Tại sao điện trở dung sai tương đối thay vì tuyệt đối?

Mỗi điện trở có một dung sai, điều này cung cấp cho người dùng ý tưởng về độ chính xác của sản phẩm. Dung sai này được đại diện bởi một tỷ lệ phần trăm. Điều này có nghĩa là: một điện trở giá trị lớn sẽ kém chính xác hơn một điện trở nhỏ có cùng dung sai.

Điện trở 100Ω 10% sẽ gần hơn 100Ω so với 1kΩ 10% sẽ gần với 1kΩ.

Tại sao vậy? Bởi vì điện trở giá trị cao khó sản xuất hơn những cái nhỏ? Nếu không, tại sao dung sai là một phần trăm và không phải là một lượng Ohms cố định? Tại sao dung sai tương đối và không tuyệt đối?

Những câu hỏi này cũng có giá trị cho các tụ điện, nhưng tôi khá chắc chắn câu trả lời sẽ giống nhau.

Tôi sẽ cố gắng đơn giản hóa việc này cho bạn ... Hy vọng thành công.

Nếu bạn tưởng tượng tạo ra một điện trở chỉ bằng cách cắt các mảnh vật liệu, giả sử một màng kim loại đặc biệt;

Bạn muốn điện trở của mình vừa vặn trong một hộp có thể sử dụng, nếu không nó là vô nghĩa, vì vậy bạn không thể tạo ra các dải siêu dài hoặc cực ngắn. Vì vậy, bạn sử dụng phim có độ dày khác nhau của cùng một kim loại.

Bây giờ, giả sử rằng bạn có một loạt các độ dày, mỗi độ dày có điện trở thấp hơn mười lần so với độ dày một bước. Và tất cả chúng phải dài 10 mm để vừa với hộp của bạn, để bạn chỉ có thể cắt ra khỏi chiều rộng dải tiêu chuẩn, giả sử là 5 mm.

Nếu bạn muốn tạo ra 10 Mohm, bạn lấy cái mỏng nhất và bạn phải loại bỏ một nửa chiều rộng của nó. Vì vậy, bạn phải loại bỏ 2,5mm. Nếu vật liệu hoạt động tuyến tính, điều mà chúng tôi sẽ cho là dễ dàng, điều đó có nghĩa là bạn "cắt" 10 Mohm trong 2,5mm. Để loại bỏ 10 Ohm nhiều hơn hoặc ít hơn, điều đó có nghĩa là cắt với độ chính xác của (dấu ngoặc để rõ ràng về trật tự, không phải vì chúng là cần thiết):

(10/10000000) * 2,5mm = 2,5nm.

2.5nm nhỏ hơn những gì chúng ta có thể làm trong công nghệ chip silicon. Được viết bằng mét là 0,00000025m, trong đó đối với người không quen, một mét gần một sân, hoặc có kích thước bằng một sải chân dài của một người trưởng thành.

Nếu bạn muốn nhận cùng một lỗi 10 Ohm trên điện trở 100 Ohm, bạn sẽ lấy giấy bạc lên năm bước, nếu nó vẫn tuyến tính sẽ giúp bạn có được khoảng 50 Ohm (song song 2 bit 100 Ohm), vì vậy bạn 'phải cắt đi 2,5mm một lần nữa. Nhưng lần này, bạn chỉ có thể cắt chính xác để:

(10/100) * 2,5mm = 0,25mm.

Đó là điều mà một người thực hành có thể làm với một chiếc kéo.

Thấy sự khác biệt về khó khăn ở đó? Kéo so với thậm chí không thể làm điều đó trong vi mạch?

Và đó là khi hộp điện trở của bạn được phép có kích thước 10 mm x 5 mm, gấp khoảng 10 lần kích thước của các loại được sử dụng phổ biến nhất hiện nay.

Bây giờ, rõ ràng các điện trở không được tạo ra trong một xưởng elf đầy cuộn phim kim loại ... nữa ... Chúng ta đã làm tốt hơn nhiều trong việc tạo ra các độ dày khác nhau của các vật liệu khác nhau, vì vậy nó trở nên tốt hơn.

Nhưng, nó thực sự minh họa cho vấn đề, ngay cả khi bạn sẽ sử dụng công nghệ cắt laser trên mọi thứ, cắt tỉa thành một phần triệu, tức là 10 Ohm trên 10 Mohm, sẽ là một quá trình rất khó để có được sự nhất quán và thậm chí sau đó sẽ vẫn tạo ra rất nhiều phần bị cắt hoặc bị cắt bớt.

Bằng cách chấp nhận rằng bất kỳ quy trình nào trong kỹ thuật đều bị chi phối bởi thống kê và tỷ lệ phần trăm, cũng như các quy tắc trung bình, chúng ta có thể dễ dàng đối phó với các điện trở có độ chính xác 10%, hoặc 1% hoặc 0,1%, do đó không cần phải làm tốt hơn cho hầu hết các trường hợp.

Chỉ khi bạn cần một tài liệu tham khảo rất chính xác, điều này không phổ biến nếu tên của bạn không phải là Fluke, Keysight, Keithley hoặc bất kỳ ai khác, bạn mới muốn ai đó cung cấp cho bạn một điện trở tốt hơn 0,001% và đó thường là những tấm gốm lớn với các lớp vật liệu điện trở được áp dụng rất chính xác, sau đó được cắt thành một công thức rất chính xác và sẽ tiêu tốn số tiền vô lý, ngay cả bây giờ. Mặc dù 0,01% cuối cùng đã gần đạt được giá cả phải chăng.

Đây là nhiều hơn một câu hỏi khoa học vật liệu hoặc sản xuất. Nó thực sự phụ thuộc vào công nghệ điện trở cũng là quá trình được sử dụng cho sản xuất. Nguồn: Thông tin điện trở chip

Điện trở của một phần tử đo lường sự đối lập của nó với dòng điện, được biểu thị bằng ohms (). Mỗi vật liệu có một điện trở suất cụ thể, đo lường sức mạnh của sự đối lập này. Đối với mặt cắt ngang của một phần tử, điện trở ® tỷ lệ thuận với điện trở suất của vật liệu (ρ) và chiều dài (L) và tỷ lệ nghịch với diện tích (A).

$\rho$ là cố định, do điện trở suất của vật liệu và có lẽ không phải là yếu tố lớn trong dung sai. Khu vực này có thể là một yếu tố dễ kiểm soát, nhưng số lượng vật liệu đặc biệt là chiều cao không dễ kiểm soát. Dù bằng cách nào bạn kết thúc với sai số 1% hoặc hơn, bạn khắc khu vực bằng tia laser trong khi đo điện trở để mang lại độ chính xác trong đó mất thời gian và chi phí khắc. Nhưng quy trình là như nhau đối với điện trở lớn và nhỏ và bạn có cùng một lỗi sản xuất cho cả lớn và nhỏ.

Dung sai được cố định giữa các điện trở bất kể giá trị là do quá trình sản xuất. Như đã nói trong câu trả lời khác, điều này là do các công cụ hoặc vật liệu được sử dụng. Các công cụ hoặc vật liệu của luận án có dung sai riêng phản ánh dung sai của điện trở.

Bạn có thể tìm hiểu thêm một chút về quy trình sản xuất của người bán lại trên trang web này .