Resistor

Karena hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan dalam rangkaian apa pun sangat teratur, kita dapat mengontrol variabel apa pun dalam rangkaian dengan andal hanya dengan mengendalikan dua variabel lainnya. Mungkin variabel termudah di sirkuit mana pun untuk dikendalikan adalah resistansinya. Ini dapat dilakukan dengan mengubah bahan, ukuran, dan bentuk komponen konduktifnya (ingat bagaimana filamen logam tipis pada lampu menghasilkan lebih banyak hambatan listrik daripada kawat tebal?).

Apa itu Resistor?

Komponen khusus yang disebut resistor dibuat dengan tujuan untuk menciptakan jumlah resistansi yang tepat untuk dimasukkan ke dalam rangkaian. Mereka biasanya dibuat dari kawat logam atau karbon dan direkayasa untuk mempertahankan nilai ketahanan yang stabil pada berbagai kondisi lingkungan.

Tidak seperti lampu, mereka tidak menghasilkan cahaya, tetapi mereka menghasilkan panas karena daya listrik dihamburkan oleh mereka dalam rangkaian kerja. Namun, biasanya, tujuan resistor bukan untuk menghasilkan panas yang dapat digunakan, tetapi hanya untuk memberikan jumlah hambatan listrik yang tepat.

Simbol dan Nilai Skema Resistor

Simbol skema yang paling umum untuk resistor adalah garis zig-zag:

Nilai resistor dalam ohm biasanya ditampilkan sebagai nomor yang berdekatan, dan jika beberapa resistor hadir dalam rangkaian, mereka akan diberi label dengan nomor pengenal unik seperti R₁ , R₂ , R₃ , dll. Seperti yang Anda lihat, simbol resistor dapat ditampilkan secara horizontal atau vertikal:

Resistor nyata tidak terlihat seperti simbol zig-zag. Sebaliknya, mereka terlihat seperti tabung kecil atau silinder dengan dua kabel yang menonjol untuk koneksi ke sirkuit. Berikut adalah contoh dari berbagai jenis dan ukuran resistor:

Agar lebih sesuai dengan penampilan fisiknya, simbol skematis alternatif untuk resistor terlihat seperti kotak kecil persegi panjang:

Resistor juga dapat ditunjukkan memiliki resistansi yang bervariasi daripada resistansi tetap. Ini mungkin untuk tujuan menggambarkan perangkat fisik sebenarnya yang dirancang untuk tujuan memberikan resistansi yang dapat disesuaikan, atau bisa juga untuk menunjukkan beberapa komponen yang kebetulan memiliki resistansi yang tidak stabil:

Faktanya, setiap kali Anda melihat simbol komponen yang digambar dengan panah diagonal melaluinya, komponen tersebut memiliki variabel daripada nilai tetap. Simbol “pengubah” (panah diagonal) ini adalah konvensi simbol elektronik standar.

Resistor Variabel

Resistor variabel harus memiliki beberapa cara penyesuaian fisik, baik poros yang berputar atau tuas yang dapat digerakkan untuk memvariasikan jumlah hambatan listrik. Berikut adalah foto yang menunjukkan beberapa perangkat yang disebut potensiometer, yang dapat digunakan sebagai resistor variabel:

Peringkat Daya Resistor

Karena resistor menghilangkan energi panas saat arus listrik yang melaluinya mengatasi "gesekan" resistansinya, resistor juga dinilai dalam hal berapa banyak energi panas yang dapat mereka keluarkan tanpa panas berlebih dan mempertahankan kerusakan. Secara alami, peringkat daya ini ditentukan dalam satuan fisik "watt". Sebagian besar resistor yang ditemukan di perangkat elektronik kecil seperti radio portabel memiliki daya 1/4 (0,25) watt atau kurang.

Peringkat daya resistor apa pun secara kasar sebanding dengan ukuran fisiknya. Perhatikan di foto resistor pertama bagaimana peringkat daya berhubungan dengan ukuran:semakin besar resistor, semakin tinggi peringkat disipasi dayanya. Juga, perhatikan bagaimana hambatan (dalam ohm) tidak ada hubungannya dengan ukuran! Meskipun tampaknya tidak ada gunanya sekarang memiliki perangkat yang tidak melakukan apa-apa selain menahan arus listrik, resistor adalah perangkat yang sangat berguna dalam rangkaian.

Karena sederhana dan sangat umum digunakan di seluruh dunia kelistrikan dan elektronik, kami akan menghabiskan banyak waktu untuk menganalisis sirkuit yang hanya terdiri dari resistor dan baterai.

