Kurs elektroniki – #2 – multimetr, pomiary, rezystory

Kurs elektroniki – #2 – multimetr, pomiary, rezystory

Druga część kursu traktować będzie o zbyt mało docenionych dzisiaj elementach - rezystorach.

Ponadto, pokazane zostaną sposoby pomiarów omówionych poprzednio wielkości, czyli napięcia, prądu i rezystancji.

O pomiarach słów kilka

Każdy elektronik powinien umieć prawidłowo zmierzyć trzy podstawowe wielkości: napięcie, prąd i rezystancję. Na początku, najprostsza czynność, pomiar napięcia, które mierzymy zawsze równolegle! Dla przykładu zmierzmy napięcie baterii 9V, z której później będziemy korzystać w innych ćwiczeniach.

Pamiętaj, aby swój multimetr ustawić na pomiar napięcia stałego. Staraj się ustawiać zakresy pomiarowe w taki sposób, aby były jak najbliższe maksymalnej spodziewaj wartości. W naszych układach najbezpieczniej będzie, gdy miernik ustawisz na zakres pozwalający mierzyć 0-20V.

Zestaw elementów do kursu

Gwarancja pomocy na forum Błyskawiczna wysyłka

Zestaw ponad 90 elementów do przeprowadzenia wszystkich ćwiczeń z kursu dostępny jest u naszych dystrybutorów już od 47zł!

Kup w Botland.com.pl

Należy mieć na uwadze, aby zakres pomiaru napięcia (lub prądu) był większy niż wartość mierzona. Niespełnienie tego warunku grozi uszkodzeniem multimetru (nie dotyczy to pomiaru rezystancji).

pomiarU

Pomiar napięcia.

Natomiast pomiar prądu wykonujemy w sposób szeregowy. Pamiętaj, że większość multimetrów, podczas pomiaru prądu wymaga innego podłączenia przewodów niż podczas pomiaru napięcia. Przed pierwszymi testami sprawdź instrukcję!

Poniższy przykład demonstruje pomiar prądu płynącego przez rezystor. Układ dla testu złożono na płytce stykowe (uniwersalnej).

Pomiar prądu

Pomiar prądu

Podsumowując pomiar napięcia i prądu, konieczne jest, aby mieć w głowie poniższą zasadę. Zwróć uwagę, że pomiar prądu wymaga przerwania obwodu w jednym miejscu. Jeśli nie pamiętasz czym jest prąd i napięcie koniecznie sprawdź pierwszą część kursu elektroniki.

Sposoby pomiaru napięcia oraz prądu.

Sposoby pomiaru napięcia oraz prądu.

Pomiar rezystancji – jeżeli rezystor (opornik) znajduje się w układzie, należy odłączyć przynajmniej jedną jego nóżkę.

Pomiar oporu.

Pomiar oporu.

Rezystory – do czego służą?

Najprościej rzecz ujmując, rolą rezystora jest ograniczenie prądu płynącego w obwodzie, w którym występuje niezmieniające się napięcie. Im większa rezystancja, tym mniejszy prąd. Dobrze opisuje to poniższy, humorystyczny obrazek, który krąży po sieci:

Źródło: http://wykop.pl

Źródło: http://wykop.pl

Rezystory dostępne w sprzedaży opisują dwa podstawowe parametry: rezystancja i moc strat. Rezystancja jest na ogół podawana w formie zakodowanej, ponadto, producent deklaruje ją z pewna tolerancją – typowo jest to 5%, niekiedy 1%.

Im mniejsza tolerancja, tym rzeczywista wartość zakupionego opornika będzie odpowiadała temu, co jest zakodowane na jego obudowie, za to będzie to element droższy.

Dopuszczalna moc strat jest wyrażana w watach [W] i oznacza, jaką moc prądu elektrycznego można na danym rezystorze wydzielić bez obawy o jego uszkodzenie. Im większa moc, tym większe gabaryty rezystora, a co za tym idzie – również cena. Rezystory do montażu przewlekanego są wykonywane w kilku wariantach obudowy:

rezystory

Rezystory różnej mocy. Od góry: 0,25W, 0,5W, 2W i 5W.

Istnieją jeszcze rezystory w obudowach SMD (znacznie mniejszych i trudniejszych w używaniu), kurs dedykowany jest dla początkujących, więc nie będziemy się nimi tutaj zajmować.

W celu odczytania parametrów zakodowanych na rezystorze musimy skorzystać z odpowiedniej tabelki (przykładowa znajduje się poniżej). Na dobrą sprawę, na początku najważniejsze dla nas będzie odczytania jedynie wartości opornika. Potrzebujemy do tego wartości zaznaczonych na ciemniejszy niebieski:

rezystory_paski

Przykładowo, odczytajmy wartość poniższych rezystorów. Przykład 1:

rezystor_2

Niewątpliwie jest to opornik, odczytujemy kolory pasków: brązowy, czarny, pomarańczowy, złotyPasek brązowy na pierwszej wartości oznacza wartość "1", pasek czarny na drugiej pozycji, to "0", pasek pomarańczowy na trzecie pozycji oznacza "x1kΩ", pasek złoty na ostatniej pozycji, to "5%".

