נגד

Article on other languages:

del.icio.us del.icio.us
Digg Digg
Furl Furl
Reddit Reddit
Rojo Rojo
Add to OnlyWire
ערך זה זקוק לעריכה, על מנת שיתאים לסגנון המקובל בוויקיפדיה.
לצורך זה ייתכנו סיבות אחדות: פגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים, סגנון הטעון שיפור או צורך בהגהה. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה שלו.
ערך זה עוסק ברכיב במעגל חשמלי. אם התכוונתם לאיש קבע בצה"ל, ראו דרגות צה"ל - נגדים.

נגד הוא רכיב חשמלי שתכונתו העיקרית היא התנגדות חשמלית. כאשר עובר זרם חשמלי בנגד, נוצר על פניו מפל מתח, על פי חוק אוהם.

התנגדות חשמלית נמדדת ביחידות אוהם (Ω), ונהוג לסמנה באות R.

בנגד ישנה המרה של אנרגיה חשמלית לחום (אנרגיה תרמית). אפשר לראות בהתנגדות חשמלית את המקבילה החשמלית לחיכוך המכני - היות שהיא יוצרת הפסד אנרגיה שאינו ניתן למיחזור (מעין כוח לא משמר).

נגדים להשמה משטחית בערכים של 27 אוהם ו-0 אוהם (קצר)

תוכן עניינים

נגדים אידאליים

נגדים אידאלים הינם רכיבים חשמליים תאורטיים אשר מצייתים באופן מוחלט לחוק אוהם. כלומר ההתנגדות החשמלית שלהם קבועה ללא כל תלות בתנאים חיצוניים. בקירוב (בטווח טמפרטורות, מתחים וזרמים מסוימים) ניתן לקרב את ההתנגדות של נגד להתנגדות של נגד אידאלי. בפישוט של מעגליים חשמליים, ניתן לייצג צרכני חשמל כנגדים אידאליים בעלי התנגדות חשמלית שקולה (אקוויולנטית). דוגמאות ל"נגדים" כאלה: קומקום חשמלי, תנור.

חיבור נגדים אידאליים

ישנן אינספור דרכים לחבר נגדים, אם כי בתהליך הניתוח של המעגל החשמלי ניתן לרוב לפשט את החיבור לשילוב של חיבור מקבילי ו\או חיבור טורי.

חיבור טורי

שני רכיבים מחוברים בטור אם:

  1. הם מחוברים (על ידי מוליך) בנקודה (צומת חשמלי) אחת בלבד.
  2. לנקודה (צומת חשמלי) הזאת לא מחובר רכיב נוסף.

מחוק הזרמים של קירכהוף נובע שהזרם I קבוע לאורך כל ה"טור". ניתן להבין זאת בצורה אינטואיטיבית כך: מכיוון שבחיבור טורי הזרם לא יכול לזרום מחוץ ל"טור" (אנו מניחים שהמעגל נמצא בתוך מבודד אידאלי). כל המטענים המרכיבים את הזרם חייבים לזרום דרך כל הנגדים ב"טור". ניתן לדמות זאת לצינרות מבודדים שבהם יש זרם של מים. מכיוון שהמים לא דולפים דרך הצינור כל טיפה של מים הזורמת דרך חלק אחד של הצינור חייבת לזרום בסופו של דבר (אם הזרם קבוע) דרך כל הצינור.

ניתן לפשט את טור הנגדים האידאליים הזה ולהתייחס לכל הטור כאל נגד אחד (נקרא לו Rtotal). נניח שיש לנו \ n\in \mathbb{N} (מספר טבעי [מספר שלם חיובי]) של נגדים המחוברים בטור. ידוע לנו שהזרם בכל אחד מהם שווה למספר קבוע I (ראינו זאת בפיסקה הקודמת). נסמן את ההתנגדות של הנגד ה"ראשון" ב-R1 של הנגד "השני" ב-R2 וכך הלאה. נניח שהמתח בין קצות הטור ידוע לנו (נקרא לו V). נסמן את המתח על הנגד ה"ראשון" ב-V1 המתח על הנגד ה"שני" ב-V2 וכן הלאה...

