Из чего делают резисторы – что это такое и для чего нужен: виды, принцип работы, расчет сопротивления

Автор: | 26.09.2019

Содержание

Резистор. Резисторы постоянного сопротивления | Для дома, для семьи

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В предыдущей статье мы разобрались, какие бывают соединительные провода и линии электрической связи и как они обозначаются на электрических схемах. В этой статье речь пойдет о резисторе или как по старинке его еще называют сопротивление.

Резисторы являются наиболее распространенными элементами радиоэлектронной аппаратуры и используются практически в каждом электронном устройстве. Резисторы обладают электрическим сопротивлением и служат для ограничения прохождения тока в электрической цепи. Их применяют в схемах делителей напряжения, в качестве добавочных сопротивлений и шунтов в измерительных приборах, в качестве регуляторов напряжения и тока, регуляторов громкости, тембра звука и т.д. В сложных приборах количество резисторов может достигать до нескольких тысяч штук.

1. Основные параметры резисторов.

Основными параметрами резистора являются: номинальное сопротивление, допускаемое отклонение фактической величины сопротивления от номинального (допуск), номинальная мощность рассеивания, электрическая прочность, зависимость сопротивления: от частоты, нагрузки, температуры, влажности; уровня создаваемых шумов, размерами, массой и стоимостью. Однако на практике резисторы выбирают по

сопротивлению, номинальной мощности и допуску. Рассмотрим эти три основных параметра более подробно.

1.1. Сопротивление.

Сопротивление — это величина, которая определяет способность резистора препятствовать протеканию тока в электрической цепи: чем больше сопротивление резистора, тем большее сопротивление он оказывает току, и наоборот, чем меньше сопротивление резистора, тем меньшее сопротивление он оказывает току. Используя эти качества резисторов их применяют для регулирования тока на определенном участке электрической цепи.

Сопротивление измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм):

1кОм = 1000 Ом;
1МОм = 1000 кОм = 1000000 Ом.

Промышленностью выпускаются резисторы различных номиналов в диапазоне сопротивлений от 0,01 Ом до 1ГОм. Числовые значения сопротивлений установлены стандартом, поэтому при изготовлении резисторов величину сопротивления выбирают из специальной таблицы предпочтительных чисел:

1,0; 1,1; 1,2; 1,5; 2,0; 2,2; 2,7; 3,0; 3,3; 3,9; 4,3; 4,7; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1

Нужное числовое значение сопротивления получают путем деления или умножения этих чисел на 10.

Номинальное значение сопротивления указывается на корпусе резистора в виде кода с использованием буквенно-цифровой, цифровой или цветовой маркировки.

Буквенно-цифровая маркировка.

При использовании буквенно-цифровой маркировки единицу измерения Ом обозначают буквами «Е» и «R», единицу килоом буквой «К», а единицу мегаом буквой «М».

а) Резисторы с сопротивлениями от 1 до 99 Ом маркируют буквами «Е» и «R». В отдельных случаях на корпусе может указываться только полная величина сопротивления без буквы. На зарубежных резисторах после числового значения ставят значок ома «Ω»:

3R — 3 Ом
10Е — 10 Ом
47R — 47 Ом
47Ω – 47 Ом
56 – 56 Ом

б) Резисторы с сопротивлениями от 100 до 999 Ом выражают в долях килоома и обозначают буквой «К». Причем букву, обозначающую единицу измерения, ставят на месте нуля или запятой. В некоторых случаях может указываться полная величина сопротивления с буквой «

R» на конце, или только одно числовое значение величины без буквы:

К12 = 0,12 кОм = 120 Ом
К33 = 0,33 кОм = 330 Ом
К68 = 0,68 кОм = 680 Ом
360R — 360 Ом

в) Сопротивления от 1 до 99 кОм выражают в килоомах и обозначают буквой «К»:

2К0 — 2кОм
10К — 10 кОм
47К — 47 кОм
82К — 82 кОм

г) Сопротивления от 100 до 999 кОм выражают в долях мегаома и обозначают буквой «М». Букву ставят на месте нуля или запятой:

М18 = 0,18 МОм = 180 кОм
М47 = 0,47 МОм = 470 кОм
М91 = 0,91 МОм = 910 кОм

д) Сопротивления от 1 до 99 МОм выражают в мегаомах и обозначают буквой «

М»:

— 1 МОм
10М — 10 МОм
33М — 33 МОм

е) Если номинальное сопротивление выражено целым числом с дробью, то буквы Е, R, К и М, обозначающие единицу измерения, ставят на месте запятой, разделяя целую и дробную части:

R22 – 0,22 Ом
1Е5 — 1,5 Ом
3R3 — 3,3 Ом
1К2 — 1,2 кОм
6К8 — 6,8 кОм
3М3 — 3,3 МОм

Цветовая маркировка.

Цветовая маркировка обозначается четырьмя или пятью цветными кольцами и начинается слева направо. Каждому цвету соответствует свое числовое значение. Кольца сдвинуты к одному из выводов резистора и первым считается кольцо, расположенное у самого края. Если размеры резистора не позволяют разместить маркировку ближе к одному из выводов, то ширина первого кольца делается примерно в два раза больше других.

Отчет сопротивления резистора ведут слева направо. Резисторы с величиной допуска ±20% (о допуске будет сказано ниже) маркируются четырьмя кольцами: первые два обозначают численную величину сопротивления в Омах, третье кольцо является множителем, а четвертое — обозначает допуск или класс точности резистора. Четвертое кольцо наносится с видимым разрывом от остальных и располагается у противоположного вывода резистора.

Резисторы с величиной допуска 0,1…10% маркируются пятью цветовыми кольцами: первые три – численная величина сопротивления в Омах, четвертое – множитель, и пятое кольцо – допуск. Для определения величины сопротивления пользуются специальной таблицей.

Например. Резистор маркирован четырьмя кольцами:

красное — (2)
фиолетовое — (7)
красное — (100)
серебристое — (10%)
Значит: 27 Ом х 100 = 2700 Ом = 2,7 кОм с допуском ±10%.

Резистор маркирован пятью кольцами:

красное — (2)
фиолетовое (7)
красное (2)
красное (100)
золотистое (5%)
Значит: 272 Ома х 100 = 27200 Ом = 27,2 кОм с допуском ±5%

Иногда возникает трудность с определением первого кольца. Здесь надо запомнить одно правило: начало маркировки не будет начинаться с черного, золотистого и серебристого цвета.

И еще момент. Если нет желания возиться с таблицей, то в интернете есть программы онлайн калькуляторы, предназначенные для подсчета сопротивления по цветным кольцам. Программы можно скачать и установить на компьютер или смартфон. Также о цветовой и буквенно-цифровой маркировке можно почитать в этой статье.

Цифровая маркировка.

Цифровая маркировка наносится на корпуса SMD компонентов и маркируется тремя или четырьмя цифрами.

При трехзначной маркировке первые две цифры обозначают численную величину сопротивления в Омах, третья цифра обозначает множитель. Множителем является число 10 возведенное в степень третьей цифры:

221 – 22 х 10 в степени 1 = 22 Ом х 10 = 220 Ом;
472 – 47 х 10 в степени 2 = 47 Ом х 100 = 4700 Ом = 4,7 кОм;
564 – 56 х 10 в степени 4 = 56 Ом х 10000 = 560000 Ом = 560 кОм;
125 – 12 х 10 в степени 5 = 12 Ом х 100000 = 12000000 Ом = 1,2 МОм.

Если последняя цифра ноль, то множитель будет равен единице, так как десять в нулевой степени равно единице:

100 – 10 х 10 в степени 0 = 10 Ом х 1 = 10 Ом;
150 – 15 х 10 в степени 0 = 15 Ом х 1 = 15 Ом;
330 – 33 х 10 в степени 0 = 33 Ом х 1 = 33 Ом.

При четырехзначной маркировке первые три цифры также обозначают численную величину сопротивления в Омах, третья цифра обозначает множитель. Множителем является число 10 возведенное в степень третьей цифры:

1501 – 150 х 10 в степени 1 = 150 Ом х 10 = 1500 Ом = 1,5 кОм;
1602 – 160 х 10 в степени 2 = 160 Ом х 100 = 16000 Ом = 16 кОм;
3243 – 324 х 10 в степени 3 = 324 Ом х 1000 = 324000 Ом = 324 кОм.