Czyli mamy: "10 x1kΩ 5%". Jak należy odczytać ten zapis? Na początku otrzymaliśmy 10, które mnożymy przez odpowiednią wartość, otrzymujemy 10kΩ. Dalej sprawa jest już oczywista, 5% oznacza tolerancje. Odpowiedź: badany rezystor to 10kΩ, tolerancja 5%.

Przykład 2:

rezystor_1

Odczytujemy kolory: złoty, brązowy, czarny, brązowyNo to sprawdzamy kolejno wartości. Pasek złoty na miejscu pierwszym to (spoglądamy do tabelki powyżej) nic... Hm nie ma żadnej wartości...

Wybrakowana tabelka? Błąd producenta? Tak błąd, ale nasz. Trzymamy rezystor odwrotnie, oczywiście z punktu działania elementów sposób jego ułożenia nie ma znaczenia. Jest to jednak ważne podczas odczytywania wartości.

Odwracamy rezystor:

rezystor_1

Teraz pójdzie już z górki. Odczytujemy wartości: brązowy, czarny, brązowy, złoty. Otrzymujemy:  "10 x10Ω 5%", czyli nasz rezystor to 100Ω o tolerancji 5%.

Łączenie rezystorów

Rezystory są elementami, które mają dwa zaciski, a kierunek przepływu prądu jest im obojętny, zatem można je ze sobą dowolnie łączyć. Omówione tutaj będą dwa podstawowe sposoby połączeń: równoległy i szeregowy:

Wzory do obliczenia wartości wypadkowych nie są trudne i warto je znać. Rezystancję połączenia szeregowo policzymy ze wzory:

rez_szereg

Połączenie szeregowe dwóch rezystorów w praktyce:

rezystory_szeregowo

Natomiast w przypadku połączenia równoległego musimy skorzystać z poniższego wzoru:

rez_rownolegle

Połączenie równoległe dwóch rezystorów w praktyce:

rezystory_rownolegle

Dla przykładu, weźmy dwa rezystory R1=330Ω i R2=1kΩ. Obliczmy, jaka będzie ich wartość w każdym z typów połączeń.

Na początek: ujednolicenie, na przykład 330Ω = 0,33kΩ; wyniki również będą w kiloomach.

Połączenie szeregowe:

obliczenia_szereg

Połączenie równoległe:

obliczenia_rownol

To potwierdza tezę postawioną na początku podrozdziału: łączenie szeregowe daje rezystancje większą niż największa, a równoległe mniejszą niż najmniejsza.

Pora na sprawdzenie tego w praktyce. W tym celu wykorzystamy, oprócz rezystorów, płytkę stykową, która ułatwia testowanie układów elektronicznych. W jej wnętrzu znajdują się blaszki, które pozwalają na szybkie łączenie wetkniętych elementów. Schemat wewnętrznych połączeń płytki używanej w kursie wygląda tak:

Wewnętrzne połączenia w płytce stykowej.

Wewnętrzne połączenia w płytce stykowej.

W praktyce możemy wykorzystać ją do połączenia dwóch rezystorów następująco:

Rezystory 330Ω i 1kΩ połączone szeregowo na płytce stykowej.

Rezystory 330Ω i 1kΩ połączone szeregowo na płytce stykowej.

Wynik pomiaru rezystancji dwóch oporników połączonych szeregowo:

Wartość zmierzona obarczona jest pewnym błędem, z którym trzeba się liczyć.

Wartość zmierzona obarczona jest pewnym błędem, z którym trzeba się liczyć.

Sprawdzenie dla połączenia równoległego:

Rrównolpłytka

Te same rezystory połączone równolegle...

Wynik pomiaru rezystancji dwóch oporników połączonych równolegle:

Wynik pomiaru rezystancji.

Wynik pomiaru rezystancji.

Podsumowanie 2 części kursu elektroniki

Rezystory to elementy, które będą towarzyszyły Ci zawsze, gdy będziesz zajmował się elektroniką. Ciężko znaleźć przykład urządzenia, które może obyć się bez tych elementów.

W ramach zadania domowego warto poćwiczyć odczytywanie wartości rezystorów na podstawie kodu paskowego oraz dobierania "zastępczych" rezystorów łącząc szeregowo i równolegle kilka różnych oporników. Poznaliśmy już podstawowe definicje prądu, napięcia, oporu. Znamy oporniki, które są podstawą większości urządzeń. W kolejnej części kursu zajmiemy się prawami Ohma oraz Kirchhoffa.

Nawigacja kursu

Nie chcesz przegapić kolejnych części kursu? Skorzystaj z poniższego formularza i zapisz się na powiadomienia o nowych artykułach!

Komplet elementów niezbędnych do przeprowadzenia wszystkich ćwiczeń jest dostępny do kupienia w Botlandzie. Zakup zestawów wspiera kolejne, darmowe publikacje na Forbocie!

Zachęcam do komentowania,
Autor: Michał Kurzela
Korekta: Damian Szymański

kursElektroniki, miernik, multimetr, napięcie, opór, prąd, rezystory

Komentarze

Komentarze do tego wpisu są dostępne na forum: