Motstander og potensiometre
Innleding
I dette kapittelet skal vi se nærmere på hva en motstand er, hva som skiller ulike motstander, og hvordan de brukes i elektronikken. Vi skal også belyse slektskapet mellom motstander og potensiometre.
Motstand
Vi har allerede brukt motstander i tidligere kapitler. De har en viktig funksjon i mange av kretsene vi bygger. Motstandens hovedoppgaver er å redusere spenningen og begrense strømmen i en krets.
Dessverre brukes to forskjellige symboler for motstander i skjematiske bilder. Det ene brukes i Europa og det andre i Amerika. Selv om vi i denne boken holder oss til det europeiske symbolet, er det viktig å kjenne til begge.
Det finnes tre egenskaper som skiller ulike motstander: resistansen, toleransen og den nominelle effekten. Resistansen måles i ohm, som betegnes med den greske bokstaven Ω. En lineær motstand har samme resistans hele tiden (like mange ohm), mens andre typer motstander har varierende resistans. Resistansen i ikke-lineære motstander kan variere avhengig av eksempelvis temperatur eller lysforhold.
Hvor mye en motstand senker spenningen, avhenger av motstandens resistans og hvor mye strøm som går gjennom den. Les mer om dette i Ohms lov.
Toleransen beskriver hvor mye resistansen kan avvike. Hvis den oppgitte resistansen til en motstand er 100 Ω, og toleransen er ±5 %, kan den kan den virkelige resistansen være et sted mellom 95 Ω og 105 Ω.
Nominell effekt måles i watt (W). Egenskapen beskriver hvor stor varmeutvikling motstanden klarer. Små motstander tåler vanligvis en fjerdedels watt (0,25 W, ofte skrevet som 1/4 W), men det finnes også motstander som klarer å håndtere betydelig mer. Slike motstander kalles vanligvis effektmotstander.
Motstandsserier
Motstander grupperes i forskjellige serier som består av mange ulike resistansverdier. Motstandene som er inkludert i bokens medfølgende komponentpakke, er fra den såkalte E24-serien. Sifrene 24 i serienavnet henspiller på at serien inneholder motstander med 24 forskjellige resistansverdier mellom hver multippel av ti (altså 24 verdier fordelt fra 1 Ω til like under 10 Ω, 24 verdier fordelt fra 10 Ω til like under 100 Ω osv.).
Her er en oversikt over samtlige verdier i E24-serien, fra 10 Ω opptil like under 1 MΩ. Legg merke til hvordan verdiene gjentar seg med tiende potens som eneste forskjell.
10 Ω til 91 Ω
| 10 Ω | 11 Ω | 12 Ω | 13 Ω | 15 Ω | 16 Ω | 18 Ω | 20 Ω |
| 22 Ω | 24 Ω | 27 Ω | 30 Ω | 33 Ω | 36 Ω | 39 Ω | 42 Ω |
| 47 Ω | 51 Ω | 56 Ω | 62 Ω | 68 Ω | 75 Ω | 82 Ω | 91 Ω |
100 Ω til 910 Ω
| 100 Ω | 110 Ω | 120 Ω | 130 Ω | 150 Ω | 160 Ω | 180 Ω | 200 Ω |
| 220 Ω | 240 Ω | 270 Ω | 300 Ω | 330 Ω | 360 Ω | 390 Ω | 420 Ω |
| 470 Ω | 510 Ω | 560 Ω | 620 Ω | 680 Ω | 750 Ω | 820 Ω | 910 Ω |
1,0 kΩ til 9,1 kΩ
| 1,0 kΩ | 1,1 kΩ | 1,2 kΩ | 1,3 kΩ | 1,5 kΩ | 1,6 kΩ | 1,8 kΩ | 2,0 kΩ |
| 2,2 kΩ | 2,4 kΩ | 2,7 kΩ | 3,0 kΩ | 3,3 kΩ | 3,6 kΩ | 3,9 kΩ | 4,2 kΩ |
| 4,7 kΩ | 5,1 kΩ | 5,6 kΩ | 6,2 kΩ | 6,8 kΩ | 7,5 kΩ | 8,2 kΩ | 9,1 kΩ |
10 kΩ til 91 kΩ
| 10 kΩ | 11 kΩ | 12 kΩ | 13 kΩ | 15 kΩ | 16 kΩ | 18 kΩ | 20 kΩ |
| 22 kΩ | 24 kΩ | 27 kΩ | 30 kΩ | 33 kΩ | 36 kΩ | 39 kΩ | 42 kΩ |
| 47 kΩ | 51 kΩ | 56 kΩ | 62 kΩ | 68 kΩ | 75 kΩ | 82 kΩ | 91 kΩ |
100 kΩ til 910 kΩ
| 100 kΩ | 110 kΩ | 120 kΩ | 130 kΩ | 150 kΩ | 160 kΩ | 180 kΩ | 200 kΩ |
| 220 kΩ | 240 kΩ | 270 kΩ | 300 kΩ | 330 kΩ | 360 kΩ | 390 kΩ | 420 kΩ |
| 470 kΩ | 510 kΩ | 560 kΩ | 620 kΩ | 680 kΩ | 750 kΩ | 820 kΩ | 910 kΩ |
Toleransen i E24-serien er enten ±5 % eller ±1 %.