Bagaimana Resistor Berguna?

Untuk ilustrasi praktis kegunaan resistor, periksa foto di bawah ini. Ini adalah gambar papan sirkuit tercetak, atau PCB:rakitan yang terbuat dari lapisan terjepit papan serat fenolik isolasi dan strip tembaga konduktif, di mana komponen dapat dimasukkan dan diamankan dengan proses pengelasan suhu rendah yang disebut "solder."

Berbagai komponen pada papan sirkuit ini diidentifikasi oleh label yang dicetak. Resistor dilambangkan dengan label apa pun yang dimulai dengan huruf "R".

Papan sirkuit khusus ini adalah aksesori komputer yang disebut "modem", yang memungkinkan transfer informasi digital melalui saluran telepon. Setidaknya ada selusin resistor (semua dinilai pada disipasi daya 1/4 watt) yang dapat dilihat di papan modem ini. Setiap persegi panjang hitam (disebut "sirkuit terpadu" atau "chip") juga berisi rangkaian resistor mereka sendiri untuk fungsi internalnya. Contoh papan sirkuit lain menunjukkan resistor yang dikemas dalam unit yang lebih kecil, yang disebut "perangkat pemasangan permukaan."

Papan sirkuit khusus ini adalah bagian bawah dari hard disk drive komputer pribadi, dan sekali lagi resistor yang disolder ke atasnya diberi label yang dimulai dengan huruf "R":

Ada lebih dari seratus resistor pemasangan permukaan pada papan sirkuit ini, dan jumlah ini, tentu saja tidak termasuk jumlah resistor internal pada "kepingan" hitam. Kedua foto ini harus meyakinkan siapa pun bahwa resistor—perangkat yang “hanya” menentang aliran arus listrik—adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik!

“Muat” pada Diagram Skema

Dalam diagram skematik, simbol resistor kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan semua jenis perangkat umum dalam rangkaian yang melakukan sesuatu yang berguna dengan energi listrik. Setiap perangkat listrik non-spesifik umumnya disebut beban, jadi jika Anda melihat diagram skema yang menunjukkan simbol resistor berlabel "beban", terutama dalam diagram rangkaian tutorial yang menjelaskan beberapa konsep yang tidak terkait dengan penggunaan daya listrik yang sebenarnya, simbol itu mungkin saja menjadi semacam representasi singkat dari sesuatu yang lebih praktis daripada resistor.

Menganalisis Rangkaian Resistor

Untuk meringkas apa yang telah kita pelajari dalam pelajaran ini, mari kita menganalisis rangkaian berikut, menentukan semua yang kita dapat dari informasi yang diberikan:

Semua yang telah kami berikan di sini untuk memulai adalah tegangan baterai (10 volt) dan arus rangkaian (2 amp). Kami tidak tahu resistansi resistor dalam ohm atau daya yang hilang dalam watt. Mensurvei susunan persamaan Hukum Ohm kami, kami menemukan dua persamaan yang memberi kami jawaban dari jumlah tegangan dan arus yang diketahui:

Dengan memasukkan jumlah tegangan (E) dan arus (I) yang diketahui ke dalam dua persamaan ini, kita dapat menentukan resistansi rangkaian (R) dan disipasi daya (P):

Untuk kondisi rangkaian 10 volt dan 2 amp, hambatan resistor harus 5 . Jika kita merancang rangkaian untuk beroperasi pada nilai ini, kita harus menentukan resistor dengan peringkat daya minimum 20 watt, jika tidak maka akan menjadi terlalu panas dan gagal.

Bahan Resistor

Resistor dapat ditemukan dalam berbagai bahan yang berbeda, masing-masing dengan sifat dan area penggunaan tertentu. Sebagian besar insinyur listrik menggunakan jenis yang ditemukan di bawah ini:

Resistor Wirewound (WW)

Resistor Luka Kawat diproduksi dengan menggulung kawat resistansi di sekitar inti non-konduktif dalam spiral. Mereka biasanya diproduksi untuk presisi tinggi dan aplikasi daya. Inti biasanya terbuat dari keramik atau fiberglass dan kawat resistansi terbuat dari paduan nikel-kromium dan tidak cocok untuk aplikasi dengan frekuensi lebih tinggi dari 50kHz.

Kebisingan rendah dan stabilitas sehubungan dengan variasi suhu adalah karakteristik standar dari Resistor Luka Kawat. Nilai resistansi tersedia dari 0,1 hingga 100 kΩ, dengan akurasi antara 0,1% dan 20%.

