על נגדים למתחילים לעשות אלקטרוניקה

המשך המאמר על תחילת שיעורי האלקטרוניקה. למי שהחליט להתחיל. סיפור על הפרטים.

רדיו חובבים הוא עדיין אחד התחביבים הנפוצים ביותר. אם בתחילת דרכו המפוארת הרדיו החובבני השפיע בעיקר על עיצוב מקלטים ומשדרים, אז עם התפתחות הטכנולוגיה האלקטרונית התרחב מגוון המכשירים האלקטרוניים ומגוון תחומי העניין של הרדיו החובבני.

כמובן, מכשירים מתוחכמים כמו, למשל, מכשיר וידאו, נגן CD, טלוויזיה או קולנוע ביתי אפילו לא ירכיבו על ידי חובב הרדיו החובב ביותר. אבל תיקון ציוד ייצור תעשייתי מעורב בהרבה חזיר, ודי בהצלחה.

תחום נוסף הוא תכנון מעגלים אלקטרוניים או חידוד מכשירים תעשייתיים עד "יוקרה".

הטווח במקרה זה הוא די גדול. אלה מכשירים ליצירת "בית חכם", מטעני סוללה, בקרי מהירות מנוע, ממירי תדרים למנועים תלת פאזיים, ממירים 12 ... 220 וולט להפעלת טלוויזיות או התקני שכפול קול מסוללת מכונית, בקרי טמפרטורה שונים. גם מאוד פופולרי מעגלי ממסר תמונות לתאורה, התקני אבטחה והתראותכמו גם הרבה יותר.

משדרים ומקלטים יורדים לחזית, וכל הציוד נקרא כיום פשוט אלקטרוניקה. ועכשיו, אולי יהיה צורך לקרוא למפעילי רדיו חובבים איכשהו אחרת. אבל מבחינה היסטורית, הם פשוט לא הגיעו לשם אחר. לכן, שיהיו חטיפים.

רכיבים אלקטרוניים

עם כל מגוון המכשירים האלקטרוניים הם מורכבים מרכיבי רדיו. ניתן לחלק את כל מרכיבי המעגלים האלקטרוניים לשני מחלקות: אלמנטים פעילים ופסיביים.

פעילים הם רכיבי רדיו בעלי יכולת הגברה של אותות חשמליים, כלומר לקבל רווח. קל לנחש שמדובר בטרנזיסטורים וכל מה שעשוי מהם: מגברים תפעוליים, מעגלי לוגיקה, בקרי מיקרו והרבה יותר.

במילה אחת, כל אותם אלמנטים בהם אות קלט בעל עוצמה נמוכה שולט בפלט חזק מספיק. במקרים כאלה, הם אומרים כי הרווח (Kus) יש להם יותר מאחד.

רכיבים פסיביים כוללים נגדים, קבלים, משרן, דיודות וכו ' במילה אחת, כל אותם אלמנטים רדיו שיש להם Kus בתוך 0 ... 1! היחידה יכולה להיחשב גם כהשבחה: "עם זאת היא לא נחלשת." כאן ראשית, ושקול את האלמנטים הפסיביים.

נגדים

הם האלמנטים הפאסיביים הפשוטים ביותר. מטרתם העיקרית היא להגביל את הזרם במעגל החשמל. הדוגמה הפשוטה ביותר היא הכללת נורית LED, המוצגת באיור 1. בעזרת נגדים, מצב הפעולה של שלבי המגבר עבור שונים מעגלי מיתוג טרנזיסטור.

איור 1. תרשים מיתוג של נורית LED

תכונות נגד

בעבר נקראו נגדים התנגדות, זה רק הרכוש הפיזי שלהם. כדי לא לבלבל את החלק עם רכוש ההתנגדות שלו, שונה שם נגדים.

התנגדות, כתכונה הטמונה בכל המוליכים, מאופיינת בהתנגדות ובממדים ליניאריים של המוליך. ובכן, בערך כמו במכניקה, כוח המשיכה והנפח הספציפי.

הנוסחה לחישוב ההתנגדות של מוליך היא: R = ρ * L / S, כאשר ρ הוא ההתנגדות של החומר, L הוא האורך במטר, S הוא האזור חתך-רוחב ב- mm2. קל לראות שככל שהחוט ארוך יותר ודק יותר, כך ההתנגדות גדולה יותר.

אפשר לחשוב שהתנגדות אינה נחלתם הטובה ביותר של מוליכים, ובכן, היא פשוט מונעת מעבר של זרם.אבל במקרים מסוימים, רק המכשול הזה מועיל. העובדה היא שכאשר זרם עובר במוליך, כוח תרמי P = I משתחרר עליו² * R. כאן P, I, R, בהתאמה, כוח, זרם והתנגדות. כוח זה משמש במכשירי חימום שונים ובנורות ליבון.

נגדים במעגלים

כל הפרטים על דיאגרמות החשמל מוצגים באמצעות ה- UGO (סמלים גרפיים קונבנציונליים). נגדי UGO מוצגים באיור 2.

איור 2. נגדי UGO

מקפים בתוך ה- UGO מציינים את כוח הפיזור של הנגד. יש לומר מייד שאם הכוח הוא פחות מהנדרש, אז הנגד ייתחמם, ובסופו של דבר יישרף. כדי לחשב את העוצמה, הם משתמשים בדרך כלל בנוסחה, או ליתר דיוק אפילו בשלושה: P = U * I, P = I² * R, P = U² / ר.

