Vad är resistans?

Resistans är det motstånd elektronerna möter på sin väg genom en ledare.

Resistans är normalt

Resistans finns i alla material i varierande omfattning. Ibland finns också en resistans som baksidan av det vi vill åt. En glödtråd t.ex. har en viss resistans, vilket är en förutsättning för att den skall glöda och ge ifrån sig ljus när vi kör igenom en ström. Under extrema förhållanden kan man skapa noll-resistans och vi pratar då om supraledare. Men bortsett från detta exotiska tillstånd finns det oönskad eller önskad resistans i alla elektriska kretsar. Även tjocka kablar innehåller en liten resistans, kopparbanor på ett kretskort innehåller pyttelite resistans. osv. Normalt är dock den oönskade resistansen försumbart liten. Det vanligaste är att vi skapar en resistans med ett visst värde, med hjälp av en komponent, för att uppnå någonting i vår elektriska krets. Det är vad denna sida kommer handla om.

Effekt - baksidan av resistansen

När ström passerar resistorn utvecklas värme. Man kan säga att resistans är det motstånd elektronerna möter på sin väg genom ledaren och när elektroner trängs så utvecklas värme. Denna värme måste resistorn kunna hantera. Om den inte gör det - då kommer den brinna upp.

När du väljer resistor för ett ändamål, då måste du ibland också snegla på vilken effekt som resistorn tål. Hög effekt-tålighet innebär också att resistorn växer i storlek (och pris). Du vill såklart ha en så liten resistor som möjligt, men samtidigt måste den kunna hantera den effekt som utvecklas.

Effekten som utvecklas är P = U * I

Dvs, spänningen över resistorn multiplicerat med strömmen genom resistorn blir effekten.

Exempel på vanliga motstånd

Lite om egenskaper för olika motstånd

Kolfilm

Vanligast idag och finns från 1/8 watt till 2 watt. Hög pulstålighet. Nackdel är att komponenten kan fatta eld med öppen låga vid överbelastning.

Metallfilm

Hög precision, lägre egenbrus än kolfilm.

Trådlindad

Stor effekttålighet och hög precision men oftast dyra.

Effektmotstånd

För högre effekter. De flesta är konstruerade med en kortare tjock tråd eller lite tunnare lindad tråd dvs en grov variant av vanliga trådlindande resistanser i ett hölje som kan göra sig av med värme. För låga resistanser använder man ibland bara en kort bit metall och det brukar kallas shunt.

Resistornät/Motståndsnät

Ibland, i konstruktioner (allt oftare), finns parallella knippen med datasignaler där signalerna är open collector och där det är nödvändigt med en pullup -resistor för varje signal. Då blir ett resistornät väldigt praktiskt. Det är alltså ett antal resistanser i samma paket med en gemensam pinne.

LDR

LDR står för Light Dependent Resistor vilket är ganska självbeskrivande. Detta är alltså en passiv komponent vars resistans beror på infallande ljus.

NTC/PTC

Står för Negative Temperature Coefficient respektive Positive emperature Coefficient och här varierar resistansen med temperaturen.

SMD

Det blir allt vanligare att resistanser krymper i storlek. Dessa miniatyr-resistanser är specialgjorda för att kunna maskinmonteras effektivt och billigt. De "större" av dessa miniatyr-resistanser går med viss teknik utmärkt att löda förhand. De mindre är dock hopplösa arbeta med från ett hobby-hemma-perspektiv.

Färgkod, E12, E24, osv.

Resistanser för lite högre effekt, dvs lite större resistanser rent fysiskt, dessa brukar ha värdet tryckt i klarspråk på utsidan av komponenten.

Resistanser under någon watt använder dock en färgkod. För att räkna ut resistansen på ett typiskt motstånd, behöver du tolka färgkoden för resistorerna (smart kalkylator). I korthet fungerar konceptet såhär.

2 färgband

	1:a	2:a	3:e (multiplikator)	Tol.
Svart	0	0	x 1 Ω
Brun	1	1	x 10 Ω	1 %
Röd	2	2	x 100 Ω	2 %
Orange	3	3	x 1.000 Ω
Gul	4	4	x 10.000 Ω
Grön	5	5	x 100.000 Ω
Blå	6	6	x 1.000.000 Ω
Violett	7	7	x 10.000.000 Ω
Grå	8	8
Vit	9	9
Silver			x 0,01 Ω	10 %
Guld			x 0,1 Ω	5 %

Dvs, ovan resistans är på 100 Ω med 5% tolerans. En lämplig resistans om du skall koppla en lysdiod till 5 volt är 330 Ω. Det blir då orange-orange-brun.

Men du behöver också veta att det inte finns resistanser för riktigt alla värden. Säg att du behöver en resistans på 658.3 Ω. Du har räknat ut att den skall vara på just det värdet. Trevligt! Därför är det lite tråkigt att behöva berätta att det inte finns någon resistor på just det värdet. Det går helt enkelt inte att tillverka resistanser för alla värden.

Det finns ett koncept med E -serier, som vi måste anpassa oss till. Ju högre E-serie desto fler värden. Siffran anger hur många värden det finns i varje dekad (10-potens).

E3 har 3 värden för varje dekad (10-potens), dvs 1.0, 2.2, 4.7, 10, 22, 47, 100, 220, 470 osv.

E6 har 6 värden för varje dekad (10-potens), dvs 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2 osv.

E12 har 12 värden för varje dekad (10-potens), dvs 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 osv.

