Παρουσίαση/Προβολή

Μαθησιακοί στόχοι

Μετά το τέλος της ενότητας οι εκπαιδευόμενοι θα είναι ικανοί να:

• Γνωρίζουν των χρωματικό κώδικα αντιστάσεων.
• Υπολογίζουν την τιμή μιας ωμικής αντίστασης με τη χρήση του χρωματικού κώδικα.
• Υπολογίζουν την ανοχή της τιμής της αντίστασης
• Να συγκρίνουν την τιμή μιας μετρούμενης αντίστασης με αυτή του χρωματικού κώδικα και να αποφασίζουν για την καταλληλότητά της..

Περιεχόμενο μαθήματος

Στοιχεία θεωρίας

Οι χρωματικοί κώδικες χρησιμοποιούνται στην Ηλεκτρολογία και την Ηλεκτρονική  ως ένδειξη για τα χαρακτηριστικά κάποιου ηλεκτρονικού εξαρτήματος. Εμφανίζονται με τη μορφή χρωματικών δακτυλιοειδών λωρίδων, που τυπώνονται στην επιφάνεια του εξαρτήματος και υποδηλώνουν διάφορες πληροφορίες, όπως π.χ. την τιμή του, την ανοχή, το θερμικό συντελεστή κ.α. Στο χρωματικό κώδικα τεσσάρων λωρίδων- είναι οποίο συνηθισμένος- οι τρεις πρώτες λωρίδες φανερώνουν την τιμή του εξαρτήματος και η τέταρτη την ανοχή (όρια μεταβολής) της τιμής της αντίστασης. Υπάρχουν χρωματικοί κώδικες με πέντε ή έξι λωρίδες, αλλά η εμφάνισή τους είναι ιδιαιτέρως περιορισμένη. Ο χρωματικός κώδικας εμφανίζεται κατά κόρον στις ηλεκτρικές αντιστάσεις άνθρακα (είναι μικρής ισχύος και χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα ασθενών ρευμάτων και συστήματα αυτομάτου ελέγχου). Αντιθέτως, δεν εμφανίζεται στις ηλεκτρικές αντιστάσεις σύρματος (έχουν μεγάλη ισχύ και χρησιμοποιούνται για να μετατρέπουν την ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος σε θερμότητα). Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι τιμές που αντιστοιχούν σε κάθε χρώμα σύμφωνα με το πρότυπο  EIA-RS-279 του Συνδέσμου Ηλεκτρονικών Βιομηχανιών (Electronic Industries Alliance, EIA).

Σε μία αντίσταση με τέσσερις χρωματικές λωρίδες, οι τρεις πρώτες λωρίδες βρίσκονται σχετικά κοντά η μία στην άλλη και καθορίζουν την τιμή της αντίστασης, ενώ η τέταρτη -που βρίσκεται λίγο μακρύτερα από τις υπόλοιπες τρεις- υποδηλώνει την ανοχή (tolerance) της τιμή της αντίστασης.

Το χρώμα της λωρίδας της ανοχής συνήθως είναι ασημί ή χρυσαφί. Αν δεν υπάρχει τέταρτη λωρίδα, η ανοχή θεωρείται ίση με ±20%. Για να βρούμε την τιμή μίας αντίστασης, τοποθετούμε την αντίσταση έτσι ώστε η λωρίδα της ανοχής να βρίσκεται τελευταία, δηλ. δεξιά. Τότε, το χρώμα της πρώτης και της δεύτερης λωρίδας αντιστοιχούν στα δύο πρώτα ακέραια ψηφία της αντίστασης. Το χρώμα της τρίτης λωρίδας (πολλαπλασιαστής, multiplier) αντιστοιχεί στον παράγοντα (δύναμη του 10) με τον οποίο πρέπει να πολλαπλασιαστούν τα ψηφία των δύο πρώτων λωρίδων. Ο αριθμός που προκύπτει είναι η τιμή της αντίστασης, ενώ σημειώνουμε και την ανοχή.