1.2. Допуск (класс точности) резистора.

Вторым важным параметром резистора является допускаемое отклонение фактического сопротивления от номинального значения и определяется допуском (классом точности).

Допускаемое отклонение выражается в процентах и указывается на корпусе резистора в виде буквенного кода, состоящего из одной буквы. Каждой букве присвоено определенное числовое значение допуска, пределы которого определены ГОСТ 9964-71 и приведены в таблице ниже:

Наиболее распространенные резисторы выпускаются с допуском 5%, 10% и 20%. Прецизионные резисторы, применяемые в измерительной аппаратуре, имеют допуски 0,1%, 0,2%, 0,5%, 1%, 2%. Например, у резистора с номинальным сопротивлением 10 кОм и допуском 10% фактическое сопротивление может быть в пределах от 9 до 11 кОм ±10%.

На корпусе резистора допуск указывается после номинального сопротивления и может состоять из буквенного кода или цифрового значения в процентах.

У резисторов с цветовой маркировкой допуск указывается последним цветным кольцом: серебристый цвет – 10%, золотистый – 5%, красный – 2%, коричневый – 1%, зеленый – 0,5%, голубой – 0,25%, фиолетовый – 0,1%. При отсутствии кольца допуска резистор имеет допуск 20%.

1.3. Номинальная мощность рассеивания.

Третьим важным параметром резистора является его мощность рассеивания

При прохождении тока через резистор на нем выделяется электрическая энергия (мощность) в виде тепла, которое сначала повышает температуру тела резистора, а затем за счет теплопередачи переходит в воздух. Поэтому мощностью рассеивания называют ту наибольшую мощность тока, которую резистор способен длительное время выдерживать и рассеивать в виде тепла без ущерба потери своих номинальных параметров.

Поскольку слишком высокая температура тела резистора может привести его к выходу из строя, то при составлении схем задается величина, которая указывает на способность резистора рассеивать ту или иную мощность без перегрева.

За единицу измерения мощности принят ватт (Вт).

Например. Допустим, что через резистор сопротивлением 100 Ом течет ток 0,1 А, значит, резистор рассеивает мощность в 1 Вт. Если же резистор будет меньшей мощности, то он быстро перегреется и выйдет из строя.

В зависимости от геометрических размеров резисторы могут рассеивать определенную мощность, поэтому резисторы разной мощности отличаются размерами: чем больше размер резистора, тем больше его номинальная мощность, тем большую силу тока и напряжение он способен выдержать.

Резисторы выпускаются с мощностью рассеивания 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 3 Вт, 5 Вт, 10 Вт, 25 Вт и более.

На резисторах, начиная с 1 Вт и выше, величина мощности указывается на корпусе в виде цифрового значения, тогда как малогабаритные резисторы приходится определять на «глаз».

С приобретением опыта определение мощности малогабаритных резисторов не вызывает никаких затруднений. На первое время в качестве ориентира для сравнения можно использовать обычную спичку. Более подробно прочитать про мощность и дополнительно посмотреть видеоролик можно в этой статье.

Однако с размерами есть небольшой нюанс, который надо учитывать при выполнении монтажа: габариты отечественных и зарубежных резисторов одинаковой мощности немного отличаются друг от друга — отечественные резисторы чуть больше своих зарубежных собратьев.

Резисторы можно разделить на две группы: резисторы постоянного сопротивления (постоянные резисторы) и резисторы переменного сопротивления (переменные резисторы).

2. Резисторы постоянного сопротивления (постоянные резисторы).

Постоянным считается резистор, сопротивление которого в процессе работы остается неизменным. Конструктивно такой резистор представляет собой керамическую трубку, на поверхность которой нанесен токопроводящий слой, обладающий определенным омическим сопротивлением. По краям трубки напрессованы металлические колпачки, к которым приварены выводы резистора, сделанные из облуженной медной проволоки. Сверху корпус резистора покрыт влагостойкой цветной эмалью.

Керамическую трубку называют резистивным элементом и в зависимости от типа токопроводящего слоя, нанесенного на поверхность, резисторы разделяются на непроволочные и проволочные.

2.1. Непроволочные резисторы.

Непроволочные резисторы используются для работы в электрических цепях постоянного и переменного тока, в которых протекают сравнительно небольшие токи нагрузки. Резистивный элемент резистора выполнен в виде тонкой полупроводящей пленки, нанесенной на керамическое основание.

Полупроводящая пленка называется резистивным слоем и изготавливается из пленки однородного вещества толщиной 0,1 – 10 мкм (микрометр) или из микрокомпозиций. Микрокомпозиции могут быть выполнены из углерода, металлов и их сплавов, из окислов и соединений металлов, а также в виде более толстой пленки (50 мкм), состоящей из размельченной смеси проводящего вещества.

В зависимости от состава резистивного слоя резисторы разделяются на углеродистые, металлопленочные (металлизированные), металлодиэлектрические, металлоокисные и полупроводниковые. Наиболее широкое применение получили металлопленочные и углеродистые композиционные постоянные резисторы. Из резисторов отечественного производства можно выделить МЛТ, ОМЛТ (металлизированный, лакированный эмалью, теплостойкий), ВС (углеродистые) и КИМ, ТВО (композиционные).

Непроволочные резисторы отличаются малыми размерами и массой, низкой стоимостью, возможностью применения на высоких частотах до 10 ГГц. Однако они недостаточно стабильны, так как их сопротивление зависит от температуры, влажности, приложенной нагрузки, продолжительности работы и т.п. Но все же положительные свойства непроволочных резисторов настолько значительны, что именно они получили наибольшее применение.

2.2. Проволочные резисторы.

Проволочные резисторы применяются в электрических цепях постоянного тока. При изготовлении резистора на его корпус в один или два слоя наматывается тонкая проволока, сделанная из никелина, нихрома, константана или других сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением. Высокое удельное сопротивление провода позволяет выполнить резистор с минимальным расходом материалов и небольших размеров. Диаметр применяемых проводов определяется плотностью тока, проходящего через резистор, технологическими параметрами, надежностью и стоимостью, и начинается с 0,03 – 0,05 мм.

Для защиты от механических или климатических воздействий и для закрепления витков резистор покрывается лаками и эмалями или герметизируется. Вид изоляции влияет на теплостойкость, электрическую прочность и наружный диаметр провода: чем больше диаметр провода, тем толще слой изоляции и тем выше электрическая прочность.

Наибольшее применение нашли провода в эмалевой изоляции ПЭ (эмаль), ПЭВ (высокопрочная эмаль), ПЭТВ (теплостойкая эмаль), ПЭТК (теплостойкая эмаль), достоинством которой является небольшая толщина при достаточно высокой электрической прочности. Распространенными резисторами большой мощности являются проволочные эмалированные резисторы типа ПЭВ, ПЭВТ, С5-35 и др.

По сравнению с непроволочными резисторами проволочные отличаются более высокой стабильностью. Они могут работать при более высоких температурах, выдерживают значительные перегрузки. Однако они сложнее в производстве, дороже и малопригодны для использования на частотах выше 1- 2 МГц, так как обладают высокой собственной емкостью и индуктивностью, которые проявляются уже на частотах в несколько килогерц.

Поэтому в основном их применяют в цепях постоянного тока или тока низких частот, там, где требуются высокие точности и стабильность работы, а также способность выдерживать значительные токи перегрузки вызывающие значительный перегрев резистора.

С появлением микроконтроллеров современная техника стала более функциональнее и одновременно с этим намного миниатюрнее. Использование микроконтроллеров позволило упростить электронные схемы и тем самым уменьшить потребление тока устройствами, что сделало возможным миниатюризировать элементную базу. На рисунке ниже показаны SMD резисторы, которые припаиваются на плату со стороны печатного монтажа.

3. Обозначение резисторов на принципиальных схемах.

На принципиальных схемах постоянные резисторы, независимо от их типа, изображают в виде прямоугольника, а выводы резистора изображают в виде линий, проведенных от боковых сторон прямоугольника. Такое обозначение принято повсеместно, однако в некоторых зарубежных схемах используется обозначение резистора в форме зубчатой линии (пилы).

Рядом с условным обозначением ставят латинскую букву «R» и порядковый номер резистора в схеме, а также указывают его номинальное сопротивление в единицах измерения Ом, кОм, МОм.

