Finish

Mitä on resistanssi?

9.Tou.2021 | Sähkö
Mitä on resistanssi?

Resistanssi eli sähköinen vastus kuvaa johtimen tai muun sähköisen piirinosan kykyä vastustaa sähkövirtaa

Resistanssin yksikkö on ohmi, ja sen symboli on kreikkalaisten aakkosten omega-kirjain (Ω). Ohmi on saanut nimensä Georg Simon Ohmilta (1784–1854), joka oli jännitteen, virran ja resistanssin välistä yhteyttä tutkinut saksalainen fyysikko. Hänet tunnetaan Ohmin lain keksimisestä.

Kaikki materiaalit vastustavat virran kulkua jossain määrin. Materiaalit voidaan jakaa kahteen laajaan kategoriaan seuraavasti:

  • Johtimet: Materiaalit, joiden resistanssi on erittäin pieni ja joissa elektronit voivat liikkua vapaasti. Esimerkit: hopea, kupari, kulta ja alumiini.
  • Eristimet: Materiaalit, joiden resistanssi on suuri ja jotka rajoittavat elektronien virtausta. Esimerkit: kumi, paperi, lasi ja muovi.
Kultalanka toimii erinomaisena johtimena
Kultalanka toimii erinomaisena johtimena

Vastusmittauksia tehdään tavallisesti komponentin tai virtapiirin kunnon selvittämistä varten.

  • Mitä suurempi resistanssi on, sitä pienempi sähkövirta on. Jos resistanssi on epätavallisen suuri, yksi mahdollinen syy (useista vaihtoehdoista) voi olla palamisen tai korroosion vuoksi vaurioitunut johdin. Kaikki johtimet luovuttavat jonkin verran lämpöä, joten ylikuumeneminen on yleinen resistanssiin liittyvä ongelma.
  • Mitä pienempi resistanssi on, sitä suurempi sähkövirta on. Mahdollisia syitä voivat olla kosteuden tai ylikuumenemisen vuoksi vaurioituneet eristimet.

Monilla komponenteilla, kuten lämmityselementeillä ja vastuksilla, on kiinteä resistanssiarvo. Nämä arvot on usein ilmoitettu komponenttien tyyppikilvissä tai käyttöohjeissa.

Jos toleranssi on ilmoitettu, mitatun resistanssiarvon on oltava sallitun resistanssialueen sisällä. Huomattava muutos kiinteässä resistanssiarvossa viittaa yleensä ongelmaan.

Resistanssi saattaa kuulostaa negatiiviselta, mutta siitä on hyötyä sähkötekniikassa.

Esimerkit: Virta kulkee vaivalloisesti leivänpaahtimen pienten käämien läpi, mikä tuottaa tarpeeksi lämpöä leipien paahtumista varten. Vanhanaikaiset hehkulamput pakottavat virran kulkemaan ohuiden hehkulankojen läpi, mikä saa aikaan valoa.

Resistanssia ei voi mitata toiminnassa olevasta piiristä. Tästä johtuen vianhakua tehtäessä, resistanssi määritetään usein mittaamalla jännite sekä virta ja käyttämällä sitten Ohmin lakia seuraavasti:

U = R x I

Toisin sanoen, jännite = resistanssi x virta Tässä kaavassa R tarkoittaa resistanssia. Jos resistanssia ei tiedetä, kaava voidaan muuntaa muotoon R = U/I (resistanssi = jännite jaettuna virralla).

Esimerkit: Kahden alla olevan kuvan mukaisesti sähkölämmittimen piirin resistanssi määritetään mittaamalla piirin jännite ja virta ja soveltamalla niihin Ohmin lakia.

Esimerkki piirin normaalista resistanssista
Esimerkki piirin normaalista resistanssista
Esimerkki piirin suurentuneesta resistanssista
Esimerkki piirin suurentuneesta resistanssista

Ensimmäisessä esimerkissä piirin normaali kokonaisresistanssi eli tunnettu referenssiarvo on 60 Ω (240 ÷ 4 = 60 Ω). Resistanssiarvo 60 Ω auttaa arvioimaan piirin kuntoa.

Toisessa esimerkissä jos piirin virta on 3A neljän sijasta, piirin resistanssi on noussut 60 ohmista 80 ohmiin (240 ÷ 3 = 80 Ω). Kokonaisresistanssin kasvu 20 ohmilla voi johtua löysästä tai likaisesta liitännästä tai avoimesta käämiosasta. Avoin käämiosa lisää piirin kokonaisresistanssia, mikä pienentää virtaa.

Viite: ”Digital Multimeter Principles”, Glen A. Mazur, American Technical Publishers.