Resistor Film Logam

Nichrome atau tantalum nitrida biasanya digunakan untuk resistor film logam. Kombinasi bahan keramik dan logam biasanya membentuk bahan resistif. Nilai resistansi diubah dengan memotong pola spiral di film, seperti film karbon dengan laser atau abrasif. Resistor film logam biasanya kurang stabil terhadap suhu daripada resistor lilitan kawat tetapi menangani frekuensi yang lebih tinggi dengan lebih baik.

Resistor Film Oksida Logam

Resistor oksida logam menggunakan oksida logam seperti oksida timah, membuatnya sedikit berbeda dari resistor film logam. Resistor ini dapat diandalkan dan stabil dan beroperasi pada suhu yang lebih tinggi daripada resistor film logam. Karena itu, resistor film oksida logam digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan daya tahan tinggi.

Resistor Foil

Dikembangkan pada 1960-an, resistor foil masih merupakan salah satu jenis resistor paling akurat dan stabil yang akan Anda temukan dan digunakan untuk aplikasi dengan persyaratan presisi tinggi. Substrat keramik yang memiliki foil logam curah tipis yang disemen membentuk elemen resistif. Resistor Foil memiliki koefisien resistansi suhu yang sangat rendah.

Resistor Komposisi Karbon (CCR)

Sampai tahun 1960-an Resistor Komposisi Karbon adalah standar untuk sebagian besar aplikasi. Mereka dapat diandalkan, tetapi tidak terlalu akurat (toleransi mereka tidak bisa lebih baik dari sekitar 5%). Campuran partikel karbon halus dan bahan keramik non-konduktif digunakan untuk elemen resistif dari Resistor CCR.

Substansi dicetak menjadi bentuk silinder dan dipanggang. Dimensi bodi dan rasio bahan karbon terhadap keramik menentukan nilai resistansi. Lebih banyak karbon yang digunakan dalam proses berarti akan ada resistensi yang lebih rendah. Resistor CCR masih berguna untuk aplikasi tertentu karena kemampuannya menahan pulsa energi tinggi, contoh aplikasi yang baik adalah pada catu daya.

Resistor Film Karbon

Resistor film karbon memiliki film karbon tipis (dengan potongan spiral di film untuk meningkatkan jalur resistif) pada inti silinder isolasi. Hal ini memungkinkan nilai resistansi menjadi lebih akurat dan juga meningkatkan nilai resistansi. Resistor film karbon jauh lebih akurat daripada resistor komposisi karbon. Resistor film karbon khusus digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan stabilitas pulsa tinggi.

Indikator Kinerja Utama (KPI)

KPI untuk setiap bahan resistor dapat ditemukan di bawah ini:

Karakteristik Film Logam Film Logam Tebal Film Logam Presisi Komposisi Karbon Film Karbon suhu kisaran-55+125-55+130-55+155-40+105.55+155Maks. suhu coeff.100100151200250-1000Vmax200-350250200350-500350-500Noise (μV per volt DC yang diterapkan)0.50.10.14 (100K)5 (100K)R Insul.1000010000100001000010000Solder (perubahan % dalam nilai resistansi)0.20%0.15%0.02%2%0.50% Panas lembab (perubahan % dalam nilai resistansi)0,50%1%0,50%15%3,50% Umur simpan (perubahan % dalam nilai resistansi)0,10%0,10%0,00%5%2%Peringkat penuh (2000j pada 70degC)1%1%0,03 %10%4%

TINJAUAN:

• Perangkat yang disebut resistor dibuat untuk memberikan jumlah hambatan yang tepat di sirkuit listrik. Resistor dinilai baik dalam hal resistansi (ohm) dan kemampuannya untuk menghilangkan energi panas (watt).
• Tingkat resistansi resistor tidak dapat ditentukan dari ukuran fisik resistor yang bersangkutan, meskipun perkiraan peringkat daya dapat ditentukan. Semakin besar resistor, semakin besar daya yang dapat dihamburkan dengan aman tanpa mengalami kerusakan.
• Perangkat apa pun yang melakukan beberapa tugas berguna dengan tenaga listrik umumnya dikenal sebagai beban. Terkadang simbol resistor digunakan dalam diagram skematik untuk menunjukkan beban non-spesifik, bukan resistor sebenarnya.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Resistor

Coba . kami Kalkulator Kode Warna Resistor di . kami Alat bagian.