Apa yang dilakukan resistor?

16

OK, pertanyaan yang sangat mendasar di sini.

Saya membaca banyak buku, mencari cukup banyak, dan setiap deskripsi yang saya baca sepertinya berbicara tentang aliran elektron dan langsung terlalu jauh dalam teori bagi saya untuk memahami prinsip dasar penggunaannya.

Saya mengerti resistor membatasi "aliran", sehingga LED tidak meledak misalnya. Tapi saya gagal untuk memahami apa yang dilakukan resistor terhadap arus dan tegangan ...

Apakah resistor mempengaruhi arus dan tegangan? Dengan cara apa?

resistors FMaz008
sumber
1
Kedengarannya agak abstrak, tetapi resistensi memengaruhi muatan . Dan dalam melakukan hal itu secara tidak langsung mempengaruhi baik tegangan maupun arus.
Ignacio Vazquez-Abrams
2
Apakah Anda sudah melihat hukum Ohm? E = I * R. Ini mengatakan bahwa jika Anda menjaga resistansi konstan, arus yang mengalir sebanding dengan tegangan yang melintasi; jika Anda menjaga voltase tetap konstan, arus yang mengalir berbanding terbalik dengan resistansi.
DoxyLover
1
LED adalah semikonduktor dan tidak mematuhi hukum ohm. Pikirkan tentang mereka sebagai nol perlawanan tetapi masih memiliki drop tegangan.
HL-SDK
1
Dalam hal ini, Anda memiliki resistor secara seri dengan beban lain, tidak dengan sendirinya melintasi catu daya. LED adalah perangkat non-linear yang tidak memiliki hambatan konstan. Sebagai gantinya, ia memiliki penurunan voltase yang relatif, terlepas dari arus (semacam resistor terbalik). Dalam hal ini, kurangi penurunan tegangan LED dari tegangan sumber dan gunakan tegangan yang dihasilkan dengan resistor untuk mengontrol arus.
DoxyLover
1
Misalnya, Anda memiliki tegangan suplai (Vs) = 5V dan tegangan jatuh LED (Vd) = 1V. Anda ingin 10mA saat ini. Selesaikan R = E / I = 4 / 0,01 = 400 ohm. (Baru diedit - punya 5 bukannya 4V)
DoxyLover

Jawaban:

17

Aliran listrik adalah gerakan muatan listrik melalui suatu bahan. Perlawanan adalah hambatan fisik dari muatan bergerak ini.

Sejumlah energi diperlukan untuk menjaga muatan ini tetap bergerak, dan karena penurunan energi sebanding dengan jumlah muatan yang terus bergerak, ini mengakibatkan penurunan tegangan melintasi material karena gaya gerak listrik (dalam volt) adalah energi (dalam joule) per charge (dalam coulomb).

Karena ini merupakan hambatan fisik, ia juga membatasi laju di mana biaya dapat bergerak melintasi titik tertentu per satuan waktu. Ini menghasilkan arus maksimum, karena arus (dalam ampere) adalah muatan (dalam coulomb) per satuan waktu (dalam detik).

E=IR

Ignacio Vazquez-Abrams
sumber
Apakah obstruksi fisik relatif konstan? Yaitu .: Jika saya mengganti sumber listrik dari 5V ke 9V, apakah saya masih akan mengukur angka yang sama setelah perlawanan? (Mengingat bahwa kedua sumber daya berada di bawah beban maksimal yang dapat diambil oleh resistor)
FMaz008
Peningkatan gaya gerak listrik akan memungkinkan lebih banyak muatan mengalir per satuan waktu, yaitu arus akan meningkat.
Ignacio Vazquez-Abrams
1
Saya pikir ini adalah jawaban yang bagus. Saya pikir itu juga membantu untuk berpikir tentang apa yang menyebabkan penyumbatan fisik pada aliran arus. Ketika elektron bebas mengalami gaya gerak listrik bertabrakan dengan atom, ini adalah hambatan. Dan itu juga membuatnya sejak bahwa energi ini diubah menjadi panas, karena panas hanyalah gerak , dalam bentuk getaran molekuler. Jadi ketika elektron-elektron itu bertabrakan dengan atom, mereka menyebabkan atom-atom itu bergetar.
krb686
Jadi pipa air (resistansi) memiliki diameter yang sama, tetapi airnya datang lebih cepat, sehingga lebih banyak air akan melewati pipa. Jika kedua sumber daya adalah 1A, apakah pembatasan akan menyebabkan peningkatan muatan juga?
FMaz008
1
Dengan menggunakan analogi pipa air, resistansi berbanding terbalik dengan diameter pipa. Diameter pipa yang lebih besar kurang tahan, dan sebaliknya. Tegangan kemudian adalah tekanan air. Jadi itu membutuhkan tekanan air yang lebih tinggi untuk memaksa jumlah air yang sama melalui pipa berdiameter lebih kecil. Dengan kata lain, itu membutuhkan tegangan lebih tinggi untuk memaksa jumlah arus yang sama melalui resistor yang lebih besar.
krb686
9

