Mengapa toleransi resistor relatif bukan absolut?

Setiap resistor memiliki toleransi, ini memberi pengguna ide tentang keakuratan produk. Toleransi ini diwakili oleh persentase. Ini berarti: resistor nilai besar akan kurang akurat daripada resistor kecil dengan toleransi yang sama.

1 k Ω 10 % \in [900 Ω, 1100 Ω] \to 100 Ω

$1kΩ 10\% ∈ [900Ω , 1100Ω] → 100Ω$

100 Ω 10 % \in [90 Ω, 110 Ω] \to 10 Ω

$100Ω 10\% ∈ [90Ω , 110Ω] → 10Ω$

100Ω 10% resistor akan lebih dekat ke 100Ω daripada 1kΩ 10% akan mendekati 1kΩ.

Mengapa demikian? Karena resistor bernilai tinggi lebih sulit diproduksi daripada yang kecil? Jika tidak, mengapa toleransi persen dan bukan jumlah tetap Ohm? Mengapa toleransi itu relatif dan tidak absolut?

Pertanyaan-pertanyaan ini juga berlaku untuk kapasitor, tapi saya cukup yakin jawabannya akan sama.

— M.Ferru
sumber

Itu pertanyaan yang sangat bagus karena banyak hal di bidang teknik memiliki toleransi mutlak daripada relatif ...

— Paul Uszak

Jika Anda memiliki dua resistor di pembagi tegangan kemudian, jika persentase toleransi yang sama,

akan memberikan akurasi yang sama jika resistor adalah

atau

\frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}

$\frac{R_1}{R_1+R_2}$

1 Ω

$\small1 \Omega$

1 M Ω

$\small 1M \Omega$

— Chu

@ JImDearden Bagaimanapun, sudut pandang itu masuk akal. Tapi, mengapa lebih sulit untuk membuat toleransi +/- 10 Ohm pada 1MOhms daripada pada 200Ohm?

— M.Ferru

Mungkin karena resistor 1M memiliki "kerapatan resistansi" yang jauh lebih tinggi daripada resistor 200R?

— Dampmaskin

Karena Anda memerlukan resistor 10-ohm yang akurat hingga 1 ohm tetapi Anda tidak memerlukan resistor 1M-ohm yang akurat hingga 1 ohm.

— user207421

Jawaban:

Saya akan mencoba menyederhanakan ini untuk Anda ... Semoga berhasil.

Jika Anda membayangkan membuat resistor hanya dengan memotong potongan material, misalkan film logam khusus;

Anda ingin resistor Anda masuk ke dalam kotak yang dapat digunakan, jika tidak ada gunanya, sehingga Anda tidak dapat membuat strip super panjang atau yang sangat pendek. Jadi Anda menggunakan film dengan ketebalan berbeda dari logam yang sama.

Sekarang, katakan bahwa Anda memiliki banyak ketebalan, masing-masing ketebalan sepuluh kali lebih resistif daripada yang satu langkah lebih tipis. Dan semuanya harus sepanjang 10mm agar sesuai dengan kotak Anda, sehingga Anda hanya bisa memotong lebar strip standar, misalkan 5mm.

Jika Anda ingin membuat 10 Mohm, Anda mengambil yang paling tipis, dan Anda harus menghapus setengah dari lebarnya. Jadi, Anda harus menghapus 2.5mm. Jika bahan tersebut bekerja secara linear, yang akan kita asumsikan untuk kemudahannya, itu berarti Anda "memotong" 10 Mohm dalam 2.5mm. Untuk menghapus 10 Ohm lebih atau kurang, itu berarti memotong dengan akurasi (tanda kurung untuk kejelasan pesanan, bukan karena diperlukan):

(10/10000000) * 2.5mm = 2.5nm.

2.5nm lebih kecil dari apa yang bisa kita lakukan dalam teknologi chip silikon. Ditulis dalam meter yaitu 0,000000002525 m, di mana untuk yang belum tahu, satu meter dekat dengan satu halaman, atau seukuran langkah panjang manusia dewasa.

Jika Anda ingin mendapatkan kesalahan 10 Ohm yang sama pada resistor 100 Ohm, Anda akan mengambil kertas yang lima langkah ke atas, yang jika itu masih linier akan membuat Anda sekitar 50 Ohm (2 bit dari 100 Ohm secara paralel), sehingga Anda saya harus memotong 2.5mm lagi. Tapi kali ini, Anda hanya dapat memotong akurat untuk:

(10/100) * 2.5mm = 0.25mm.

Itu sesuatu yang bisa dilakukan oleh orang yang terlatih dengan gunting.

