Что такое резистор

Резистор или иначе сопротивление мы электронщики называем его по братски ‘Резюк” — пассивный элемент, применяющийся в электрических цепях, обладающий постоянным или переменным значением электрического сопротивления , предназначенный для линейного преобразования напряжения в силу тока, силы тока в напряжение, также используется для ограничения тока, и др. Во как! Звучит заумно, но давай разберемся, и ты поймешь, что – резистор это Не сложно! Резистор как компонент очень широко используется практически во всех электрических и электронных устройствах с этого компонента ты начнешь постигать основы электроники. Конструкция резистора представляет собой не проводящую электричество трубочку (или стер­жень), на которую нанесен тонкий слой ме­талла или сажи (углерода) чем тоньше слой тем больше сопротивление. Резистор используется для того, чтобы установить нужный ток в элек­трической цепи. Здесь нужно понять одну зависимость – чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток и наоборот – чем меньше сопротивление, тем больше ток. Представь себе резиновый шланг по которому течет вода, если ты наступишь на него, то количество вытекающей из него воды станет меньше потому что уменьшится проток. То же самое происходит и с электрическим током при его прохождении через резистор.

Основные характеристики и параметры резисторов

Резистор не самый сложный компонент, но имеет свои характеристики и параметры.

Рассмотрим основные: Номинальное сопротивление – это основной параметр. Предельная рассеиваемая мощность – тоже важный параметр. Резисторы различают по сопротивлению и мощности . Сопротивление, измеряют в омах – (на электрических схемах обозначается Ом), килоомах (на электрических схемах обозначается кОм) и мегоомах – (на электрических схемах обозначается мОм) а мощность – в ваттах Wt (мощность резистора на схемах указывается полосками на обозначении резистора). Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.

Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания

(если не обозначена номинальная мощность, можно использовать резистор любой мощности)

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт

Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

В современных электрических схемах мощность резистора указывают только если требуется применение мощных резисторов. Если рядом с резистором его мощность не указана, можно смело ставить самый маленький размер.

Номинальное сопротивление резистора.

Номинальное сопротивление резисторов – это основной парамет.

Величина сопротивления резистора выражается в Омах, кОмах, мОмах. 1 мОм = 1000 кОм, 1 кОм = 1000 Ом. На корпусе резистора наносится обозначение его номинального сопротивления, на резисторах Советского производства величина сопротивления обозначалась цифрами и ненужно было ломать голову какой резюк установлен на плате или лежит у тебя в коробке из под спичек (из спичечных коробков делают самодельные кассеты для хранения мелких радиодетелей). Современные резисторы, имеют обозначение номинала сопротивления в виде кольцевых полос различного цвета. Для определения сопротивления такого резистора имеются специальные таблицы.

Типы резисторов и их обозначение

Переменный резистор (реостат).

Переменный резистор, включенный как реостат

(ползунок соединён с одним из крайних выводов).

Подстроечный резистор, включенный как реостат

(ползунок соединён с одним из крайних выводов).

Варистор (сопротивление зависит от приложенного напряжения).

Термистор (сопротивление зависит от Температуры).

Фоторезистор (сопротивление зависит от освещенности).

Основные типы резисторов которые ты будешь использовать при ремонте или конструировании – постоянные, подстроечные и переменные. Одни из самых распространенных резисторов типа МЛТ (металлизированный, лакированный теплостойкий). Подстроечные резисторы предназначены для на­стройки и устанавливаются на монтажной плате или внутри корпуса аппаратуры.

Переменные резисторы

В отличие от постоянных резисторов, которые имеют два вывода, у переменных и подстроечных резисторов выводов три.

На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении оси резистора, причем, если вращать ось в одну сто­рону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, и соответственно уменьшается между сред­ним выводом и другим крайним. Если же ось возвращают назад, происходит обратное. Это свойство переменного резис­тора используют, например, для регулирования громкости звука, тембра в усилителях, приемниках и пр.

При нагревании и ли охлаждении значение сопротивления этих резисторов изменяется в большую или меньшую сторону, на этом свойстве терморезистора, основан принцип измерения температуры. Терморезисторы используют в приборах и оборудовании для измерения и регулировки температуры, защиты оборудования от перегрева.

Фоторезистор

Как и терморезистор изменяет значение сопротивления, изменение сопротивления происходит при попадании света на специальную пластину которая покрыта составом изменяющим свое свойство в зависимости от освещенности. Этот резистор применяется для управления осветительными приборами, устройствами контроля пламени печи и пр.

Проверка резисторов

Для проверки резисторов понадобится прибор мультиметр с его помощью ты измеряешь сопротивление резистора и сравниваешь с номи­нальным значением, которое указано на самом резисторе или на принципиальной схеме аппарата. При измерении сопро­тивления резистора полярность подключения к нему мультиметра не имеет значения. Т.е. какой провод прибора ты подключишь к той или иной ножке резистора при измерении сопротивления не имеет значения. Отклонение 10% от номинала, для обычных (не сверх точных и точных) резисторов, считается нормальным.

При проверке переменных резисторов, измеряется со­противление между крайними выводами, которое должно соответствовать номинальному значению с учетом допуска и погрешности измерения. Так же необходимо измерять сопротивление между каждым из крайних выводов и сред­ним выводом при этом необходимо вращать ось резистора из одного крайнего положения в другое, значение должно изменяться плавно, без скачков от нуля до номинального значения.

Соединение резисторов в электрической цепи

Теперь, когда ты познакомился с ” резюками” давай еще немного помучаю тебя теорией о том, как резисторы подключают в электрическую схему это очень важно без этого не обойтись, дальше ты узнаешь почему.

Последовательное соединение резисторов

Последовательное соединение — это такое соединение, при котором каждый последующий резистор подключается к предыдущему, образуя неразрывную цепь без разветвлений. Ток в такой цепи будет одинаковым в каждой её точке, а вот напряжение U1, U2, U3 в различных её точках будет разным.

Отсюда следует, что общее значение такого соединения определяется суммированием всех сопротивлений включенных последовательно. Общее сопротивление, рассчитывается по довольно простой формуле (Rобщ.=R1+R2+….Rn). Необходимо знать, что при последовательном соединении резисторов общее сопротивление (Rобщ). увеличивается.

Параллельное соединение

Соединив концы резисторов в точке А и точке В, мы получим участок цепи, который называется параллельным соединением и состоит из некоторого количества параллельных друг другу ветвей (в нашем случае – резисторов). При этом электрический ток между точками А и B распределится по каждой из этих ветвей. Напряжения на всех резисторах будут одинаковы: U=U1=U2

Чем большее количество резисторов (или других звеньев электрической цепи, обладающих некоторым сопротивлением) соединить по параллельной схеме, тем больше путей для протекания тока образуется, и тем меньше общее сопротивление цепи. Общее сопротивление при параллельном соединении резисторов ты можешь рассчитать по этой формуле:

Необходимо знать, что при параллельном соединении резисторов, общее сопротивление (Rобщ), уменьшается.

Смешанное соединение

Смешанное соединение – (как ты уже понял из приведенной схемы) представляет из себя цепь, в которую резисторы включены как последовательно, так и параллельно, все выше сказанное о параллельном и последовательном соединении, так же справедливо и для смешанного соединения резисторов. Смешанное соединение ты можешь рассчитать так.

Для чего применяются последовательное, параллельное, и смешанное соединение резисторов? При практическом использовании резисторов, например сборке, регулировки параметров аппаратуры, ремонте электроники своими руками, может не оказаться резистора необходимого номинала, тогда тебя может выручить знание о способе соединения резисторов, так если необходим резистор номиналом 100Ком его можно сделать, соединив последовательно два резистора по 50Ком или соединить параллельно два резистора по 200Ком, или использовать смешанное соединение два резистора номиналом 70Ком соединить параллельно и к ними подключить последовательно резистор 65Ком. Конечно, я дал краткое описание, т.е. базовые знания о резисторах и способах их подключения. Если, тебе понадобится более подробное описание и теоретические выкладки, ты всегда можешь воспользоваться специальной литературой и интернетом.