Παραδειγματα υπολογισμού

Παράδειγμα 1

(Αντίσταση με 4 χρωματικές λωρίδες)

Στην παραπάνω αντίσταση έχουμε Κίτρινη λωρίδα και Βιολετί για την τιμή της αντίστασης, Κόκκινη για τον πολλαπλασιαστή και χρυσή για την ανοχή.

    Κίτρινο: 4

    Βιολετί: 7

    Κόκκινο X100

R=47X100 = 4700Ω με ανοχή +-5%

Παράδειγμα 2

(Αντίσταση με 5 χρωματικές λωρίδες)

Στην παραπάνω αντίσταση έχουμε 5 λωρίδες. τα τρία πρώτα χρώματα είναι η τιμή της αντίστασης (4-7-5 και η μπλέ λωρίδα είναι ο πολλαπλασιαστής (x1ΜΩ).

Η χρυσή λωρίδα στο τέλος είναι η ανοχή (+-5%). Προσοχή γιατί στις αντιστάσεις των 5 λωρίδων η τελευταία λωρίδα μπορεί να σημαίνει και κάτι άλλο (βλ. τον αρχικό πίνακα)

• Κίτρινο: 4
• Βιολετί: 7
• Πράσινο: 5
• Μπλε: X 1M
• Χρυσό: +-5%

R=475X1000000 = 475ΜΩ με ανοχή +-5%

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του χρωματικού κώδικα

Μία εναλλακτική λύση έναντι του χρωματικού κώδικα θα ήταν να τυπώνονται τα διάφορα χαρακτηριστικά μεγέθη πάνω στο εξάρτημα με την μορφή απλού κειμέ νου.Η λύση αυτή όμως παρουσιάζει δύο μειονεκτήματα:

(i) είναι επιβεβλημένη η χρήση μεγεθυντικού φακού για την ανάγνωση των διαφόρων τιμών, ιδίως όταν πρόκειται για μικρού μεγέθους εξαρτήματα, και

(ii) οι χρωματικές λωρίδες είναι πολύ πιο ανθεκτικές στο χρόνο και δεν φθείρονται εύκολα. Από τα παραπάνω γίνεται εύκολα κατανοητό ότι τα δύο αυτά χαρακτηριστικά αποτελούν τα βασικά πλεονεκτήματα και είναι η αιτία της εκτεταμένης χρήσης του χρωματικού κώδικα.

Αντιθέτως, το κύριο μειονέκτημα του χρωματικού κώδικα είναι το γεγονός ότι η ποιότητα των χρωμάτων υποβαθμίζεται σημαντικά με το χρόνο, την οξείδωση ή/και την υπερθέρμανση του εξαρτήματος. Έτσι κάποιος μπορεί να μπερδέψει το κόκκινο με το καφέ ή το πορτοκαλί. Επομένως, η αλλοίωση των χρωμάτων είναι πιθανό να οδηγήσει σε λάθος ανάγνωση των τιμών του εξαρτήματος. Πρόβλημα μπορεί να υπάρξει επίσης εάν πάνω στο εξάρτημα επικαθίσει σκόνη και βρωμιά ή όταν η ανάγνωση του χρωματικού κώδικα γίνει υπό συνθήκες χαμηλού φωτισμού. Σ’ αυτές τις περιπτώσεις επιβάλλεται η- άμεση ή έμμεση- μέτρηση της τιμής του εξαρτήματος ή η μαθηματική επίλυση (ανάλυση) της συμπεριφοράς του κυκλώματος.

Βιβλιογραφία

• Βουρνάς, Κ., Δαφέρμος, Ο., Πάγκαλος, Σ., & Χατζαράκης, Γ. (2009). Ηλεκτροτεχνία. Αθήνα: ΙΤΥΕ "Διόφαντος".
• Κανελλόπουλος, Χ., Παληός, Γ., & Χατζαράκης, Γ. (2012). Κυκλώματα συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος. Αθήνα: ΙΤΥΕ "Διόφαντος".