Lihat perbedaan kesulitannya di sana? Gunting lawan bahkan tidak bisa melakukannya dalam microchip?

Dan saat itulah kotak resistor Anda diperbolehkan menjadi 10mm x 5mm, yang sekitar 10 kali ukuran dari jenis yang paling umum digunakan saat ini.

Sekarang, jelas resistor tidak dibuat di bengkel elf yang penuh dengan gulungan film logam ... lagi ... Kami telah menjadi jauh lebih baik dalam membuat lebih banyak ketebalan bahan yang berbeda, jadi itu menjadi lebih baik.

Tapi, itu menggambarkan maksudnya, bahkan jika Anda akan menggunakan laser-trimming pada semuanya, trimming ke satu bagian per juta, yaitu 10 Ohm pada 10 Mohm, akan menjadi proses yang sangat sulit untuk menjadi konsisten dan bahkan kemudian masih membuat banyak bagian yang lebih atau kurang dipangkas.

Dengan menerima bahwa setiap proses dalam rekayasa diatur oleh statistik dan persentase, serta aturan rata-rata, kita dapat dengan mudah mengatasi resistor yang akurat 10%, atau 1% atau 0,1%, sehingga tidak perlu melakukannya dengan lebih baik untuk kebanyakan kasus.

Hanya ketika Anda membutuhkan referensi yang sangat akurat, yang tidak biasa jika nama Anda bukan kebetulan, Keysight, Keithley atau yang lainnya, Anda ingin seseorang memberi Anda resistor yang lebih baik dari 0,001% dan itu biasanya piring keramik besar dengan lapisan bahan resistif yang diaplikasikan dengan sangat akurat, yang kemudian dipotong menjadi resep yang sangat akurat dan akan menelan biaya jumlah uang yang konyol, bahkan sekarang. Meskipun 0,01% akhirnya semakin terjangkau.

— Asmyldof
sumber

Anda membawakan saya jawaban yang sangat bagus di sini! Jadi, jika saya melakukannya dengan benar, masalahnya berasal dari akurasi alat manufaktur. Akurasi ini menurun karena "pelat logam" semakin menipis

— M.Ferru

@ M.Ferru Tidak, intinya mereka menjaga akurasinya sama. Mereka memotong baik 100 Ohm dan 10 MOhm dalam contoh saya dengan gunting teoritis, sehingga 10 MOhm memiliki kemungkinan kesalahan 10% yang sama.

— Asmyldof

@ M. Ferru, itu seperti jawaban UV'd Asmyldof. Toleransi adalah tentang ketepatan yang mereka dapat mesin bahan resistif. Mesin mereka bisa mendapatkan lebih atau kurang dari sempurna dengan persentase akurasi tertentu. Mereka menggunakan bahan resistif yang berbeda untuk resistor nilai yang berbeda.

— TonyM

Bahkan jika semua resistor dibuat menggunakan bungkus kawat yang memiliki resistansi nominal yang sama per milimeter, ketidakpastian dalam resistansi per milimeter akan memiliki 1000 kali lebih banyak efek absolut dalam resistor 1M seperti pada resistor 1K.

— supercat

" Sekarang, jelas resistor tidak dibuat di bengkel elf yang penuh dengan gulungan film logam " Aku berbohong, bohong! Jawaban yang bagus sebaliknya.

— TripeHound

Ini lebih merupakan masalah ilmu material atau manufaktur. Itu sangat tergantung pada teknologi resistor juga proses yang digunakan untuk pembuatan. Sumber: Informasi Resistor Chip

Resistansi suatu elemen mengukur penentangannya terhadap aliran listrik, dinyatakan dalam ohm (Ω). Setiap bahan memiliki resistivitas tertentu, yang mengukur kekuatan oposisi ini. Untuk penampang elemen yang merata, resistansi ® sebanding dengan resistivitas material (ρ) dan panjang (L), dan berbanding terbalik dengan luas (A).

R = ρ * (L. / SEBUAH)

$R = \rho* (L/A)$

$\rho$

— Lonjakan tegangan
sumber

Aku mengerti sekarang. Sampai sekarang belum jelas.

— M.Ferru

Toleransi adalah tetap di antara resistor terlepas dari nilai karena proses pembuatan. Seperti yang dikatakan dalam jawaban lain, ini karena alat atau bahan yang digunakan. Alat atau bahan ini memiliki toleransi sendiri yang bergema pada toleransi resistor.

Anda dapat belajar lebih banyak tentang proses pembuatan resitor di halaman web ini .

— Mulet
sumber