Все про резисторы

Свойства в теории и практике

Основное свойство этой радиодетали – это сопротивление. Измеряется в омах (Ом).

Разберем для начала понятие активного сопротивления. Оно так называется потому, что есть у всех материалов (даже у сверхпроводников, пусть и 0,00001 Ом). И именно оно является основным у резисторов.

Что говорит теория

В теории у резистора есть постоянное сопротивление, которое на зависит от внешних условий (температуры, давления, напряжения и т.п.).

График зависимости тока от напряжения прямолинеен.

В идеальных и математических условиях у резистора только активное сопротивление. По типам бывают нелинейные и линейные резисторы.

Что на самом деле

На самом у всех резисторов непрямолинейная зависимость тока от напряжения. То есть, его сопротивление тоже зависит от внешних условий, конкретно от температуры.

Конечно, эта зависимость не такая, как у полупроводников, но она есть. И самое главное, у этой радиодетали есть емкость и индуктивность. Помимо активного сопротивления, есть еще и реактивное.

Реактивное сопротивление отличается от активного тем, что оно по разному пропускает электрический ток на разных частотах.

Например, для постоянного тока сопротивление 200 Ом, а если есть высокие значения индуктивности, то на частотах выше 2 кГц, сопротивление будет уже 250 Ом.

Именно поэтому резисторы делаются из разных материалов. Они бывают керамическими, углеродными, проволочными и у них разные допуски и погрешности. SMD деталь обладает меньшей емкостью и индуктивностью, чем DIP.

Еще существует специальные типы резисторов с более выраженной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Если у обычных резисторов вольт-амперный график чуть-чуть не линейный, то у такого типа деталей он лавинообразный.

У них сопротивление резко зависит от внешних условий, не так. как у обычных:

Кроме того, еще одна особенность активного сопротивления – выделение тепла, когда проходит электрический ток. Когда протекает электрический ток замкнутой цепи, электроны ударяются об атомы. И поэтому выделяется тепло. Тепло измеряется в мощности. Она рассчитывается исходя из напряжения и тока.

Одна из популярных функций резисторов это снижение напряжения и ограничения тока. Например, если через резистор проходит ток 0,25 А и на нем есть падение напряжения 1 В, то мощность, которая будет на нем рассеиваться это 0,25 Вт.

И из-за этого и существуют резисторы с разной рассеиваемой мощностью. Нельзя ставить резистор 0,125 Вт на место 1 Вт. Он начнет греться, трескаться, чернеть. А потом и сгорит. Потому, что не рассчитан на такую мощность.

Обозначения на схемах

На схемах в Европе и СНГ обознается прямоугольником и латинской букой R. Согласно ГОСТу, на отечественных схемах не указывается номинал сопротивления, а только номер детали (R). Однако, если под изображением детали указано число, например 120, оно по умолчанию читается как 120 Ом.

Основное обозначение
0,125 Вт
0,25 Вт
0,5 Вт
1 Вт
2 Вт
5 Вт
Переменный
Подстроечный

Типы включения и примеры использования

Основные типы включения это последовательные и параллельные соединения.

Последовательно сопротивление рассчитывается просто. Достаточно все сложить.

При последовательном соединении напряжение распределяется по резисторам согласно их сопротивлениям.

Это второе правило Кирхгофа. Например, напряжение 12 В, а пара резисторов по 1 кОм.

Соответственно, на каждом из них по 6 В. Это простой пример делителя напряжения. Здесь пара деталей делит напряжение, и благодаря этому можно получить необходимое напряжение.

Однако, если вы хотите использовать делитель напряжения для питания цепи, то должны помнить, что нужно согласовать сопротивления. В этой схеме сопротивление 1 кОм. Если вы подключите к ней нагрузку меньше этого сопротивления, то она не получит напряжения на свои выводы в полном объеме. Поэтому, все схемы с делителями напряжения должны быть рассчитаны и согласованы друг с другом.

Здесь R1 и R2 образуют делитель напряжения, они выполняют роль делителя напряжения. Между этими двумя резисторами и базой транзистором протекает ток, который открывает транзистор.

Это необходимо для того, чтобы он работал без искажений.

Параллельное включение

При параллельном соединении радиодеталей, общее сопротивление цепи снижается. Если два резистора по 1 кОм соединены параллельно, то общее будет равно меньше 0,5 кОм, т.е. сопротивление цепи (эквивалентное) равно половине самого наименьшего.

В таком соединении наблюдается первое правило Кирхгофа. В точку соединения направляется ток в 1 А, а в узле он расходится на два направления по 0,5 А.

Формулы расчета

Для двух резисторов:

Для более:

Для тока параллельное соединение — это как вторая дорога или обходной путь. Еще такой тип соединения называют шунтированием. В качестве примера можно привести амперметр. Чтобы увеличить его шкалу показаний, достаточно подключить параллельно резистору еще один шунтирующий.

Его сопротивление рассчитывается по формуле:

Эквивалентное соединение

В схеме усилителя к эмиттеру транзистора VT1 подключена пара из резистора R3 и конденсатора C2.

В этом случае VT1 и R3 подключены последовательно друг к другу. Зачем это надо? Когда усилитель работает, транзистор начинает нагреваться и его сопротивление снижается. R3, как и в случае со светодиодом, не позволяет транзистору перегреваться. Он балансирует общее сопротивление, чтобы транзистор не вносил искажения в сигнал. Это называется режим термостабилизации.

А конденсатор C2 подключен к R3 параллельно. И это нужно для того, чтобы при нормальном режиме работы усилителя, переменный сигнал прошел без потерь. Так работает параллельный фильтр.

Фильтры и резисторы

С помощью резисторов и конденсаторов можно делать фильтры. Так называются RC фильтры.

Эта пара может разделять сигнал на постоянные и переменные составляющие.

В качестве примера рассмотрим ФНЧ и ФВЧ.

В схеме фильтра низких частот конденсатор C1 забирает на себя высокочастотные токи. Его сопротивление для них намного меньше, чем у нагрузки. Он шунтирует нагрузку. Таким образом, можно получить низкую частоту, отделив от нее все высокие составляющие.
В фильтре высоких частот наоборот. Высокие частоты свободно проходят через C1, и если в сигнале есть низкочастотные, то они пойдут через R1.

Такие фильтры бывают разные по конструкции. П образные, Г образные и т.п. Конкуренцию резистору может составить катушка индуктивности или дроссель. У них меньше активное сопротивление, но реактивное больше. Благодаря этому снижаются потери от активного сопротивления.

Что такое резистор и для чего он нужен?

Резисторы относятся к наиболее широко используемым в электронике элементам. Это название давно вышло из узких рамок терминологии радиолюбителей. И для каждого, кто хоть немного интересуется электроникой, термин не должен вызывать непонимание.

Что такое резистор

Наиболее простое определение выглядит так: резистор — это элемент электрической цепи, оказывающий сопротивление протекающему через него току. Название элемента происходит от латинского слова «resisto» — «сопротивляюсь», радиолюбители эту деталь часто так и называют — сопротивление.

Рассмотрим, что такое резисторы, для чего нужны резисторы. Ответы на эти вопросы подразумевают знакомство с физическим смыслом основных понятий электротехники.

Для разъяснения принципа работы резистора можно использовать аналогию с водопроводными трубами. Если каким-либо образом затруднить протекание воды в трубе (например, уменьшив ее диаметр), произойдет повышение внутреннего давления. Убирая преграду, мы снижаем давление. В электротехнике этому давлению соответствует напряжение — затрудняя протекание электрического тока, мы повышаем напряжение в цепи, снижая сопротивление, понижаем и напряжение.

Изменяя диаметр трубы, можно менять скорость потока воды, в электрических цепях путем изменения сопротивления можно регулировать силу тока. Величина сопротивления обратно пропорциональна проводимости элемента.

Свойства резистивных элементов можно использовать в следующих целях:

Пояснить, что такое резистор и для чего он нужен, можно на следующем примере. Свечение знакомого всем светодиода происходит при малой силе тока, но его собственное сопротивление настолько мало, что если светодиод поместить в цепь напрямую, то даже при напряжении 5 В текущий через него ток превысит допустимые параметры детали. От такой нагрузки светодиод сразу выйдет из строя. Поэтому в схему включают резистор, назначение которого в данном случае — ограничение тока заданным значением.

