8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 1/9

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 2/9

Električni otpor:

Slobodni nosioci naelektrisanja u metalima su elektroni , koji osim haoticnog kretanja vrše

usmjereno kretanje u pravcu elektricnog polja. To kretanje odvija se stalnom srednjom

brzinom cija je vrijednost proporcionalna jacini elektricnog polja. Na elektrone u elektricnom

polju jacine (E) djeluje sila jacine (!eE), koja im daje ubrzanje intenziteta (a!eE"m).

Elektroni se cesto sudaraju u vodicu sa nautralnim ili atomskim jonima u kristalnoj resetki

vodica. #oslije takvih sudara elektroni mijenjaju pravac kretanja i gube dio svoje energije koji

se pretvara u toplotnu i zagrijava vodi$. % vodicu kroz koji tece struja nema gomilanja

naboja, slobodni nositelji elektricne struje su raspore&eni jednoliko duz citavog volumenavodica, te je jacina struje jednaka duz cijelog vodica.

'a vodi$ konstantnog poprecnog presjeka, povrsine (S), koji je od homogenog materijala

duzine(l), bez obzira kakav je napon i jacina struje kroz vodic, elektricni otpor karakterizira taj

vodic, a zavisi od duzine vodica (l), vrste materijala () i površine poprecnog presjeka (S)

prema izrazu

 R= ρ  l

S

gdje je () speci*i$na, elektricna otpotnost vodica (speci*icni otpor). +uzina vodica je mnogo

veca od dimenzija poprecnog presjeka. odici ciji je otpor mnogo veci od otpora spoljnih

veza u kolu, cija je namjena unosenje odre&enog otpora u elektricno kolo nazivaju se

otpornici . Shematski prikaz otpornika stalnog otpora

 

-tpornici ciji se otpor moze mijenjati, shematski je prikazan na sljedecoj slici. ko se koristeza regulaciju jacine struje u kolu nazivaju se reostati a ako se koriste za regulaciju napona,razdjeljivanje napona, nazivaju se potenciometri.

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 3/9

 S/ jedinica za elektricni otpor je om (0), u $ast *izicara 1. S. -hma. Elektrini otpor vodicaiznosi jedan om kada razlika potencijala (napona) na njegovim krajevima jedan volt uzrokujeu njemu elektricnu struju jacine jedan amper. 2edinica za (speci*i$nu) elektricnu otpornost jeommetar.

3od idealnog otpornika otpor ostaje konstantan bez obzira na dovedeni napon ili protjecanustruju kroz element ili brzinu promjene struje. /ako stvarni otpornici ne mogu posti4i ovaj

zahtjev, oni su projektirani da imaju male varijacije u elektri$nom otporu kada su podvrgnutitim promjenama, ili promjenama temperature ili ostalim $imbenicima iz okoline.

Neiea*ne karak2eris2ike

-tpornik ima najve4i radni napon i struju iznad koje se otpor mo5e promijeniti (u nekom

slu$ajevima i drasti$no) ili otpornik mo5e biti *izi$ki ošte4en (na primjer mo5e biti pregrijan ili

mo5e pregoriti). /ako neki otpornici imaju odre&enu naponsku i strujnu klasu, ve4ina se

razvrstava prema maksimalnoj snazi koja se odre&uje prema *izi$koj veli$ini otpornika.

Naj$eš4e klase snage za ugljene i metal6*ilm otpornike su 7"8 9, 7": 9 i 7"; 9. -tpornici

izra&eni od metal6*ilmova i ugljenih *ilmova su mnogo stabilniji, temperaturno i zbog starenja,

od ugljenih otpornika. eliki otpornici mogu disipirati više topline jer imaju ve4u površinu.<i$ani i otpornici omotani pijeskom (keramikom) se koriste kada se tra5i visoki razred snage.

R

Specifični otpor i toplinski koeficijenti nekih materijala

Materijal ρ u Ωm α u 1/K

Srebro 7,= > 7?68 @,8 > 7?6@

Aakar  7,B > 7?68 @,C > 7?6@

Silicij =:? 6B,D > 7?6;

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 4/9

Nadalje, realni otpornici unose i nešto induktiviteta i malu koli$inu kapaciteta koji mijenjaju

dinami$ke karakteristike realnog otpornika u odnosu na idealni otpornik.

