Widerstand

Widerstand

Eine Reihe von Axial-Lead-Widerständen
Typ	Passiv
Arbeitsprinzip	Elektrischer Widerstand
Elektronisches Symbol
IEEE Schematische Symbole

A Widerstand ist ein passiv Zwei-Terminal Elektrische Komponente das implementiert elektrischer Wiederstand als Schaltungselement. In elektronischen Schaltkreisen werden Widerstände verwendet, um den Stromfluss zu reduzieren, die Signalpegel an einzustellen, an Spannungen teilen, Voreingenommenheit aktive Elemente und enden Übertragungsleitungenunter anderem. Hochleistungswiderstände, die viele auflösen können Watts von elektrischer Leistung als Wärme kann als Teil der Motorkontrollen, in Leistungsverteilungssystemen oder als Testbelastung für verwendet werden Generatoren. Fixe Widerstände haben Widerstände, die sich nur geringfügig mit Temperatur, Zeit oder Betriebsspannung ändern. Variable Widerstände können verwendet werden, um Schaltungselemente (z. B. eine Volumenregelung oder ein Lampenzier) oder als Erfassungsgeräte für Wärme, Licht, Luftfeuchtigkeit, Kraft oder chemische Aktivität einzustellen.

Widerstände sind häufige Elemente von elektrische Netzwerke und elektronische Schaltkreise und sind allgegenwärtig in elektronische Geräte. Praktische Widerstände als diskrete Komponenten können aus verschiedenen Verbindungen und Formen bestehen. Widerstände werden auch innerhalb der Implementierung implementiert integrierte Schaltkreise.

Die elektrische Funktion eines Widerstands wird durch seinen Widerstand angegeben: Häufige kommerzielle Widerstände werden über einen Bereich von mehr als neun hergestellt Größenordnungen. Der nominelle Wert des Widerstands fällt in die Fertigungstoleranzauf der Komponente angezeigt.

Elektronische Symbole und Notation

Zwei typische schematische Darstellung Symbole sind wie folgt:

• 

  Ansi-Style: (a) Widerstand, (b) Rheostat (variabler Widerstand) und (c) Potentiometer

• 

  IEC Widerstandssymbol

Die Notation, den Wert eines Widerstands in einem Schaltplan zu sagen, variiert.

Ein gemeinsames Schema ist das RKM code folgen IEC 60062. Anstatt a zu verwenden DezimaltrennzeichenDiese Notation verwendet einen Buchstaben, der locker mit SI -Präfixen zugeordnet ist, die dem Widerstand des Teils entsprechen. Zum Beispiel, 8K2 als Teilmarkierungscode in a Schaltplan oder in a Stückliste (BOM) zeigt einen Widerstandswert von 8,2 kΩ an. Zusätzliche Nullen implizieren beispielsweise eine engere Toleranz 15m0 für drei signifikante Ziffern. Wenn der Wert ohne das Präfix (dh Multiplicator 1) ausgedrückt werden kann, wird anstelle des Dezimalabschlusses ein "R" verwendet. Zum Beispiel, 1R2 zeigt 1,2 Ω an und 18R zeigt 18 Ω an.

Theorie der Arbeitsweise

Ohm'sches Gesetz

Das Verhalten eines idealen Widerstands wird von beschrieben Ohm'sches Gesetz:

OHMs Gesetz besagt, dass die Stromspannung (${\ displayStyle v}$) über einen Widerstand ist proportional zur aktuell (${\ displayStyle i}$) Durch das durchlaufen, wo die Konstante der Verhältnismäßigkeit der Widerstand ist (${\ displayStyle r}$). Zum Beispiel, wenn eine 300-Ohm Der Widerstand ist an den Klemmen einer 12-Volt-Batterie befestigt, dann ein Strom von 12/300 = 0,04 Ampere fließt durch diesen Widerstand.

Das Ohm (Symbol: Ω) ist der Si Einheit von elektrischer Wiederstand, benannt nach Georg Simon Ohm. Ein OHM entspricht a Volt pro Ampere. Da Widerstände über einen sehr großen Wertebereich angegeben und hergestellt werden, sind die abgeleiteten Einheiten von Milliohm (1 Mω = 10^–3Ω), Kilohm (1 kΩ = 10³Ω) und megohmm (1 Mω = 10⁶Ω) sind ebenfalls gemeinsam.^{[2][3]: S. 20}

Serien- und Parallelwiderstand

Der Gesamtwiderstand von in Reihe geschalteten Widerständen ist die Summe ihrer individuellen Widerstandswerte.

Der Gesamtwiderstand von parallel angeschlossenen Widerständen ist der Gegenstand der Summe der Gegenseitigkeit der einzelnen Widerstände.^{[3]: S.20ff}

Zum Beispiel erzeugt ein 10 -Ohm -Widerstand, der parallel mit einem 5 -Ohm -Widerstand und einem 15 -Ohm -Widerstand erzeugt wird 1/1/10 + 1/5 + 1/15 Ohm des Widerstands, oder 30/11 = 2,727 Ohm.

Ein Widerstandsnetzwerk, das eine Kombination aus parallelen und Serienverbindungen ist, kann in kleinere Teile unterteilt werden, die entweder die eine oder andere sind. Einige komplexe Netzwerke von Widerständen können auf diese Weise nicht aufgelöst werden, was eine ausgefeiltere Schaltungsanalyse erfordern. Im Allgemeinen das Y-δ-Transformation, oder Matrixmethoden kann verwendet werden, um solche Probleme zu lösen.^[4][5][6]

Energieverschwendung

Zu jedem Zeitpunkt die Kraft P (Watts) von einem Widerstandswiderstand konsumiert R (Ohm) wird berechnet als:

wo V (Volt) ist die Spannung über den Widerstand und I (Ampere) ist das aktuell durchfließen. Verwendung Ohm'sches GesetzDie beiden anderen Formen können abgeleitet werden. Diese Leistung wird in Wärme umgewandelt, die durch das Widerstandspaket abgeleitet werden muss, bevor die Temperatur übermäßig steigt.^{[3]: S.22}

Widerstände werden gemäß ihrer maximalen Leistungsabteilung bewertet. Diskrete Widerstände in elektronischen Festkörpersystemen werden typischerweise als als als bewertet 1⁄10, 1⁄8, oder 1⁄4 Watt. Sie absorbieren normalerweise viel weniger als eine Watt elektrischer Leistung und erfordern wenig Aufmerksamkeit auf ihre Leistungsbewertung.

Stromwiderstände sind erforderlich, um erhebliche Mengen an Strom zu leiten, und werden typischerweise in Stromversorgungen, Stromumrechnungsschaltungen und Leistungsverstärker eingesetzt. Diese Bezeichnung wird lose auf Widerstände mit Leistungsbewertungen von 1 Watt oder mehr angewendet. Leistungswiderstände sind physikalisch größer und verwenden möglicherweise nicht die bevorzugten Werte, Farbcodes und externen Pakete, die unten beschrieben wurden.

Wenn die durchschnittliche Leistung, die durch einen Widerstand abgelöst wird, ist mehr als ihre Leistungsbewertung, es kann eine Beschädigung des Widerstands auftreten, wodurch der Widerstand dauerhaft verändert wird. Dies unterscheidet sich von der reversiblen Änderung des Widerstands aufgrund seiner Temperaturkoeffizient Wenn es sich erwärmt. Übermäßige Leistungsabteilung kann die Temperatur des Widerstands auf einen Punkt erhöhen, an dem er die Leiterplatte oder benachbarte Komponenten verbrennen oder sogar ein Feuer verursachen kann. Es gibt flammenwiederhafte Widerstände, die einen offenen Stromkreis scheitern (erstellen), bevor sie gefährlich überhitzen.

Widerstände können mit höher bewerteter Dissipation angegeben werden, als es im Dienst ist, um eine schlechte Luftzirkulation, eine hohe Höhe oder hohe zu berücksichtigen Betriebstemperatur.

Alle Widerstände haben eine maximale Spannung. Dies kann die Leistungsabteilung für höhere Widerstandswerte einschränken.^[7] Zum Beispiel unter 1⁄4 Wattwiderstände (eine sehr häufige Art von Art von geführt Widerstand) einer wird mit einem Widerstand von 100 MΩ aufgeführt^[8] und eine maximale Nennspannung von 750 V. Selbst wenn Sie 750 V über einen 100 -MΩ -Widerstand platzieren, würde dies jedoch nur zu einer Leistungsableitung von weniger als 6 MW führen, was den Nenner 1⁄4 Wattbewertung bedeutungslos.

