βαρίστορ
Φωτοαντιστάσεις
Οι αντιστάσεις παρουσιάζουν παρασιτικές χωρητικότητες και επαγωγές και το μέγεθός τους εξαρτάται από την τιμή τους στο κύκλωμα που χρησιμοποιούνται. Για παράδειγμα αντιστάσεις κάτω από 30Ω έχουν και επαγωγική συμπεριφορά. Αντιστάσεις από 3ΚΩ και πάνω παρουσιάζουν παρασιτικές χωρητικότητες.
2. Χαρακτηριστικά μεγέθη των αντιστάσεων
1. Τιμή αντίστασης
Είναι η τιμή της αντίστασης με μονάδα μέτρησης το Ωμ.
2. Ισχύς της αντίστασης
Είναι η μέγιστη τιμή της ισχύος που μπορεί να καταναλωθεί πάνω στην αντίσταση υπό μορφή θερμότητας.
3. Ανοχή
Είναι η απόκλιση της τιμής της αντίστασης από την τιμή που δίνει ο κατασκευαστής. Οι τιμές ανοχής
ορίζονται από τον κατασκευαστή και είναι ±10%, ±5%, ±2%, ±1% και ±0,5%.
4. Γραμμικότητα
Οι αντιστάσεις στην λειτουργία τους πρέπει να ακολουθούν τον νόμο του Ohm ( I=V/R), για να μην
παρατηρούνται μεταβολές των τάσεων και των εντάσεων στις οποίες λειτουργούν. Στις μη γραμμικές
αντιστάσεις όμως επιδιώκουμε τέτοιες μεταβολές.
5. Τάση θορύβου
Η θερμότητα που αναπτύσουν οι αντιστάσεις στο σώμα τους έχουν σαν αποτέλεσμα να δημιουργείται
θερμικός θόρυβος στο κύκλωμα με συνέπεια την ύπαρξη παρασιτικής τάσης στα άκρα τους που μετριέται σε μV ανά V της ονομαστικής τάσης λειτουργίας τους.
6. Σταθερότητα της αντίστασης
Η συνεχείς λειτουργία της αντίστασης, στο πέρασμα του χρόνου παρουσιάζει αλλοιώσεις στο υλικό κατασκευής της με αποτέλεσμα την αλλοίωση της ονομαστικής τιμής της. Η σταθερότητα της αντίστασης εκφράζεται με την σταθερότητα της ονομαστικής της τιμής ανεξάρτητα του χρόνου λειτουργίας της.
3. Αντιστάσεις σταθερής τιμής
Σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα οι αντιστάσεις σταθερής τιμής ανάλογα με το υλικό κατασκευής τους
κατατάσσονται στις αντιστάσεις σύρματος, στρώματος και μίγματος.
1. Αντιστάσεις σύρματος. Η ονομασία τους προέρχεται από το υλικό κατασκευής τους το οποίο δεν είναι άλλο από ένα διηλεκτρικό υλικό πάνω στο οποίο τυλίγεται ένας αγωγός μεγάλης ηλεκτρικής αντίστασης. Η διατομή του αγωγού και το μήκος του καθορίζουν την τιμή και την ισχύ της αντίστασης. Η όλη διάταξη ολοκληρώνεται με την χρησιμοποίηση μιας βάσης για την στερέωση της αντίστασης.
Το υλικό της βάσης θα πρέπει να είναι ανθεκτικό ως προς την θερμότητα, ειδικά για αντιστάσεις μεγάλης ισχύος και γι' αυτό χρησιμοποιούνται γυαλί, πορσελάνη και άλλα υλικά.
Οι αγωγοί κατασκευάζονται από ειδικά κράματα μετάλλων όπως το νικέλιο με το χρώμιο ή το νικέλιο με τον χαλκό. Με αυτόν τον τρόπο πετυχαίνουμε μεγάλη αντίσταση με μικρό μήκος αγωγού. Οι αντιστάσεις σύρματος κατασκευάζονται για να λειτουργούν για ισχύς από μερικά Watt μέχρι KWatt.
2. Αντιστάσεις στρώματος
α. Αντιστάσεις άνθρακος. Ο άνθρακας χρησιμοποιείται σαν το κύριο υλικό των αντιστάσεων άνθρακα το οποίο αποτίθεται πάνω σε ένα μονωτικό υλικό. Η επεξεργασία του υλικού του άνθρακα δίνει την τελική τιμή στην ονομαστική τιμή και στην ισχύ της αντίστασης. Στα άκρα της αντίστασης στερεώνονται τα ηλεκτρόδια τα οποία αποτελούν τους ακροδέκτες της αντίστασης. Οι αντιστάσεις άνθρακα παίρνουν τιμές από μερικά Ωμ μέχρι εκατομμύρια Ωμ και κατασκευάζονται για ισχύς 1/8 του Watt μέχρι και 10 Watt.
β. Αντιστάσεις μεταλλικού στρώματος (metal film).
Οι αντιστάσεις μεταλλικού στρώματος αποτελούνται από ένα στρώμα από ευγενή μέταλλα ή οξείδια όπως παλλάδιο, άργυρος, ταντάλιο, τιτάνιο κτλ, τα οποία τοποθετούνται πάνω σε ένα μονωτικό υλικό με ειδικές μεθόδους όπως για παράδειγμα με φωτογραφική μέθοδος.
Έχουν το πλεονέκτημα τις μεγάλης ακρίβειας της ονομαστικής τιμής τους με ανοχές ακόμα και 0,05%. Οι αντιστάσεις αυτές χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα που χρειαζόμαστε μεγάλη ακρίβεια και σταθερότητα, όπως π.χ. τα όργανα μέτρησης.
3. Αντιστάσεις μίγματος
Οι αντιστάσεις μεταλλικού μίγματος αποτελούνται από ένα κράμα από άνθρακα και συνθετικά υλικά. Ανάλογα με την περιεκτικότητα των υλικών και του άνθρακα καθορίζεται η επιθυμητή αντίσταση. Όσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό του άνθρακα στο μίγμα, τόσο μεγαλύτερη γίνεται η αντίσταση. Το κράμα τοποθετείται σε ένα μονωτικό σωλήνα και με τους ακροδέκτες στα άκρα του σχηματίζεται η αντίσταση μεταλλικού μίγματος.
4. Κώδικες αντιστάσεων
Σε σταθερές αντιστάσεις από 2 Watt και πάνω, η ονομαστική τιμή, η ισχύς και η ανοχή της αντίστασης αναγράφεται στο κέλυφός τους λόγω του μεγάλου μεγέθους της. Για σταθερές αντιστάσεις μικρής ισχύος, από 1 Watt και κάτω δηλαδή, έχει επινοηθεί ένας χρωματικός κώδικας ο οποίος εκφράζεται με δύο διαφορετικές μεθόδους. Η πρώτη μέθοδος είναι με της χρωματικές δακτυλιοειδής λωρίδες που υπάρχουν στο σήμα της αντίστασης, ενώ η δεύτερη μέθοδος είναι με διαφορετικό τρόπο υπολογισμού της τιμής.
(απόσπασμα από το σχετικό άρθρο στο Electronic circuits magazine)
MARC
