Poput mnogih elektroničkih komponenti, otpornici dolaze u mnogim oblicima, veličinama, kapacitetima i vrstama. Također postoje razlike u tipičnim vrijednostima za šum otpornika, tolerancije, nazivnu snagu u vatima, temperaturni koeficijent, koeficijent napona, frekvencijski odziv, veličinu i pouzdanost. Neki otpornici su idealni u nekim aplikacijama, a izvor noćnih mora za rješavanje problema u drugima.
U ovom vodiču razmatramo vrste otpornika i odgovarajući slučaj upotrebe za svaki.
otpornici ugljičnog sastava
Otpornici sastava ugljika nekada su bili najčešći tip otpornika zbog niske cijene i pouzdanosti. Otpornici ugljičnog sastava koriste čvrsti blok materijala izrađen od ugljičnog praha, izolacijske keramike i vezivnog materijala. Otpornost se kontrolira mijenjanjem omjera ugljika i materijala za punjenje.
Na sastav ugljika u otporniku utječu uvjeti okoline, posebno vlaga. Sklon je promjeni otpora tijekom vremena. Iz tog razloga, otpornici ugljičnog sastava imaju slabu toleranciju otpora, obično samo 5 posto. Otpornici ugljičnog sastava također su ograničeni na snage do 1 vata. Za razliku od svojih loših tolerancija i niske snage, otpornici ugljičnog sastava imaju dobar frekvencijski odziv, što ih čini održivima za visokofrekventne primjene.
otpornici ugljičnog filma
Otpornici s ugljičnim filmom koriste tanki sloj ugljika na vrhu izolacijske šipke koja je izrezana kako bi oblikovala usku, dugu, otpornu putanju. Kontroliranjem duljine staze i njezine širine, otpor se može precizno kontrolirati s tolerancijama od čak 1 posto.
Sve u svemu, mogućnosti otpornika s ugljičnim filmom bolje su od otpornika s ugljikovim slojem, s nazivnom snagom do 5 vata i poboljšanom stabilnošću. Međutim, frekvencijski odziv je lošiji zbog induktiviteta i kapacitivnosti uzrokovane rezistivnom putanjom urezanom u film.
otpornici od metalnog filma
Jedan od uobičajenih tipova aksijalnih otpornika koji se danas koriste su metalni otpornici. Konstrukcija je slična otpornicima s ugljičnim filmom, glavna razlika proizlazi iz upotrebe metalne legure kao otpornog materijala, a ne ugljika.
Metalna legura, obično legura nikal-kroma, pruža strožu toleranciju otpora od otpornika s ugljičnim filmom s tolerancijom od samo 0,01 posto. Otpornici s metalnim filmom dostupni su do otprilike 35 vata. Međutim, opcije otpora počinju se smanjivati iznad 1 ili 2 vata.
Metalni filmski otpornici imaju nisku razinu buke. Ovi su otpornici stabilni s malim promjenama otpora zbog temperature i primijenjenog napona.
Debeloslojni otpornici
Debeloslojni otpornici postali su popularni 1970-ih i uobičajeni su otpornici za površinsku montažu čak i danas. Izrađuju se postupkom sitotiska koristeći vodljivu mješavinu keramike i stakla suspendiranu u tekućini. Nakon što je otpornik ispisan sitotiskom, peče se na visokim temperaturama kako bi se uklonila tekućina i spojio kompozit keramike i stakla.
U početku su otpornici s debelim slojem imali niske tolerancije. Danas su dostupni s tolerancijama od samo 0,1 posto u paketima koji mogu podnijeti do 250 vata. Debeloslojni otpornici imaju visokotemperaturni koeficijent, s promjenom temperature od 100 stupnjeva Celzijusa koja rezultira promjenom otpora do 2,5 posto.
otpornici tankog filma
Posuđujući se iz poluvodičkih procesa, otpornici tankog filma izrađuju se postupkom taloženja u vakuumu koji se naziva raspršivanje. Raspršivanje je nanošenje tankog sloja vodljivog materijala na izolacijsku podlogu. Ovaj tanki sloj je foto-urezan kako bi se stvorio rezistivni uzorak.
Preciznom kontrolom količine nanesenog materijala i uzorka otpora, s tankoslojnim otpornicima mogu se postići tolerancije od čak 0,01 posto. Tankoslojni otpornici ograničeni su na oko 2,5 vata i niže napone od ostalih vrsta otpornika, ali su stabilni otpornici. Postoji cijena za preciznost tankoslojnih otpornika, koji su općenito dvostruko skuplji od debelih otpornika.
Žičani otpornici
Najveća snaga i najprecizniji otpornici su žičani otpornici, koji su rijetko istovremeno velike snage i precizni. Žičani otpornici izrađuju se omotavanjem žice visokog otpora, obično legure nikla i kroma, oko keramičke bobine. Mijenjanjem promjera, duljine, legure žice i uzorka omotača, svojstva žičanog otpornika mogu se prilagoditi primjeni.
Dopuštena odstupanja otpora su samo 0,005 posto za precizne žičane otpornike i mogu se naći s nazivnim snagama do oko 50 vata. Otpornici namotani strujom obično imaju tolerancije od 5 posto ili 10 posto, ali imaju nazivnu snagu u rasponu kilovata.
Žičani otpornici pate od visokog induktiviteta i kapacitivnosti zbog prirode konstrukcije, ograničavajući ih na niske frekvencije.
Potenciometri
Variranje signala ili ugađanje kruga čest je zahtjev za osjetljive elektroničke aplikacije. Jedan jednostavan način za ručno podešavanje signala je pomoću promjenjivog otpornika ili potenciometra. Potenciometri se obično koriste za analogne korisničke unose, kao što su kontrole glasnoće. Manje verzije za površinsku montažu podešavaju ili kalibriraju strujni krug na tiskanoj ploči prije nego što se zapečate i pošalju kupcima.
Potenciometri mogu biti precizni, promjenjivi otpornici s više zavoja, ali su često jednostavni uređaji za jedno zakretanje koji pomiču brisač duž vodljivog karbonskog puta kako bi promijenili otpor od blizu nule do maksimalne vrijednosti.
Potenciometri općenito imaju niske snage, slabe karakteristike buke i osrednju stabilnost. Međutim, mogućnost mijenjanja otpora i podešavanja signala čini potenciometre neprocjenjivim u mnogim dizajnima strujnih krugova i izradi prototipova.
Druge vrste otpornika
Kao i kod većine komponenti, nekoliko specijalnih varijanti otpornika zadovoljavaju posebne potrebe. Nekoliko ih je prilično uobičajeno, uključujući otporni element u žarulji sa žarnom niti. Ostale specijalne varijante otpornika uključuju grijaće elemente, metalnu foliju, oksid, šantove, kermet i rešetkaste otpornike.