Все резистивные элементы относятся к пассивным компонентам электрических цепей, в отличие от активных они не отдают энергию в систему, а лишь потребляют ее.

Разобравшись, что такое резисторы, необходимо рассмотреть их виды, обозначение и маркировку.

Виды резисторов

Виды резисторов можно разбить на следующие категории:

  1. Нерегулируемые (постоянные) — проволочные, композитные, пленочные, угольные и др.
  2. Регулируемые (переменные и подстроечные). Подстроечные резисторы предназначены для настройки электрических цепей. Элементы с переменным сопротивлением (потенциометры) применяются для регулировки уровней сигнала.
Читайте также:  Брус 100х100х6000: инструкция по монтажу своими руками, особенности строганного материала

Отдельную группу представляют полупроводниковые резистивные элементы (терморезисторы, фоторезисторы, варисторы и пр.)

Характеристики резисторов определяются их назначением и задаются при изготовлении. Среди ключевых параметров:

  1. Номинальное сопротивление. Это главная характеристика элемента, измеряется в омах (Ом, кОм, МОм).
  2. Допустимое отклонение в процентах от указанного номинального сопротивления. Означает возможный разброс показателя, определяемый технологией изготовления.
  3. Рассеиваемая мощность — предельная мощность, которую резистор может рассеивать при долговременной нагрузке.
  4. Температурный коэффициент сопротивления — величина, показывающая относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С.
  5. Предельное рабочее напряжение (электрическая прочность). Это максимальное напряжение, при котором деталь сохраняет заявленные параметры.
  6. Шумовая характеристика — степень вносимых резистором искажений в сигнал.
  7. Влагостойкость и термостойкость — максимальные значения влажности и температуры, превышение которых может привести к выходу детали из строя.
  8. Коэффициент напряжения. Величина, учитывающая зависимость сопротивления от приложенного напряжения.

Применение резисторов в области сверхвысоких частот придает важность дополнительным характеристикам: паразитной емкости и индуктивности.

Полупроводниковые резисторы

Это полупроводниковые приборы с двумя выводами, обладающие зависимостью электрического сопротивления от параметров среды — температуры, освещенности, напряжения и др. Для изготовления таких деталей используют полупроводниковые материалы, легированные примесями, тип которых определяет зависимость проводимости от внешнего воздействия.

Существуют следующие типы полупроводниковых резистивных элементов:

  1. Линейный резистор. Изготовленный из слаболегированного материала, этот элемент имеет малую зависимость сопротивления от внешнего воздействия в широком диапазоне напряжений и токов, чаще всего он применяется в производстве интегральных микросхем.
  2. Варистор — элемент, сопротивление которого зависит от напряженности электрического поля. Такое свойство варистора определяет сферу его применения: для стабилизации и регулирования электрических параметров устройств, для защиты от перенапряжения, в других целях.
  3. Терморезистор. Эта разновидность нелинейных резистивных элементов обладает способностью изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Существует два типа терморезисторов: термистор, сопротивление которого падает с ростом температуры, и позистор, чье сопротивление растет вместе с температурой. Терморезисторы применяются там, где важен постоянный контроль над температурным процессом.
  4. Фоторезистор. Сопротивление этого прибора меняется под воздействием светового потока и не зависит от приложенного напряжения. При изготовлении используется свинец и кадмий, в ряде стран это послужило поводом для отказа от применения этих деталей по экологическим соображениям. Сегодня фоторезисторы уступают по востребованности фотодиодам и фототранзисторам, применяемым в аналогичных узлах.
  5. Тензорезистор. Этот элемент устроен так, что способен менять свое сопротивление в зависимости от внешнего механического воздействия (деформации). Используется в узлах, преобразующих механическое воздействие в электрические сигналы.

Такие полупроводниковые элементы, как линейные резисторы и варисторы, характеризуются слабой степенью зависимости от внешних факторов. Для тензорезисторов, терморезисторов и фоторезисторов зависимость характеристик от воздействия является сильной.

Полупроводниковые резисторы на схеме обозначаются интуитивно понятными символами.

Резистор в цепи

На российских схемах элементы с постоянным сопротивлением принято обозначать в виде белого прямоугольника, иногда с буквой R над ним. На зарубежных схемах можно встретить обозначение резистора в виде значка «зигзаг» с аналогичной буквой R сверху. Если для работы прибора важен какой-либо параметр детали, на схеме принято его указывать.

Мощность может обозначаться полосками на прямоугольнике:

Допустимо указание мощности на схеме римскими цифрами.

Обозначение переменных резисторов отличается наличием дополнительной над прямоугольником линии со стрелкой, символизирующей возможность регулировки, цифрами может быть указана нумерация выводов.

Полупроводниковые резисторы обозначаются тем же белым прямоугольником, но перечеркнутым косой линией (кроме фоторезисторов) с буквенным указанием типа управляющего воздействия (U — для варистора, P — для тензорезистора, t — для терморезистора). Фоторезистор обозначается прямоугольником в круге, к которому направлены две стрелки, символизирующие свет.

Параметры резистора не зависят от частоты протекающего тока, это означает, что данный элемент одинаково функционирует в цепях постоянного и переменного тока (как низкой, так и высокой частоты). Исключением являются проволочные резисторы, которым свойственна индуктивность и возможность потери энергии вследствие излучения на высоких и сверхвысоких частотах.

В зависимости от требований к свойствам электрической цепи резисторы могут соединяться параллельно и последовательно. Формулы для расчета общего сопротивления при разном соединении цепей существенно отличаются. При последовательном соединении итоговое сопротивление равно простой сумме значений входящих в цепь элементов: R = R1 + R2 +… + Rn.

При параллельном соединении для вычисления суммарного сопротивления необходимо сложить величины, обратные значениям элементов. При этом получится значение, также обратное итоговому: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn.

Общее сопротивление параллельно соединенных резисторов будет ниже наименьшего из них.

Переменный электрический ток. Резистор в цепи переменного тока

В электрических цепях важную роль играет проводник. Для чего нужен резистор и что это такое стоит разобраться подробнее. Он способен поделить напряжение и ограничить ток, измерить его и создать цепь обратной связи. Основная задача маленькой детали создать необходимое сопротивление для электрического тока.


Резисторы бывают различных цветов, форм и размеров

Что такое резистор

Резистор – это сопротивление. Он является пассивным элементом в цепи и способен только уменьшать ток. Происхождение названия идет от латинского «resisto», что дословно на русском языке означает «сопротивляюсь».

Предназначен проводник для того, чтобы преобразовывать напряжение в силу тока и наоборот, он поглощает часть энергии и ограничивает ток. Основное применение приходится на электрические и электронные устройства.

Справка! Соединение проводников может быть последовательным, параллельным или смешанным.

Также есть два вида полупроводников:

Основным параметром резисторов является номинальное напряжение.

Как выглядит

Элементы могут быть проволочные и непроволочные. Последние отлично выполнят свою функцию в высокочастотной цепи, внешний вид и процесс их изготовления отличаются. Различают резисторы общего применения и специального. Первые не превышают 10 мегаом, а вторые способны работать под напряжением 600 вольт и выше. Внешним видом они тоже отличаются. На фото ниже легко увидеть разницу и понять, как выглядит резистор.


Разница во внешнем виде и размерах

Из чего состоит

Намотав проволоку на каркас из керамики или прессованного порошка получится проволочный резистор. При этом сама проволока должна быть из нихрома, константана или манганина. Так получится создать полупроводник с высоким удельным сопротивлением.

Непроволочные элементы изготовлены на основе диэлектрика из проводящих смесей и пленок. Разделяют тонкослойные и композиционные, но все они имеют повышенную точность и стабильность в работе.

Регулировочные и подстроечные элементы представляют собой кольцевую резистивную пластину по которой движется бегунок. Он скользит по кругу, меняя расстояние точек на резистивном слое, в результате сопротивление меняется. Следует понять, что же делает резистор для прибора.