Значение сопротивления от 0 до 999 Ом обозначают в омах, но единицу измерения не ставят:

15 — 15 Ом
680 – 680 Ом
920 — 920 Ом

На некоторых зарубежных схемах для обозначения Ом ставят букву R:

1R3 — 1,3 Ом
33R – 33 Ом
470R — 470 Ом

Значение сопротивления от 1 до 999 кОм обозначают в килоомах с добавлением буквы «к»:

1,2к — 1,2 кОм
10к — 10 кОм
560к — 560 кОм

Значение сопротивления от 1000 кОм и больше обозначают в единицах мегаом с добавлением буквы «М»:

— 1 МОм
3,3М — 3,3 МОм
56М — 56 МОм

Резистор применяют согласно мощности, на которую он рассчитан, и которую может выдержать без риска быть испорченным при прохождении через него электрического тока. Поэтому на схемах внутри прямоугольника прописывают условные обозначения, указывающие мощность резистора: двойной косой чертой обозначают мощность 0,125 Вт; прямой чертой, расположенной вдоль значка резистора, обозначают мощность 0,5 Вт; римскими цифрами обозначается мощность от 1 Вт и выше.

4. Последовательное и параллельное соединение резисторов.

Очень часто возникает ситуация когда при конструировании какого-либо устройства под рукой не оказывается резистора с нужным сопротивлением, но зато есть резисторы с другими сопротивлениями. Здесь все очень просто. Зная расчет последовательного и параллельного соединения можно собрать резистор с любым номиналом.

При последовательном соединении резисторов их общее сопротивление Rобщ равно сумме всех сопротивлений резисторов, соединенных в эту цепь:

Rобщ = R1 + R2 + R3 + … + Rn

Например. Если R1 = 12 кОм, а R2 = 24 кОм, то их общее сопротивление Rобщ = 12 + 24 = 36 кОм.

При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление уменьшается и всегда меньше сопротивления каждого отдельно взятого резистора:

Допустим, что R1 = 11 кОм, а R2 = 24 кОм, тогда их общее сопротивление будет равно:

И еще момент: при параллельном соединении двух резисторов с одинаковым сопротивлением, их общее сопротивление будет равно половине сопротивления каждого из них.

Из приведенных примеров понятно, что если хотят получить резистор с бо́льшим сопротивлением, то применяют последовательное соединение, а если с меньшим, то параллельное. А если остались вопросы, почитайте статью последовательное и параллельное соединение резисторов, в которой способы соединения рассказаны более подробно.

Ну и в дополнении к прочитанному посмотрите видеоролик о резисторах постоянного сопротивления.

Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать о резисторе в целом и отдельно о резисторах постоянного сопротивления. Во второй части статьи мы познакомимся с резисторами переменного сопротивления.
Удачи!

Литература:
В. И. Галкин — «Начинающему радиолюбителю», 1989 г.
В. А. Волгов — «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры», 1977 г.
В. Г. борисов — «Юный радиолюбитель», 1992 г.

sesaga.ru

Резисторы переменные, постоянные вся истина!

Друзья, всем привет! На дворе зима а календарь говорит мне, что будни перетекают в приятные праздничные выходные, так что самое время для  новой статьи.  Для тех кто меня не знает, скажу, что меня зовут Владимир Васильев и я веду вот  этот  самый радиолюбительский блог, так что добро пожаловать!

В прошлой статье мы разбирались с понятием электрического тока и напряжения. В ней буквально на пальцах я постарался объяснить  что представляет собой электричество. В помощь применял некие «сантехнические аналогии».

Боле того, я наметил для себя написать ряд обучающих статей для совсем начинающих   радиолюбителей- электронщиков, так что дальше будет больше  — [urlspan]не пропустите.[/urlspan]


Содержание статьи


Сегодняшняя статья будет не исключением, сегодня я постараюсь как можно подробнее осветить тему резисторов. Резисторы хоть и являются, наверно самыми простыми радиокомпонентами, но у начинающих  могут вызвать массу вопросов. А отсутствие  ответов на них может привести к полному бардаку в голове и привести к отсутствию мотивации и желанию развиваться.

Что такое сопротивление?

Резистор — это пассивный элемент электрической цепи, обладающий фиксированным или переменным значением электрического сопротивления.

Резисторы обладают сопротивление, а что такое сопротивление? Постараемся с этим разобраться.

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вернемся снова к нашей сантехнической аналогии. Под действием силы тяжести или под действием давления насоса, вода устремляется от точки большего давления в точку с меньшим давлением. Так и электрический ток под действием напряжения течет из точки большего потенциала в точку с меньшим потенциалом.

Что может помешать движению воды по трубам? Движению воды может помешать состояние труб, по которым она бежит. Трубы могут быть широкими и чистыми, а могут быть загажены и вообще представлять собой печальное зрелище. В каком случае скорость водного потока будет больше? Естественно, что вода будет течь быстрее если ее движению не будет оказываться никакого сопротивления.

В случае с чистым трубопроводом так и будет, воде будет оказываться наименьшее сопротивление и ее скорость будет практически неизменной. В загаженной трубе сопротивление на водный поток будет значительным, и соответственно скорость движения воды будет не очень.

Хорошо, теперь переносимся из нашей водопроводной модели в реальный мир электричества. Теперь становится понятно, что скорость воды в наших реалиях представляет собой силу тока измеряемую в амперах. Сопротивление которое оказывали трубы на воду, в реальной токоведущей системе будет сопротивление проводов измеряемое в омах.

Как и трубы, провода могут оказывать сопротивление на ток. Сопротивление напрямую зависит от материала из которого сделаны провода. Поэтому совсем не случайно провода часто изготавливают из меди, так как медь имеет небольшое сопротивление.

Другие металлы могут оказывать очень большое сопротивление электрическому току. Так для примера, удельное сопротивление (Ом*мм²) нихрома составляет 1.1Ом*мм². Величину сопротивления нетрудно оценить сравнив с медью у которой удельное сопротивление 0,0175Ом*мм². Неплохо да?

При пропускании тока через материал с высоким сопротивлением, мы можем убедиться, что ток в цепи будет меньше, достаточно провести несложные замеры.

Как выглядит резистор?

В природе встречаются абсолютно различные резисторы. Есть резисторы с постоянным сопротивление, есть резисторы с переменным сопротивлением. И каждый вид резисторов находит свое применение. Так давайте остановимся и постараемся уделить вниманием некоторые из них.

Постоянные резисторы.

Само название говорит о том, что они обладают постоянным фиксированным сопротивлением.  Каждый такой резистор изготавливается с определенным сопротивлением, определенной рассеиваемой мощностью.

Рассеиваемая мощность — это еще одна характеристика резисторов, так же как и сопротивление. Мощность рассеяний говорит о том, какую мощность может рассеять резистор в виде тепла (вы наверное замечали, что резистор во время работы может значительно нагреваться).

Естественно, что на заводе не могут изготавливать резисторы абсолютно любые. Поэтому постоянные резисторы имеют определенную точность указываемую в процентах. Эта величина показывает в каких пределах будет гулять результирующее сопротивление.И естественно, чем точнее резистор, тем дороже он будет. Так зачем переплачивать?

Также сама величина сопротивления не может быть любой. Обычно сопротивление постоянных резисторов соответствует определенному номинальному ряду сопротивлений. Эти сопротивления обычно выбираются из рядов типо Е3, Е6, Е12,Е24

Как видите резисторы из ряда Е24 имеют более богатый набор сопротивлений. Но это еще не предел так как существуют номинальные ряды E48, E96, E192.

На электрических схемах постоянные резисторы обозначаются эдаким прямоугольником с выводами. На самом условном графическом обозначении может надписываться мощность рассеяния.

Переменные резисторы

Вы когда-нибудь обращали внимание на различные «крутилки» в старой аналоговой технике. Например, задумывались ли о том что вы крутите, прибавляя громкость в старом, возможно даже ламповом телевизоре?

Многие регуляторы и различные «крутилки»представляют  собой переменные резисторы. Так же как и постоянные резисторы, переменные также имеют различную рассеивающую мощность. Однако их сопротивление может меняться в широких пределах.

