Innledning
En motstand er en av de mest grunnleggende og essensielle komponentene i elektronikk. Den brukes til å begrense strømmen i en krets, beskytte andre komponenter og utføre en rekke andre funksjoner. I denne artikkelen vil vi forklare hvordan en motstand fungerer, hva den brukes til, og hvordan man kan velge riktig verdi og effekt for en gitt applikasjon.
Hvordan en Motstand Funksjonerer
En motstand er en passiv to-terminal elektronisk komponent som implementerer elektrisk motstand som en krets-element. Strømmen gjennom en ideell motstand er i direkte proposjon med spenningen over den, og denne forholdet er beskrevet ved Ohms lov:
[ I = \frac{V}{R} ]
- (I) er strømmen gjennom motstanden (i amper)
- (V) er spenningen over motstanden (i volt)
- (R) er motstandens resistans (i ohm)
Hva brukes Motstanden til?
Motstander har mange bruksområder i elektroniske kretser:
- Strømbegrensning: For å beskytte komponenter som LED-lys som kan bli ødelagt av høy strøm.
- Spenningsdeling: I kombinasjon med andre motstander for å skape en spenning som er en brøkdel av inngangsspenningen.
- Filtering: I kombinasjon med kondensatorer eller induktorer for å lage filtre.
- Forsterkning: I transistor kretser for å kontrollere forsterkningsnivået.
- Biasing: For å sette driftspunktet i transistorer og dioder.
Hvordan Velge Riktig Verdi og Effekt
Valget av riktig motstand avhenger av flere faktorer:
Verdi (Resistans)
- Ohms Lov: Bruk Ohms lov til å beregne den nødvendige motstandsverdien.
- Toleranse: Husk at motstander har en toleranse, vanligvis ±1%, ±5% eller ±10%. Velg en motstand med riktig toleranse for ditt behov.
Effekt (Watt)
- Effektberegning: Effekten (P) som absorberes av motstanden kan beregnes ved formelen (P = I^2 \times R) eller (P = V^2 / R).
- Sikkerhetsmargin: Det er vanlig å velge en motstand med en effektkapasitet minst 50% høyere enn den beregnede effekten.
Eksempel: Valg av Motstand for en LED
Anta at vi har en LED som krever en strøm på 20 mA og har en fremoverspenning på 2V. Vi bruker en 9V batteri for å drive LED-en. Hvordan velger vi riktig motstand?
- Beregn spenningen over motstanden: (V_R = V_{\text{batteri}} – V_{\text{LED}} = 9V – 2V = 7V)
- Bruk Ohms lov til å finne motstanden: (R = \frac{V_R}{I} = \frac{7V}{0.02A} = 350 \Omega)
- Effektberegning: (P = I^2 \times R = (0.02A)^2 \times 350\Omega = 0.14W)
I dette tilfellet kan vi velge en 350(\Omega) motstand med en effektkapasitet på minst 0.21W (50% mer enn 0.14W).
Konklusjon
Motstander er kritiske komponenter i mange elektroniske kretser. Forståelse av deres funksjon og hvordan man velger riktig type er viktig for alle som jobber med elektronikk. Med riktig bruk og beregning kan man sørge for at kretsen fungerer som ønsket, samtidig som man unngår skade på følsomme komponenter.