Nicht ideale Eigenschaften

Praktische Widerstände haben eine Serie Induktivität und eine kleine Parallele Kapazität; Diese Spezifikationen können in hochfrequenten Anwendungen wichtig sein. In einem Verstärker mit niedrigem Rang oder Vorverstärker, das Lärm Eigenschaften eines Widerstands können ein Problem sein.

In einigen Präzisionsanwendungen die Temperaturkoeffizient des Widerstandes kann auch von Sorge sein.

Der unerwünschte Induktivität, das überschüssige Rauschen und der Temperaturkoeffizient hängen hauptsächlich von der Technologie ab, die bei der Herstellung des Widerstands verwendet wird. Sie werden normalerweise nicht einzeln für eine bestimmte Familie von Widerständen spezifiziert, die mithilfe einer bestimmten Technologie hergestellt werden.^[9] Eine Familie diskreter Widerstände kann auch nach ihrem Formfaktor charakterisiert werden, dh der Größe des Geräts und der Position ihrer Leads (oder Terminals). Dies ist für die praktische Herstellung von Schaltungen relevant, die sie verwenden können.

Praktische Widerstände sind ebenfalls als maximal angegeben Energie Bewertung, die die erwartete Leistungsabteilung dieses Widerstands in einem bestimmten Schaltkreis überschreiten muss: Dies ist hauptsächlich in Bezug auf die Leistungselektronikanwendungen von Bedeutung. Widerstände mit höheren Leistungsbewertungen sind physikalisch größer und können erfordern Temperatur fällt. In einem Hochspannungskreis muss manchmal auf die maximale Arbeitsspannung des Widerstands beachtet werden. Zwar gibt es für einen bestimmten Widerstand keine minimale Arbeitsspannung, aber die maximale Bewertung eines Widerstands kann jedoch dazu führen, dass der Widerstand beim Durchlaufen von Strom verbrannt wird.

Fixe Widerstände

Lead -Arrangements

Durchschnitt Komponenten haben normalerweise "Leads" (ausgesprochen /lichdz/) den Körper "axial" zu lassen, dh auf einer Linie parallel zur längsten Achse des Teils. Andere haben stattdessen "radial" von ihrem Körper. Andere Komponenten können sein SMT (Oberflächenmontage -Technologie), während Hochleistungswiderstände möglicherweise eines ihrer Leads in die entworfen haben Kühlkörper.

Kohlenstoffzusammensetzung

Kohlenstoffzusammensetzungswiderstände (CCR) bestehen aus einem festen zylindrischen Widerstandselement mit eingebetteten Drahtkabel oder Metallendkappen, an die die Bleidrähte befestigt sind. Der Körper des Widerstands ist mit Farbe oder Kunststoff geschützt. Die Kohlenstoffzusammensetzungswiderstände des frühen 20. Jahrhunderts hatten nicht iinsulierte Körper; Die Bleidrähte wurden um die Enden des Widerstandselementstabes gewickelt und gelötet. Der fertige Widerstand wurde für gemalt Farbkodierung von seinem Wert.

Das Widerstandselement in Kohlenstoffzusammensetzungswiderständen besteht aus einer Mischung aus fein pulverförmigem Kohlenstoff und einem Isoliermaterial, normalerweise Keramik. Ein Harz hält die Mischung zusammen. Der Widerstand wird durch das Verhältnis des Füllmaterials (der Pulverkeramik) zum Kohlenstoff bestimmt. Höhere Kohlenstoffkonzentrationen, die ein guter Leiter ist, führen zu niedrigeren Widerständen. Resistenten der Kohlenstoffzusammensetzungen wurden häufig in den 1960er Jahren und früher verwendet, sind jedoch für den allgemeinen Gebrauch jetzt nicht beliebt, da andere Typen bessere Spezifikationen wie Toleranz, Spannungsabhängigkeit und Stress aufweisen. Widerstände der Kohlenstoffzusammensetzung ändern den Wert, wenn sie mit Überspannungen betont werden. Wenn der interne Feuchtigkeitsgehalt, wie z. B. von der Exposition für ein gewisses Zeitraum bis hin zu einer feuchten Umgebung, erheblich ist, führt die Löthitze zu einer nicht reversiblen Änderung des Widerstandswerts. Resistenten der Kohlenstoffzusammensetzungen haben eine schlechte Stabilität mit der Zeit und wurden folglich fabrik sortiert, um bestenfalls nur 5% Toleranz zu sein.^[10] Diese Widerstände sind nichtinduktiv, was bei der Verwendung von Anwendungen zur Reduzierung von Spannungsimpuls und Schleifen Vorteile bietet.^[11] Widerstände der Kohlenstoffzusammensetzungen haben eine höhere Fähigkeit, Überlastung im Verhältnis zur Größe der Komponente standzuhalten.^[12]

Widerstände der Kohlenstoffzusammensetzungen sind noch verfügbar, aber relativ teuer. Die Werte reichten von Fraktionen eines OHM bis 22 Megoghms. Aufgrund ihres hohen Preises werden diese Widerstände in den meisten Anwendungen nicht mehr verwendet. Sie werden jedoch in Stromversorgungs- und Schweißkontrollen verwendet.^[12] Sie sind auch nach der Reparatur von elektronischen Geräten von Vintage -Geräten gefragt, bei denen Authentizität ein Faktor ist.

Kohlenstoffstapel

Ein Kohlenstoffpfahlwiderstand besteht aus einem Stapel von Kohlenstoffscheiben, die zwischen zwei Metallkontaktplatten komprimiert sind. Das Einstellen des Klemmdrucks verändert den Widerstand zwischen den Platten. Diese Widerstände werden verwendet, wenn eine einstellbare Last erforderlich ist, z. B. beim Testen von Automobilbatterien oder Funksendern. Ein Kohlenstoffpfahlwiderstand kann auch als Geschwindigkeitsregelung für kleine Motoren in Haushaltsgeräten (Nähmaschinen, Handmischer) mit Bewertungen bis zu wenigen hundert Watt verwendet werden.^[13] Ein Kohlenstoffpfahlwiderstand kann in automatisch eingebaut werden Spannungsaufsichtsbehörden für Generatoren, wo der Kohlenstoffstapel den Feldstrom kontrolliert, um eine relativ konstante Spannung aufrechtzuerhalten.^[14] Dieses Prinzip wird auch in der angewendet Kohlenstoffmikrofon.

Kohlenstofffilm

Bei der Herstellung von Kohlenstofffilmwiderständen wird ein Kohlenstofffilm auf einem isolierenden Substrat und a abgelagert Wendel wird darin geschnitten, um einen langen, schmalen Widerstandsweg zu erzeugen. Unterschiedliche Formen, gepaart mit dem Widerstand von amorph Kohlenstoff (im Bereich von 500 bis 800 & mgr; Ω M) kann einen weiten Bereich von Widerstandswerten liefern. Kohlenstofffilmwiderstände haben aufgrund der genauen Verteilung des reinen Graphits ohne Bindung ein geringes Rauschen im Vergleich zu Kohlenstoffzusammensetzungswiderständen.^[15] Kohlenstofffilmwiderstände haben einen Leistungsbewertungsbereich von 0,125 W bis 5 W bei 70 ° C. Die verfügbaren Widerstände reichen von 1 Ohm bis 10 Megaohm. Der Kohlenstofffilmwiderstand hat eine Betriebstemperatur Bereich von –55 ° C bis 155 ° C. Es verfügt über einen maximalen Arbeitsspannungsbereich von 200 bis 600 Volt. Spezielle Kohlenstofffilmwiderstände werden in Anwendungen verwendet, die eine hohe Impulsstabilität erfordern.^[12]

Gedruckte Kohlenstoffwiderstände

Widerstände für Kohlenstoffzusammensetzungen können direkt auf gedruckt werden gedruckte Leiterplatte (PCB) Substrate als Teil des PCB -Herstellungsprozesses. Obwohl diese Technik bei Hybrid -PCB -Modulen häufiger vorkommt, kann sie auch für Standard -Fiberglass -PCBs verwendet werden. Toleranzen sind in der Regel sehr groß und können in der Größenordnung von 30%liegen. Eine typische Anwendung wäre nicht kritisch Pull-up-Widerstände.

Dicker und dünner Film

Dicke Filmwiderstände wurden in den 1970er Jahren beliebt und die meisten Smd (Oberflächenmontagevorrichtung) Widerstände sind heute von dieser Art. Das Widerstandselement dicker Filme ist 1000 -mal dicker als dünne Filme.^[16] Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, wie der Film auf den Zylinder (axiale Widerstände) oder die Oberfläche (SMD -Widerstände) angewendet wird.

