Grundlegende Elektronik - Festwiderstände

Festwiderstände sind eine Art von linearen Widerständen. Ein Widerstand wird als fester Widerstand bezeichnet, wenn sein Wert fest ist. Der Wert des Festwiderstands kann nicht wie bei einem variablen Widerstand variiert werden, da sein Wert zum Zeitpunkt der Herstellung selbst bestimmt wird. Die folgenden Abbildungen zeigen das Symbol eines Festwiderstands.

Die Festwiderstände werden in Abhängigkeit von ihren Herstellungsprozessen und den bei ihrer Herstellung verwendeten Materialien in verschiedene Typen eingeteilt. Die Klassifizierung ist wie folgt.

Kohlenstoffzusammensetzung

Die Kohlenstoffzusammensetzungswiderstände sind eine Mischung aus Kohlenstoffpartikeln, Graphit und Keramikstaub, gemischt mit einer Bindemittelsubstanz wie Ton. Diese Mischung wird mit hohem Druck und hoher Temperatur behandelt. Nachdem das Ganze in einem Gehäuse geformt wurde, werden die Leitungen fixiert.

  • Die thermische Masse des Widerstands der Kohlenstoffzusammensetzung ist höher, um Impulsen mit hoher Energie standzuhalten.

  • Diese Widerstände weisen eine geringe Stabilität und ein hohes Rauschen auf, was ein Nachteil ist.

Die folgende Abbildung zeigt ein Bild des Widerstands der Kohlenstoffzusammensetzung.

Widerstände aus der Kohlenstoffzusammensetzung werden in Überspannungsschutz-, Strombegrenzungs- und Hochspannungsnetzteilen verwendet.

Draht gewickelt

Ein drahtgewickelter Widerstand wird gebildet, indem ein Draht, der aus einem Widerstandsmaterial besteht, um einen Kern gewickelt wird. Der Metallkern wirkt als nichtleitendes Material, während der Widerstandsdraht leitet, jedoch mit einem gewissen Widerstand. Das Bild eines drahtgewickelten Widerstands ist wie unten gezeigt.

Normalerweise wird ein Nichromdraht oder ein Manganindraht verwendet, um den Kern aufzuwickeln, da sie einen hohen Widerstand bieten. Während Kunststoff, Keramik oder Glas als Kern verwendet wird.

  • Drahtgewickelte Widerstände sind sehr genau.
  • Sie eignen sich hervorragend für niedrige Widerstandswerte und hohe Nennleistungen.

Dies sind die ältesten Arten von Festwiderständen, werden aber bereits jetzt verwendet.

Dicker Film

Die Filmwiderstände haben eine Widerstandsschicht auf einer Keramikbasis, deren Dicke den Typ definiert, zu dem sie gehören. Die Dicke der Widerstandsschicht auf Dickschichtwiderständen ist viel höher als bei Dünnschichtwiderständen. Dickschichtwiderstände werden hergestellt, indem eine spezielle Paste, eine Mischung aus Glas- und Metalloxiden, auf das Substrat gebrannt wird.

Es gibt drei Haupttypen von Dickschichtwiderständen wie Schmelzwiderstände, Cermet-Filmwiderstände und Metalloxidfilmwiderstände.

Schmelzwiderstände

Die Schmelzwiderstände ähneln Drahtwiderständen. Diese Widerstände wirken jedoch zusammen mit dem Widerstand als Sicherung. Das Bild eines schmelzbaren Widerstands ist wie unten gezeigt.

In diesem Widerstand fließt der Strom durch eine federbelastete Verbindung, die dicht am Widerstandskörper angeordnet ist. Der Klecks, der am Federdraht des Widerstands angebracht ist, nimmt die vom Widerstand aufgrund des Stromflusses erzeugte Wärme auf. Wenn diese Wärme erhöht wird, schmilzt die Befestigung am Klecks und öffnet die Verbindung.

Daher können wir sagen, dass diese Widerstände den Strom begrenzen. Wenn jedoch die Nennleistung des Stromkreises einen bestimmten Wert überschreitet, wirken diese Widerstände als Sicherung zum Öffnen oder Unterbrechen des Stromkreises. Der Wert dieser Widerstände beträgt normalerweise weniger als 10 Ohm. Diese Widerstände werden im Allgemeinen in Fernsehgeräten, Verstärkern und anderen teuren elektronischen Schaltungen verwendet.