E24 har 24 värden för varje dekad (10-potens), dvs 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91 osv.

E48 har 48 värden för varje dekad (10-potens), dvs 1.00, 1.05, 1.10, 1.15, 1.21, 1.27, 1.33, 1.40, 1.47, 1.54, 1.62, 1.69, 1.78, 1.87, 1.96, 2.05, 2.15, 2.26, 2.37, 2.49, 2.61, 2.74, 2.87, 3.01, 3.16, 3.32, 3.48, 3.65, 3.83, 4.02, 4.22, 4.42, 4.64, 4.87, 5.11, 5.36, 5.62, 5.90, 6.19, 6.49, 6.81, 7.15, 7.50, 7.87, 8.25, 8.66, 9.09, 9.53, 10, 1.05, 1.10, 11.5, 12.1, 12.7, 13.3, 14.0, 14.7, 15.4, 16.2, 16.9, 17.8, 18.7, 19.6, 20.5, 21.5, 22.6, 23.7, 24.9, 26.1, 27.4, 28.7, 30.1, 31.6, 33.2, 34.8, 36.5, 38.3, 40.2, 42.2, 44.2, 46.4, 48.7, 51.1, 53.6, 56.2, 59.0, 61.9, 64.9, 68.1, 71.5, 75.0, 78.7, 82.5, 86.6, 90.9, 95.3 osv.

Säg att du vill ha en resistor så nära 658.3 Ω som möjligt. I E24 -serien kan du få 680 Ω I E48 -serien kan du få 649 Ω. När du vänder dig till en butik för att köpa din resistor måste du alltså titta bland resistanser som finns i E48 -serien. Oftast är det inte så viktigt att värdet är exakt!

Effektutveckling (värme)

När man ska välja en resistans för något jobb, då är det 2 saker som måste bestämmas. Dels vilket värde resistansen behöver vara på (rubriken här ovan), men också vilken effektutveckling resistansen skall hantera.

När resistorn skapar ett motstånd för elektronerna frigörs värme. Det är hela poängen med resistorn. Det är en ganska low-tech grej vi pratar om. Skapa motstånd för elektroner. Detta arbete genererar dock värme. Det som oftast räddar situationen är att normalt arbetar ett motstånd i en krets med ganska låg ström och resistorn kan därför vara ganska liten fysisk och denna värme som frigörs är inget som skapar problem eller ens noteras. Men ibland så arbetar en resistor under högre ström och då är det viktigt att en lämplig resistor väljs som klarar av effekten som är nödvändig.

Räkna på ström och resistanser

Här finns mer om ohms lag, men vi kan tjuvstarta med ett exempel. Ohms lag säger att



Så i nedanstående krets är alltså spänningen U = 5V och resistansen är R = 1KΩ = 1000Ω

Då kan vi lätt räkna ut strömmen till R = U / I = 5V / 1000Ω = 0.005A = 5 mA.
Öppna kretsen i simulatorn.

Om vi istället för en resistor på 1KΩ seriekopplar 2 stycken resistanser i serie på vardera 500Ω (vilket är samma sak som 1000Ω = 1KΩ) så bör vi få exakt samma ström i vår slutna krets. Vi kan sedan ta denna ström och med ohms lag räkna ut vad spänningsfallet blir över resistanserna.

Det visar sig att spänningen på 5V fördelar sig så att det ligger 2.5V över respektive resistor. Öppna kretsen i simulatorn.

Trimpotentiometrar

Ibland vill man kunna variera ett motstånd. Inte bara på förstärkarens volym eller tonkontroll utan kanske också inne i kretsen, för att kunna kalibrera/trimma någonting. Det finns en uppsjö av olika varierbara resistanser s.k. trimpotentiometrar.

Hur fungerar en potentiometer?

Du kan alltså vrida på en liten skruv och på så vis justera läget på en släde. Beroende på läge så får du en viss resistans mellan mittenpinnen och de två yttre pinnarna.

Logaritmiska eller Linjära

Det är viktigt fråga sig om det är önskvärt med en linjär eller logaritmisk potentiometer. För en spänningsdelare, så kanske en linjär passar bäst. Men för en volymkontroll så kanske en logaritmisk potentiometer passar bättre. En logaritmisk ökar alltså resistansen logaritmiskt utmed att man vrider på den.

Lite experiment med potentiometrar

I simulatorn ser det ut såhär;

Öppna kretsen i simulatorn och justera potentiometern med slidern ("resistans") till höger i fönstret och notera hur du kan justera resistansen.


Öppna kretsen i simulatorn och justera potentiometern med slidern ("resistans") till höger i fönstret och notera hur du kan justera resistansen.

Spänningsdelare

Ett vanligt användningsområde är att potentiometern används som någon form av spänningsdelare, för att justera en nivå på en signal eller spänning.

Öppna kretsen i simulatorn och justera potentiometern med slidern ("resistans") till höger i fönstret. Okej, så hur fungerar detta?

En potentiometer kan betraktas som 2 stycken resistanser i serie, med en anslutning i mitten. Med potentiometern justerar man sedan var denna mitten skall ligga.


Öppna kretsen i simulatorn och justera potentiometern med slidern ("resistans") till höger i fönstret. Dubbelklicka på resistanserna och ändra värden.



Läs mer:
Seriekoppling och parallellkoppling av resistanser
Ohms lag
2-poler

Fixar du detta har du blivit expert! Lycka till!