Для чего используется

Для чего нужен резистор? При помощи этой детали в электрической цепи можно ограничить количество проводимого тока, в результате правильно подобранной детали легко получить необходимую величину. Чем выше сопротивление, тем ниже будет на выходе сила тока, при условии стабильного напряжения.

Как работают резисторы понять легко, они могут использоваться в качестве преобразователя напряжения в ток и наоборот, в измерительных аппаратах их применяют для деления напряжения, а также они могут понизить или полностью устранить радиопомехи.

Обозначение на схемах

В России и Европе резистор на схеме обозначаются прямоугольником, размерами 4*10мм. Для определения значений сопротивления есть условные обозначения. Постоянный элемент на схеме обозначается следующим образом:


Обозночения постоянных элементов на схеме

Переменные, в том числе подстроечные, а также нелинейные следующим образом:


Обозначения переменных проводников

Важно! Всегда есть погрешность в заявленном производителем сопротивлении, она обозначается с помощью букв и цифр в процентном выражении.

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Наглядный пример работы резистора

С помощью резистора в электроцепи ограничивают ток, получая нужную его величину. В соответствии с законом Ома, чем больше сопротивление при стабильном напряжении, тем меньше сила тока.

Закон Ома выражается формулой U = I*R, в которой:

Также резисторы работают как:

Типы резисторов

К типам резисторов общего применения относят постоянные, сопротивление которых невозможно изменить и переменные, когда допустимо его менять в пределах допустимых значений. Мощность рассеивания при этом будет в пределах 0,125-100 Вт, а сопротивление не превысит 10 мегаом.

Постоянные

Отличаются постоянные проводники наличием только двух выводов и постоянным сопротивлением. Поскольку этот вид предназначен только для уменьшения силы тока, то он отлично справляется со своей задачей в различных электрических приборах. Постоянные элементы делятся на общего и специального назначения.

Переменные

Переменные имеют три вывода, а на схеме можно увидеть пограничные значения рабочего режима. Поменять сопротивление поможет бегунок, который движется по резистивному слою. Во время движения сопротивление падает между средним и одним из боковых выводов, соответственно в другой стороне увеличивается. Переменные резисторы делятся на подстроечные и регулировочные.

Применение токоограничивающего резистора для светодиода


Резистор применяют для ограничения силы тока

Для декоративного украшения, обеспечения хорошей видимости в затемненном коридоре и решения других практических задач используют светодиоды. Они намного экономичнее по сравнению с классическими лампами накаливания. Высокая прочность предотвращает заражение окружающей среды вредными химическими соединениями, что не исключено после повреждения колбы газоразрядного источника света.

С учетом односторонней проводимости полупроводникового перехода понятна необходимость подключения светодиода к аккумуляторной батарее, другому источнику питания постоянного тока. Напряжение стандартной бытовой сети выпрямляют, снижают до номинального уровня. Резистором ограничивают силу тока.

Классификация резисторов

Резисторы отличаются не только возможностью регулировать сопротивление. Они могут изготавливаться из разных резистивных материалов, иметь различное количество контактов и иметь другие особенности.

По типу резистивного материала

Элементы могут быть проволочными, непроволочными или металлофольговыми. Высокоомная проволока является признаком проволочного элемента, для ее изготовления используют такие сплавы, как нихром, константан или никелин. Пленки с повышенным удельным сопротивлением являются основой непроволочных элементов. В металлофольговых используется специальная фольга. Теперь выясним из чего состоят резисторы.


Конструкция полупроводника

Непроволочные делятся на тонкослойные и композиционные, толщина первых измеряется в нанометрах, а вторых – в долях миллиметра. Тонкослойные делятся на:

Композиционные в свою очередь подразделяются на объемные и пленочные. Последние могут быть с органическим или неорганическим диэлектриком. Чтобы понять есть ли полярность у резистора следует знать, что стороны у них идентичны.

По назначению сопротивления

Постоянные и переменные полупроводники также имеют некоторые различия в характеристиках. Постоянные делятся на проводники общего и специального назначения. Последние могут быть:

Такие детали используются в точных измерительных приборах, они выделяются особой стабильностью.

Переменные резисторы можно разделить на подстроечные и регулировочные. Последние могут быть с линейной или нелинейной функциональной характеристикой.

По количеству контактов

В зависимости от назначения резистора у него может быть один, два и более контактов. Сами контакты также отличаются, например, у SMD-резисторов это контактная площадка, у проволочных – особого состава проволока. Есть резисторы металлопленочные, с квантовыми точечными контактами, а в переменных они подвижные.


Разное количество контактов на элементах

Другие

Отличаются резисторы формой и типом сопротивления, а также характером зависимости величины сопротивления от напряжения. Описание зависимости величины может быть линейной или нелинейной. Использование элемента простое, емкость указывается на корпусе, минус и плюс не отличаются.

Резисторы могут быть защищены от влаги или нет, корпус может быть лакированным, вакуумным, герметичным, впрессованным в пластик или компаундированным. Нелинейные подразделяются на:

Виды соединения резисторов

Различают три типа соединения резисторов:

Для последовательного соединения конец одного резистора нужно паять с началом другого и далее по цепочке. Так компоненты соединяются друг за другом и пропускают общий ток, проводник нужно правильно припаять. Количество таким образом соединенных проводников будет влиять на протекающий ток и оказывать общее сопротивление.

Параллельное соединение элементов отличается тем. Что все они сходятся в одной общей точке в начале и в другой точке в конце. В этом случае через каждый элемент течет свой ток, а значит сопротивление снижается. Смешанное соединение объединяет в себе оба предыдущих варианта, а расчет итогового сопротивления подсчитывают разбив схему на простые участки.

Как маркируются резисторы

В основном для таких элементов используется цветовая маркировка, но SMD-резисторы имеют буквенную. Цветовая включает от 4 до 6 полос, несущих определенную информацию. Две первые цифры покажут номинальное сопротивление, а третья число, на которое умножаются первые два, в результате получается величина сопротивления. Четвертая говорит о точности проводника. Если полос больше, то меняется только первый показатель на одну цифру.


Цветовое обозначение на элементах

Внимание! Первой полосой считается та, которая ближе других расположена к краю элемента.

Чем отличается резистор от реостата, транзистора

Реостат является электрическим аппаратом. Который способен регулировать ток и напряжение в электрической цепи. В общем это аналог переменного резистора. Он включает проводящий элемент и регулятор сопротивления. Влиять на изменение показателя можно плавно, а при желании это можно сделать ступенчато. В стандартизации реостатом называют резисторы переменные, регулировочные и подстроечные.

Транзистор является прибором для управления электрическим током. По сути он усиливает ток и может им управлять, а проводник регулирует сопротивление в сети. Внешне два элемента значительно отличаются друг от друга. Резистор имеет цилиндрическую форму и цветную окраску, а транзистор облачен в пластиковый или металлический квадратный корпус.

Важно! Резистор способен работать при любом токе, а транзистор только при постоянном.

Выводы: проводники имеют одинаковую функциональность, а у транзистора разную. Также транзистор – это полярный элемент, а резистор – неполярный. По этой причине перепутать два элемента можно только в том случае, если человек совершенно далек от электротехники и радиоэлектроники.

Резистор необходимый элемент во всех микросхемах современных электроприборах. Оказывая сопротивление в цепи, полупроводник делит или уменьшает напряжение, благодаря чему, различные приборы могут работать от сети. Сопротивление тока измеряется в Омах, а грамотный подбор полупроводника обеспечит продолжительную работу любого электроприбора. Так мы выяснили, что такое резистор и для чего он нужен, чем отличается от реостата и транзистора и как обозначается на схемах.

Техническое обозначение

В радиоэлектронных схемах и технической документации принято условное обозначение резистора в виде латинской буквы R, вне зависимости от того, как он устроен. Возле буквы подписывается номинал элемента в соответствии с международной системой единиц (СИ) и его порядковый номер. Например, R21 150к означает, что радиодеталь имеет 21 номер в спецификации к схеме, а значение её сопротивления составляет 150 килоом.

Условно графическое обозначение принято изображать по ГОСТ 2 .728−74 ЕСКД. Согласно ему резистор изображается как прямоугольник, с каждой середины боковых граней которого выводится прямая линия, обозначающая вывод.