מחוק אוהם נובע:

I=\frac{V_1}{R_1}=\frac{V_2}{R_2}=...=\frac{V_n}{R_n}

מחוק שימור האנרגיה (או מחוק המתחים של קירכהוף) אנחנו יודעים ש: V1+V2+...Vn=V או במילים פשוטות סכום המתחים על כל הנגדים בטור שווה למתח בין שני קצוות הטור. אם קיים נגד שקול אזי הוא חייב לקיים את חוק אוהם, כלומר:

R_{total}=\frac{V}{I}

קיבלנו: R_{total}=\frac{V_1+V_2+...+V_n}{I}=\frac{V_1}{I}+\frac{V_2}{I}+...+\frac{Vn}{I}=R_1+R_2+...+R_n


כלומר הנגד השקול לטור של נגדים אידאליים. הוא נגד אידאלי שההתנגדות שלו שווה לסכום ההתנגדויות בטור. ובנוסחה:

R_{total}=\sum R_i

חיבור מקבילי

במעגל מקבילי מתקיים: \frac{1}{R_{total}}=\sum\frac{1}{R_i}

  1. לפי חוק שימור כמות המטען, הזרם הנכנס לצומת מסיים שווה לסכום הזרמים היוצאים מאותו צומת.
  2. המתח על כל אחד מהרכיבים שווה.

מגבלות טכניות של נגדים

נגדים מוגבלים מבחינת כושר הדיוק שלהם, הנמדד באחוזים, וכן מבחינת ההספק המרבי שהם יכולים לשאת, דהיינו כמות החום שהם יכולים "לספוג" לפני שישרפו או יצאו מתחום הלינאריות שלהם, בו מתקיים חוק אוהם. הנגדים הנפוצים ביותר כשירים לעמוד בהספקים של עד 4/1 וואט, ודיוקם, לרוב, 20% (כלומר, התנגדותם עשויה לחרוג בכ-20% מההתנגדות המסומנת עליהם). חוסר הדיוק הוא תוצא של תהליך הייצור ההמוני והזול של הנגדים, ומשום כך נגדים מדויקים יותר נוטים להיות גם יקרים יותר.


נגדים אמיתיים

נגדים "להלחמה בחורים" (through-hole)

נגדים מופיעים לרוב בשתי תצורות: נגדים שהתנגדותם קבועה ונגדים משתנים, הנקראים גם פוטנציומטרים, טרימרים או נגדים ריאוסטטיים.

לנגדים שהתנגדותם קבועה צורה גלילית, לעיתים עם היצרות מסויימ במרכז. הנגדים עשויים לרוב מחומר קרמי שמקצותיו יוצאים שני מוליכים מתכתיים. הנגדים המשתנים נראים כיחידה בת שלוש רגליים ובראשה בורג קטן, הוא בורר ההתנגדות. ההתנגדות בין שתי הרגליים הקיצוניות היא התנגדותו המרבית של הנגד המשתנה, בעוד שההתנגדות בין הרגל האמצעית לכל אחת מן הקיצוניות משתנה בהתאם לסיבוב הבורג. ההתנגדות בין הרגל האמצעית לבין הקיצונית האחת, ועוד ההתנגדות בין האמצעית לקיצונית השנייה תהיה שווה להתנגדות המרבית של הנגד.