Dünnfilmwiderstände werden von hergestellt von sputtern (eine Methode von Vakuumabscheidung) das Widerstandsmaterial auf ein isolierendes Substrat. Der Film wird dann auf ähnliche Weise wie der alte (subtraktive) Prozess zum Herstellen von gedruckten Leiterplatten geätzt. Das heißt, die Oberfläche ist mit a beschichtet photoempfindliches Material, bedeckt von einem Musterfilm, bestrahlt mit Ultraviolett Licht, und dann wird die exponierte photoempfindliche Beschichtung entwickelt, und der zugrunde liegende Dünnfilm wird weggeätzt.

Dicke Filmwiderstände werden mit Bildschirm- und Schablonendruckprozessen hergestellt.^[12]

Da die Zeit, in der das Sputter durchgeführt wird, kontrolliert werden kann, kann die Dicke des Dünnfilms genau kontrolliert werden. Die Art des Materials variiert auch, bestehend aus einer oder mehreren Keramik (Cermet) Leiter wie z. Tantalnitrid (Bräunen), Rutheniumoxid (Ruo
₂), Bleioxid (PBO), Bismuth Ruthenat (Bi
₂Ru
₂O
₇), Nickelchrom (NICR) oder Wismut -Iriat (Bi
₂Ir
₂O
₇).

Der Widerstand sowohl dünner als auch dicker Filmwiderstände nach der Herstellung ist nicht sehr genau. Sie werden normalerweise durch Schleifmittel oder auf einen genauen Wert getrimmt Lasertrimmen. Dünnfilmwiderstände werden normalerweise mit Toleranzen von 1% und 5% und mit Temperaturkoeffizienten von 5 bis 50 spezifiziert ppm/k. Sie haben auch viel niedriger Lärm Niveaus auf dem Niveau von 10–100 mal weniger als dicke Filmwiderstände.^[17] Dicke Filmwiderstände können dieselbe leitfähige Keramik verwenden, aber sie werden mit gemischt gesintert (pulverisiert) Glas und eine Trägerflüssigkeit, damit der Verbund sein kann Bildschirmgedruckt. Dieses Verbundwerk aus Glas und leitender Keramik (Cermet) wird dann in einem Ofen bei etwa 850 ° C verschmolzen (gebacken).

Bei der ersten Herstellung hatten dicke Filmwiderstände Toleranzen von 5%, aber die Standardtoleranzen haben sich in den letzten Jahrzehnten auf 2% oder 1% verbessert.^{[Zeitfenster?]} Die Temperaturkoeffizienten von dicken Filmwiderständen betragen typischerweise ± 200 oder ± 250 ppm/k; a 40-Kelvin (70 ° F) Die Temperaturänderung kann den Widerstand um 1%verändern.

Dünnfilmwiderstände sind normalerweise weitaus teurer als dicke Filmwiderstände. Beispielsweise sind SMD -Dünnfilmwiderstände mit 0,5% Toleranzen und mit 25 ppm/k -Temperaturkoeffizienten, wenn sie in Rollenmengen in voller Größe gekauft werden, etwa doppelt so hoch wie 1%, 250 ppm/k dicke Filmwiderstände.

Metallfilm

Eine häufige Art von axial-gemessenem Widerstand ist heute der Metallfilmwiderstand. Metallelektrode leitloses Gesicht (Melf) Widerstände verwenden häufig die gleiche Technologie.

Metallfilmwiderstände werden normalerweise mit Nickelchrom (NICR) beschichtet, können jedoch mit einem der oben für Dünnfilmwiderstände aufgeführten Cermet -Materialien beschichtet sein. Im Gegensatz zu dünnen Filmwiderständen kann das Material unter Verwendung verschiedener Techniken als Sputtern angewendet werden (obwohl dies eine Technik ist). Der Widerstandswert wird durch Schneiden einer Helix durch die Beschichtung und nicht durch Ätzen bestimmt, ähnlich wie mit Kohlenstoffwiderständen hergestellt. Das Ergebnis ist eine angemessene Toleranz (0,5%, 1%oder 2%) und ein Temperaturkoeffizient, der im Allgemeinen zwischen 50 und 100 ppm/k liegt.^[18] Metallfilmwiderstände besitzen gute Rauscheigenschaften und eine geringe Nichtlinearität aufgrund eines niedrigen Spannungskoeffizienten. Sie sind auch aufgrund der langfristigen Stabilität von Vorteil.^[12]

Metalloxidfilm

Metalloxidfilmwiderstände bestehen aus Metalloxiden, was zu einer höheren Betriebstemperatur und einer höheren Stabilität und Zuverlässigkeit als Metallfilm führt. Sie werden in Anwendungen mit hohen Ausdaueranforderungen verwendet.

Drahtwunde

Drahtwundwiderstände werden üblicherweise durch Wickeln eines Metalldrahtes hergestellt, normalerweise Nichrome, um einen Keramik-, Plastik- oder Glasfaserkern. Die Enden des Drahtes werden an zwei Kappen oder Ringen gelötet oder an den Enden des Kerns befestigt. Die Baugruppe ist mit einer Farbschicht, geformtem Kunststoff oder einem geschützt Emaille Beschichtung bei hoher Temperatur gebacken. Diese Widerstände sind so konzipiert, dass sie ungewöhnlich hohe Temperaturen von bis zu 450 ° C standhalten.^[12] Drahtleitungen in niedrigem Stromverdrahtungswunden sind normalerweise zwischen 0,6 und 0,8 mm Durchmesser und zur Einfachheit des Lötens verziert. Für höhere Stromverträge wird entweder ein Keramik -Außenfall oder ein Aluminium -Außenfall auf einer Isolierschicht verwendet. Wenn der äußere Fall Keramik ist, werden solche Widerstände manchmal als "Zement" -Früster beschrieben, obwohl sie eigentlich keine traditionellen enthalten Zement. Die Aluminium-Cased-Typen sind so ausgelegt, dass sie an einem Kühlkörper befestigt sind, um die Wärme abzuleiten. Die Nennleistung hängt davon ab, dass mit einem geeigneten Kühlkörper verwendet wird, z. B. eine 50 -W -Leistung, die bei einem Bruchteil der Leistungsdissipation überhitzt, wenn sie nicht mit einem Kühlkörper verwendet wird. Große Drahtwundwiderstände können für 1.000 Watt oder mehr bewertet werden.

Weil Drahtwundwiderstände sind Spulen Sie haben unerwünschtere Induktivität als andere Arten von Widerstand. Durch das Wickeln des Drahtes in Abschnitten mit abwechselnd umgekehrter Richtung kann die Induktivität minimiert werden. Andere Techniken anwenden Bifilar -Wicklung, oder ein flacher dünner ersterer (um den Querschnittsbereich der Spule zu reduzieren). Für die anspruchsvollsten Schaltungen, Widerstände mit Ayrton - Perry Wicking werden verwendet.

Anwendungen von Drahtwundenwiderständen ähneln denen von Zusammensetzungswiderständen mit Ausnahme von Hochfrequenzanwendungen. Der Hochfrequenzgang von Drahtwundwiderständen ist wesentlich schlechter als der eines Zusammensetzungswiderstands.^[12]

Metallfolienwiderstand

1960,, Felix Zandman und Sidney J. Stein^[19] präsentierte eine Entwicklung des Widerstandsfilms mit sehr hoher Stabilität.