Если необходимо дополнительно указать мощность рассеивания элемента, то в середине прямоугольника ставятся чёрточки или римские цифры. Например, одна косая черта обозначает максимально допустимое рассеивание энергии 0,25 Вт, а римская двойка — 2 Вт. Такое обозначение резистора принято в странах Европы и бывшего СССР, в то время как в США он изображается в виде ломаной линии.

Вам это будет интересно Как используется эффект Холла: принципы явления и способы применения

В случае изображения регулируемого резистора сверху чертится стрелка, обозначающая подвижный контакт. Кроме этого, для подчёркивания особенности конструкции прямоугольник перечёркивается наклонной линией, внизу которой рисуется полочка. Возле неё ставится буква, служащая классификатором элемента. Например, U — для варистора, P — для тензорезистора.

На самом корпусе резистора проставляется цифробуквенный код или рисуются цветные полоски. Такая маркировка нужна для того, чтобы можно было определить, какой у резистора номинал, не прибегая к измерениям и схемам.

Число в коде обозначает сопротивление в омах, а буква, стоящая после него, указывает на множитель. В полосочном же обозначении используется принцип того, что каждый цвет полоски соответствует своему порядку. Например, красный — двойке, зелёный — пятёрке. Первые две полоски обозначают номинал, третья — множитель, а четвёртая и пятая — допуск.

Резисторы

Назначение и принцип работы

Резистор, он же “сопротивление”, он же “резюк” – простейший, но, не побоюсь этого слова, важнейший элемент любой электрической цепи. Не могу представить ни одной работоспособной схемы, где не используется хотя бы один резистор. Так что же это такое и зачем он нужен? А нужен он, согласно названию, для электрического сопротивления, которое, в свою очередь, применяется для преобразования силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения силы тока. Звучит немного запутанно, но на примерах все станет понятнее.

Читайте также:  Выбираем межкомнатные двери в леруа мерлен

Закон Ома – основное правило для электрических цепей, описывающее взаимоотношения между главными ее параметрами: напряжением, силой тока и сопротивлением. За один из этих параметров – сопротивление – и отвечает наш резистор. Закон Ома, как все фундаментальное, гениален и прост. Выглядит так:

U=I*R, где:
U – напряжение в Вольтах (В, V);
I – сила тока в Амперах (А);
R – сопротивление в Омах (Ом, Ohm).

Его же, повинуясь законам математики, можно записать как: I=U/R и R=U/I. Таким образом, зная или специально задавая любые два параметра из трех, мы всегда можем точно вычислить или установить третий.

Например, если подключить светодиод, практически не имеющий внутреннего сопротивления, напрямую к питанию, мы получим в цепи ток, стремящийся к бесконечности (U/0), то есть, по факту, короткое замыкание. Светодиод попросту сгорит, не верите – проверьте. Поэтому, даже в такую простейшую схему обязательно следует добавить резистор, он уменьшит силу тока с бесконечности до того значения, которое обеспечит светодиоду долгие годы счастливой жизни. Номинал резистора подбирается исходя из вольтажа питания и характеристик светодиода, в нашем случае для подключения сигнального светодиода к Ардуино достаточно резистора на 220-240 Ом.

Примечание для перфекционистов: светодиоды в зависимости от цвета (читай, состава материала полупроводника), немного отличаются по характеристикам, и для каждого из них стоило бы выбрать собственный, максимально подходящий. Но, как правило, в реальной жизни никто этим не заморачивается и применяет к ним всем первый более-менее близкий к заветным 220-240 Ом “резюк”, что вполне допустимо и оправдано.

Это лишь один простейший пример использования резистора в качестве ограничителя тока, а еще они применяются для двунаправленного преобразования “ток-напряжение”, создания делителей напряжения, в том числе для измерителей тока, в RC-цепях для сглаживания пульсаций и борьбы с “дребезгом” контактов и многого другого. Часть применений мы рассмотрим ниже на конкретных примерах.

Основные характеристики и разновидности

Резистор выбирается для каждого случая применения в зависимости от назначения и параметров конкретной цепи. К основным характеристикам относятся:

Резисторы также отличаются по:

Несмотря на одинаковую роль – ограничение тока – резисторы могут сильно отличаться по возможности изменения сопротивления, которое определяется стоящими перед ним задачами. Итак, резистор бывает:

Номинал постоянного резистора в корпусе DIP кодируется на корпусе в виде цветных полос, включая класс точности и температурный коэффициент.

В интернете существует масса онлайн калькуляторов, способных облегчить задачу “дешифровки” номинала.

Номинал SMD резистора пишется прямо на корпусе цифрами и буквами.

Переменные, как термисторы и варисторы, метятся уже по-разному, в зависимости от типа, размера, вида и производителя. Обычно в виде надписи на корпусе.

В любом случае, номинал всегда можно узнать “вручную”, имея под рукой омметр, обычно входящий в состав мультиметра. Но следует иметь в виду, что мультиметры тоже имеют ограничения, слишком малые и слишком большие значения способны зафиксировать далеко не все, особенно из класса любительских. А для сопротивлений ниже 1 Ом и выше 1 МОм вообще есть специальные приборы, называемые соответственно, миллиомметр и мегаомметр, используемые для специальных задач, таких как измерение сопротивления изоляции и заземления.

Стандартные номиналы и комбинации

Выпускаемые современной промышленностью резисторы имеют ряд стандартных номиналов. Точнее даже не ряд, а 6 рядов: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Цифра после буквы “”Е” указывает на число логарифмических шагов. Не вдаваясь в матан, можно сказать так – каждый следующий ряд имеет шаг вдвое мельче, чем у предыдущего. Например, для номинала 100 по шкале E6, есть 16 номиналов по шкале Е192, от 100 до 120 включительно. Разумеется, это находит отражение и в точности резистора, от 20% для Е6, до 0.1% и выше для Е192. Требуемая точность, зависит от конкретной задачи и выбирается конструктором сети (то есть вами) каждый раз индивидуально. По опыту, для большинства DIY-проектов достаточен ряд Е24 (5%), он же широко представлен в точках продаж радиодеталей.

Однако, иногда нам требуется нестандартное сопротивление, которого нет в любимом спичечном коробке с резисторами и даже в соседнем магазине. В этом случае можно и нужно прибегнуть к комбинированию двух и более имеющихся. Есть всего три вида этого приема – два простых: последовательное и параллельное соединение;

и одно сложное, то есть комбинация из предыдущих двух комбинаций, называемое “смешанным соединением”.

Результирующее сопротивление при последовательном соединении считается как сумма сопротивлений входящих в него резисторов:

R=R1+R2+R3+.

При параллельном – как частное от деления произведения сопротивлений на их сумму, что звучит страшнее, чем выглядит:

Смешанное же считается по тем же правилам, но в два этапа, сначала разбивается на участки, которые можно посчитать по правилам последовательного или параллельного соединения, затем умозрительно заменяем эти участки на сопротивления с полученными результатами и считаем еще раз общую картину.

Таким образом из подручных материалов мы можем быстро получить сопротивление практически любого номинала, в том числе такое, которое не купить даже на заказ и за бешеные деньги. Изредка комбинирование очень выручает, а значит должно состоять на вооружении каждого электронщика.

Примеры использования

В начале статьи я привел самый простой пример использования резистора в качестве ограничителя тока, не будем повторяться. Таким же образом резистор применяется на сигнал ключа некоторых транзисторов, к управляющей линии адресных светодиодов и так далее, где слишком высокий ток не нужен, но может сжечь электронные компоненты.

Следующее интересное и востребованное применение: резистивный делитель напряжения.

Входящее напряжение уменьшается пропорционально отношению резисторов, входящих в этот делитель, которые еще в народе называются “плечи”. Для расчета напряжения, которое мы получим на выходе, используем простую формулу:

Uout = Uin * R2/(R1+R2)

Нетрудно подсчитать, что, к примеру, при равных “плечах” мы получим напряжение вдвое меньше входящего. Подбирая резисторы, можно установить на выходе любое напряжение в диапазоне от U- до U+, что иногда очень полезно.