VRSTE OTPORNIKA

iksni otpornici

Neki otpornici su cilindri$ni, s aktivnim otpornim materijalom u sredini (maseni otpornik, višese ne koriste) ili na površini cilindra (*ilm) otpornici, i vodljivih metalnih priklju$aka izvedenih

uz os cilindra na svakoj strani. 3oriste se ugljen6*ilm i metal6*ilm otpornici. -tpornici velike

snage dolaze u velikim pakovanjima projektiranim da e*ikasno disipiraju toplinu. -tpornici za

velike snage se obi$no izvode kao motani otpornici. -tpornici u ra$unalima i ostalim

ure&ajima su obi$no puno manji, obi$no izra&eni u SMD ku4ištima bez 5i$anih priklju$aka.

-tpornici se ugra&uju u integrirane krugove kao dio tvorni$kog postupka, koriste4i poluvodi$

kao otpornik. Naj$eš4e / koriste tranzistor6tranzistor ili otpornik6tranzistor spoj da se

postigne 5eljeni rezultat. -tpornici napravljeni od poluvodi$kih materijala se mnogo te5e

proizvode i zauzimaju mnogo korisne površine $ipa.

#romjenjivi otpornici

#romjenjivi otpornik je otpornik $ija se vrijednost mo5e namjestiti okretanjem osovine ili

pomicanjem kliza$a. 'ovemo ih i potenciometri ili reostati i omogu4uju da se otpor ure&aja

ru$no mijenja. Feostati se koriste za sve otpornike iznad 7"; 9.

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 5/9

#romjenjivi otpornici mogu biti je*tini jednookretajnog tipa ili višeokretnog tipa s helikoidalnim

elementom. Neki promjenjivi otpornici mogu biti montirani na mehani$ki pokaziva$ koji broji

okretaje.

#romjenjivi otpornici mogu ponekad biti nepouzdani zbog toga što 5ica ili metal mogu tokomvremena zahr&ati ili se istrošiti. Neki moderni promjenjivi otpornici koriste plasti$ne materijale

koji ne oksidiraju i imaju bolju otpornost na habanje.

Naj$eš4i primjeri

•   Reostat  promjenjivi otpornik s dva priklju$ka, jedan *iksni, a drugi klizni. 3oristi se za

velike struje.

•   Potenciometar  naj$eš4i tip promjenjivog otpornika. 2edna $esta primjena je kontrola

 ja$ine glasa u audio poja$alima i ostalim vrstama poja$ala.

-stali tipovi otpornika

•   Metal oksidni varistor  (MOV) je specijalni tip otpornika koji mijenja svoj otpor s

porastom napona vrlo veliki otpor na niskom naponu (ispod okidnog napona) i vrlo niskiotpor na visokim naponima (iznad okidnog napona). Fadi kao prekida$. -bi$no se koristi

kao zaštita energetskih sklopova od kratkog spoja ili odvodnik  munje na uli$nim

svjetiljkama, ili kao element za ograni$avanje porasta struje u induktivnim krugovima.

• Termistor  je temperaturno ovisan otpornik. #ostoje dvije vrste, klasi*iciraju se prema

predznaku njihovog temperaturnog koe*icijenta

• PT (engl. #ositive Temperature oe**icient) otpornik je otpornik s pozitivnim

temperaturnim koe*icijentom. 3ako raste temperatura tako se i otpor #T6apove4ava. #T6i se $esto mogu na4i u televizorima u serijskom spoju s

demagnetiziraju4im namotom gdje se koriste za osiguravanje kratkotrajnog strujnog

udara kroz zavojnicu kada je televizor uklju$en.

• !T (engl. Negative Temperature oe**icient) otpornik je tako&er

temperaturno ovisan otpornik, ali s negativnim temperaturnim koe*icijentom. 3ada se

temperatura pove4ava otpor NT6a pada. NT6i se $esto koriste u jednostavnim

temperaturnim detektorima i mjernim instrumentima.

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 6/9

•   Senzistor  je baziran na poluvodi$kom otporu s negativnim temperaturnim

koe*icijentom, koristan je za kompenzaciju temperaturno uzrokovanih e*ekata u

elektroni$kim krugovima.

•

  Fotoosjetljivi otpornik  je objašnjen u $lanku o *otootporniku.

• Sve 5ice, osim supravodi$a, imaju neki otpor, temeljen na površini popre$nog

presjeka i vodljivosti materijala od kojega su napravljene.

 

Prepoznavanje otpornika

e4ina cilindri$nih otpornika ima uzorak obojanih crta za ozna$avanje otpora. SG+ otporniciimaju numeri$ki uzorak. 3u4išta su obi$no sme&a, plava, ili zelena, iako se povremeno mogu

na4i i boje kao tamnocrvena i tamnosiva.