Переменные резисторы служат для регулирования напряжения или тока в уже готовом изделии. Как я уже упоминал этим резистором может регулироваться сопротивление в схеме формирования звука. Тогда громкость звука будет меняться пропорционально углу поворота ручки резистора.  Так сам корпус находится внутри устройства, а та самая крутилка остается на поверхности.

Более того, бывают еще и сдвоенные , строенные , счетверенные и так далее переменные резисторы. Обычно их  применяют, когда нужно параллельное изменение сопротивления сразу в нескольких участках схемы.

 Условное графическое изображение резистора на электрических схемах.

Подстроечные резисторы.

Переменный резистор это очень хорошо, но что если нам нужно изменение или подстройка сопротивления лишь на этапе сборки изделия?

Переменный резистор нам в этом  не очень подходит. Переменный резистор обладает меньшей точностью нежели постоянный. Это плата за возможность регулировки, в результате которой сопротивление может гулять в некоторых пределах.

Конечно на этапе налаживания изделия может применяться так называемый подборочный резистор. Это обычный постоянный резистор, только при монтаже он подбирается из кучки резисторов с близкими номиналами.

 Подбор резисторов имеет место быть когда требуется регулировка параметров изделия и при этом требуется высокая точность работы (чтобы требуемый параметр как можно меньше плавал). Таким образом  нужно чтобы резистор был как можно большей точностью  1% или даже 0,5%.

Так для подстройки параметров схемы чаще всего применяют подстроечные резисторы. Эти резисторы специально придуманы для этих целей.  Подстройка осуществляется посредством тоненькой часовой отвертки, причем после достижения  требуемой величины сопротивления ползунок резистора часто фиксируют краской или клеем.

 Условное графическое изображение подстроечного резистора

Формулы и свойства

При выборе резистора, помимо его конструктивной особенности, следует обращать внимания на основные его характеристики. А основными его характеристиками, как я уже упоминал, являются сопротивление и мощность рассеяния.

Между этими двумя характеристиками есть взаимосвязь. Что это значит? Вот допустим в схеме у нас стоит резистор с определенной величиной сопротивления. Но по каким-либо причинам мы выясняем, что сопротивление резистора должно быть значительно меньше того, что есть сейчас. 

И вот что получается,  мы ставим резистор с значительно меньшим сопротивлением и в соответствии с законом Ома мы можем получить небольшое западло.

Так как сопротивление резистора было большим, а напряжение в цепи у нас фиксированное, то вот что получилось. При уменьшении номинала резистора общее сопротивление в цепи упало, следовательно ток в проводах возрос.

Но что если мы поставили резистор  с прежней мощностью рассеяния? При возросшем токе , новый резистор может и не выдержать нагрузки и умереть, его душа улетит вместе с клубком дыма из бездыханного тельца резистора 🙂

Выходит, что при номинале резистора 10 Ом, в цепи будет течь ток равный 1 А.  Мощность которая будет рассеиваться на резисторе будет равняться

Видите какие грабли могут подстерегать на пути.  Поэтому при выборе резистора, обязательно нужно  смотреть его допустимую мощность рассеяния.

Последовательное соединение резисторов

А давайте теперь  посмотрим как будут меняться свойства цепи при последовательном расположении резисторов. Итак у нас есть источник питания и далее стоят  последовательно три резистора с различным сопротивлением.

 

Попробуем определить какой ток протекает в цепи.

Здесь хочется упомянуть, для тех кто не в теме, что электрический ток в цепи только один.  Есть правило Кирхгофа, которое гласит что сумма токов втекающих в узел равно сумме токов вытекающих из узла. А так как в данной схеме у нас последовательное расположение резисторов и никаких узлов и в помине нет , то ясно, что ток будет один.

Для  определения тока, нам нужно определить полное сопротивление цепи. Находим сумму всех резисторов показанных на схеме. 

Здесь я приведу формулу  полного сопротивления  при последовательном расположении резисторов.

Полное сопротивление получилось равным 1101 Ом. Теперь зная что полное напряжение (напряжение источника питания)равно 10 В, а полное сопротивление равно 1101 Ом, тогда ток в цепи равняется I=U/R=10В/1101 Ом=0,009 А =9 мА

Зная ток мы можем определить напряжение, высаживаемое на каждом резисторе. Для этого также воспользуемся законом Ома. И получается напряжение на резисторе R1 будет равно U1=I*R1=0.009А*1000Ом=9В. Ну и тогда для остальных резисторов U2=0.9В, U3=0.09В. Теперь можно и проверить сложив все эти напряжения, ну и получив в результате значенье близкое напряжению питания.

Ах да вот вам и делитель напряжения. Если сделать отвод после каждого резистора то можно убедиться в наличии еще некоторого набора напряжений. Если при этом использовать равные сопротивления то эффект делителя напряжения будет еще более очевиден.

Кликните для увеличения

 

На изображении видно как меняется напряжение между разными точками -потенциалами.

Так как резисторы сами по себе являются хорошими потребителями тока, то понятно, что при использовании делителя напряжения, стоит выбирать резисторы с минимальными сопротивлениями. Кстати мощность расходуемая на каждом резисторе будет одинаковой.

Для резистора R1 мощность будет равняться P=I*R1=3.33A*3.33В=11,0889Вт.  Округляем и получаем 11Вт. И каждый резистор естественно должен быть на это рассчитан. Потребляемая мощность всей цепи будет P=I*U=3.33A*10В=33,3Вт.

Сейчас я вам покажу какая  мощность будет для резисторов имеющих разное сопротивление.

Кликните для увеличения

Мощность потребляемая всей цепочкой,  изображенной на рисунке, будет равняться P=I*U=0.09A*10В=0,9Вт.

Теперь рассчитаем мощность потребляемую каждым резистором:
Для резистора R1: P=I*U=0.09A*0.9В=0,081Вт;

Для  резистора R2: P=I*U=0.09A*0.09В=0,0081Вт;

Для резистора R3: P=I*U=0.09A*9В=0,81Вт.

Из этих наших расчетов становится понятной закономерность:

  • Чем больше общее сопротивление цепочки резисторов, тем меньше будет ток в цепи
  • Чем больше сопротивление конкретного резистора в цепи, тем большая мощность будет на нем выделяться и тем больше он будет греться.

Поэтому становится понятной необходимость подбирать номиналы резисторов в соответствии с их потребляемой мощностью.

Параллельное соединение резисторов

С последовательным расположение резисторов думаю более менее понятно. Так давайте рассмотрим параллельное соединение резисторов.

Здесь на этом изображении схемы показано различное расположение резисторов. Хотя в заголовке я упомянул о параллельном соединении, думаю наличие  последовательно соединенного резистора R1 позволит нам разобраться в некоторых тонкостях.

Итак суть заключается в том что последовательная схема соединения резисторов  является делителем напряжения, а вот параллельное соединение представляет собой делитель тока.

Рассмотрим это подробнее.

Ток течет от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Естественно, что ток из точки с потенциалом 10В стремится к точке нулевого потенциала — земле.  Маршрут тока будет : Точка10В —>>точка А—>>точка В—>>Земля.

На участке пути Точка 10 —Точка А, ток будет максимальным, ну просто потому, что ток бежит по прямой и не разделяется на развилках.

Далее по правилу Кирхгофа, ток будет раздваиваться. Получается ток в цепи резисторов R2 и R4 будет одним а в цепи с резистором R3 другим. Сумма токов этих двух участков будет равняться току  на самом первом отрезке (от источника питания до точки А).

Давайте рассчитаем эту схему и узнаем  значение тока на каждом участке.

Для начала узнаем  сопротивление участка цепи резисторов R2, R4

 

Значение резистора R3 нам известен и равен 100Ом.

Теперь находим сопротивления участка АВ. Сопротивление цепи резисторов, соединенных параллельно будет вычислено по формуле:

Ага, подставили в формулу наши значения для суммы резисторов R2 и R4 (Сумма равна 30 Ом и подставляется вместо формульной R1) и значение резистора R3 равное 100 Ом (Подставляется вместо формульной R2). Вычисленное значение сопротивления на участке АВ равняется 23 Ом.

Как видите выполнив несложные вычисления наша схема упростилась и свернулась и стала нам уже более знакомой.

Ну и полное сопротивление цепи будет равняться R=R1+R2=23Ом+1Ом=24Ом. Это мы нашли уже по формуле для последовательного соединения. Мы это рассматривали так что на этом останавливаться не будем.