Das primäre Widerstandselement eines Folienwiderstands ist eine Chrom -Nickel -Legierungsfolie mehrere mehrere Mikrometer dick. Chrom -Nickellegierungen sind durch einen großen elektrischen Widerstand (etwa das 58 -fache des Kupfers), einen kleinen Temperaturkoeffizienten und einen hohen Widerstand gegen Oxidation gekennzeichnet. Beispiele sind Chromel A und Nichrome V, deren typische Zusammensetzung 80 NI und 20 Cr mit einem Schmelzpunkt von 1420 ° C beträgt. Wenn Eisen hinzugefügt wird, wird die Chrom -Nickellegierung mehr duktil. Das Nichrom und Chromel C sind Beispiele für eine Legierung, die Eisen enthält. Die für Nichrom typische Zusammensetzung beträgt 60 Ni, 12 Cr, 26 Fe, 2 mn und Chromel C, 64 Ni, 11 Cr, Fe 25. Die Schmelztemperatur dieser Legierungen beträgt 1350 ° C bzw. 1390 ° C.^{[20][Vollständiges Zitat benötigt]}

Seit ihrer Einführung in den 1960er Jahren hatten Folienwiderstände die beste Präzision und Stabilität eines verfügbaren Widerstands. Einer der wichtigsten Stabilitätsparameter ist der Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR). Der TCR von Folienwiderständen ist extrem niedrig und wurde im Laufe der Jahre weiter verbessert. Ein Bereich von Ultra-Präzisionsfolienwiderständen bietet einen TCR von 0,14 ppm/° C, Toleranz ± 0,005%, langfristige Stabilität (1 Jahr) 25 ppm, (3 Jahre) 50 ppm (weiter verbessert 5-fach von hermetischer Versiegelung) , Stabilität unter Last (2000 Stunden) 0,03%, thermischer EMF 0,1 μV/° C, Rauschen –42 dB, Spannungskoeffizient 0,1 ppm/V, Induktivität 0,08 μH, Kapazität 0,5 PF.^[21]

Die thermische Stabilität dieser Art von Widerstand hat auch mit den entgegengesetzten Wirkungen des elektrischen Widerstands des Metalls mit der Temperatur zu tun und durch die thermische Ausdehnung zu reduzieren .

Amperemeter Shunts

Ein Amperemeter Shunt ist eine spezielle Art von Strom-Sensing-Widerstand mit vier Klemmen und einem Wert in Milliohm oder sogar Mikro-Ohm. Aktuelle Messinstrumente können in der Regel nur begrenzte Strömungen akzeptieren. Um hohe Ströme zu messen, führt der Strom durch den Shunt, über den der Spannungsabfall gemessen und als Strom interpretiert wird. Ein typischer Shunt besteht aus zwei festen Metallblöcken, manchmal Messing, die auf einer Isolierbasis montiert sind. Zwischen den Blöcken und gelöteten oder zu ihnen geblöteten, sind eine oder mehrere Streifen von niedrigem Streifen Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR) Manganin Legierung. Große in die Blöcke eingefusten von großen Schrauben machen die Stromanschlüsse, während viel kleinere Schrauben Volt -Messgerät -Anschlüsse liefern. Shunts werden mit vollem Maßstabsstrom bewertet und haben häufig einen Spannungsabfall von 50 mV bei Nennstrom. Solche Messgeräte werden an das SHUNT Full Current -Rating angepasst, indem ein entsprechend markiertes Zifferblatt verwendet wird. An den anderen Teilen des Messgeräts muss keine Änderung vorgenommen werden.

Gitterwiderstand

In hochkarätigen industriellen Hochleistungsanwendungen ist ein Gitterwiderstand ein großes konvektionsgekühltes Gitter aus gestempelten Metalllegierungsstreifen, die in Reihen zwischen zwei Elektroden verbunden sind. Solche industriellen Widerstände können so groß wie ein Kühlschrank sein; Einige Konstruktionen können über 500 Ampere Strom verarbeiten, wobei eine Reihe von Widerständen weniger als 0,04 Ohm erstreckt. Sie werden in Anwendungen verwendet, wie z. Dynamisches Bremsen und Ladebanken zum Lokomotiven und Straßenbahnen, neutrale Erdung für industrielle Wechselstromverteilung, Kontrolllasten für Krane und schwere Geräte, Lasttests von Generatoren und harmonische Filterung für elektrische Umspannwerke.^[22]

Der Begriff Gitterwiderstand wird manchmal verwendet, um einen Widerstand jeglicher Art zu beschreiben, der mit dem verbunden ist Steuerraster von a Vakuumröhre. Dies ist keine Widerstandstechnologie; Es ist eine elektronische Schaltungstopologie.

Besondere Sorten

• Cermet
• Phenol
• Tantal
• Wasserwiderstand

Variable Widerstände

Einstellbare Widerstände

Ein Widerstand hat möglicherweise einen oder mehrere feste Abschnittenpunkte, so dass der Widerstand durch Verschieben der Verbindungsdrähte auf verschiedene Klemmen geändert werden kann. Einige Drahtwunden -Leistungswiderstände haben einen Klopfpunkt, der entlang des Widerstandselements gleiten kann und ein größerer oder kleinerer Teil des Widerstands verwendet werden kann.

Wenn die kontinuierliche Einstellung des Widerstandswerts während des Betriebs von Geräten erforderlich ist, kann der Schieberwiderstandshahn an einen an einen Bediener zugänglichen Knopf angeschlossen werden. Ein solches Gerät wird a genannt Rheostat und hat zwei Terminals.

Potentiometer

A Potentiometer (umgangssprachlich, Topf) ist ein Drei-terminaler Widerstand mit einem kontinuierlich einstellbaren Klopfpunkt, der durch Drehung eines Schaftes oder eines Knopfes oder durch einen linearen Schieberegler gesteuert wird.^[23] Der Name Potentiometer kommt von seiner Funktion als einstellbar Spannungsteiler eine Variable bereitstellen Potenzial am Klemme, das mit dem Klopfpunkt verbunden ist. Die Volumensteuerung in einem Audiogerät ist eine häufige Anwendung eines Potentiometers. Ein typisches Potenzentiometer mit niedriger Leistung (Zeichnung sehen) ist aus einem flachen Widerstandselement konstruiert (B) von Kohlenstoffzusammensetzung, Metallfilm oder leitfähigem Kunststoff mit einem federlosen Phosphorbronze Wischerkontakt (C) das bewegt sich entlang der Oberfläche. Eine alternative Konstruktion ist Widerstandsdraht auf einer Form, wobei der Scheibenwischer axial entlang der Spule gleitet.^[23] Diese haben eine geringere Auflösung, da der Scheibenwischer die Widerstandsänderungen in Schritten ändert, die dem Widerstand einer einzelnen Runde entsprechen.^[23]

Hochauflösende Multiturn-Potentiometer werden in Präzisionsanwendungen verwendet. Diese haben Drahtwunden-Widerstandselemente, die typischerweise an einem helikalen Dorn gewickelt sind, wobei sich der Scheibenwischer auf einer helikalen Strecke bewegt, während die Steuerung gedreht wird, wodurch kontinuierlich mit dem Draht kontinuierlich Kontakt hergestellt wird. Einige umfassen eine leitfähig-plastische Widerstandsbeschichtung über dem Draht, um die Auflösung zu verbessern. Diese bieten in der Regel zehn Kurven ihrer Wellen, um ihre gesamte Reichweite abzudecken. Sie werden normalerweise mit Zifferblättern eingestellt, die einen einfachen Kurvenzähler und ein abgestuftes Zifferblatt enthalten, und können normalerweise eine dreistellige Auflösung erreichen. Elektronische analoge Computer verwendeten sie in der Menge zum Festlegen von Koeffizienten und verzögerten Oszilloskopen der letzten Jahrzehnte auf ihren Panels.

Widerstands -Jahrzehntboxen

Ein Box des Widerstands -Jahrzehnts oder ein Widerstandssubstitutionsbox ist eine Einheit, die Widerstände vieler Werte enthält, mit einem oder mehreren mechanischen Schaltern, die es einem der verschiedenen diskreten Widerstände ermöglichen, die vom Box gewählt werden können. Normal Von der Genauigkeit der Labor-/Kalibrierungsgrade von 20 Teilen pro Million bis hin zu 1%auf Feldgrad. Es sind auch kostengünstige Boxen mit geringerer Genauigkeit verfügbar. Alle Typen bieten eine bequeme Möglichkeit, einen Widerstand in Labor-, Versuchs- und Entwicklungsarbeiten zu wählen und schnell zu ändern, ohne dass Widerstände einzeln oder sogar jeden Wert auf Lager haben müssen. Der Widerstandsbereich, die maximale Auflösung und die Genauigkeit charakterisieren die Box. Beispielsweise bietet eine Schachtel Widerstände von 0 bis 100 Megegohm, maximale Auflösung von 0,1 Ohm, Genauigkeit von 0,1%.^[24]

Spezielle Geräte

Es gibt verschiedene Geräte, deren Widerstand mit verschiedenen Mengen ändert. Der Widerstand von NTC Thermistoren Zeigen Sie einen starken negativen Temperaturkoeffizienten, wodurch sie für die Messung der Temperaturen nützlich sind. Da ihr Widerstand groß sein kann, bis sie aufgrund des Stromablaufs erhitzen dürfen, werden sie auch häufig verwendet, um übermäßig zu verhindern Aktuelle Anstände Wenn die Ausrüstung angetrieben wird. Ebenso der Widerstand von a Humistor variiert mit Feuchtigkeit. Eine Art von Fotodetektor, die Photoresistor, hat einen Widerstand, der mit der Beleuchtung variiert.