Cermet Filmwiderstände

Die Cermet-Filmwiderstände sind die Filmwiderstände, die aus einem speziellen Material bestehen, das als bezeichnet wird Cermet. Cermet ist eine Verbundlegierung, die durch Kombinieren hergestellt wirdCeramic und Metal. Diese Kombination bietet die Vorteile dieser beiden Materialien wie Hochtemperaturbeständigkeit und Verschleißfestigkeit von Keramik sowie Flexibilität und elektrische Leitfähigkeit eines Metalls.

Eine Metallfilmschicht ist um ein Widerstandsmaterial gewickelt und in einem keramischen Metall- oder Cermet-Substrat fixiert. Es werden Kabel genommen, um die Verbindungen beim Befestigen auf einer Leiterplatte zu vereinfachen. Sie bieten eine hohe Stabilität, da die Temperatur ihre Leistung nicht beeinträchtigen kann.

Metalloxidfilmwiderstände

Ein Metalloxidfilmwiderstand wird gebildet, indem ein dicker Film aus Zinnchlorid auf einem erhitzten Glasstab oxidiert wird, der ein Substrat ist. Sie haben eine hohe Temperaturstabilität und können bei hohen Spannungen eingesetzt werden. Diese Widerstände haben ein geringes Betriebsrauschen.

Metalloxidfilmwiderstände unterscheiden sich von Metallfilmwiderständen nur hinsichtlich der Art des beschichteten Films. Metal oxideist eine metallische Verbindung wie Zinn mit Sauerstoff unter Bildung von Zinnoxid, das als Film auf den Widerstand aufgetragen wird. Der spezifische Widerstand dieses Widerstands hängt von der Menge an Antimonoxid ab, die dem Widerstand zugesetzt wirdtin oxide.

Dünner Film

Dünnschichtwiderstände haben eine Widerstandsschicht mit einer Breite von 0,1 Mikrometern oder weniger auf der Keramikbasis. Dünnschichtwiderstände haben einen Metallfilm, der auf einem isolierenden Substrat im Vakuum abgeschieden wird.

Dünnschichtwiderstände sind genauer, haben einen besseren Temperaturkoeffizienten und sind stabiler. Die Dünnschichtwiderstände werden weiter in zwei Typen unterteilt, wie z.

  • Kohlenstofffilmwiderstände
  • Metallfilmwiderstände

Kohlefilmwiderstand

Ein Kohlenstofffilmwiderstand wird hergestellt, indem eine Kohlenstofffilmschicht auf einem Keramiksubstrat abgeschieden wird. Der Kohlenstofffilm wirkt als Widerstandsmaterial gegen den Strom und die Keramiksubstanz als Isoliersubstanz. An beiden Enden sind Metallkappen befestigt und Kupferleitungen herausgezogen.

Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau eines Kohlenstofffilmwiderstands.

Die Hauptvorteile dieser Widerstände sind ihre hohe Stabilität, ihr großer Betriebsbereich, ihr geringes Rauschen und ihre geringen Kosten. Die Kohlenstofffilmwiderstände sind aufgrund ihres geringen Rauschens gegenüber Widerständen mit Kohlenstoffzusammensetzung am meisten bevorzugt.

Metallfilmwiderstände

Die Filmbeschichtung macht den Unterschied zwischen Metalloxidfilmwiderständen und Metallfilmwiderständen. Ein dünner Film aus metallischer Substanz wie Nickelchrom wird verwendet, um den Widerstand in einem Metallfilmwiderstand zu beschichten, während ein Film aus Metalloxid wie Zinnoxid verwendet wird, um den Widerstand in einem Metalloxidwiderstand zu beschichten.

Metallfilmwiderstände haben einen niedrigen Temperaturwiderstandskoeffizienten, was bedeutet, dass der Widerstand weniger von der Temperatur beeinflusst wird.

Leistung

Wenn bei Verwendung eines Widerstands der Stromfluss zunimmt, gibt der Widerstand etwas Wärme ab. Wenn dieser Wert einen bestimmten kritischen Wert überschreitet, kann der Widerstand beschädigt werden. Die Nennleistung eines Widerstands wird auf einige höherwertige Widerstände gedruckt, um eine solche Situation zu vermeiden.

Die Leistung ist die in Watt ausgedrückte elektrische Leistung. Elektrische Energie ist die Übertragungsrate elektrischer Energie.

Leistung P = VI = I2R