Perché le tolleranze dei resistori sono relative anziché assolute?

Ogni resistore ha una tolleranza, questo fornisce all'utente un'idea dell'accuratezza del prodotto. Questa tolleranza è rappresentata da una percentuale. Ciò significa: un resistore di grande valore sarà meno preciso di un resistore di piccole dimensioni con la stessa tolleranza.

Il resistore 100Ω 10% sarà più vicino a 100Ω rispetto a 1kΩ il 10% sarà vicino a 1kΩ.

Perché? Perché i resistori di alto valore sono più difficili da produrre rispetto a quelli piccoli? In caso contrario, perché la tolleranza è una percentuale e non una quantità fissa di Ohm? Perché la tolleranza è relativa e non assoluta?

Queste domande sono valide anche per i condensatori, ma sono abbastanza sicuro che la risposta sarà la stessa.

Proverò a semplificare questo per te ... Speriamo con successo.

Se immagini di realizzare una resistenza semplicemente tagliando pezzi di un materiale, diciamo un film metallico speciale;

Vuoi che il tuo resistore si inserisca in una scatola utilizzabile, altrimenti è inutile, quindi non puoi fare strisce super lunghe o incredibilmente corte. Quindi usi una pellicola di diverso spessore dello stesso metallo.

Ora, supponiamo che tu abbia un sacco di spessori, ogni spessore è dieci volte meno resistivo di quello che è un passo più sottile. E devono essere lunghi 10 mm per adattarsi alla tua scatola, in modo da poter tagliare solo con una larghezza di striscia standard, diciamo 5 mm.

Se vuoi fare 10 Mohm, prendi quello più sottile e devi rimuovere metà della sua larghezza. Quindi devi rimuovere 2,5 mm. Se il materiale funziona in modo lineare, cosa che supponiamo per facilità, ciò significa che "tagli" 10 Mohm in 2,5 mm. Rimuovere 10 Ohm in più o in meno, significherebbe tagliare con una precisione di (parentesi per chiarezza dell'ordine, non perché sono necessarie):

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

2.5nm è più piccolo di quello che possiamo fare nella tecnologia dei chip di silicio. Scritto in metri che sono 0,0000000025m, dove per i non iniziati, un metro è vicino a un metro, o delle dimensioni di un passo lungo di un essere umano adulto.

Se volessi ottenere lo stesso errore di 10 Ohm su un resistore da 100 Ohm, dovresti prendere il foglio che è di cinque gradini, che se fosse ancora lineare ti porterebbe circa 50 Ohm (2 bit di 100 Ohm in parallelo), quindi tu dovrei tagliare di nuovo 2,5 mm. Ma questa volta, puoi tagliare solo con precisione per:

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

È qualcosa che una persona pratica potrebbe fare con un paio di forbici.

Vedi la differenza in difficoltà lì? Le forbici contro non possono nemmeno farlo in microchip?

Ed è allora che la scatola del tuo resistore può essere 10mm x 5mm, che è circa 10 volte la dimensione dei tipi più comunemente usati in questi giorni.

Ora, ovviamente, i resistori non sono realizzati in un'officina di elfi piena di bobine di film metallico ... più ... Siamo migliorati molto nel produrre spessori più diversi di materiali diversi, quindi è migliorato.

Ma illustra il punto, anche se si usasse il taglio laser su tutto, tagliare ad una parte per milione, che è 10 Ohm su 10 Mohm, sarà un processo molto difficile per essere coerenti e anche allora crea ancora molte parti che sono tagliate sopra o sotto.

Accettando che qualsiasi processo in ingegneria sia governato da statistiche e percentuali, nonché da regole della media, possiamo facilmente affrontare resistori con precisione del 10%, o dell'1% o dello 0,1%, quindi non è necessario farlo meglio per la maggior parte dei casi.

Solo quando hai bisogno di un riferimento molto preciso, il che è insolito se il tuo nome non è Fluke, Keysight, Keithley o qualcuno di questi, vorresti che qualcuno ti desse un resistore migliore dello 0,001% e che di solito sono grandi lastre di ceramica con strati di materiale resistivo applicati in modo molto accurato, che poi vengono tagliati a una ricetta molto accurata e costerà ridicole quantità di denaro, anche adesso. Sebbene lo 0,01% si stia finalmente avvicinando a prezzi accessibili.

Questa è più una questione di scienza dei materiali o di produzione. Dipende molto dalla tecnologia della resistenza e dal processo utilizzato per la produzione. Fonte: informazioni sui resistori di chip

La resistenza di un elemento misura la sua opposizione al flusso elettrico, espressa in ohm (Ω). Ogni materiale ha una resistività specifica, che misura la forza di questa opposizione. Per una sezione trasversale uniforme di un elemento, la resistenza ® è proporzionale alla resistività del materiale (ρ) e alla lunghezza (L) e inversamente proporzionale all'area (A).

$\rho$

La tolleranza viene fissata tra la resistenza indipendentemente dal valore a causa del processo di fabbricazione. Come detto nell'altra risposta, ciò è dovuto agli strumenti o ai materiali utilizzati. Questi strumenti o materiali hanno una propria tolleranza che fa eco alla tolleranza del resistore.

Puoi imparare un po 'di più sul processo di produzione del resitor in questa pagina web .