Das Dehnungsanzeige, erfunden von Edward E. Simmons und Arthur C. Ruge Im Jahr 1938 ist eine Art von Widerstand, der den Wert mit angelegter Dehnung ändert. Ein einzelner Widerstand kann verwendet werden oder ein Paar (halbe Brücke) oder vier in a verbundene Widerstände Weizensteinbrücke Aufbau. Der Stammwiderstand ist mit Klebstoff an ein Objekt verbunden, das ausgesetzt ist mechanische Belastung. Mit dem Dehnungsmessgerät und einem Filter, einem Verstärker und einem analogen/digitalen Wandler kann der Dehnungsstamm eines Objekts gemessen werden.

Eine verwandte, aber neuere Erfindung verwendet a Quantentunnelverbund mechanische Belastung zu spüren. Es übergeht einen Strom, dessen Größe um den Faktor von 10 variieren kann¹² als Reaktion auf Änderungen des angewendeten Drucks.

Messung

Der Wert eines Widerstands kann mit einem gemessen werden Ohmmeter, was eine Funktion von a sein kann Multimeter. Normalerweise verbinden Sonden an den Tests der Testleitungen mit dem Widerstand. Ein einfacher Ohmmeter kann eine Spannung von einer Batterie über den unbekannten Widerstand (mit einem internen Widerstand eines bekannten Wertes in Reihe) auftragen, der einen Strom erzeugt, der a antreibt Meterbewegung. Der Strom, gemäß den Ohm'sches Gesetz, ist umgekehrt proportional zur Summe des internen Widerstands und des zu testenden Widerstands, was zu einer analogen Messskala führt, die sehr nichtlinear ist und von unendlich bis 0 Ohm kalibriert ist. Ein digitales Multimeter mit aktiver Elektronik kann stattdessen einen bestimmten Strom durch den Testwiderstand übergeben. Die in diesem Fall über den Testwiderstand erzeugte Spannung ist linear proportional zu ihrem Widerstand, der gemessen und angezeigt wird. In beiden Fällen sind die niedrigen Resistenzbereiche des Messgeräts durch die Testleitungen viel mehr Strom als hochbeständige Bereiche. Dies ermöglicht es, dass die vorhandenen Spannungen auf angemessenen Niveaus liegen (im Allgemeinen unter 10 Volt), aber dennoch messbar sind.

Messung von Resistenten mit niedrigem Wert, wie z. Vier-terminale Verbindungen. Ein Klemmenpaar wendet einen bekannten kalibrierten Strom auf den Widerstand an, während das andere Paar den Spannungsabfall über den Widerstand erfasst. Einige Ohmmeters, Milliohmmetern und sogar einige der besseren digitalen Multimeter -Sinne, die vier Eingangsanschlüsse für diesen Zweck haben, die mit speziellen Testleitungen genannt werden können, einige der besseren digitalen Multimeter -Sinn Kelvin Clips. Jeder der beiden Clips hat ein Paar Jaws, die voneinander isoliert sind. Eine Seite eines jeden Clips liefert den Messstrom, während die anderen Verbindungen nur den Spannungsabfall erfassen. Der Widerstand wird erneut unter Verwendung des Ohm -Gesetzes als gemessene Spannung geteilt durch den angelegten Strom berechnet.

Standards

Produktionswiderstand

Widerstandsmerkmale werden quantifiziert und unter Verwendung verschiedener nationaler Standards gemeldet. In den USA, Mil-std-202^[25] Enthält die relevanten Testmethoden, auf die sich andere Standards beziehen.

Es gibt verschiedene Standards, die Eigenschaften von Widerständen für die Verwendung in Geräten spezifizieren:

• IEC 60062 (IEC 62) / DIN 40825 / BS 1852 / Ist 8186 / Jis c 5062 etc. (Widerstandsfarbcode, RKM code, Datumscode)
• EIA RS-279 / DIN 41429 (Widerstandsfarbcode)
• IEC 60063 (IEC 63) / Jis c 5063 (Standard -E -Serie -Werte)
• MIL-PRF-26
• MIL-PRF-39007 (feste Leistung, festgelegte Zuverlässigkeit)
• MIL-PRF-55342 (Oberflächenmontage dicker und dünner Film)
• MIL-PRF-914
• MIL-R-11 Standard storniert
• MIL-R-39017 (fest, allgemeiner Zweck, festgelegte Zuverlässigkeit)
• MIL-PRF-32159 (Null Ohm Jumper)
• UL 1412 (Verschmelzung und Temperatur begrenzte Widerstände)^[26]

Es gibt andere Militärbeschaffungsstände der Vereinigten Staaten.

Widerstandsstandards

Das Primärer Standard Aus dem Widerstand wurde das "Quecksilber ohm" ursprünglich 1884 als Quecksilbersäule 106,3 cm lang und als Säule definiert und 1 Quadratmillimeter im Querschnitt bei 0 Grad Celsius. Schwierigkeiten, die physikalischen Konstanten genau zu messen, um diesen Standard zu replizieren, führen zu Variationen von bis zu 30 ppm. Ab 1900 wurde das Quecksilber -Ohm durch eine präzisionsbearbeitete Platte von ersetzt Manganin.^[27] Seit 1990 basiert der internationale Widerstandsstandard auf dem Quantisierter Hall -Effekt entdeckt von Klaus von Klitzing, für die er 1985 den Nobelpreis für Physik gewann.^[28]

Widerstände von extrem hoher Präzision werden für hergestellt Kalibrierung und Labor verwenden. Sie können vier Klemmen haben, wobei ein Paar einen Betriebsstrom und das andere Paar zum Messen des Spannungsabfalls verwenden. Dies beseitigt Fehler, die durch Spannungsabfälle über die Bleiwiderstände verursacht werden, da keine Ladung durch Spannungsempfindungsleitungen fließt. Es ist wichtig für Widerstände mit geringem Wert (100–0.0001 Ohm), wobei der Bleiwiderstand in Bezug auf den Resistenzstandard signifikant oder sogar vergleichbar ist.^[29]

Widerstandsmarkierung

Die Fälle von axialen Widerständen sind normalerweise braun, braun, blau oder grün (obwohl auch gelegentlich auch andere Farben gefunden werden, wie z. B. dunkelrot oder dunkelgrau), und 3–6 farbige Streifen anzeigen, die auf Widerstand hinweisen (und nach Ausdehnungstoleranz). und kann Bänder einschließen, um den Temperaturkoeffizienten und die Zuverlässigkeitsklasse anzugeben. In vierstreifen Widerstand repräsentieren die ersten beiden Streifen die ersten beiden Ziffern des Widerstands in Ohm, der dritte repräsentiert a Multiplikatorund das vierte die Toleranz (die, wenn es nicht vorhanden ist, ± 20%bedeutet). Für Fünf- und sechs gestreifte Widerstände ist das dritte Band die dritte Ziffer, der vierte ist der Multiplikator und der fünfte die Toleranz; Ein sechster Streifen repräsentiert den Temperaturkoeffizienten. Die Leistungsbewertung des Widerstands ist normalerweise nicht markiert und aus seiner Größe abgeleitet.

Oberflächenmontage Widerstände sind numerisch markiert.

Die Widerstände des frühen 20. Jahrhunderts, im Wesentlichen nicht inuliert, wurden in Farbe getaucht, um ihren gesamten Körper für die Farbkodierung zu bedecken. Diese Grundfarbe stellte die erste Ziffer dar. Eine zweite Farbe der Farbe wurde auf ein Ende des Elements angewendet, um eine zweite Ziffer darzustellen, und ein Farbpunkt (oder ein Band) in der Mitte stellte die dritte Ziffer vor. Die Regel war "Körper, Tipp, Punkt", das in dieser Reihenfolge zwei wesentliche Ziffern für den Wert und den Dezimalmultiplikator bereitstellte. Die Standardtoleranz betrug ± 20%. Resistenten mit engerer Toleranz hatten am anderen Ende Silber (± 10%) oder goldfarbene (± 5%) Farbe.

Bevorzugte Werte

Frühe Widerstände wurden in mehr oder weniger willkürlichen runden Zahlen hergestellt; Eine Serie könnte 100, 125, 150, 200, 300 usw. haben.^[30] Frühe Stromverdrahtungswiderstände wie braune Glaskörpern-Typen wurden mit einem System von bevorzugten Werten hergestellt, wie einige der hier erwähnten. Widerstände wie hergestellt werden einem bestimmten Prozentsatz ausgesetzt Toleranzund es ist sinnvoll, Werte herzustellen, die mit der Toleranz korrelieren, so dass sich der tatsächliche Wert eines Widerstands leicht mit seinen Nachbarn überlappt. Breiterer Abstand verlässt Lücken; Der schmalere Abstand erhöht die Herstellungs- und Inventarkosten, um Widerstände bereitzustellen, die mehr oder weniger austauschbar sind.