סימון על נגדים קבועים

בתהליך הייצור מקובל לסמן על נגדים את ערך ההתנגדות של הנגד ואת אחוז הדיוק שלו על ידי פסי צבע. סימון זה מכונה גם "קוד נגדים". במעגלים פשוטים אחוז הדיוק הוא לרוב 20%, אך במערכות שבהן הדיוק חשוב ישולבו נגדים עם אחוז דיוק הקטן מ-1% של סטייה מערך ההתנגדות המצוין על הנגד. שני פסי הצבע הראשונים מסמנים את שתי הספרות הראשונות של מידת ההתנגדות. הצבע השלישי מסמן את מספר האפסים שיש להוסיף לשתי הספרות הראשונות והצבע הרביעי את אחוז הדיוק. סידרת הצבעים מתחילה מהמרווח הקטן יותר של תחילת הנגד. ישנם גם נגדים בעלי חמישה פסים, בהם שלושת הפסים הראשונים מסמנים את הספרות הראשונות, ואף נגדים בעלי שישה פסים בעלי פס חום סגולי (temperature coefficient), מידע החיוני במערכות מדויקות מסוימות מכיוון שההתנגדות של נגדים איננה יציבה, אלא משתנה עם הטמפרטורה.

נגד של 75 אוהם
נגד של 100K אוהם
צבע מספר מכפיל דיוק
שחור 0 1
חום 1 10 ±1%
אדום 2 100 ±2%
כתום 3 1K
צהוב 4 10K
ירוק 5 100K ±0.5%
כחול 6 1M ±0.25%
סגול 7 10M ±0.1%
אפור 8 100M
לבן 9 1G
זהב 0.01 ±5%
כסף 0.1 ±10%
ללא צבע ±20%

נגדים להשמה משטחית (SMT)

נגדים קבועים כאלה מופיעים בצורת מלבן נמוך, כאשר הממדים השכיחים ביותר קרובים למידת 1X2מ"מ. מידות אמיתיות של נגדים אלה נקבעות בעשרות "מילים" ("מיל" הוא אלפית האינץ', כ - 0.025 של מ"מ). מידות תקניות:

  • 0805 - 80X50 מיל
  • 0603 - 63X31 מיל
  • 0402 - 40X20 מיל
  • 0201 - 24X12 מיל
  • 0101 - 16X08 מיל

בחלק מנגדים אלה הסימון מופיע בהדפסת 3 או 4 ספרות על גבי הנגד. אריזת הנגדים מתבצעת בדרך כלל בגלילים, כאשר כל גליל מכיל 5000 נגדים. הגלילים משמשים להרכבה במכונות הרכבה אוטומטיות. רכיבים אלה הינם הרכיבים האלקטרוניים הזולים ביותר ומחיר גליל כזה יכול להגיע לכ-20 ש"ח.


חשמל
מושגי יסוד שדה חשמלי • מתח חשמלי • זרם חשמלי • התנגדות ומוליכות • עכבה • הספק חשמלי • קיבול חשמלי • השראות • זרם ישר • זרם חילופין • חוק אוהם • מעגל חשמלי • אנרגיה חשמלית • מעגל תהודה חשמלי • מעגל RLC
רכיבים בסיסים מוליך • מבדד • מקור מתח • מקור זרם • סוללה • נגד • קבל • משרן • שנאי • מתג
מכשירי מדידה אוסצילוסקופ • אמפרמטר • אוהם-מטר • גלוונומטר • וולטמטר • רב מודד • מד השראות • מד קיבול • מחולל אותות
אלקטרוניקה מוליך למחצה • דיודה • טרנזיסטור • טריודה • מעגל משולב • מעגל מודפס • שפופרת ריק • מיקרואלקטרוניקה
יחידות מידה וולט • אמפר • פאראד • אוהם • ואט • קולון • הנרי • סימנס • ואט-שעה • ג'ול
זרם חזק גנרטור חשמלי • מנוע חשמלי • תחנת כוח • מתקן חשמל דירתי • מערכת חלוקה
בטיחות בחשמל התחשמלות • לוח חשמל • ממסר פחת • מפסק אוטומטי • נתיך • הארקה • קצר חשמלי


מקור: http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A0%D7%92%D7%93

This article is from Wikipedia. All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.

Giant Panda

Mercedes Car
James Bond Guide
This site monitored by SitePinger.net