mini|Fig 1 Motstandar laga for ulik effekt. mini|150px|Fig. 2 IEC-motstandssymbol. Motstand syner til ein toterminal passiv komponent med ein veldefinert elektrisk motstand. Slike komponentar vert nytta i elektriske krinsar i elektronisk utstyr. Motstandar vert produserte med standardiserte verdiar, toleranse, effekt, fysiske dimensjonar, etc. Det finst mange ulike typar, tilpassa ulike bruksområde, toleransar, effekt, etc. Fig. 1 syner motstandar med forskjellig effekt, og fig. 2 syner symbolet, definert av IEC, som vert nytta i krinsdiagram.

Ideell motstand mini|Fig. 3 Overføringsfunksjon for ein ideell motstand. I fylgje Ohms lov er verdien til ein motstand

der er spenninga over motstanden, i volt (V) og er straumen gjennom han, i Ampere (A). Ein ideell motstand vil difor ha ein lineær overføringsfunksjon, som illustrert i fig. 3.

Parallell og seriekopling mini|Fig. 4 Seriekopla motstandar. mini|Fig. 5 Parallellkopla motstandar. Om fleire motstandar vert seriekopla, som i fig. 4, får den resulterande motstanden verdien:

Om fleire motstandar vert parallellkopla, som i fig. 5, får den resulterande motstanden verdien:

Effekt mini|Fig. 6 Effektmotstandar: 10, 50 og 100 W. Ein motstand omformar elektrisk energi til termisk energi. Effekten (i W) er lik produktet av straumen og spenninga :

Den termiske energien aukar temperaturen til komponenten, så for at temperaturen ikkje skal verta for høg lyt energien fjernast. Det kan skje ved termisk stråling, konveksjon eller varmeleiing Motstandar lyt dimensjonerast for å verta kvitt den termiske energien. Det vert difor produsert motstandar dimensjonerte for ulik effekt. I kompakt elektronikk, som arbeider med små straumar og spenningar, vert det nytta motstandar dimensjonerte for 1/10, 1/8 og 1/4 W. Fig. 1 syner eit utval av motstandar dimensjonerte for effektar frå 1/8 til 20 W. Motstandane i fig. 6 er monterte i aliminiumskapslar med kjøleribber, som er mynta på å verta monterte på større kjøleribber. Dei toler effektar på 10, 50 og 100 W. Ved høge temperaturar lyt effekten reduserast. Kor stor reduksjon en treng går fram av datablada. I praksis spesifiserer ein motstandar som toler større effekt enn verdien ein finn frå ().

Ved serie- eller parallellkopling av motstandar av ulik verdi lyt ein passa på at alle motstandane kan handsama effekten dei absorberer. For effektmotstandar er det òg viktig med god luftsirkulasjon rund komponenten, eller kjøleribba han er montert på. Det vert òg produsert effektmotstandar som ein kort tåler fleire titals KW; desse vert nytta for elektriske bremser for lokomotiv, trikk, o.l. Desse vert av og til kalla «bremsemotstandar».

Praktiske motstandar Ein praktisk motstand er noko meir komplisert enn () gir inntrykk av. Verdien vert påverka av temperatur, parasittisk induktans og kapasitans gjer at verdien endrar seg ved høge frekvensar, og alle motstandar genererer i større eller mindre grad støy. Produsentane av kvalitetsmotstandar gjev opp ei rad ulike parametre som syner eigenskapane til komponentane. Motstandar utan datablad er som oftast av tvilsam kvalitet.

Temperaturkoeffisient Motstandsverdien er meir eller mindre temperaturavhengig. Variasjonen vert spesifisert i form av ein temperaturkoeffisient (TCR), som oftast oppgjeven i ppm/, eller av og til i prosent av motstandverdien per grader grader Celsius. Temperaturkoeffisienten kan vera positiv eller negativ. Om han er positiv aukar motstandsverdien med temperature, og om han er negativ de minkar motstandsverdien med temperaturen. Ved å kombinera materialar med positiv og negativ temperaturkoeffisient freistar produsentane å gjera motstandane mest mogleg uavhengig av temperaturen.

Metall har ofte temperaturkoeffisientar rundt 4000 , som er alt for mykje til å vert nytta som motstandselement. Men ved å nytta legeringar er det mogleg å koma ned i , eller til og med for nokre typar. Typiske legeringar er nikrom (80 % nikkel, 20 % krom), konstantan (55 % koppar, 45 % nikkel), manganin (85 % koppar, 10 % mangan, 5 % nikkel), med temperaturkoeffisientar , respektivt . Mange produsentar spesifiserer òg temperaturområdet som temperaturkoeffisienten er gyldig over.

Spenningskoeffisient For nokre motstandstypar påverkar spenninga over komponenten motstandsverdien. Denne variasjonen vert kalla «spenningskoeffisient» og kan vera oppgjeven som %/V. For motstandar som berre vert utsette for kortvarige straumpulsar er det ofte maks spenning som er avgjerande. Datablada gjev ofte opp både maks nominell spenning og maks (kortvarig) overspenning.

Parasittisk induktans og kapasitans mini|Fig. 7 Ekvivalientskjema for praktisk motstand. mini|Fig. 8 Modifisert impedans på grunn av parasittisk induktans nH og kapasitans pF. Både motstandselementet, terminalane og tilkoplingsleiarar har noko induktans , som illustrert i ekvivalentkretsen i fig. 7. I tillegg har komponenten noko kapasitans distribuert over heile lengda til komponenten. Impedansen til kapasitansen,

der , fell av når frekvensen aukar og vil etter kvart verta mindre enn den nominell motstanden . Impedansenen til komponenten vil difor verta dominert av i den nedre greina i fig. 7, som vil føra til at impedansen til komponenten fell i høgfrekvensområdet.

Impedansen til induktansen,

aukar derimot med frekvensen. Så om den nominell motstanden er liten vil verta større enn ved høge frekvensar, slik at impedansen til greina i fig. 7 aukar i høgfrekvensområdet.

Døme: Fig. 8 syner eit døme på korleis impedansen endrar seg i høgfrekvensområdet, for fire motstandar med parasittiske induktans nH og kapasitans pF.

Når aukar impedansen til komponenten i høgrekvensområdet på grunn av den parasittiske reaktansen er større enn for frekvensar over GHz. Reaktansen til den parasittiske kapasitansen er mykje større enn i dette frekvensområdet, så han påverkar ikkje impedansen til komponenten.

Når er , så dei induktive og den kapasitive parasittiske impedansane balanserer ut kvarandre, og kurva er tilnærma flat. Men for og er , og ettersom står i parallel med -greina fell impedansen til komponenten av med frekvensen. Til større motstandsverdi er, dess lengre ned i frekvensområdet tek fallet til.

Verdiane for det parasittiske impedansane i dette dømet er henta frå databladet til ein overflatemontert motstand, mynta på bruk ved frkevensar opp til 40 GHz. Dei fleste motstandane vil ha mykje større verdiar for parasittisk induktanse og kapasitans, og impedansen vil syna avvik frå ein konstant verdi ved lågare frekvensar. Større motstandsverdi vill ha same verknad.

Støy Alle motstandar genererer termisk støy, òg kalla Johnson–Nyquist-støy. Med unnatak av trådvikla motstandar genererer dei òg sokalla -støy.

Termisk støy mini|150px|Fig. 9 Thévenin-ekvivalent støykjelde. mini|Fig. 10 Kvit støy i tidsplanet. Den termiske støyen kjem av at elektronane vert termisk eksiterte og kolliderer med atoma i materialet. Støyen er difor proporsjonal med temperaturen. Motstanden genererer termisk støy sjølv om han ikkje vert tilført energi frå ein ekstern generator. Energien kjem då frå termisk eksitasjon. Motstanden kan modellerast som ei Thévenin-ekvivalent støykjelde, som vist i fig. 9, der er ein hypotetisk støyfri motstand og er ein hypotetisk støygenerator. Dette er open-utgangspenninga til Thévenin-ekvivalent i fig. 9. Fig. 10 syner kvit støy i tidsplanet.

Termisk støy har Gaussisk amplitude og flatt spektrum. Effektspekteret kan uttrykkast

der J/K er boltzmannkonstanten og er temperaturen (K). Ettersom støyspekteret er flatt finn ein støyeffekten, i W, over bandbreidda (Hz), som

Ettersom effekta er proporsjonal med kvadratet av spenninga kan støyspenninga (V) uttrykkast

med eining .

Som () syner er den termiske støyen uavhengig av spenninga over motstanden og straumen gjennom han. Men støyen er proporsjonal med motstandsverdien , så i lågstøyforsterkarar er det ein føremon å nytta låge motstandverdiar. Vi ser òg at til høgare temperatur ein motstand har, di meir støy genererer han. Om ein motstand vert avkjølt til 0 K (-273 ) genererer han ikkje termisk støy. Ein måte å redusera termisk støy på er difor å avkjøla motstanden, noko som kan vera komplisert og dyrt, men som i nokre høve likever vert gjort. Eit døme er i det fyrste trinnet til antenneforsterkarar som tek imot svake signal frå romsonder. Støyen er òg proporsjonal med bandbreidda , så han kan òg reduserast ved å avgrensa bandbreidda .

1/f-støy mini|Fig 11 Effektspektret til -støy. Trådvikla motstandar genererer berre termisk støy, medan motstandar laga av andre materialar i tillegg genererer sokalla -støy. Denne støyen er kraftigast ved låge frekvensar og fell av når frekvensen aukar, som vist i fig. 11. Han vert difor òg kalla «lågfrekvesstøy». At effektspekteret fell av som tilsvarar 10 dB per dekade (3 dB per oktav). noko som har gjeve opphav til nemninga «rosa støy» (ein analogi med effektspekteret til rosa ljos). Han er òg kjend som «flimmerstøy» på grunn av at den sakte variasjonen av støyspenninga får visaren på analoge voltmetere til svinga att og fram.

I motstandar oppstår -støyen når det flyt elektrisk straum gjennom eit diskontinuerlig materiale. Eit typisk døme er karbonmotstander, der det kan vera dårleg kontakt mellom dei individuelle karbongranulata. Straumen gjennom motstandselementet vil difor fluktera litt. Han vert difor av og til kalla «kontaktstøy». Ureiningar i materialet spelar truleg òg en rolle. Men det kan òg vera andre mekanismar som enda ikkje er heilt forstått. På grunn av at han er relatert til straumen gjennom motstanden vert han òg kalla «straumstøy». Amplituden til -støy har normalfordeling.

Effektspektret til -støyen kan uttrykkast

der er støyeffekten ved 1 Hz. Det har vist seg vanskeleg å utleia eit analytisk uttrykk for , så i praksis lyt støyen målast, som diskutert i . Støyeffekten, i watt, i eit gitt frekvensintervall kan finnast som:

Støyeffekten er den samettersom kan støyeffekten per dekade utrykkast som

eller som effektivverdien til ei støyspenning per dekade

-støyen er proporsjonal med likestraumen gjennom motstanden; han er difor proporsjonal med likespenninga over motstanden, så han kan uttrykkast

der er effektivverdien til støyspenninga per volt likespenning per dekade. Ei dobling av likespenninga over motstanden vil difor double støyspenninga og ei halvering vil halvera støyspenninga. Lågstøyforsterkarar arbeider ofte med små spenningar, noko som reduser -støyen.

Når støyen er oppgjeven i datablada er det ofte med eininga per volt over motstanden, så eininga vert V/V. Mange produsentar gir opp støyspenninga i dBV, kalla ein støyindeks:

Når effektivverdien til V og V blir dB. Ein positiv verdi for betyr at effektivverdien til støyspenninga overstig 1 V per volt likespenning over motstanden, og ein negativ verdi betyr at støyspenninga er mindre enn 1 V per volt likespenning over motstanden. Ikkje alle produsentane spesifiserer i datablada, men i datablada til motstandar av høg kvalitet bør vera oppgjeven.

Støyen over eit anna frekvensintervall enn ein dekade finn ein som

I høgfrekvensområdet vil den parasittiske kapasitansen føra til at den termiske støyen over ein viss frekvens vert kortslutta. I lågfrekvensområdet derimot er det inga opplagt avgrensing, og sjølv om den totale støyeffekten ikkje kan auka utan grenser, har laboratoriemålingar vist at for -støyen er effekten per dekade framleis konstant, sjølv når frekvensen vert redusert helt ned til Hz , eller til og med ned til Hz.

Denne typen støy fell ikkje alltid av som , men som , der ligg i intervallet mellom 0,64 og 1,19, med ein middelverdi på 0,92. Men dette har ingen stor betydning, så i praksis er det som oftast greit å rekna med . Endringane frå batch til batch vil ofte vera større enn endringa på grunn av at avvik litt frå 1.