Ein logisches Schema besteht darin, Widerstände in einem Wertebereich zu produzieren, die in a zunehmen Geometrischer Fortschritt, so dass jeder Wert durch einen festen Multiplikator oder Prozentsatz größer ist als sein Vorgänger, der für die Toleranz des Bereichs entspricht. Zum Beispiel ist es für eine Toleranz von ± 20% sinnvoll, jeden Widerstand etwa das 1,5 -fache des Vorgängers zu haben, der ein Jahrzehnt in 6 Werten abdeckt. Genauer gesagt beträgt der verwendete Faktor 1,4678 ≈ ${\ displayStyle 10^{1/6}}$, Werte von 1,47, 2,15, 3,16, 4,64, 6,81, 10 für das 1–10 Jahrzehnten (ein Jahrzehnt ist ein Bereich, der um einen Faktor von 10; 0,1–1 und 10–100 ansteigt, sind weitere Beispiele); Diese werden in der Praxis auf 1,5, 2,2, 3,3, 4,7, 6,8, 10 abgerundet; gefolgt von 15, 22, 33, ... und ging von ... 0,47, 0,68, 1. Dieses Schema wurde als die verabschiedet E6 -Serie des IEC 60063 bevorzugte Nummer Werte. Es gibt auch E12, E24, E48, E96 und E192 Serien für Komponenten der zunehmend feineren Auflösung mit 12, 24, 48, 96 und 192 verschiedenen Werten in jedem Jahrzehnt. Die verwendeten Werte sind in der IEC 60063 Listen der bevorzugten Zahlen.

Es wird erwartet, dass ein Widerstand von 100 Ohm ± 20% einen Wert zwischen 80 und 120 Ohm hat. Die E6 -Nachbarn sind 68 (54–82) und 150 (120–180) Ohm. Ein vernünftiger Abstand E6 wird für ± 20% Komponenten verwendet; E12 für ± 10%; E24 für ± 5%; E48 für ± 2%, E96 für ± 1%; E192 für ± 0,5% oder besser. Widerstände werden in Werten von einigen Milliohm bis etwa einem Gigaohm in IEC60063 -Bereichen hergestellt, die für ihre Toleranz geeignet sind. Hersteller können Widerstände basierend auf der Messung in Toleranzklassen sortieren. Dementsprechend könnte eine Auswahl von 100 Ohm-Widerständen mit einer Toleranz von ± 10% nicht nur etwa 100 Ohm (aber nicht mehr als 10% Rabatt) liegen, wie man es erwarten würde (ein Glockenkanal), sondern in zwei Gruppen. Entweder zwischen 5 und 10% zu hoch oder 5 bis 10% zu niedrig (aber nicht näher bei 100 Ohm als dieses), da Widerstände die Fabrik als weniger als 5% Rabatt gemessen worden wären und als Widerstände mit nur ± verkauft worden wären 5% Toleranz oder besser. Bei der Gestaltung einer Schaltung kann dies zu einer Überlegung werden. Dieser Prozess der Sortierung von Teilen auf der Basis von Postproduktionsmessungen wird als "Binning" bezeichnet und kann auf andere Komponenten angewendet werden als Widerstände (wie Geschwindigkeitsklassen für CPUs).

SMT -Widerstände

Oberfläche montiert Widerstände größerer Größen (Metrik 1608 und oben) werden mit numerischen Werten in einem Code gedruckt, der sich auf den auf axialen Widerständen verwendeten Code bezieht. Standardtoleranz Surface-Mount-Technologie (SMT) Widerstände sind mit einem dreistelligen Code markiert, in dem die ersten beiden Ziffern die ersten beiden sind wichtige Ziffer des Wertes und der dritten Ziffer ist die Leistung von zehn (die Anzahl der Nullen). Zum Beispiel:

• 334 = 33 × 10⁴ Ω = 330 kΩ
• 222 = 22 × 10² Ω = 2,2 kΩ
• 473 = 47 × 10³ Ω = 47 kΩ
• 105 = 10 × 10⁵ Ω = 1 MΩ

Widerstände weniger als 100 Ω werden geschrieben: 100, 220, 470. Die endgültige Null repräsentiert zehn bis zum Power Null, dh 1. zum Beispiel:

• 100 = 10 × 10⁰ Ω = 10 Ω
• 220 = 22 × 10⁰ Ω = 22 ω

Manchmal werden diese Werte als 10 oder 22 gekennzeichnet, um einen Fehler zu verhindern.

Widerstände weniger als 10 Ω haben 'r', um die Position des Dezimalpunkts anzuzeigen (Radixpunkt). Zum Beispiel:

• 4R7 = 4,7 Ω
• R300 = 0,30 Ω
• 0R22 = 0,22 Ω
• 0R01 = 0,01 Ω

000 und 0000 erscheinen manchmal als Werte auf der Oberflächenmontage Zero-Ohm LinksDa diese (ungefähr) Nullwiderstand haben.

Neuere Oberflächenwiderstände sind physisch zu klein, um praktische Markierungen anzuwenden.

Präzisionswiderstandsmarkierungen

Viele Präzisionswiderstände, einschließlich Oberflächenmontage- und Axial-Lead-Typen, sind mit einem vierstelligen Code gekennzeichnet. Die ersten drei Ziffern sind die signifikanten Zahlen und die vierte ist die Kraft von zehn. Zum Beispiel:

• 1001 = 100 × 10¹ Ω = 1,00 kΩ
• 4992 = 499 × 10² Ω = 49,9 kΩ
• 1000 = 100 × 10⁰ Ω = 100 Ω

Axial-Lead-Präzisionswiderstände verwenden häufig Farbcode-Banden, um diesen vierstelligen Code darzustellen.

EIA-96-Markierung

Das ehemalige EIA-96-Markierungssystem ist jetzt enthalten IEC 60062: 2016 ist ein kompakteres Markierungssystem für physikalisch kleine hochpräzise Widerstände. Es verwendet einen zweistelligen Code plus einen Buchstaben (insgesamt drei alphanumerische Zeichen), um 1% Widerstandswerte für drei signifikante Ziffern anzuzeigen.^[31] Die beiden Ziffern (von "01" bis "96") sind ein Code, der eine der 96 "Positionen" im Standard anzeigt E96 -Serie von 1% Widerstandswerten. Der Großbuchstaben ist ein Code, der eine Leistung von zehn Multiplikator anzeigt. Zum Beispiel repräsentiert die Markierung "01c" 10 Kohm; "10c" repräsentiert 12,4 Kohm; "96c" repräsentiert 97,6 Kohm.^{[32][33][34][35][36]}