Практически, это самый простой, хоть и не самый лучший, способ получить нужное напряжение в пределах имеющегося, важно лишь помнить о мощности резисторов, если речь идет об относительно большом токе, а также о том, что КПД такого “источника питания” далек от идеального.

Принцип резистивного делителя используется в потенциометрах. Скользящий контакт делит резистор на две половины, передвигаясь между ними, благодаря чему на среднем контакте устанавливается уровень напряжения в зависимости от его положения.

Фоторезистор, меняющий сопротивление от освещения, подключается в схему как один из плеч делителя. Вторым плечом выступает резистор постоянный. Таким образом выходное напряжение будет полностью зависеть от освещенности, и его легко измерить при помощи АЦП.

Точно так же работает тензодатчик и любой другой датчик, основанный на принципе переменного сопротивления.

Отдельный частный случай резистивного делителя – измеритель силы тока. В этом случае роль одного плеча играет измеряемая нагрузка, а второго так называемый шунт или токоизмерительный резистор. Его главной особенностью является низкое и сверхнизкое сопротивление, от 0.1 Ом. Да, он вызывает некоторое падение напряжения, несколько десятых процента, но обычно это не сказывается на работоспособности схемы. Если же подобное понижение критично, берется резистор еще более низкоомный, например 0.01 Ом, при нем падение будет в пределах сотых процента, что соизмеримо с погрешностью даже самого малошумного блока питания. Вообще, расчет резистивного датчика тока – это тема отдельной статьи, подробно останавливаться на этом здесь не будем, рассмотрим лишь принцип работы в общих чертах.

На рисунке приведена схема простого резистивного “амперметра”.

Слева цепь с нагрузкой в виде лампочки, которую следует измерять. Токоизмерительный резистор устанавливается между нагрузкой и “землей” (обведен красным квадратом), его задача формировать делитель сильно “перекошенный” в сторону нагрузки, чтобы создавать небольшое напряжение между центральным контактом делителя и “землей”. Напряжение это исчисляется милливольтами (то самое драгоценное падение на питании нагрузки, которое желательно минимизировать), поэтому справа мы пририсовали схему неинвертирующего операционного усилителя, доводящего измеряемое напряжение до размеров, уверенно определяемых АЦП. Так как чаще всего DIY- мастера используют родной АЦП Ардуино, питание усилителя и резисторы на входе подобраны под максимальное напряжение 5В.

Внимательный читатель наверняка заметит, что на неинвертирующем входе усилителя, по иронии судьбы, сигнал подается тоже через резистивный делитель (обведен синим квадратом), его соотношение плеч формирует коэффициент усиления. Вот и еще один пример применения, никуда без делителей и резисторов!

Еще одна полезная в хозяйстве схема – RC-цепь. Фактически это тоже разновидность делителя, только в качестве одного из плеч вместо резистора установлен конденсатор. Отсюда и название “RC”: R (resistor) – резистор, C (capacitor) – конденсатор. Замечательное свойство этой сборки состоит в том, что она обладает некоторой инертностью, на зарядку конденсатора через резистор требуется время и на разрядку тоже. Это время называется “постоянной времени RC-цепи”. Постоянная времени напрямую зависит от емкости и сопротивления и вычисляется по формуле: T=RC. Например, при резисторе 1 кОм и конденсаторе 100 мкф постоянная будет равна 100 мс. В течение этого времени цепь держит заряд, в результате чего сглаживаются резкие перепады, например дребезг контактов. Да, дребезг можно не только “переждать” программно, но и подавить аппаратно, что иногда гораздо проще и правильнее сделать, например, если сигнал подается на ножку прерывания.

RC-цепь отлично сглаживает помехи и усредняет неровный, колеблющийся сигнал. Вместо длинного программного кода с множеством замеров и обработкой различными алгоритмами зачастую достаточно впаять на вход АЦП две копеечные радиодетальки.

Пример из жизни. На первом скриншоте с осциллографа сигнал – нагрузка от вентилятора, как она есть.

Сигнал весьма неровен, вычислять среднее арифметическое значение, медиану или применять фильтр Калмана – это грузить и без того не безграничную память и не беспредельные вычислительные ресурсы микроконтроллера, причем без гарантии на успех. Попробуем сделать это проще и изящнее. Глядя на сетку и ее масштаб, видим, что всплеск длится около миллисекунды, значит постоянная времени должна быть не меньше, а лучше больше раза в два-три. Согласно формуле подбираем конденсатор на 10 мкф и резистор на 220 Ом, расчетная постоянная 2.2 мс, вполне достаточно. Собираем, смотрим что получилось.

Просто шикарная прямая линия! Снимать показания с такого сигнала – одно удовольствие для АЦП контроллера.

Необходимы Ардуино запчасти для проектов? Купить Arduino комплектующие можно в нашем магазине 3DIY!

Выводы

1. Какой мощности следует выбирать токоизмерительный резистор, чтобы не сжечь его, ведь нагрузка в цепи может быть довольно большой?
Мощность, которую рассеивает резистор, считается по формуле P=I^2*R. Например, при нагрузке 1 А и резисторе 0.1 Ом, мощность будет равна 1*1*0.1 = 0.1 Ватт, значит надо выбирать от этого значения и выше. Минимальная мощность крошечного smd резистора, какую я видел, составляет 0.25 Ватт. Проволочный резистор стандартного размера рассчитан на 5 Ватт. Есть более мощные с радиаторами охлаждения на десятки Ватт. Кроме того, всегда можно использовать резистор 0.01 Ом, он выдержит еще в десять раз больше при тех же вводных.

2. В каких случаях стоит использовать RC-цепь, а в каких предпочесть программную борьбу с помехами.
Зависит от типа сигнала, параметров RC-цепи и общей задачи. Какой длины сигнал считается полезным, а какой помехой? Какая должна быть скорость реакции системы? Может быть, нужно отреагировать быстрее, чем разрядится конденсатор? В каждом случае следует принимать отдельное решение.

3. Когда есть смысл использовать точные резисторы от 1% и меньше?
Тогда, когда это явно указано в схеме. Если не указано, то руководствуйтесь здравым смыслом, для светодиода, например, на глаз вы разницы не увидите, а если ваш прибор требует точности и не допускает разгула демократии плюс-минус 10%, то применяйте резисторы Е24 и выше, благо не такие они дорогие.

4. Что такое “керамический резистор”?
“Керамический”, также известный как “цементный”, это обычный проволочный резистор, заключенный в прочный керамический корпус. Как правило, их делают более мощными, за счет лучшего теплообмена, от 5 Ватт и выше.

5. Что такое реостат и чем он отличается от потенциометра?
Потенциометр регулирует напряжение, а реостат силу тока. Разница в подключении. У потенциометра средний контакт образует делитель напряжения с двумя крайними контактами, а у реостата средний, скользящий, контакт образует пару с одним из крайних контактов, являясь резистором переменного сопротивления. Чем больше расстояние, тем больше сопротивление и тем меньше сила тока. Таким образом, к примеру, можно регулировать яркость светодиода или скорость вращения асинхронного двигателя.

Что такое резистор и для чего он нужен?

При передаче электрического тока на расстояние из-за сопротивления проводов теряется часть энергии. В таких случаях сопротивление является негативным фактором и его стараются свести к минимуму.

Другое дело электрические цепи в электронных устройствах. Там резистор выполняет много полезных функций. В электронных схемах используется свойства этих пассивных компонентов для ограничения тока в многочисленных цепях. С их помощью обеспечивается нужный режим работы усилительных каскадов.

Что такое резистор?

Название этого электронного элемента произошло от латинского слова resisto — сопротивляюсь. То есть – это пассивный элемент применяемый в электрических цепях, действие которого основано на сопротивлении току. Основной характеристикой этого электронного компонента является величина его электрического сопротивления.

Пассивность данного электронного компонента означает то, что основной его функцией является поглощение электрической энергии. В отличие от активных элементов электроники, он ничего не генерирует, а только пассивно рассеивает электричество, преобразуя его в тепло. В схемах замещения сопротивление является основным параметром, в то время как ёмкость и индуктивность – паразитные величины.