Теперь ток на участке до разветвлений (участок Точка 10В —>>Точка А)  мы сможем найти по формуле Ома.

I=U/R=10В/24Ом=0,42A . Получилось 0,42 ампера.  Как мы уже обсуждали этот ток будет один на всем пути от точки максимального потенциала, до точки А. На участке А В, значение тока будет равно сумме токов с участков полученных после разделения.

 Чтобы определить ток на каждом участке между точками А и В, нам нужно найти напряжение между точками А и В.

Оно как уже известно  будет меньше  напряжения питания 10В. Его мы найдем по формуле U=I*R=0.42A*23Ом=9,66В.

Как вы могли заметить полный ток в точе А (равный сумме токов параллельных участков) умножается на результирующее сопротивление  запараллеленных (сопротивление резистора R1 мы не учитываем) участков цепи.

Теперь мы можем найти ток в цепи резисторов R2, R4. Для этого напряжение между точками А и В разделим на сумму этих двух резисторов. I=U/(R2+R4)=9.66В/ 30Ом=0,322А.

Ток в цепи резистора R3 тоже найти не сложно. I=U/R3=9.66В/100Ом=0,097А.

Как видите при параллельно соединении резисторов ток делится пропорционально значениям сопротивлений. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше будет ток на этом участке цепи.

В тоже время напряжение между точками А и В, будет относиться  к каждому из параллельных участков (напряжение U=9.66В мы использовали для расчетов и там и там ).

Здесь хочется сказать как напряжение и ток  распределяются  по схеме.

Как я уже говорил ток до разветвления равен сумме токов после развилки. Впрочем умный мужик Кирхгоф нам это уже рассказывал.

Получается следующее: Ток I на развилке разделится на три I1, I2, I3, а затем снова воссоединится  в I как было и в самом начале, получаем I=I1+I2+I3.

Для напряжения или разности потенциалов, что есть одно и тоже будет следующее. Разность потенциалов между точками А и С (далее буду говорить напряжение  AC), не равна  напряжениям BE, CF,DG. В тоже время напряжения BE, CF,DG , будут равны между собой. Напряжение на участке FH вообще равно нулю, так как напряжению просто не на чем высаживаться (нет резисторов).

Думаю тему параллельного соединения резисторов я раскрыл, но если есть еще какие-то вопросы то пишите в комментариях, чем смогу помогу 🙂

Преобразование звезды в треугольник и обратно

Существуют схемы, в которых резисторы соединены так, что не совсем понятно где есть последовательное соединение а где параллельное. И как же с этим быть?

Для этих ситуаций есть способы упрощения схем и вот одни из них это преобразование треугольника в эквивалентную звезду или наоборот, если это необходимо.

 

Для преобразования треугольника в звезду считать будем по формулам:

Для того чтобы совершить обратное преобразование нужно воспользоваться несколько другими формулами:

С вашего позволения я не буду приводить конкретные примеры, все что требуется это только подставить в формулы конкретные значения и получить результат.

Этот метод эквивалентного преобразования будет служить хорошим подспорьем в мутных случаях, когда не совсем понятно с какой стороны подступиться к схеме. А тут порой поменяв звезду на треугольник ситуация проясняется и становится более знакомой.

Ну чтож дорогие друзья вот и все, что я хотел вам сегодня рассказать. Мне кажется эта информация будет полезной для вас и принесет свои плоды.

Хочу еще добавить, что многое из того что я здесь выложил очень хорошо расписано в книгах «Искусство схемотехники» и «Занимательная микроэлектроника», так что рекомендую прочитать обзорные статьи и скачать себе эти книжки. А будет еще лучше, если вы их раздобудете где-нибудь в бумажном варианте.

P.S. У меня на днях возникла одна идея о том как можно получить интересный способ заработка на знаниях электроники и вообще радиолюбительском хобби так что обязательно [urlspan]подпишитесь на обновления.[/urlspan]

Кроме того относительно недавно появился еще один прогрессивный способ подписки через форму  сервиса Email рассылок, так что люди подписываются и получают некие приятные бонусы, так что добро пожаловать.

 

А на этом у меня действительно все, я желаю вам успехов во всем , прекрасного настроения и до новых встреч.

С н/п Владимир Васильев.

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем»

Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем» — это инструмент, который позволит получить знания в области электроники и электротехники а также достичь понимания процессов происходящих в проводниках.

Конструктор представляет собой набор полноценных радиодеталей имеющих спец. конструктив,  позволяющий их монтаж без помощи паяльника. Радиокомпоненты монтируются на специальную плату — основание, что позволяет в конечном итоге получить вполне функциональные радиоконструкции.

Используя этот конструктор можно собрать до 320 различных схем,  для построения которых есть развернутое и красочное руководство.  А если подключить фантазию в этот творческий процесс то можно получить бесчисленное количество различных радиоконструкций и   научиться анализировать их работу. Этот опыт я считаю очень важен и для многих он может оказаться бесценным.

Вот несколько примеров того, что Вы можете сделать благодаря этому конструктору:

Летающий пропеллер;
Лампа,включаемая хлопком в ладоши или струей воздуха;
Управляемые звуки звездных войн, пожарной машины или скорой помощи;
Музыкальный вентилятор;
Электрическое световое ружье;
Изучение азбуки Морзе;
Детектор лжи;
Автоматический уличный фонарь;
Мегафон;
Радиостанция;
Электронный метроном;
Радиоприемники, в том числе FM диапазона;
Устройство, напоминающее о наступлении темноты или рассвета;
Сигнализация о том, что ребенок мокрый;
Защитная сигнализация;
Музыкальный дверной замок;
Лампы при параллельном и последовательном соединении;
Резистор как ограничитель тока;
Заряд и разряд конденсатора;
Тестер электропроводимости;
Усилительный эффект транзистора;
Схема Дарлингтона.

popayaem.ru

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

Резистор – самый простой пассивный элемент. Его функциональная обязанность заключается в ограничении тока в электроцепи. Некогда их называли сопротивлениями, что является их физическим свойством, однако, чтобы не возникало путаницы, было принято решение переименовать их в резисторы. Если рассматривать такое свойство, как сопротивление, то им обладают все проводники. В этой статье ознакомимся с тем, что такое резистор, и каковы его особенности.

Внешний вид

Отличительные черты резистора

Если отталкиваться от вопроса, как образовалось слово, то от английского «resist». Переводя на русский язык, это звучит, как сопротивляться, противостоять. В электроцепи протекает ток, который испытывает внутренние противодействия. Для определения величины сопротивления тока необходимо обращать внимание на разные наружные факторы и свойства проводника.

Компактный элемент

Токовую характеристику измеряют в Омах. Также следует отталкиваться от напряжения и силы тока. Например, если сопротивление проводного элемента 1 Ом, ток также 1 Ампер, то каждый конец проводника будет иметь напряжение в 1 Вольт. Таким образом, вводя и изменяя величину сопротивления, открывается контроль и регулировка всех остальных параметров. Расчет может быть самостоятельным, что немаловажно.

Обратите внимание! Сейчас наблюдается широкое применение резисторов в различных отраслях науки. Кроме того, деталь широко распространена – используется при производстве плат и электросхем.

Теперь разберемся, для чего необходимо их использование. Основная функция резистора – контролировать и ограничивать перемещения тока. В некоторых случаях при помощи этой детали делят напряжение в сети. Математическое представление позволяет разобраться с принципом работы. Здесь любая деталь, находящаяся в цепи, зависит от того, какое в ней сформировалось напряжение. Для описания зависимости используется закон Ома, а деталь рассматривается как резистор.

В нормальных условиях резистор рассеивает тепло. По мнению специалистов, данный элемент актуален для тех электрических цепей, где требуется рассеивание нужной мощности. Однако необходимо быть внимательным, так как повышенная температура прибора может негативно сказываться на близлежащих элементах. Отталкиваясь от теорий, специалисты рассчитывают напряжение, сопротивление и показатель тока.

Мощность резистора с номинальным характером, как правило, указывается в таблице комплектации. Применяется стандартный показатель мощности – 0.25 и 0.125 Ватт. Если схема создается с применением более мощного резистора, это фиксируется в предварительном списке.

Обратите внимание! В составе многих резисторов есть серебро, но для сборки особых элементов могут использоваться золото, платина, палладий, рутений и тантал.