Code Serie Brief Ziffern E96 Y/s X/r EIN B/h C D E 01 1.00 1R00 10R0 100r 1K00 10k0 100k 1m00 02 1.02 1R02 10R2 102r 1K02 10k2 102k 1m02 03 1.05 1R05 10R5 105R 1K05 10k5 105K 1m05 04 1.07 1R07 10R7 107r 1K07 10K7 107K 1m07 05 1.10 1R10 11r0 110r 1K10 11K0 110k 1m10 06 1.13 1R13 11R3 113r 1K13 11K3 113k 1m13 07 1.15 1R15 11R5 115r 1K15 11K5 115k 1m15 08 1.18 1R18 11r8 118r 1K18 11K8 118K 1m18 09 1.21 1R21 12r1 121r 1K21 12K1 121k 1m21 10 1.24 1R24 12r4 124r 1K24 12k4 124K 1m24 11 1.27 1R27 12r7 127r 1K27 12k7 127K 1m27 12 1.30 1R30 13r0 130r 1K30 13k0 130k 1m30 13 1.33 1R33 13R3 133r 1K33 13K3 133k 1m33 14 1.37 1R37 13r7 137r 1K37 13K7 137K 1m37 15 1.40 1R40 14r0 140r 1K40 14K0 140k 1m40 16 1.43 1R43 14R3 143r 1K43 14K3 143k 1m43 17 1.47 1R47 14R7 147r 1K47 14K7 147k 1m47 18 1,50 1R50 15r0 150r 1K50 15k0 150k 1m50 19 1,54 1R54 15R4 154r 1K54 15k4 154K 1m54 20 1,58 1R58 15r8 158r 1K58 15k8 158K 1m58 21 1.62 1R62 16R2 162r 1K62 16K2 162k 1m62 22 1.65 1R65 16R5 165r 1K65 16K5 165k 1m65 23 1.69 1R69 16R9 169r 1K69 16K9 169k 1m69 24 1.74 1R74 17R4 174r 1K74 17k4 174K 1m74 25 1.78 1R78 17R8 178r 1K78 17K8 178K 1m78 26 1.82 1R82 18R2 182r 1K82 18K2 182k 1m82 27 1.87 1R87 18R7 187r 1K87 18K7 187k 1m87 28 1.91 1R91 19R1 191r 1K91 19K1 191k 1m91 29 1.96 1R96 19R6 196r 1K96 19K6 196K 1m96 30 2.00 2R00 20r0 200r 2K00 20k0 200k 2m00 31 2.05 2R05 20R5 205r 2K05 20k5 205k 2m05 32 2.10 2R10 21r0 210r 2K10 21K0 210k 2m10 33 2.15 2R15 21R5 215r 2K15 21K5 215k 2m15 34 2.21 2R21 22R1 221r 2K21 22K1 221k 2m21 35 2.26 2R26 22R6 226r 2K26 22K6 226K 2m26 36 2.32 2R32 23r2 232r 2K32 23K2 232K 2m32 37 2.37 2R37 23r7 237r 2K37 23K7 237K 2m37 38 2.43 2R43 24R3 243r 2K43 24K3 243K 2m43 39 2.49 2R49 24R9 249r 2K49 24K9 249K 2m49 40 2.55 2R55 25R5 255r 2K55 25K5 255k 2m55 41 2.61 2R61 26R1 261r 2K61 26K1 261k 2m61 42 2.67 2R67 26R7 267r 2K67 26K7 267K 2m67 43 2.74 2R74 27R4 274r 2K74 27k4 274K 2m74 44 2.80 2R80 28r0 280r 2K80 28K0 280k 2m80 45 2.87 2R87 28r7 287r 2K87 28K7 287K 2m87 46 2.94 2R94 29r4 294r 2K94 29K4 294K 2m94 47 3.01 3R01 30R1 301r 3K01 30k1 301k 3m01 48 3.09 3R09 30R9 309r 3K09 30k9 309K 3m09

Code Serie Brief Ziffern E96 Y/s X/r EIN B/h C D E 49 3.16 3R16 31R6 316R 3K16 31K6 316K 3m16 50 3.24 3R24 32R4 324r 3K24 32K4 324K 3m24 51 3.32 3R32 33R2 332r 3K32 33K2 332K 3m32 52 3.40 3R40 34r0 340r 3K40 34K0 340k 3m40 53 3.48 3R48 34R8 348r 3K48 34K8 348K 3m48 54 3.57 3R57 35R7 357r 3K57 35K7 357K 3m57 55 3.65 3R65 36R5 365r 3K65 36K5 365k 3m65 56 3.74 3R74 37R4 374r 3K74 37K4 374K 3m74 57 3.83 3R83 38R3 383r 3K83 38K3 383K 3m83 58 3.92 3R92 39R2 392r 3K92 39K2 392k 3m92 59 4.02 4R02 40R2 402r 4K02 40k2 402k 4m02 60 4.12 4R12 41R2 412r 4K12 41K2 412K 4m12 61 4.22 4R22 42R2 422r 4K22 42K2 422k 4m22 62 4.32 4R32 43R2 432r 4K32 43K2 432k 4m32 63 4.42 4R42 44R2 442r 4K42 44K2 442k 4m42 64 4.53 4R53 45R3 453r 4K53 45K3 453K 4m53 65 4.64 4R64 46R4 464r 4K64 46K4 464K 4m64 66 4.75 4R75 47R5 475r 4K75 47K5 475k 4m75 67 4.87 4R87 48R7 487r 4K87 48K7 487K 4m87 68 4.99 4R99 49r9 499r 4K99 49K9 499K 4m99 69 5.11 5R11 51R1 511r 5K11 51K1 511K 5m11 70 5.23 5R23 52R3 523r 5K23 52K3 523K 5m23 71 5.36 5R36 53R6 536R 5K36 53K6 536K 5m36 72 5.49 5R49 54R9 549r 5K49 54K9 549K 5m49 73 5.62 5R62 56R2 562r 5K62 56K2 562k 5m62 74 5.76 5R76 57R6 576R 5K76 57K6 576K 5m76 75 5.90 5R90 59R0 590r 5K90 59K0 590k 5m90 76 6.04 6r04 60R4 604r 6K04 60k4 604K 6m04 77 6.19 6r19 61R9 619r 6K19 61K9 619K 6m19 78 6.34 6R34 63R4 634r 6K34 63K4 634K 6m34 79 6.49 6R49 64R9 649r 6K49 64K9 649K 6m49 80 6.65 6R65 66R5 665r 6K65 66K5 665k 6m65 81 6.81 6R81 68R1 681r 6K81 68K1 681k 6m81 82 6.98 6R98 69R8 698r 6K98 69K8 698K 6m98 83 7.15 7R15 71R5 715r 7K15 71K5 715K 7m15 84 7.32 7R32 73R2 732r 7K32 73K2 732K 7m32 85 7.50 7r50 75R0 750R 7K50 75k0 750K 7m50 86 7.68 7R68 76R8 768r 7K68 76K8 768K 7m68 87 7.87 7R87 78R7 787r 7K87 78K7 787K 7m87 88 8.06 8R06 80R6 806R 8K06 80K6 806K 8m06 89 8.25 8R25 82R5 825r 8K25 82K5 825k 8m25 90 8.45 8R45 84R5 845r 8K45 84K5 845k 8m45 91 8.66 8R66 86R6 866R 8K66 86K6 866K 8m66 92 8.87 8R87 88R7 887r 8K87 88K7 887K 8m87 93 9.09 9r09 90R9 909r 9K09 90K9 909k 9m09 94 9.31 9R31 93R1 931r 9K31 93K1 931k 9m31 95 9.53 9R53 95R3 953r 9K53 95K3 953K 9m53 96 9.76 9R76 97R6 976R 9K76 97K6 976K 9m76

Bezeichnung für industrielle Art

Leistungsbewertung bei 70 ° C.

Typ Nr.	Leistung Bewertung (Watts)	MIL-R-11 Stil	MIL-R-39008 Stil
BB	1⁄8	RC05	RCR05
CB	1⁄4	RC07	RCR07
Eb	1⁄2	RC20	RCR20
Gb	1	RC32	RCR32
Hb	2	RC42	RCR42
Gm	3	-	-
HM	4	-	-

Toleranzcode

Bezeichnung für industrielle Art	Toleranz	MIL -Bezeichnung
5	± 5%	J
2	± 20%	M
1	± 10%	K
-	± 2%	G
-	± 1%	F
-	± 0,5%	D
-	± 0,25%	C
-	± 0,1%	B

Schritte, um den Widerstand oder die Kapazitätswerte herauszufinden:^[37]

1. Die ersten beiden Buchstaben geben die Leistungsdissipationskapazität an.
2. Die nächsten drei Ziffern geben den Widerstandswert an.
   1. Die ersten beiden Ziffern sind die signifikanten Werte
   2. Die dritte Ziffer ist der Multiplikator.
3. Die letzte Ziffer gibt die Toleranz.

Wenn ein Widerstand codiert wird:

• EB1041: Leistungsdissipationskapazität = 1/2 Watt, Widerstandswert = 10×10⁴± 10% = dazwischen 9×10⁴ Ohm und 11×10⁴ Ohm.
• CB3932: Leistungsdissipationskapazität = 1/4 Watt, Widerstandswert = 39×10³± 20% = dazwischen 31.2×10³ und 46,8×10³ Ohm.

Elektrisches und thermisches Geräusch

Bei der Verstärkung von schwachen Signalen muss häufig minimiert werden elektronisches Geräuschinsbesondere in der ersten Stufe der Verstärkung. Als dissipatives Element erzeugt sogar ein idealer Widerstand auf natürliche Weise eine zufällig schwankende Spannung oder Rauschen über seine Klemmen. Dies Johnson -Nyquist -Lärm ist eine grundlegende Rauschquelle, die nur von der Temperatur und dem Widerstand des Widerstands abhängt und von der vorhergesagt wird Schwankungs -Dissipations -Theorem. Die Verwendung eines größeren Widerstandswertes erzeugt ein größeres Spannungsrauschen, während ein kleinerer Widerstandswert bei einer bestimmten Temperatur mehr Stromrauschen erzeugt.

