Motstand (resistor)

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Seks forskjellige motstander. Motstander er ofte merket med en fargekode som viser deres resistans.

Ordet «motstand» brukes også om den elektriske egenskapen resistans.

Innhold

1 Alment
2 Bruksområder
3 Praktiske motstandsverdier
4 EIA-96-markering
5 Fargekoden
6 Se også

[rediger] Alment

En motstand (engelsk resistor) er en topolt elektrisk eller elektronisk komponent. Motstander kan være linjære eller ulinjære.

En linjær motstand karakteriseres hovedsakelig av to verdier; motstandsverdien og tillatt maksimalt effektforbruk. I tillegg oppgis for det meste hvor nøyaktig den oppgitte motstandsverdien er. Linjære motstander følger Ohms lov ved at motstandsverdien er uavhengig av påtrykt strøm eller spenning. Motstandsverdien i Ohm er definert som forholdet mellom spenningen i Volt over motstanden og strømmen i Ampere gjennom den. Produktet av spenningen og strømmen er effekten i Watt som tilføres motstanden som komponent.

Motstandsverdien oppgis i Ohm
Effektverdien oppgis i Watt
Nøyaktigheten oppgis i %

En ulinjær motstand endrer motstandsverdien sin som funksjon av påtrykt spenning eller strøm.

Det finnes også motstander som endrer sin verdi etter en eller annen miljøfaktor som temperatur, fuktighet eller lufttrykk. Disse er oftest linjære.

Motstander genererer elektrisk støy, sammensatt av termisk støy og overskudds-støy (eng. excess noise). Den termiske støyen er forutsigelig og uunngåelig og er gitt av motstandsverdien, temperaturen og båndbredden som vi betrakter. Overskudds-støyen er unngåelig og er avhengig av anvendte materialer og fysisk oppbygning.

[rediger] Bruksområder

Motstanden er en meget hyppig brukt komponent. Den benyttes blant annet til følgende:

Omvandler: Forandrer et strømsignal til et spenningssignal eller omvendt.
Strømbegrensning: Benyttes serielt på inn- og utganger av elektroniske kretser for å beskytte henholdsvis bakenfor og foranliggende komponenter mot for store strømverdier.
Spenningsdeling: Dersom to motstander kobles i serie vil spenningen fordele seg over motstandene i samme forhold som motstandsverdiene har til hverandre. En gitt innspenning vil dermed definere en gitt utspenning.
Impedans-tilpasning: Motstander plasseres ofte på enden av en transmisjonslinje, eller en databuss for å redusere signalrefleksjoner. Et eksempel på dette er på SCSI-busser
Avlede ladninger. Belaste en kretsdel for å være sikker på at den tømmes for energi når forsyningen skrus av. (eng. bleeder = bløder)
Varme-element: Varme-elementer er elektriske motstander. Motstandens verdi definerer da effekten den avgir, sammen med påtrykt spenning eller strøm.
Glødelampe: Glødelamper oppfører seg i praksis som høyst ulinjære elektriske motstander. Motstandens verdi endrer seg sterkt med glødetrådens temperatur, altså med påtrykket. (Likevel bryter glødetråden ikke Ohms lov, da loven forutsetter konstant temperatur.)

[rediger] Praktiske motstandsverdier

Siden det bør være likevektige sprang mellom motstandsverdiene som kan hentes fra en serie, blir verdiene logaritmisk fordelt.
Den groveste serien som er i praktisk bruk har 6 verdier i en dekade. En slik serie kalles E6.
Den vanligste serien er E12, som altså har 12 verdier i dekaden. Verdiene for E12-serien er:

10
12
15
18
22
27
33
39
47
56
68
82
(100) (neste dekade)

Mere nøyaktige serier er E24, E48, E96 osv.
Faktoren mellom hver verdi i E12-serien blir

$\ f = 10^{(1/12)}$

[rediger] EIA-96-markering

Moderne smd-motstander (surface mount devices) blir gjerne fremstilt i E96 serier. De er kun millimeterstore og tillater vanskelig nok trykking av mange sifre på komponenten. De er derfor blitt gjenstand for en såkalt EIA-96 markering. Denne består av nummeret i E96-rekka (01, 02, 03...40, 41, 42....94, 95, 96) fulgt av en multiplikatorbokstav. Selve verdien må dessverre leses ut av en tabell eller beregnes. Multiplikatorbokstavene er

Y: *0.01
X: *0.1
A: *1
B: *10
C: *100
D: *1000
E: *10 000
F: *100 000

Eksempel: 47C. Nummeret 47 har verdien 301 i tabellen og C er 100. Motstandsverdien er derfor 30.1 kOhm.

Beregning av tallverdien fra EIA-96 markeringen gjøres med formelen nedenfor.
r er tallet før multiplikatoren anvendes.

$\ r = 100 \cdot 10^{((N-1)/96)}$

Brukt på nummeret N = 47 får vi verdien 301.4162 som avrundes til 301.

[rediger] Fargekoden

Motstandsverdien og andre data blir ofte skrevet på komponenten ved hjelp av fargeringer.
Spesielt gjelder dette for runde motstander med loddetråder.

Verdien bruker tre eller fire ringer hvor den siste er den såkalte multiplikatoren og de forestående danner tallet.
Toleransen kalles ringen for nøyaktigheten. Finnes det en 6. ring er denne for temperaturkoeffisienten.

For verdien og multiplikatoren brukes fargene

0 sort
1 brun
2 rød
3 orange
4 gul
5 grønn
6 blå
7 violett
8 grå
9 hvit

For multiplikatoren angir tallet antall nuller som henges på tallet, hvis ringen ikke er sølv eller gull.
Da gjelder:

sølv: *0.01
gull: *0.1

I tillegg markeres toleransen med disse fargene:

10%: sølv
5%: gull
1%: brun
2%: rød
0.5%: grønn
0.25%: blå
0.1%: violett
0.05%: grå

Eksempel: Brun grønn sort orange gull betyr da 150*10^3, 5% = 150 med tre nuller, som er 150 000 Ohm, som igjen er 150 kOhm, 5 % nøyaktig. Bakgrunnsfargen sier noe om motstandsmaterialet som er brukt.