Как классифицируется элемент

Основные различия

То, что такое резистор, понятно, но необходимо знать, что существует несколько технологий их изготовления, как и материалов, используемых для этого. Это напрямую влияет на свойства и то, насколько отклонено их сопротивление от номинала, обозначаемого на корпусе. Резисторы бывают:

  • Проволочными. Для их производства используют высокоомную проволоку из металла (особый сплав, имеющий высокое удельное сопротивление). Особенность подобных резисторов заключается в высокой емкости и показателе индуктивности. При нагревании элемента увеличивается его сопротивление, так как под влиянием температуры резистор становится более длинным и широким. Несмотря на это, проволочными резисторами пользуются редко, в основном в тех ситуациях, когда нужна высокая мощность;
  • Полупроводниковые изделия. По сравнению с металлами, данный вид материалов имеет более высокое удельное сопротивление. Поэтому, чтобы создать элемент, нужно намного меньше полупроводника. Также не требуется делать намотку, так как она имеет вид обычной пластинки с определенным показателем сопротивления.

Есть и прочие параметры, используемые для классификации элемента:

  • Точность маркировки: 10%, 5%, 1% и так далее;
  • Максимально допустимый показатель рассеиваемой мощности: от 0.1 до 2 Вт и более.

Отдельно стоит отметить переменные и подстроечные элементы. Резисторы такого вида – это изделия в виде пластинки полупроводника или обмотка из высокоомного провода, имеющая отводы. Помимо этого, предусматривается особый контакт, прикасающийся к полупроводнику или проводу. Используя специальную ручку, изменяется место соприкосновения. Переменные резисторы применяются для сборки схем, которые позволяют механическим путем регулировать громкость, уровень сигнала, тока или напряжения. Особенность переменных элементов – в высокой надежности при постоянных регулировках. Что касается подстроечных, они работают, когда необходимы редкие регулировки с установленным сопротивлением.

Такой резистивный элемент также принято маркировать цветом. Следует понимать, что резистор выполняется круглой формы, процедура его производства полностью автоматизирована. Поэтому иногда бывает, что элементы устанавливаются на монтажных платах надписью вниз. Для определения номинала в таких ситуациях используется маркировка при помощи цветных полосок:

  • 20% точности – 3 полоски;
  • 10%, 5% – 4 полоски;
  • ниже 5% – 5 или 6 полосок.

Состав резистивного слоя также позволяет классифицировать виды сопротивлений, которые могут быть:

  • Углеродистыми;
  • Металлопленочными;
  • Металлодиэлектрическими;
  • Металлоокисными;
  • Полупроводниковыми.

Чаще всего из этого списка используются первые два типа.

Где находят применение

Некоторое время назад люди задавались вопросом, что такое резистор. Сейчас данный элемент находит все более частое применение, начиная низковольтными карманными устройствами и заканчивая высоковольтными промышленными агрегатами. Речь идет о различных бытовых приборах, техническом и измерительном оборудовании, автоматических системах, высокочастотных линиях, волноводах, радио,- и видеоаппаратуре, цепях питания, робототехнике и многом другом.

Элемент на плате

На данный момент встречаются схемы, где сопротивление используется в единичном порядке, а иногда устанавливается цельная конструкция, в которую входит немалое количество элементов.

Интересно. Резисторы еще долго будут использоваться при построении электрических схем. Это благодаря тому, что данное микроустройство доступное, простое в эксплуатации, малогабаритное и имеет высокий показатель КПД.

Когда начали появляться микроконтроллеры, у современной техники появилось больше функций, и ее начали производить более компактных размеров. Благодаря таким элементам, упрощаются электрические схемы, а устройства потребляют меньше тока, в результате миниатюрной стала сама элементная база.

Резистор – что это такое? С первого взгляда, кажется, что этой простой элемент, просто кусок материала, который сопротивляется электрическому току. Но не все так просто, так как в формировании данного элемента играют роль множество параметров, которые необходимо учитывать при составлении электрической схемы.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

РЕЗИСТОРЫ

   Продолжаем наш цикл справочных материалов для начинающих радиолюбителей, и в этой статье мы поговорим о резисторах, они присутствуют в любой электронной схеме, даже самой простой. Делятся они на два вида: переменные и постоянные. Распространенные постоянные резисторы, используемые в электронных схемах, имеют мощность от 0.125 до 2 Ватт. Если быть более точным, то это ряд 0.125 Вт, 0.25 Вт, 0.5 Вт, 1 Вт, 2 Вт. Конечно, есть и более мощные резисторы, например проволочные, но они редко используются в электронных схемах. На рисунке ниже изображены внешний вид и габариты резисторов, а также их обозначения на принципиальных схемах. 

Схематическое обозначение постоянных резисторов

   Из них чаще всего в электронике используются резисторы мощностью от 0.125 до 0.5 Ватт. Резисторы бывают как обычные, с допуском 5-10%, так и прецизионные с допуском 0.1-1%. Существуют и более точные резисторы, но в большинстве радиолюбительских конструкций такая точность не требуется. Если резистор может менять сопротивление — его называют переменным (или подстроечным). Фото переменных резисторов:

Резисторы переменные

   Переменные резисторы также бывают проволочные и непроволочные, проволочные обычно бывают рассчитаны на большую мощность. Устройство непроволочного переменного резистора можно видеть на рисунке:

Конструкция переменного резистора

   Устроен резистор следующим образом, на основании из гетинакса в виде дуги нанесен слой из сажи смешанной с лаком. У этого резистора между первым и вторым контактом (на рисунке), другими словами между крайними выводами сопротивление неизменно, а между средним и крайними выводами изменяется при вращении ручки резистора. К этому слою обладающему сопротивлением прилегает подвижный контакт, соединенный с центральным выводом. Очень часто при интенсивном использовании регулятором, этот слой сажи истирается, и сопротивление резистора при вращении ручки резистора изменяется скачкообразно, становясь иногда даже больше максимального положенного по номиналу. Из-за этого износа и происходит шуршание и треск из динамиков, а иногда при сильном износе звучание пропадает совсем. Переменные резисторы бывают как одинарные, так и сдвоенные, сдвоенные обычно используются в устройствах со стерео звучанием. Также к переменным резисторам относятся подстроечные резисторы:

Подстроечный резистор

   Они отличаются от стандартных переменных отсутствием ручки и регулируются вращением вала отвёрткой. Также переменные резисторы бывают однооборотные и многооборотные. Схематическое изображение переменного и подстроечного резистора на рисунке ниже:

Схематическое изображение переменного резистора

   На советских резисторах МЛТ был написан номинал резистора, на импортных резисторах маркировка осуществляется нанесением разноцветных колец, в первых двух кольцах закодирован номинал, третье кольцо множитель, четвёртое кольцо это допуск резистора (для обычных не прецизионных резисторов). 

Цветовая маркировка резисторов

   Встречается маркировка большим, чем четыре, количеством колец, расшифровать маркировку поможет следующий рисунок:

Прецизионные резисторы цветовая маркировка

   Иногда возникает надобность узнать номинал резистора, а по цветовой маркировке это сделать, по каким-либо причинам затруднительно. В таком случае нужно обратиться к принципиальной схеме устройства. На таких схемах номинал резистора обозначается следующим образом, например: 150 означает 150 Ом (единицы измерения не указываются), 100 К означает 100 КилоОм, 2 М означает 2 МегаОма. Иногда при сборке какой-либо схемы нужного номинала нет под рукой, но есть много резисторов других номиналов, в таком случае может помочь последовательное или параллельное соединение резисторов. Формулы подсчета всем известны из учебников физики, но если кто подзабыл, приведу здесь их:

При последовательном соединении


При параллельном соединении

   В последнее время многие переходят на SMD детали, из них наиболее распространены резисторы размеров 0805 и 1206. Определить номинал SMD резистора очень просто, первые две цифры показывают сопротивление резистора, третья цифра количество нулей. Пример: нанесена маркировка 332, это значит 33 плюс два нуля, получается 3300, то есть 3.3 КилоОма. Менее распространены в электронике, но тем не менее находят применение терморезисторы и фоторезисторы. На рисунке ниже изображено схематическое изображение терморезисторов:

Терморезисторы схематическое изображение

   У терморезисторов сопротивление зависит от температуры. Если с повышением температуры сопротивление терморезистора увеличивается, то температурный коэффициент сопротивления ТКС положительный, если же с повышением температуры сопротивление уменьшается, то ТКС отрицательный. Терморезистор изображен на фотографии ниже:

Терморезистор фото

   На следующем рисунке изображён фоторезистор, как его рисуют на схемах:

Фоторезистор схематическое изображение

   Он представляет собой полупроводниковый прибор, сопротивление которого меняется под действием света.

