Noțiuni generale [310513]

REZISTOARE

Noțiuni generale

Definiție: Rezistorul este un dispozitiv a cărui funcționare se bazează pe proprietatea tuturor materialelor de a opune o rezistență la trecerea curentului electric.

[anonimizat] 30-40% din numărul pieselor unui aparat electronic.

Fenomenul de rezistență electrică este legat de procesul conducției electrice. Curentul electric este mișcarea dirijată a purtătorilor de sarcină electrică (electronii, în cazul conductoarelor). Prin dielectrici curentul este practic neglijabil deoarece electronii sunt puternici legați de nucleele atomilor. [anonimizat], electronii de conducție se mișcă liber (haotic) și sunt în număr destul de mare pentru a putea considera că avem de a face cu purtători de sarcină electrică. [anonimizat]-o mișcare dirijată luând naștere curentul electric de conducție. [anonimizat] a electronilor. [anonimizat], ci vibrează cu o anumită amplitudine care depinde de temperatura la care se află materialul. Acest fenomen prin care structura conductorului se opune „scurgerii” curentului electric (fluxului de electroni) poartă numele de rezistență electrică.

Pentru un conductor de formă cilindrică de lungime l și secțiune s, rezistența este proporțională cu lungimea l (în m) a conductorului, cu rezistivitatea electrică ρ (Ω mm2/m) și invers proporțională cu aria secțiunii sale s (în m2 însă în practică secțiunea conductoarelor se dă în mm2), adică: (2.15)

[anonimizat]

– [anonimizat]: peliculă < 100 μm [anonimizat], [anonimizat]: elementul rezistiv este constitui de întregul corp al rezistorului ([anonimizat])

– bobinate: conductor metalic de ρ [anonimizat]

– rezistoare liniare: a căror caracteristică U-I este liniară (majoritatea R întâlnite în practică)

– rezistoare neliniare:

După mărimea curentului pe care-l [anonimizat] (peliculare și de volum)

– rezistoare pentru curenți tari (bobinate)

Simbolizare

Rezistoarele sunt reprezentate convențional printr-o serie de simboluri (figura 2.5.a,b,c,d.), conform următoarelor standarde: STAS 11381/80-84; 12120/83; 1242; 2644/73

– rezistor – [anonimizat]

– potențiometru

– șunt electric

Figura 2.5. Diferite tipuri de rezistoare

Marcare

Rezistorul poate fi marcat:

– [anonimizat] – ([anonimizat], puncte – codul culorilor) sau

– [anonimizat].

[anonimizat]: – [anonimizat], [anonimizat];

– toleranța valorii nominale în clar (în %), în cod de litere și cifre sau codul culorilor;

Prin cod de litere și cifre (alfanumeric):

Prin codul culorilor

Parametrii rezistoarelor

Rezistoarele electrice sunt caracterizate printr-o serie de parametri electrici:

Rezistența nominală Rn (la 200C) – reprezintă valoarea rezistenței rezistorului ce se dorește obținută în procesul de fabricație. Rezistențele nominale pot lua numai valori discrete, valori ce sunt standardizate internațional.

Toleranța t(%) – reprezintă abaterea relativă maximă a valorii reale a rezistenței rezistorului față de rezistența nominală Rn marcată pe corpul rezistorului. Valorile toleranțelor sunt standardizate. Plaja de valori pe care o poate avea rezistența în funcție de toleranță este dată de valoarea ±Rn * t/100

Puterea nominală Pn [W] – este putere maximă la care poate fi supus un rezistor, la o funcționare îndelungată, într-un mediu ambiant unde temperatura este cea nominală = 200C.

Puterile nominale standardizate ale rezistoarelor conform STAS 6838/78 sunt 0,05; 0,1; 0,125; 0,25; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 16; 25; 40;50; 75; 100; 160; 250; 500 W. În practică la rezistoarele peliculare puterea se recunoaște după dimensiunile acestora, iar în scheme, puterea rezistorului se marchează cu simbolurile următoare:

Coeficientul de variație a rezistenței cu temperatura [α]=[grad-1] – exprimă variația relativă a rezistenței rezistorului la modificarea temperaturii:

R1 =R0[1+ α(t1-t0)] [Ω]

Tensiunea nominală (Un) reprezintă tensiunea maximă ce poate fi aplicată la bornele unui rezistor pentru o perioadă îndelungată fără a se deteriora.

Gruparea rezistoarelor

În circuitele electronice, uneori, este nevoie de o anumită valoare de rezistență care nu se găsește ca valoare nominală în seriile de valori. Prin gruparea serie, paralelă sau mixtă a mai multor rezistoare, se poate ajunge la valoarea dorită.

Gruparea serie

; ; deci: .

Prin conectarea în serie se obțin divizorii de tensiune:

și deci; similar .

Gruparea paralelă

; ; ; ;

Prin conectarea în derivație se obțin divizorii de curent:

și și deci ; similar .

Gruparea mixtă

.

Transfigurarea stea – triunghi

O posibilitate de calculare a rezistenței echivalente a unei conexiuni mixte este aceea de a aplica succesiv formulele de echivalare serie și paralel, dar există în practică situații când nu este posibilă această procedură, de exemplu în cazul figurii de mai jos unde nu există conexiuni serie sau paralel de rezistențe. În acest caz se poate echivala conexiunea de rezistențe prin transfigurarea unor conexiuni stea (R1-R2-R3) în conexiuni triunghi, sau a unor conexiuni triunghi (R12-R23-R31) în conexiuni stea.

Transfigurarea triunghi– stea

Prezentare imagini cu diferite tipuri de rezistoare

Rezistoare peliculare

Rezistoare bobinate

Rezistoare variabile

Rezistoare neliniare

Aplicații

Pentru circuitul din figură se cunoaște U12=220 V, R1=200kΩ, R2=10kΩ, determinați valoarea tensiunii U1 la capetele R1 și valoarea tensiunii U2 la capetele R2 (divizori de tensiune).

S:

Se știe că la temperatura mediului ambiant t0=150C, rezistența unui bobinaj al unei mașini electrice este R0=40Ω. După o funcționare îndelungată, rezistența bobinajului crește la valoarea R=50Ω.

Să se calculeze temperatura t la care bobinajul a ajuns după funcționare, știind că acesta este făcut din cupru ce are un coeficient de temperatură α=0,004.

S: t=77,50C

Care este valoarea rezistenței echivalente între bornele A și B din figurile următoare:

a) b)

S: R

Determinați valoarea rezistenței echivalente Re pentru circuitul din figură:

S: 5R

Un bec de putere P=30 W funcțíonează la tensiunea U=60 V. La temperatura t0=0oC rezistența electrică a filamentului becului este R0=37,5 Ω. Determinați temperatura filamentului în timpul funcționării becului știind că valoarea coeficientului termic al filamentului este α=10-3 grad-1.

S: t= 2200oC

La sfârșitul acestei lecții fiecare elev trebuie să fie în măsură:

– să definească și să clasifice rezistoarele după cele 4 criterii;

– să determine corect valoarea rezistoarelor cu ajutorul aparatelor și al tipului de marcaj;

– să identifice tipurile de rezistoarele după figură și simbolizare;

– să enumere și să definească parametrii rezistoarelor;

– să deducă și să prezinte valoarea echivalentă pentru diferite grupări ale rezistoarelor (divizori de tensiune și de curent);

– să prezinte relațiile la transfigurarea stea-triunghi și triunghi-stea;

– să rezolve aplicații specifice teoriei acestei lecții.