Применение

Резисторы применяются во всех электрических схемах для установления нужных значений тока в цепях, с целью демпфирования колебаний в различных фильтрах, в качестве делителей напряжений и т. п.

Резисторы выполняют функции нагрузки в резистивных цепях, используются в качестве делителя напряжения (см. рисунок ниже) и тока, являются элементами фильтров, применяются для формирования импульсов, выполняют функции шунтов и многое другое. Сегодня трудно себе представить электрическую схему, в которой не задействованы несколько резистивных элементов.

Без резисторов не работает ни один электронный прибор.

Устройство и принцип работы

Конструкция постоянных резисторов довольно простая. Они состоят из керамической трубки, поверх которой намотана проволока или нанесена резистивная плёнка с определённым сопротивлением. На концы трубки вставлены металлические колпачки с припаянными выводами для поверхностного монтажа. Для защиты слоя используется лакокрасочное покрытие.

Устройство таких элементов можно понять из рисунка 2 ниже.

В большинстве моделей такая конструкция традиционно сохраняется, но сегодня существуют различные виды сопротивлений с использованием резистивного материала, устройство которых немного отличается от конструкции описанной выше.

Рис. 2. Строение резистора

Современную электронную аппаратуру наполняют платы, начинённые миниатюрными деталями. Поскольку тенденция к уменьшению размеров электронных приборов сохраняется, то требования к уменьшению габаритов коснулись и резисторов. Для этих целей идеально подходят непроволочные сопротивления. Они просты в изготовлении, а их номинальные мощности хорошо согласуются с параметрами маломощных цепей.

Казалось бы, что эра проволочных резисторов постепенно уходит в прошлое. Однако это не так. Спрос на проволочные сопротивления остаётся в тех сферах, где транзисторы с металлоплёночным или с композитным резистивным слоем не справляются с мощностями электрических цепей.

Для непроволочных резисторов используются следующие резистивные материалы:

Читайте также:  Замена подшипников в стиральной машине самсунг

Перечисленные вещества обладают высокими показателями удельного сопротивления. Это позволяет изготавливать электронные компоненты с очень маленькими корпусами, сохраняя при этом значения номинальных величин.

Размеры и формы корпусов, проволочных выводов современных резисторов соответствуют стандартам, разработанным для автоматической сборки печатных плат. С целью надёжного соединения выводов способом пайки, выводы деталей проходят процесс лужения.

Конструкция регулировочных (рис. 3) и подстроечных резисторов (рис.4) немного сложнее. Эти переменные транзисторы состоят из кольцевой резистивной пластины, по которой скользит бегунок. Перемещаясь по кругу, подвижный контакт изменяет расстояние между точками на резистивном слое, что приводит к изменению сопротивления.

Рис. 3. Регулировочные резисторы Рис. 4. Подстроечные резисторы

Принцип действия.

Работа резистора основана на действии закона Ома: I = U/R , где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление на участке цепи. Из формулы видно как зависят от величины сопротивления параметры тока и напряжения.

Подбирая резисторы соответствующего номинала, можно изменять на участках цепей величины тока и напряжения. Например, увеличивая сопротивление последовательно включённого резистора на участке цепи, можно пропорционально уменьшить силу тока.

Условно резистор можно представить себе в виде узкого горлышка на участке трубки, по которой течёт некая жидкость (см. рис. 5). На выходе из горлышка давление будет ниже, чем на его входе. Примерно, то же самое происходит и с потоком заряженных частиц – чем больше сопротивление, тем слабее ток на выходе резистора.

Рис. 5. Принцип работы

Мы уже упомянули два типа резисторов, отличающиеся по конструкции: постоянные, у которых сопротивление статичное (допускается мизерное отклонение параметров при нагреве элемента) и переменные. К последним можно добавить подвид переменных сопротивлений (полупроводниковых резисторов) – нелинейные.

Сопротивление нелинейных компонентов изменяется в широких пределах под воздействием различных факторов:

За видом резистивного материала классификация может быть следующей:

Рис. 6. Проволочные резисторы Рис. 7. Постоянные плёночные SMD компоненты

Отличие плёночных smd компонентов от композиционных деталей состоит в способах их изготовления. Композиционные детали производятся путём прессования композитных смесей, а плёночные – путём напыления на изоляционную подложку.

В интегральных монокристаллических микросхемах методом трафаретной печати или способом напыления в вакууме создают встроенные интегральные резисторы.

По назначению сопротивления подразделяются на детали общего назначения и на компоненты специального назначения:

Можно классифицировать детали и по другим признакам, например по типу защиты от влаги или по способу монтажа: печатный либо навесной.

Номиналы резисторов

Элементы имеют свой допуск в отклонениях номинальных сопротивлений. В соответствии с допусками номиналы резисторов разбиты на 3 ряда, которые обозначаются: Е6, Е12, и Е24.

Компоненты ряда Е6 имеют допуск отклонения ± 20%; ряда Е12 – ± 10%, а ряда Е24 – ± 5%.

Номиналы резисторов каждого ряда представлены в справочных таблицах, которые можно найти в интернете.

Маркировка

Раньше на корпусах сопротивлений проставляли номинал, ряд, мощность и серийный номер. В связи с миниатюризацией деталей перешли на цветовую маркировку. Параметры сопротивлений кодируют с помощью цветных колец (см. рис. 8).

Рис. 8. Цветовая маркировка

Если на корпусе присутствует 3 кольца, то первые два обозначают величину сопротивления, третье – множитель, а допустимое отклонение составляет 20%.

Если на корпусе 4 кольца, то значения первых трёх из них такие же, как в предыдущем примере, а четвёртое кольцо указывает на величину отклонения.

Пять колец: первые 3 указывают величину сопротивления, на четвёртой позиции – множитель, а на пятой – допуск.

На сверхточных деталях наносятся 6 цветовых полос: три первых указывают величину сопротивления, полоса на четвёртой позиции – множитель, а пятое кольцо — допустимое отклонение.

Каждому цвету присвоена конкретная цифра (от 0 до 9). Учитывая позицию кольца и его цвет, можно с точностью определить параметры изделия. Для этого удобно пользоваться таблицей цветов (рис. 9).

Рис. 9. Таблица цветов

В некоторых случаях вместо сопротивления используют обычные перемычки. Считается что у них нулевое сопротивление. Вместо перемычек иногда устанавливают резистор с нулевым сопротивлением (по сути та же перемычка, только адаптирована под размеры резистора). На корпус такого сопротивления наносят 1 чёрную полоску.

Маркировка SMD-резисторов

Сопротивления, предназначенные для поверхностного монтажа маркируют цифрами (см. рис. 10). Кодировка сложна для запоминания. В ней учитывается количество цифр и их позиции. Цифрами кодируют типоразмеры изделий и значения основных параметров. Для расшифровки кодов данного типа маркировки существуют справочные таблицы или калькуляторы.

Рис. 10. Цифровая маркировка

Код на рисунке расшифровывается так: номинальное сопротивление 120×10 6 Ом (последняя цифра показывает количество нулей, то есть степень числа 10). Резистор из ряда Е96 с допуском 1%, типоразмер 0805 либо 1206 (значения, выделенные курсивом, определяются по справочнику).

Обозначение на схемах

Традиционно резисторы на схемах обозначают в виде прямоугольника (по ГОСТ 2.728-74) или ломаной линии (рис. 12 — в основном на схема западного образца). В прямоугольнике иногда указывают мощность, используя для этого условные обозначения в виде вертикальных, косых или горизонтальных чёрточек (см. рисунок ниже):

Рис. 11. Обозначения резисторов по гост 2.728-74

Возле значка проставляют букву R и номинал резистора.

Рис. 12. Обозначение на схемах

В отличие от постоянных деталей, обозначение переменных резисторов имеет особенность: над прямоугольником добавляется стрелка, указывающая, что в конструкции детали есть скользящий контакт (бегунок).

Например, УГО потенциометра выгляди так:

Характеристики и параметры

Пределы границ сопротивлений для деталей общего назначения находятся в промежутке от 10 Ом до 10 МОм. Для таких компонентов номинальная мощность рассеивания составляет 0,125 – 100 Вт.