Andre vanlige serier er:
- E12-serien (±10 %)
- E48-serien (±2 %)
- E96-serien (±1 %).
Fargekoding
Det hadde ikke vært praktisk å trykke resistansen på hver motstand. Motstandene er små, så teksten hadde blitt nesten uleselig, og man kunne fort ha lest feil. Derfor blir motstander fargekodet. Fargene som brukes er universelle, og alle produsenter følger samme fargekoder. Ved å lære hva de forskjellige fargene betyr kan vi raskt lese av hvilken resistans forskjellige motstander har. Antall ringer kan derimot variere mellom forskjellige produsenter og motstandsmodeller.
Fargekoding med fire ringer
Fargene på en motstand med fire ringer tilsvarer følgende sifre:
De to første ringene på en fireringet motstand kalles basen og representerer de første sifrene i resistansverdien. På en motstand med resistansen 4,7 kΩ (4700 Ω) er de to første ringene gul og fiolett.
Den tredje ringen på en fireringet motstand kalles multiplikatoren. Den angir antall nuller som etterfølger basen. En 4,7 kΩ-motstand (4700 Ω) har to nuller etter basen og derfor fargen rød som tredje ring (10²).
Den fjerde og siste ringen på en fireringet motstand indikerer toleransen. På en 4,7 kΩ-motstand med ±5 % i toleranse er den siste ringen gullfarget.
Legg merke til at ingen ring indikerer hvilken nominell effekt motstanden har. Den nominelle effekten pleier å være oppgitt på pakken som motstandene kommer i, eller stå i databladet. Motstandene du finner i bokens medfølgende komponentpakke, er 1/4 W-motstander. Andre motstander med samme fysiske størrelse har med høy sannsynlighet samme nominelle effekt.
Fargekoding med fem ringer
En motstand med fem ringer har tre baseringer i stedet for to. Ellers fungerer merkingen på akkurat samme måte. Den fjerde ringen er multiplikatoren, og den femte ringen er toleransen.
Motstandsoversikt
Her følger eksempler på forskjellige motstander og hvordan de kan se ut. Motstandene i eksemplet er de som er inkludert i bokens medfølgende komponentpakke.
Potensiometer
Et potensiometer er som en regulerbar motstand. Bak volumbryteren på en hjemmekinoforsterker sitter et potensiometer. Ved å vri på den økes eller reduseres resistansen, som igjen fører til at volumet endres.
Potensiometre har – på samme måte som motstander – ulike symboler i ulike deler av verden. .
I Arduino-sammenheng kan et potensiometer kobles til noen av de analoge inngangene. Ved å vri på potensiometret endres spenningen i kretsen. Det kan i sin tur brukes til å styre noe som skal kunne reguleres trinnløst. Vi demonstrerer dette i Styre en servo.
Det finnes forskjellige typer potensiometre. En av de vanligste typene kalles panelpotensiometer og brukes på måten beskrevet ovenfor. Inni potensiometret er det en karbonbane som strømmen må gå gjennom. Karbonbanen er selve resistansen i potensiometret. Når potensiometret vris oppover, forlenges karbonbanen som strømmen må gå gjennom.
Potensiometret har tre ben og fungerer i bunn og grunn som en spenningsfordeler mellom bena. Hvordan fordelingen gjøres avhenger av hvordan potensiometret vris.
I tillegg til panelpotensiometre finnes blant annet skyvepotensiometre (f.eks. bryterne på et miksebord) og trimpotensiometre. I den tilhørende komponentpakken er det et trimpotensiometer. Det er som et vripotensiometer i kompakt format, slik at det enkelt kan monteres på et kretskort eller et koblingsbrett.
Verdier på potensiometre
Ulike potensiometre har ulik resistans. Resistansen som angis på potensiometrene, er den totale resistansen. Den kan for eksempel være 4,7 kΩ eller 10 kΩ.
Resistansøkningen kan være enten lineær eller logaritmisk. Med et lineært potensiometer øker resistansen like mye hele tiden. Med et logaritmisk potensiometer øker resistansen litt i begynnelsen og mye på slutten..
Potensiometre har – på samme måte som vanlige motstander – en nominell effekt som ikke må overskrides. Den nominelle effekten står sjelden på potensiometrene, men den fremgår av databladet. Trimpotensiometret som er inkludert i bokens medfølgende komponentpakke, er et lineært potensiometer på 10 kΩ og med 0,1 W i nominell effekt.
Bli medlem og få ekstra bra medlemspriser, poeng på alt du handler og 100 dagers åpent kjøp. Medlemskapet ditt er helt digitalt – praktisk og kortløst!
Les mer