Dapat membantu untuk menganggap tegangan sebagai tekanan atau gaya yang mendorong elektron melalui pipa yang merupakan kabel. Arus adalah jumlah atau jumlah elektron yang melewati suatu titik pada suatu waktu. Resistor melakukan apa yang namanya dikatakan; mereka menolak. Anda dapat menggunakannya untuk membatasi baik arus atau tegangan, tergantung pada apakah mereka dihubungkan secara seri (satu demi satu), atau paralel (berbagi titik koneksi yang sama, berdampingan. Pikirkan elektron sebagai bola ping pong yang melewati sebuah tabung, dorong satu dan yang sudah ada di dalam mendorong satu keluar ujung lainnya. Menggandakan panjang tabung (seri kabel resistor) meningkatkan kekuatan yang diperlukan untuk mendorong melalui, sehingga membatasi tegangan. Namun, jika Anda meletakkan tabung berdampingan, maka jumlah bola yang sama harus melewati dua kali lebih banyak jalur, membatasi berapa banyak yang bisa berjalan sekaligus, dan dengan demikian membatasi arus. Saya tahu ini terlalu disederhanakan dan tidak menjelaskan semua situasi, tetapi ini dapat memberi gambaran pada mata pikiran Anda tentang teori aliran elektron dan bagaimana resistor dapat memengaruhi hal itu.

Joey Smith
sumber
1
Bahkan jika hanya model mental, ini adalah jawaban yang paling jelas dan paling praktis. Dalam semua banyak penjelasan orang awam yang saya baca tentang resistor, saya belum pernah melihat seseorang secara eksplisit mengeluarkan konsep paralel vs seri. Maka apakah akurat bahwa resistor tunggal (maka tidak ada paralel atau serial) menghambat baik tegangan dan arus, dan jika demikian, dalam proporsi berapa?
N8allan
2

Semoga ini cukup sederhana:

Tegangan timbul dari energi potensial dalam pemisahan muatan (satu simpul positif dengan lebih sedikit elektron, satu simpul negatif dengan lebih banyak elektron). Pikirkan tentang hal ini seperti memiliki bola bowling (muatan) di tanah, versus di atas tangga. Bola di bagian atas tangga memiliki lebih banyak energi potensial, lebih banyak tegangan.

Arus muncul dari "aliran" muatan.

Resistor memungkinkan Anda memilih berapa banyak arus mengalir untuk tegangan yang diberikan karena Anda dapat menganggap kabel tidak memiliki resistansi (disederhanakan).

Singkatnya: Resistor membatasi aliran elektron, mengurangi arus. Tegangan timbul karena perbedaan energi potensial pada resistor.

HL-SDK
sumber
"Tegangan timbul karena perbedaan energi potensial pada resistor." ... Aku baik-baik saja sampai garis itu: -S
FMaz008
Pikirkan tentang analogi gravitasi. Sesuatu yang berada di atas bukit memiliki energi potensial gravitasi lebih dari sesuatu di dasar bukit, Anda tahu?
HL-SDK
1

Jawaban matematis adalah bahwa resistor adalah perangkat listrik dua terminal yang mematuhi, atau Anda bisa mengatakan menegakkan, hukum Ohm: V = IR.

V adalah tegangan antara dua terminal, I adalah arus yang mengalir dari satu terminal ke terminal lainnya (melalui resistor) dan R adalah nilai yang dikenal sebagai resistansi. Untuk resistor ideal, R adalah konstanta dan tidak bergantung pada V, I, atau apa pun. Cara lain untuk menggambarkan hukum Ohm adalah dengan mengatakan bahwa tegangan melintasi resistor dan arus yang melaluinya proporsional. Konstanta proporsionalitas adalah R, resistansi.

Konsekuensi mendasar dari fisika adalah bahwa resistor mengubah energi potensial listrik menjadi panas. Jadi mereka cenderung menjadi hangat ketika arus mengalir melalui mereka. Resistor nyata memiliki disipasi daya maksimum yang diijinkan, dan juga, mereka mungkin memiliki R yang tergantung pada suhu sedikit, dan kekurangan lainnya dari yang ideal.

Sejauh bagaimana resistor dibuat, well, resistor nyata dibangun dari bahan yang memiliki konduktivitas di suatu tempat di antara isolator (bahan dielektrik) dan konduktor (seperti kawat tembaga). Jika Anda dapat menentukan jalur yang diambil saat ini melalui resistor, membuat jalur itu lagi meningkatkan resistansi. Membuat penampang lebih luas mengurangi resistensi.

Sejauh apa yang membuat bahan konduktor yang baik ... Nah, umumnya konduktor yang baik memiliki elektron seluler di tingkat molekuler. Insulator yang baik tidak. Resistor yang baik ada di antara keduanya.

Nyonya
sumber