Фоторезистор — внешний вид

   Фоторезисторы особенно широко используются в устройствах автоматики. Привожу типовую схему включения полупроводникового фотодетектора:

Типовая схема полупроводникового фотодетектора

   В общем резистор можно смело считать кирпичиком любой радиосхемы, так как это самый распространённый элемент в радиоэлектронике. С вами был AKV.

   Форум по деталям

   Обсудить статью РЕЗИСТОРЫ

radioskot.ru

Что такое резистор — основные характеристики

Многие люди, даже далекие от вопросов физики, электротехники, электроники слышали о таком утермине, как «сопротивление», или же более новое слово – резистор. Однако мало кто знает, что это такое, и для чего его используют. Так что такое резистор?

Ответить на этот вопрос несложно. Резистор – один из наиболее распространенных электрических элементов в радиотехнике, теле-видео-аудиотехнике. Основной характеристикой резисторов является его сопротивление, которое измеряется в единицах измерения Омах. Есть два основных вида этих устройств: общего назначения и так называемые стабильные. Что такое резистор стабильный? Это довольно-таки дорогие устройства, которые используются в высокочастотной сверхточной аппаратуре. В основном же используют резисторы общего назначения.

Сопротивление резисторов общего назначения может варьировать приблизительно в пределах +/- 10%. Сопротивление зависит от так называемого температурного коэффициента сопротивления (в специализированной литературе можно встретить сокращение ТКС). У большинства стандартных резисторов этот коэффициент положительный. Это значит, что при увеличении температуры увеличивается и сопротивление.

Что такое резистор с точки зрения его характеристик? Одной из основополагающих характеристик резисторов можно назвать рассеиваемую мощность. Это та мощность, которую он сможет рассеять без получения повреждений. Мощность, как известно, измеряется в таких единицах измерения, как Ватты. Зная номинальное сопротивление и ток, протекающий по электрической цепи, можно вычислить и мощность. Находится она по формуле P=I^2 * R, где P — мощность, I – значение силы тока, R – номинальное сопротивление резистора. Отсюда можно сделать вывод, что такое резистор с точки зрения именно электротехники. Это основной структурный элемент любой электрической цепи, основной функцией которого является оказание номинального (известного) сопротивления протеканию электрического тока по этой цепи с целью регулирования напряжения и тока. Для цели регулирования напряжения в цепи часто используют так называемый балластный резистор. Что такое резистор балластный? Это устройство подключается в сеть и поглощает некоторое количество излишнего напряжения, тем самым выравнивания отдельные токи в ветках электрической цепи и поддерживая стабильность напряжения. На подобных принципах устроен и резистор для светодиода. Чтобы светодиод фактически сразу не сгорел от проходящих по нему токов, к нему последовательно подключают токогасительный резистор.

Сопротивление резистора зависит от материала, из которого он состоит. Также оно зависит от площади среза (чем больше площадь среза, тем меньше сопротивление), от длины резистора (чем он длиннее, тем, соответственно, сопротивление больше).

Резисторы удобно маркируются по цветам или же по цифровым обозначениям. С помощью подобной маркировки можно узнать самое важное свойство любого резистора, а именно значение его сопротивления. Узнать, что значит тот или иной цвет или цифра, можно в паспорте устройства или же у производителя или поставщика (например, на сайте).

fb.ru

для чего он нужен? Как узнать, какой резистор нужен?

При создании радиоэлектронных схем применяется множество различных элементов. Одни из наиболее используемых, без которых практически невозможно обойтись, — это резисторы. Что они собой являют? Какие типы есть? Какой их параметр наиболее важен? И какие особенности есть при последовательном и параллельном соединении?

Что такое резистор?

Так называют пассивный элемент электрической цепи, который оказывает сопротивление току во время его протекания. В больших схемах они применяются чаще, чем любой другой элемент электроники. Важным является обеспечение режима смещения транзисторов при использовании в усилительных каскадах. Но наиболее значимой функцией признают контроль и регулирование напряжения и значений токов в электрических цепях. Мы позднее рассмотрим, какие их типы бывают. В рамках статьи будет уделено внимание 5 основным, которые чаще всего используются, но могут быть и другие. Когда проводится расчет резисторов, то обязательно следует оценить, какая необходима мощность.

Хотите понять, что необходимо в конкретном случае?

Как узнать, какой резистор нужен при создании схем? Первоначально следует понять, что обязательным является знание силы тока или значение сопротивления нагрузки. В рамках статьи будет рассмотрено два варианта влияния на характеристики схемы:

1) Если ничего неизвестно, то берём переменный резистор и подключаем его последовательно с нагрузкой. Вращаем регулятор до того момента, пока у нас не будет нужное напряжение. Теперь вместо переменного сопротивления подключаем постоянное с необходимыми параметрами. Измерьте ток, что идёт после резистора и перемножает полученное значение с напряжением, что подаётся. Тогда будем знать, сколько и куда подавать.

2) Необходимо знать ранее указанные величины тока и нагрузки. Для повышения точности вычисления желательно также знать и значение внутреннего сопротивления источника питания.

Давайте смоделируем немного другие условия действий. Есть один резистор в качестве нагрузки, закон Ома и необходимость рассчитать необходимое для цепи сопротивление. Это довольно интересный момент и он заслуживает, чтобы ему было уделено внимание. Почему была выбрана именно такая формулировка? Дело в том, что люди, которые только начинают заниматься созданием схем, очень часто задают такой вопрос. Но, увы, цепь рассуждений, которой они идут, является немного неверной. Рассчитать необходимое значение с одним законом Ома здесь не выйдет. Необходимо дополнительно воспользоваться формулой вычисления добавочного резистора: СДБ = СН(НИП-НН)/НН=СН(х-1). Разберём формулу:

СДБ – сопротивление добавочного резистора;

НИП – напряжение источника питания;

СН – сопротивление нагрузки;

Х = НИП/НН;

НН – напряжение, что нужно получить на нагрузке.

Воспользуемся этой формулой. Допустим, что при сопротивлении в 1 Ом СДБ будет составлять 0,6 Ом. Если мы поставим 5 Ом, то конечный результат будет 3,3 Ом. Почему всё так? Это из-за того, что чем меньший показатель имеет сопротивление нагрузки, тем большая характеристика тока в цепи. При этом будет просаживаться источник питания, ведь он тоже создаёт определённые помехи для прохождения тока. А учитывая, что с этим будет падать и напряжение, то выходит, что нужен добавочный резистор с меньшими характеристиками для получения желаемого напряжения. Это напряжение буквально «на пальцах». Может быть сложно понять, что и как, но вы попробуйте.

Постоянный резистор

Так называют устройства, которые являются обладателями постоянного значения сопротивления. Эта характеристика резистора не меняется под действием внешних воздействий (температуры, протекающего тока, света, приложенного напряжения) в разумных рамках. Если так разобраться, то про все радиоэлементы можно сказать, что у них есть внутренние шумы и нестабильности из-за стороннего влияния. Но обычно это всё настолько ничтожно, что игнорируется любительской радиоэлектроникой и имеет смысл только при создании действительно сложных систем, которые даже не факт, что где-то собираются сейчас.

Переменный резистор

Так называют устройства, значение сопротивления которых можно изменить с помощью специальной ручки (она может быть ползункового, кнопочного или вращающегося типа). Зачем нужен резистор подобного типа? Хорошим примером применения данного элемента является регулятор громкости на звуковых колонках компьютера или мобильного телефона.

Построечный резистор

Так называются устройства, режим работы которых меняется лишь изредка. Чтобы регулировать значения сопротивления, необходимо с помощью отвертки покрутить шлиц, который имеет резистор. Для чего он нужен? Широкое распространение они получили на печатных платах радиосхем в качестве делителя тока или напряжения.