הנוסחה הראשונה אומרת שהכוח המוקצה לקטע במעגל חשמלי הוא ביחס ישיר לתוצר של ירידת המתח בקטע זה על ידי הזרם דרך קטע זה. אם המתח מתבטא בוולט, הזרם באמפר, אז ההספק יהיה בוואט. אלה הדרישות של מערכת SI.

לצד UGO מצוין הערך הנקוב של התנגדות הנגד ומספרו הסידורי בתרשים: R1 1, R2 1K, R3 1.2K, R4 1K2, R5 5M1. ל- R1 יש התנגדות נומינלית של 1Ω, R2 1KΩ, R3 ו- R4 1.2KΩ (ניתן להשתמש באות K או M במקום פסיק), R5 - 5.1MΩ.

תיוג מודרני נגד

נגדים מתויגים כרגע בסרגלי צבע. הדבר המעניין ביותר הוא שסימון צבע הוזכר במגזין הראשון "רדיו" שלאחר המלחמה, שיצא בינואר 1946. עוד נאמר שם שמדובר בסימון אמריקאי חדש. טבלה המסבירה את עקרון הסימון "מפוספס" מוצג באיור 3.

איור 3. תיוג נגד

איור 4 מציג נגדים להרכבה משטחית SMD, המכונים גם "נגדי שבבים." למטרות חובבים, נגדים בגודל 1206 הם המתאימים ביותר. הם גדולים למדי ובעלי כוח הגון, 0.25W.

אותה נתון מצביעה על כך שהמתח המרבי עבור נגדי השבבים הוא 200 וולט. נגדים להתקנה קונבנציונאלית הם בעלי אותו מקסימום. לכן, כאשר צפוי מתח, למשל 500 וולט, עדיף לשים שני נגדים המחוברים בסדרה.

איור 4. נגדים SMD SMD

נגדי שבבים בגדלים הקטנים ביותר זמינים ללא סימון, כי פשוט אין לאן לנסח זאת. החל מגודל 0805, סימון תלת ספרתי ממוקם על "הגב" של הנגד. השניים הראשונים הם הנקוביים, והגורם השלישי, בצורת אקספקטנט של המספר 10. לכן, אם כתוב למשל 100, אזי הוא יהיה 10 * 1Ohm = 10Ohm, מכיוון שכל מספר בתואר האפס שווה לאחת, יש להכפיל את שתי הספרות הראשונות בדיוק אחת .

אם 103 כתוב על הנגד, אז תקבל 10 * 1000 = 10 KOhm, והכתובת 474 אומרת שיש לנו נגדן של 47 * 10 000 Ohm = 470 KOhm. נגדי שבבים עם סובלנות של 1% מסומנים בשילוב של אותיות ומספרים, ותוכלו לקבוע את הערך רק באמצעות טבלה שניתן למצוא באינטרנט.

בהתאם לסובלנות להתנגדות, ערכי הנגדים מחולקים לשלוש שורות, E6, E12, E24. ערכי הדירוגים תואמים למספרים בטבלה המוצגת באיור 5.

איור 5

הטבלה מראה שככל שהסובלנות כלפי ההתנגדות קטנה יותר, כך נקבעים יותר אזורים בשורה המתאימה. אם לסדרת E6 יש סובלנות של 20%, יש רק 6 דירוגים בה, בעוד שבסדרת E24 יש 24 עמדות. אך כל אלה הם נגדים לשימוש נפוץ. ישנם נגדים עם סובלנות של אחוז או פחות, כך שניתן למצוא ערך כלשהו ביניהם.

בנוסף לעוצמה והתנגדות נומינלית, לנגדים יש כמה פרמטרים נוספים, אך עדיין לא נדבר עליהם.

חיבור נגד

למרות העובדה שיש המון דירוגי נגדים, לפעמים צריך לחבר ביניהם כדי לקבל את הערך הנדרש. ישנן כמה סיבות לכך: בחירה מדויקת בעת הגדרת המעגל או פשוט היעדר הדירוג הרצוי.בעיקרון משתמשים בשתי ערכות חיבור נגד: סדרתי ומקביל. דיאגרמות החיבור מוצגות באיור 6. הנוסחאות לחישוב ההתנגדות הכוללת ניתנות גם שם.

איור 6. תרשימי חיבור של נגדים ונוסחאות לחישוב ההתנגדות הכוללת

במקרה של חיבור סדרתי, ההתנגדות הכוללת היא פשוט סכום של שתי ההתנגדות. זה כמוצג. למעשה יתכנו יותר נגדים. הכללה כזו מתרחשת ב מפרידי מתח. באופן טבעי, ההתנגדות הכוללת תהיה גדולה מהגדולה ביותר. אם זה 1KΩ ו- 10Ω, ההתנגדות הכוללת תהיה 1.01KΩ.

בחיבור מקביל, הכל בדיוק הפוך: ההתנגדות הכוללת של שני (או יותר נגדים) תהיה פחותה מפחות. אם לשני הנגדים יש דירוג זהה, ההתנגדות הכוללת שלהם תהיה שווה למחצית מהדירוג הזה. אתה יכול לחבר תריסר נגדים בדרך זו, ואז ההתנגדות הכוללת תהיה רק ​​עשירית מהסמל הנומינלי. לדוגמה, עשרה נגדים של 100 אוהם היו מחוברים במקביל, ואז ההתנגדות הכוללת הייתה 100/10 = 10 אוהם.

יש לציין כי הזרם בחיבור מקביל על פי החוק של קירקהוף מחולק לעשרה נגדים. לפיכך, כוחו של כל אחד מהם יידרש נמוך פי עשרה מאשר עבור מתנגד יחיד.

המשך לקרוא במאמר הבא.