Das thermische Rauschen eines praktischen Widerstands kann auch größer sein als die theoretische Vorhersage, und diese Erhöhung ist typischerweise frequenzabhängig. Übermäßiges Rauschen eines praktischen Widerstands wird nur beobachtet, wenn der Strom durch ihn fließt. Dies ist in der Einheit von μV/V/Jahrzehnt angegeben - μV Rausch pro Volt, das über den Widerstand pro Jahrzehnt der Frequenz aufgetragen wird. Der Wert μV/V/Jahrzehnt wird häufig in DB angegeben, so dass ein Widerstand mit einem Rauschindex von 0 dB in jedem Frequenzjahrzehnt 1 & mgr; V (RMS) überschüssiges Rauschen für jeden Volt über den Widerstand aufweist. Überschüssiges Rauschen ist daher ein Beispiel für 1/f Lärm. Dicke-Filme und Kohlenstoffzusammensetzungswiderstände erzeugen bei niedrigen Frequenzen überschüssiger Rausch als andere Typen. Wund- und Dünnfilmwiderstände werden häufig für ihre besseren Geräuscheigenschaften verwendet. Widerstände der Kohlenstoffzusammensetzungen können einen Rauschindex von 0 dB aufweisen, während Massen -Metallfolienwiderstände einen Rauschindex von –40 dB aufweisen können, wodurch normalerweise das überschüssige Rauschen von Metallfolienwiderständen unbedeutend ist.^[38] Dünnfilmoberflächenmontagewiderstände haben typischerweise ein geringeres Geräusch und eine bessere thermische Stabilität als dicke Widerstandsmontage -Resistenten. Überschüssiges Rauschen ist ebenfalls größenabhängig: Im Allgemeinen wird überschüssiges Rauschen reduziert, wenn die physikalische Größe eines Widerstands erhöht wird (oder mehrere Widerstände parallel verwendet werden), da die unabhängigen Schwankungen von Resistenz kleinerer Komponenten dazu neigen, durchschnittlich herauszukommen.

Obwohl kein Beispiel für "Rauschen" an sich, kann ein Widerstand als Thermoelementeine kleine DC -Spannungsdifferential durch die durch die Thermoelektrischer Effekt Wenn seine Enden bei unterschiedlichen Temperaturen sind. Diese induzierte DC -Spannung kann die Präzision von abbauen Instrumentierungsverstärker im Speziellen. Solche Spannungen erscheinen in den Kreuzungen des Widerstands mit der Leiterplatte und dem Widerstandskörper. Gemeinsame Metallfilmwiderstände zeigen einen solchen Effekt in einer Größe von etwa 20 μV/° C. Einige Widerstände der Kohlenstoffzusammensetzung können thermoelektrische Offsets von bis zu 400 μV/° C aufweisen, während speziell konstruierte Widerstände diese Zahl auf 0,05 μV/° C reduzieren können. In Anwendungen, bei denen der thermoelektrische Effekt wichtig werden kann, muss darauf geachtet werden, die Widerstände horizontal zu montieren, um Temperaturgradienten zu vermeiden und den Luftstrom über die Tafel zu bedenken.^[39]

Ausfallmodi

Die Ausfallrate von Widerständen in einer ordnungsgemäß gestalteten Schaltung ist im Vergleich zu anderen elektronischen Komponenten wie Halbleitern und elektrolytischen Kondensatoren niedrig. Die Schäden an Widerständen treten am häufigsten durch eine Überhitzung auf, wenn die durchschnittliche Leistung, die ihm geliefert wird Leistungsbewertung). Dies kann auf einen Fehler des Schaltkreises zurückzuführen sein, wird jedoch häufig durch das Ausfall einer anderen Komponente (z. Der Betrieb eines Widerstands zu nahe an seiner Leistungsbewertung kann die Lebensdauer des Widerstands einschränken oder eine signifikante Änderung seines Widerstands verursachen. Ein sicheres Design verwendet im Allgemeinen überbewertete Widerstände in Leistungsanwendungen, um diese Gefahr zu vermeiden.

Dünnfilmwiderstände mit geringer Leistung können durch langfristige Hochspannungsspannung, auch unter der maximal angegebenen Spannung und unter der maximalen Leistungsbewertung, beschädigt werden. Dies ist häufig der Fall bei den Startupwiderständen, die a füttern Stromversorgungsversorgung umgeschaltet Integrierter Schaltkreis.

Bei einer überhitzten Kohlenstofffilmwiderständen können die Widerstandsfestigkeit verringern oder zunehmen.^[40]Kohlenstofffilm- und Zusammensetzungswiderstände können ausfällt (offener Stromkreis), wenn sie in der Nähe ihrer maximalen Dissipation laufen. Dies ist auch möglich, aber weniger wahrscheinlich mit Metallfilm und Drahtwanderwiderständen.

Es kann auch ein Versagen von Widerständen aufgrund mechanischer Stress und nachteiligen Umweltfaktoren einschließlich Feuchtigkeit geben. Wenn nicht eingeschlossen, können Drahtwellenwiderstände korrodieren.

Es ist bekannt, dass Oberflächenmontagewiderstände aufgrund des Einschusses von Schwefel in das innere Make -up des Widerstands versagen. Dieser Schwefel reagiert chemisch mit der Silberschicht, um nicht leitendes Silbersulfid zu produzieren. Die Impedanz des Widerstands geht in Unendlichkeit. Schwefelresistente und arkkorrosive Widerstände werden in Automobil-, Industrie- und Militäranwendungen verkauft. ASTM B809 ist ein Industriestandard, der die Anfälligkeit eines Teils für Schwefel testet.

Ein alternativer Fehlermodus kann auftreten, wenn große Wertwiderstände verwendet werden (Hunderte von Kilohm und höher). Widerstände werden nicht nur mit einer maximalen Leistungsdissipation angegeben, sondern auch für einen maximalen Spannungsabfall. Durch das Überschreiten dieser Spannung führt der Widerstand zu einer Verletzung des Widerstands. Die Spannung, die über große Wertstoffe gesunken ist, kann überschritten werden, bevor die Stromversorgung ihren begrenzenden Wert erreicht. Da die maximale Spannung für häufig auftretende Widerstände einige hundert Volt beträgt, ist dies nur in Anwendungen, bei denen diese Spannungen auftreten.

Variable Widerstände können sich auch auf unterschiedliche Weise verschlechtern, was typischerweise einen schlechten Kontakt zwischen dem Wischer und dem Körper des Widerstands umfasst. Dies kann auf Schmutz oder Korrosion zurückzuführen sein und wird typischerweise als "knistern" angesehen wie die Kontakt Widerstand schwankt; Dies wird besonders festgestellt, wenn das Gerät eingestellt ist. Dies ähnelt dem Knistern, der durch schlechte Kontakt in Schaltern verursacht wird, und wie Schalter sind Potentiometer in gewissem Maße selbstverpackt: Der Scheibenwischer über den Widerstand kann den Kontakt verbessern. Potentiometer, die selten angepasst werden, insbesondere in schmutzigen oder harten Umgebungen, entwickeln dieses Problem am wahrscheinlichsten. Bei der Selbstverständung des Kontakt Wenden Sie sich an Reiniger (auch als "Tuner Cleaner" bekannt) Spray. Das mit dem Drehen der Schacht eines schmutzige Potentiometers in einem Audiokreis (z. B. die Lautstärkesteuerung) verbundene knisternde Geräusch wird stark akzentuiert, wenn eine unerwünschte DC -Spannung vorhanden ist, was häufig auf den Fehler eines DC -Blockierungskondensators in der Schaltung hinweist.

Siehe auch

• Schaltungsdesign
• Dummy -Ladung
• Elektrische Impedanz
• Hochwertige Widerstände (Elektronik)
• Eisenhydrogenwiderstand
• Piezoresistiver Effekt
• Schuss Lärm
• Thermistor
• Trimmer (Elektronik)

Verweise

Externe Links

• 4-terminale Widerstände-wie ultra-spezifischer Widerstände funktionieren
• Anfängerleitfaden zu Potentiometern, einschließlich Beschreibung verschiedener Verjüngungen
• Farbcodierter Widerstandsrechner - archiviert mit Wayback -Maschine
• Widerstandstypen - Ist es wichtig?
• Standard -Widerstände und Kondensatorwerte, die die Industrie herstellt
• Fragen Sie den Anwendungsingenieur - Unterschied zwischen Arten von Widerständen
• Widerstände und ihre Verwendung