Фоторезистор

Это специальные устройства, которые могут менять значение своего сопротивления под влиянием света. Фоторезисторы производятся из полупроводниковых материалов. Если необходимо реагировать на наличие видимого света, то применяют селенид и сульфид кадмия. Чтобы регистрировать инфракрасное излучение, используют германий.

Терморезистор

Это специальное устройство, с помощью которого можно измерять температуру внешней среды. Терморезистор также используется в цепях термостабилизации для транзисторных каскадов. Как уже можно было догадаться, его сопротивление может меняться под воздействием температуры. В инкубаторах для цыплят, оранжереях, производственных аппаратах — везде можно найти этот резистор. Для чего он нужен? Чтобы при достижении определенной температурной границы включались системы отопления\охлаждения.

Рассеиваемая мощность

Это поглощаемая резистором энергия, которая образовывается током и напряжением. Из-за того, что происходит именно рассеивание, а не сохранение, данное устройство и называется пассивным. Благодаря этому о резисторе можно говорить как об активном элементе, который одинаково может работать в цепях переменного и постоянного токов.

Обозначение мощности рассеивания

Как понять, что может сделать постоянный резистор? Для этого необходимо посмотреть на его обозначение:

  1. Когда есть две косые линии, мощность рассеивания составляет 0,125 Вт.
  2. Есть одна косая линия — мощность рассеивания равняется 0,25 Вт.
  3. Одна горизонтальная линия — мощность рассеивания 0,5 Вт.
  4. Одна вертикальная линия — мощность рассеивания 1 Вт.
  5. Две вертикальные линии — мощность рассеивания 2 Вт.
  6. Две косые линии, что создают латинскую букву V, — мощность рассеивания 5 Вт.

Начиная от одного Ватта, для обозначения используются римские цифры.

Последовательное соединение

Когда имеет смысл применять подобный подход? Если надо получить значительное сопротивление, но есть резисторы с малым номиналом, то используют последовательно соединение. Чтобы оценить, что и как сделано в схеме, то нужно просуммировать их характеристики.

Параллельное соединение

А где необходим такой подход? Здесь общее сопротивление резисторов будет равняться сумме, которая является ему обратно пропорциональной. Эту величину также называют «проводимость». Вам может быть немного сложно понять, о чем автор ведёт речь, поэтому предлагаем взглянуть на такую формулу (С — сопротивление):

1/Собщее=1/С1+1/С2+…+1/Сх.

Применение

Вот мы и поняли, что такое резистор, для чего он нужен. Фото, размещённые в статье, позволяют понять, как он выглядит. Но хочется уделить внимание и его применению. Итак, резистор. Для чего он нужен в машине? Как вы знаете, в автомобилях используется значительное количество электроники. Вот для контроля её работы его и применяют. Для чего нужен резистор печки в автомобиле? Видели возможность переключения и настройки температурного режима? Вот для чего нужен резистор отопителя! Ведь без него можно было бы включить только заранее установленные настройки и всё. Теперь подумаем, зачем нужен резистор для светодиода? С его помощью можно регулировать яркость его свечения. Как вы могли догадаться, если внимательно читали статью, ответ на вопрос о том, какие резисторы нужны для светодиодов, — переменные!

Заключение

Как видите, резистор — это необходимая и полезная вещь, которая имеет широкие возможности применения. Теоретически обойтись без резистора можно в простейших схемах, на пару деталей, при том, что источники энергии будут очень точно выбраны. Но такое маловероятно, и для достижения необходимого значения этих показателей придётся длительное время подбирать их. Вот для упрощения процесса и применяются резисторы, ведь они позволяют проводить значительные перепады характеристик, открывая возможность даже кратного их изменения.

fb.ru

Какие существуют виды резисторов

При создании технических схем необходимы детали. Резисторы являются одними из самых важных. Сложно представить схему даже на пять деталей, где бы они ни нашли своего применения.

Что такое резистор

Этот термин был создан благодаря латинскому «resisto», что можно перевести как «сопротивляюсь». Основным параметром данных элементов, который и предоставляет интерес, является номинальное сопротивление. Оно измеряется в Омах (количестве Ом). Номинальные значения указывают на корпусе устройств. Но реальный показатель может быть несколько другим. Обычно этот нюанс предусматривают с помощью классов и допусков точности. Их мы сейчас и рассмотрим. Если вам будет что-то непонятно про виды резисторов, фото помогут исправить это.

Классы и допуски точности

В общем случае наибольший интерес представляют классы. Их существует три:

  1. Первый. Предусматривает наличие отклонений в размере до пяти процентов от указанного номинала.
  2. Второй. Предусматривает наличие отклонений, которые могут достигать десяти процентов от номинального значения.
  3. Третий. Сюда относят устройства, у которых размер отклонений может достичь двадцати процентов от номинала.

А что делать, если такие большие отклонения недопустимы? Существуют прецизионные резисторы, виды которых предоставляют такой максимум разницы:

  1. 0,01%.
  2. 0,02%.
  3. 0,05%.
  4. 0,1%.
  5. 0,2%.
  6. 1%.
  7. 2%.

Другие параметры

Значительную важность при выборе элемента для схемы имеют показатели предельного рабочего напряжения, номинальной мощности рассеивания и температурного коэффициента сопротивления. Последний показатель показывает, насколько изменения градусной шкалы будут влиять на работу устройства. В зависимости от применяемого при производстве материала этот показатель может увеличиваться или уменьшаться. Номинальная мощность рассеивания показывает границы использования элемента. Если подаваемая характеристика будет большей, чем может быть обработано, то резистор может попросту перегореть. Под предельным рабочим напряжением понимают такой показатель, при котором будет обеспечена надежная работа устройства.

Основные виды резисторов

Их выделяют четыре:

1. Нерегулируемые:

а) постоянные.

2. Нерегулируемые:

а) подстроечные;

б) переменные.

3. Терморезисторы.

4. Фоторезисторы.

Нерегулируемые постоянные резисторы дополнительно делятся на не/проволочные. На последний тип дополнительно наматывают проволоку, чтобы они обладали большим удельным сопротивлением. Изображаются постоянные резисторы в виде прямоугольников, от которых идут специальные выводы. Величина допустимой рассеиваемой мощности указывается внутри геометрической фигуры. Если величина сопротивления находится в диапазоне от 0 до 999 Ом, то единицы измерения обычно не указываются. Но если этот показатель больше тысячи или миллиона, то применяются обозначения кОм и МОм, соответственно. Если данный показатель указан только приблизительно или он может измениться во время настройки, то добавляют *. Благодаря этому виды резисторов разных параметров с легкостью отличаются между собой.

Переменные элементы

Продолжаем рассматривать виды резисторов. Этот вид устройств может ещё называться регулируемым. В них сопротивление может меняться в диапазоне от нуля до номинала. Они также могут быть не/проволочными. Первый вид является токопроводящим покрытием, что наносится на диэлектрическую пластинку как дуга, где перемещается пружинящий контакт, что крепится на ось. При желании изменить величину сопротивления осуществляется его перемещение. В зависимости от целого ряда особенностей этот параметр может меняться по таким зависимостям:

  1. Линейной.
  2. Логарифмической.
  3. Показательной.

Подстроечные резисторы

Они не обладают выступающей оси. Изменение параметров данного вида резисторов возможно исключительно с помощью отвертки или автоматического/механического устройства, которое может выполнять её функции. Этот и предыдущий виды резисторов используются в случаях, когда человек должен регулировать их мощность, например, в звуковых колонках.

Терморезисторы

Так называют полупроводниковые элементы, при включении которых в электрическую цепь такой показатель, как сопротивление, меняется от температуры. При её увеличении он понижается. Если температура уменьшается, то сопротивление растёт. Если кривая процессов двигается в одну сторону (при увеличении возрастает), то такой элемент называется позистором.

Фоторезисторы

Так называют элементы, у которых показатель параметра меняется под воздействием светового (а в некоторых случаях и электромагнитного) излучения. Как правило, используются фоторезисторы, обладающие положительным фотоэффектом. У них сопротивление уменьшается, когда на них падает свет. Фоторезисторы имеют простую конструкцию, малые габариты и высокую чувствительность, что позволяет их применять в фотореле, счетчиках, системах контроля, устройствах регулирования и управления, датчиках и многих других устройствах.

Заключение

Вот такие бывают резисторы, виды, назначение, принцип работы данных устройств.

fb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *