Por que as tolerâncias dos resistores são relativas em vez de absolutas?

Todo resistor tem uma tolerância, isso fornece ao usuário uma idéia da precisão do produto. Essa tolerância é representada por uma porcentagem. Isso significa: um resistor de grande valor será menos preciso do que um resistor pequeno com a mesma tolerância.

100 Ω 10 % ∈ [ 90 Ω , 110 Ω ] → 10

O resistor de 100Ω 10% estará mais próximo de 100Ω do que um 1kΩ 10% estará próximo de 1kΩ.

Por que é que? Como os resistores de alto valor são mais difíceis de produzir do que os pequenos? Caso contrário, por que a tolerância é um percentual e não uma quantidade fixa de Ohms? Por que a tolerância é relativa e não absoluta?

Essas perguntas também são válidas para capacitores, mas tenho certeza de que a resposta será a mesma.

Vou tentar simplificar isso para você ... Espero que com sucesso.

Se você imagina fazer um resistor apenas cortando pedaços de um material, digamos um filme metálico especial;

Você quer que seu resistor caiba em uma caixa utilizável, caso contrário, é inútil; portanto, você não pode fazer tiras super longas ou incrivelmente curtas. Então você usa filmes com espessuras diferentes do mesmo metal.

Agora, digamos que você tenha várias espessuras, cada espessura é dez vezes menos resistente que a que é um passo mais fina. E todos eles precisam ter 10 mm de comprimento para caber na sua caixa, para que você possa cortar apenas uma largura de tira padrão, digamos 5 mm.

Se você quiser fazer 10 Mohm, pegue o mais fino e precisará remover metade de sua largura. Então você tem que remover 2,5 mm. Se o material funcionar linearmente, o que assumiremos pela facilidade, isso significa que você "corta" 10 Mohm em 2,5 mm. Para remover 10 Ohm mais ou menos, isso significaria cortar com uma precisão de (colchetes para maior clareza da ordem, não porque sejam necessários):

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

2,5 nm é menor do que o que podemos fazer na tecnologia de chips de silício. Escrito em metros que é 0,0000000025m, onde para os não iniciados, um metro fica perto de um quintal, ou aproximadamente do tamanho de um longo passo de um ser humano adulto.

Se você quisesse obter o mesmo erro de 10 Ohm em um resistor de 100 Ohm, você usaria a folha de cinco passos para cima, que, se ainda for linear, obteria cerca de 50 Ohm (2 bits de 100 Ohm em paralelo), então você teria que cortar 2,5 mm novamente. Mas desta vez, você pode cortar apenas com precisão para:

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

Isso é algo que uma pessoa experiente poderia fazer com uma tesoura.

Vê a diferença de dificuldade lá? Tesoura versus nem pode fazê-lo em microchips?

E é aí que a caixa do seu resistor pode ter 10 mm x 5 mm, que é cerca de 10 vezes o tamanho dos tipos mais usados ​​atualmente.

Agora, obviamente, os resistores não são feitos em uma oficina de elfos cheia de bobinas de filme de metal ... mais ... Ficamos muito melhores em fazer mais espessuras diferentes de materiais diferentes, então ficou melhor.

Mas ilustra o ponto, mesmo se você usasse o aparador a laser em tudo, aparar uma parte por milhão, que é de 10 Ohm a 10 Mohm, será um processo muito difícil de se tornar consistente e, mesmo assim, ainda crie muitas peças que estão acima ou abaixo do corte.

Ao aceitar que qualquer processo em engenharia seja governado por estatísticas e porcentagens, bem como regras de média, podemos lidar com muito facilmente resistores com 10% ou 1% ou 0,1% de precisão, portanto, não há necessidade de fazê-lo melhor para a maioria dos casos.

Somente quando você precisar de uma referência muito precisa, o que é incomum se o seu nome não for Fluke, Keysight, Keithley ou qualquer um desses, você desejará que alguém lhe dê um resistor superior a 0,001% e geralmente são grandes placas de cerâmica com camadas de material resistivo aplicadas com muita precisão, que são cortadas em uma receita muito precisa e custam quantias ridículas de dinheiro, mesmo agora. Embora os 0,01% finalmente cheguem a preços acessíveis.

Esta é mais uma questão de ciência de materiais ou fabricação. Realmente depende da tecnologia do resistor e também do processo usado na fabricação. Fonte: Informações sobre resistores de chip

A resistência de um elemento mede sua oposição ao fluxo elétrico, expresso em ohms (Ω). Todo material tem uma resistividade específica, que mede a força dessa oposição. Para uma seção transversal uniforme de um elemento, a resistência ® é proporcional à resistividade do material (ρ) e comprimento (L) e inversamente proporcional à área (A).

$\rho$ é fixo, o seu devido à resistividade materiais e provavelmente não é um grande fator na tolerância. A área é provavelmente um fator facilmente controlável, mas a quantidade de material, especialmente a altura, não é facilmente controlável. De qualquer maneira, você acaba com um erro de 1% ou mais, grava a área com um laser enquanto mede a resistência para fornecer a precisão que leva tempo e o custo da gravação. Mas o processo é o mesmo para resistores grandes e pequenos e você tem o mesmo erro de fabricação para grandes e pequenos.

A tolerância é fixada entre o resistor, independentemente do valor devido ao processo de fabricação. Como dito na outra resposta, isso se deve a ferramentas ou materiais utilizados. Essas ferramentas ou materiais têm tolerância própria, que ecoam na tolerância do resistor.

Você pode aprender um pouco mais sobre o processo de fabricação de resitor nesta página da web .