:6tra$ni cilindri$ni otpornici

/denti*ikacija s : pruge u boji je naj$eš4e korišteni na$in kodiranja vrijednosti na svim

otpornicima. Sastoji se od $etiri trake u boji koje su obojane oko tijela otpornika. Shema je

 jednostavna #rva dva broja su prve dvije zna$ajnije znamenke vrijednosti otpornika, tre4a je

mno5itelj, i $etvrta je vrijednost tolerancije. Svaka boja odgovara odre&enom broju, kao što jeprikazano u donjoj tablici. Tolerancije za ovakve otpornike su ;H, DH ili 7?H.

Tablica standardnih E/ kodova boja po E/6FS6;BC glasi

"oja1#

traka

$#

traka

%#

traka&Mno'itelj(

)# traka

&tolerancija(

Temperaturni

koeficijent

rna ? ? I7??  

Sme&a 7 7 I7?7 J7H () 7?? ppm

rvena ; ; I7?; J;H (1) D? ppm

Naran$ast

a@ @ I7?@   7D ppm

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 7/9

<uta : : I7?:   ;D ppm

'elena D D I7?D J?.DH (+)

#lava = = I7?= J?.;DH ()

Kjubi$asta B B I7?B J?.7H (A)

Siva 8 8 I7?8 J?.?DH ()

Aijela C C I7?C  

'latna   I?.7 JDH (2)

Srebrna   I?.?7 J7?H (3)

Aez boje J;?H (G)

Napomena crvena i ljubi$asta su dugine boje gdje crvena ima manju energiju, a ljubi$asta

ima ve4u energiju.

-tpornici imaju konkretne vrijednosti, koje su odre&ene njihovim tolerancijama. Te se

vrijednosti ponavljaju za svaki eksponentL =.8, =8, =8?, itd. -vo je korisno zbog toga što 4e

znamenke, ustvari prve dvije ili tri pruge, uvijek biti ista kombinacija boja, što ih $ini

 jednostavnijima za raspoznavanje.

Povlaštene vrijeno!ti

Standardni otpornici se proizvode u vrijednostima od nekoliko milijuna do otprilike gigaomaL

samo je odre&eno podru$je vrijednosti, koje zovemo povlaštene vrijednosti, dostupno. %praksi, diskretna komponenta koju kupujemo kao otpornik  nije, kao što je prethodno re$eno,

savršen otpornik. -tpornici se $esto ozna$avaju s njihovim tolerancijama (maksimalna

o$ekivana varijanca od ozna$ene vrijednosti). 3od ozna$avanja otpornika bojama zadnja

desna traka ozna$ava toleranciju

srebrna 7?H

zlatna DH

crvena ;H

sme&a 7H.Gogu se na4i i otpornici s manjim tolerancijama koje zovemo precizni otpornci .

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 8/9

*+tračni cilin,rični otpornici

D6tra$na identi*ikacija se koristi kod otpornika s manjim tolerancijama (7H, ?.DH, ?.;DH i?.7H), za zapisivanje dodatne znamenke. #rve tri trake predstavljaju zna$ajnije znamenke,

$etvrta je mno5itelj, a peta je tolerancija. D tra$ni standard ozna$avanja tolerancija otpornikase rje&e mo5e na4i, uglavnom na starijim ili specijalnim otpornicima. Gogu se prepoznatikoriste4i standardne boje za tolerancije : tra$nih otpornika. % tom slu$aju D. traka predstavljatemperaturni koe*icijent.

SM- otpornici

SG+ otpornik od ; GM

SG+ (engl. Surface Mount Device) otpornici imaju ispisane numeri$ke vrijednosti na istina$in kao kod cilindri$nih otpornika. SG+ otpornici sa standardnim tolerancijama seozna$avaju s troznamenkastim kodom, u kojem prve dvije znamenke predstavljaju prve dvijezna$ajnije znamenke vrijednosti, dok je tre4a znamenka potencija broja 7? (odnosnomno5itelj). Na primjer, 472  predstavlja 47  (prve dvije znamenke) pomno5eno s deset napotenciju 2  (tre4a znamenka), tj. :B I 7?; ! :B I 7?? ! :B?? M ! :,B kM. #recizni SG+otpornici se ozna$avaju s $etveroznamenkastim kodom u kojem su prve tri znamenke ujednoi prve tri zna$ajnije znamenke vrijednosti, a $etvrta znamenka je potencija broja 7?.

#rema podru$ju radne temperature razlikujemo komercijalnu, industrijsku i vojnu klasu

komponenata.

• 3omercijalna klasa ? to B?

• /ndustrijska klasa 6;D to 8D

8/19/2019 Seminarski Rad Iz Fizike- Otpornici i Njihova Primjena

http://slidepdf.com/reader/full/seminarski-rad-iz-fizike-otpornici-i-njihova-primjena 9/9