Сопротивление высокоомных деталей составляет порядка 10 13 Ом. Такие изделия применяются в измерительных устройствах, предназначенных для малых токов. Величины номинальных мощностей на корпусах таких компонентов могут не указываться. Рабочее напряжение от 100 до 300 В.

Класс высоковольтных деталей предназначен для работы под напряжением 10 – 35 кВ. Их сопротивление достигает 10 11 Ом.

Для высокочастотных резисторов важен номинал рабочей частоты. Они способны работать на частотах свыше 10 МГц. Высокочастотные токи сильно нагревают детали. При интенсивном охлаждении номинальные мощности таких компонентов достигают величин 5, 20, 50 кВт.

В точных измерительных и вычислительных устройствах, а также в релейных системах применяются прецизионные резисторы. Они обладают высокой стабильностью параметров. Мощность рассеивания у таких деталей не превышает 2 Вт, а номинальное сопротивление лежит в пределах 1 – 10 6 Ом.

Кроме основных характеристик иногда важно знать уровень напряжений шума, зависимость сопротивления реальных резисторов от нагревания (температурный коэффициент сопротивления) и некоторые другие.

Соединение резисторов

Сопротивления можно соединять двумя способами – параллельно либо последовательно.

Для расчета последовательно и параллельно соединенных резисторов удобно воспользоваться нашими калькуляторами:

Что такое резистор

Резистор (от латинского «resisto», что означает “сопротивляюсь”) – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. В отличие от активных элементов, пассивные не имеют возможности управлять потоком электронов.

В народе резисторы называют «резюками» или просто «сопротивление». Резисторы отвечают за линейное преобразование силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.

Резистор является одним из самых популярных компонентов и используется в большинстве электронных устройств.

Содержание статьи

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Наглядный пример работы резистора

С помощью резистора в электроцепи ограничивают ток, получая нужную его величину. В соответствии с законом Ома, чем больше сопротивление при стабильном напряжении, тем меньше сила тока.

Закон Ома выражается формулой U = I*R, в которой:

Также резисторы работают как:

Основные характеристики резисторов

Параметры, которые нужно учитывать при выборе резистора, зависят от характера схемы, в которой он будет использован. К основным характеристикам относятся:

При необходимости принимают во внимание предельное рабочее напряжение, избыточный шум, устойчивость к температуре и влаге, коэффициент напряжения. Если деталь планируется установить в аппарат, работающий на высоких и сверхвысоких частотах, учитывают паразитную емкость и паразитную индуктивность. Эти величины должны быть минимальными.

Способ монтажа

По технологии монтажа резисторы разделяют на выводные и SMD.

Выводные резисторы

Радиальный выводной резистор

Аксиальный выводной резистор

Предназначены для монтажа сквозь печатную плату. Выводы могут располагаться аксиально и радиально. Такие детали использовались в старой аудио- и видеоаппаратуре. Сейчас они применяются в простых аппаратах и в тех случаях, когда использование SMD-резисторов по каким-либо причинам невозможно.

Выводные резисторы по конструкции бывают проволочными, металлопленочными и композитными.

Из чего состоит резистор проволочного типа

В проволочных резисторах резистивным компонентом является проволока, намотанная на сердечник. Бифилярная намотка (двумя параллельными проводами, изолированными друг от друга, или обычным двужильным проводом) снижает паразитную индуктивность. К концам обмотки присоединяют выводы из многожильной меди или латунных пластин. Для защиты от влаги, механических повреждений и загрязнений, проволочные резюки покрывают неорганической эмалью, устойчивой к повышенным температурам.

Чем отличается металлопленочный резистор от проволочного

У металлопленочного резистора резистивным элементом является не проволока, а пленка из металлосплава. Резистивные компоненты (проволока или пленка) в резисторе изготавливаются из сплавов с высоким удельным сопротивлением: манганина, константана, нихрома, никелина.

SMD-резисторы

SMD-резисторы (или чип-резисторы) рассчитаны на поверхностный монтаж и выводов не имеют. Эти миниатюрные детали малой толщины изготавливаются прямоугольной или овальной формы. Имеют небольшие контакты, впаянные в поверхность. Их преимущества – экономия места на плате, упрощение и ускорение процесса сборки платы, возможность использования для автоматизированного монтажа.

SMD-резисторы изготавливают по пленочной технологии. Они могут быть тонко- и толстопленочными. Резистивную толстую или тонкую пленку наносят на изоляционную подложку. Подложка выполняет две функции: основания и теплоотводящего компонента.

Из чего делают чип-резисторы

Тонкопленочные элементы, к которым предъявляются особые требования по влагостойкости, изготавливаются из нихрома. При производстве толстопленочных моделей используются диоксид рутения, рутениты свинца и висмута.

Виды резисторов по характеру изменения сопротивления

Резисторы бывают постоянными и переменными. Постоянные имеют два вывода и стабильное сопротивление, отображенное в маркировке. В переменных (регулировочных и подстроечных) резисторах этот параметр меняется в допустимых пределах, в зависимости от рабочего режима.

В переменных резюках три вывода. На схеме указывается номинал между крайними выводами. Значение сопротивления между средним выводом и крайними регулируется путем перемещения скользящего контакта (бегунка) по резистивному слою. При этом сопротивление между средним и одним из крайних выводов возрастает, а между средним и другим крайним выводами – падает. При движении «бегунка» в другую сторону эффект обратный.

Что делают подстроечные резисторы

Они созданы для периодической подстройки, поэтому подвижная система рассчитана на небольшое количество циклов перемещения – до 1000.

Регулировочные резисторы рассчитаны на многократное использование – более 5 тысяч циклов.

Типы резисторов по характеру вольтамперной характеристики

По ВАХ резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Сопротивление линейных резюков не зависит от напряжения и тока, а сопротивление нелинейных элементов меняется, в зависимости от этих (или других) величин. Малогабаритные линейные детали типа МЛТ (металлизированные лакированные термостойкие) используются в аппаратуре связи – магнитофонах и радиоприемниках.

Примером нелинейных резисторов может служить обычная осветительная лампочка, чье сопротивление в выключенном состоянии намного меньше, чем в режиме освещения. В фоторезисторах сопротивление меняется под действием света, в терморезисторах – температуры, тензорезисторах – деформации резисторного слоя, магниторезисторах – магнитного поля.

Виды резисторов по назначению

Резисторы по назначению разделяются на два основных типа – общего назначения и специальные. В свою очередь, специальные сопротивления делятся следующим образом:

Шумы резисторов и способы их уменьшения

Собственные шумы резистивных элементов состоят из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы, спровоцированные движением электронов в токопроводящем слое, усиливаются при повышении температуры нагрева детали и температуры окружающей среды. При протекании тока генерируются токовые шумы. Токовые шумы, значение которых существенно выше тепловых, в основном характерны для непроволочных резисторов.

Способы борьбы с шумами:

Обозначение резисторов на схеме

Обозначение по ГОСТ 2.728-74Описание
Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

Обозначение переменных, подстроечных и нелинейных резисторов на схемах:

Условное обозначение резистора на схеме – прямоугольник размерами 4х10 мм. На схемах значение сопротивления постоянного резюка менее кОма проставляется рядом с его условным обозначением числом без единицы измерения. При номинале от одного кОм до 999 кОм рядом с числом ставят букву «К», от одного МОм – букву «М». Характеристики резисторов указывают на их поверхности, для чего применяют буквенно-цифровой код или группу цветных полосок.

Примеры буквенно-цифрового обозначения для сопротивления, выраженного целым числом:

Если для выражения величины сопротивления используется десятичная дробь, то порядок расположения цифр и букв будет иным, например:

Если сопротивление выражается числом, отличным от нуля и с десятичной дробью, то буква в обозначении играет роль запятой, например:

Производители в силу несовершенства производственной технологии не в состоянии на 100% гарантировать соответствие заявленного значения сопротивления фактическому. Допустимая погрешность обозначается в % и проставляется после номинального значения, например ±5%, ±10%, ±20%. Класс точности может определяться буквой, в зависимости от производителя, – русской или латинской.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *