Kurs zasilania układów elektronicznych: Napięcie i prąd

4. Opór – rezystancja

Przyjrzyjmy się teraz kolejnej własności fizycznej jaką jest opór. Gdybyśmy mieli znaleźć namacalny odpowiednik oporu w otaczającym nas świecie to byłaby to zapewne siła tarcia np. dużego betonowego bloku o podłoże, który chcemy przesunąć albo hamowanie pojazdu.
Przekładając to na świat elektroniki to opór jest pewnego rodzaju „hamulcem”, który hamuje przepływające w obwodzie elektrony. Wielkość, która opisuje tą własność to rezystancja, wyrażana w ohm – ohm

Skoro opór hamuje/zmniejsza przepływ elektronów to znaczy, że zmniejsza się wartość prądu elektrycznego. W świecie elektroniki wszystko posiada opór, nawet przewód, lecz w jego przypadku opór jest bardzo mały, praktycznie zerowy w porównaniu np. z rezystorem.
Więc do czego tak w praktyce służy rezystancja ? Ponieważ niektóre proste elementy elektroniczne takie jak dioda LED, pobierają tyle prądu ile są w stanie, lecz nadmiar tego prądu może je uszkodzić to żeby nie doszło do takiego uszkodzenia to trzeba wprowadzić jakieś ograniczenie, którym jest właśnie rezystancja. Elementem, który wprowadza takie ograniczenie prądu do obwodu jest rezystor. 

To wszystko co wyżej opisałem na temat rezystancji jest ładnie ujęte przez pewne prawo, które nosi nazwę Prawa Ohma, gdzie prąd jest stosunkiem napięcia do rezystancji.

prawo-ohma

gdzie:

I- prąd elektryczny [A]

U- napięcie elektryczne doprowadzone do rezystora [V]

R- opór [ohm]

Brzmi to pewnie banalnie, a już na pewno niezrozumiale :) zatem spieszę z wyjaśnieniem. Załóżmy, że mam rezystor o wartości 1 ohma i napięcie zasilania równe 1V, wtedy wartość naszego prądu w obwodzie będzie wynosić 1A.

schemat-2

obliczenia-1

Zwiększmy teraz napięcie do 2V zostawiając opór na wartości 1 ohma. Po podstawieniu do naszego wzoru otrzymamy:

obliczenia-2

Zatem widzimy pewną zależność. Przy stałej wartości rezystancji, wraz ze wzrostem napięcia wzrasta prąd.

Oprócz tego wzoru, istnieją jeszcze dwa, które są przekształceniami tego pierwszego.

wzor-u

wzor-r

  • Wzór na napięcie możemy wykorzystać wtedy, kiedy chcemy policzyć jakie będzie napięcie na rezystorze.

Przykład:

Wartość prądu na rezystorze wynosi 10mA (0,01A), a wartość rezystora to 220ohm. Zatem:

U = I * R

U = 0,01*220 = 2,2V

  • Ze wzoru na rezystancję możemy policzyć np. rezystancję naszego obciążenia.

Przykład:

Na rezystorze zmierzono napięcie o wartości 2,2V oraz prąd 100mA (0,1A). Zatem jego rezystancja wynosi:

R = U / I

R = 2,2 / 0,1 = 22 ohm

Na początku swojej przygody z elektroniką staraj się podstawiać do wzorów główne jednostki miar bez przedrostków typu mili, kilo itp. Pozwoli Ci to uniknąć niepotrzebnych błędów w rachunkach, a co za tym idzie uszkodzonych elementów !

5. Podsumowanie

W ten sposób doszliśmy do końca tej części kursu :) Mam nadzieje, że przedstawione powyżej zagadnienia zostały wyjaśnione w sposób zrozumiały i będziesz mógł/mogła bez większego problemu rozróżnić jak i zastosować przedstawione wartości. Podsumowując:

Po tej części kursu powinieneś wiedzieć:

  • czym jest prąd elektryczny
  • czym jest napięcie elektryczne
  • w jaki sposób dochodzi do przepływu prądu elektrycznego
  • czym jest Prawo Ohma oraz umieć zastosować je w prostych przykładach

Jeżeli chcesz być informowany na bieżąco o nowościach ze strony to kliknij „Lubię to!” bądź subskrybuj naszą stronę, aby otrzymywać na adres e-mail nowości ze strony. Jeżeli masz jakieś pytania to śmiało zadawaj je na forum ; )