Резистор зачем нужен


Зачем и для чего нужны резисторы

Рубрика: Статьи обо всем, Статьи про радиодетали Опубликовано 05.02.2020   ·   Комментарии: 0   ·   На чтение: 6 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 1 231

Резистор – это самая распространенная деталь в электронике. Он гасит лишнее напряжение, ограничивает ток, изменяет и фильтрует сигналы. Резисторы применяются везде, от процессоров, где их миллионы, до энергетических систем. где их размеры с напольный шкаф.

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:

  • Терморезистор. Повышает или понижает сопротивление из-за влияния температуры;
  • Варистор. Изменяет свои свойства в зависимости от приложенного напряжения;
  • Фоторезистор. Уменьшается сопротивление, если на него действует свет;
  • Тензорезистор. При деформировании (сжатии, механических воздействиях) изменяет свое сопротивление.

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.

Поэтому, некоторые детали и изменяют свое сопротивление, даже если они не предназначены для этого. Это уже свойства материала. И если резистор сделан из проволоки, то при нагреве она расширяется и ее проводимость ухудшается. Поэтому у деталей есть допуск, который измеряется в процентах.

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.

В таблице примеры обозначений детали.

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.

Рассмотрим пример усилителя на транзисторе.

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.

Если бы был только один R3, то мощность усилителя была намного меньше из-за того, что он забирает переменное напряжение на себя. А конденсатор пропускает без потерь, но не пропускает постоянное напряжение.

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.

Post Views: 1 231

Что такое резистор [подробная статья]

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:

  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А;
  • R – сопротивление, Ом.

Также резисторы работают как:

  • преобразователи тока в напряжение и наоборот;
  • делители напряжения, это свойство применяется в измерительных аппаратах;
  • элементы для снижения или полного удаления радиопомех.

Основные характеристики резисторов

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

  • Номинальное сопротивление. Эта величина измеряется в Ом, 1 кОм (1000 Ом), 1 МОм (1000 кОм), 1 ГОм (1000 МОм).
  • Максимальная рассеиваемая мощность - предельная мощность, которую способен рассеивать элемент при долговременном использовании. На схемах номинальную мощность рассеивания указывают только для мощных резюков. Чем выше мощность, тем больше размеры детали.
  • Класс точности. Определяет, на сколько фактическая величина сопротивления может отличаться от заявленной.

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:

  • Высокочастотные. Для чего нужны такие резисторы в электроцепях: благодаря низким собственным емкостям и индуктивностям, высокочастотные резисторы могут применяться в схемах, в которых частота достигает сотни мегагерц, они выполняют в них функции балластных или оконечных нагрузок.
  • Высокоомные. Величина сопротивления находится в диапазоне от нескольких десятков МОм до ТОм, величина напряжения небольшая – до 400 В. Высокоомные элементы работают в ненагруженном состоянии, поэтому большая мощность им не нужна. Их мощность рассеивания не превышает 0,5 Вт. Высокоомные резисторы служат для ограничения тока в дозиметрах, приборах ночного видения и других приборах с малыми токами.
  • Прецизионные и сверхпрецизионные. Эти устройства имеют высокий класс точности: допустимое значение сопротивления составляет 1% от номинального и менее. Для сравнения: у обычных резисторов допустимый диапазон составляет 5% и более. Прецизионные устройства используются в основном в приборах измерения высокой точности.

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:

  • Применение в схеме типов резисторов, в которых шумы невелики, благодаря технологии изготовления.
  • Переменные резисторы шумят больше постоянных, поэтому в схеме стараются использовать элементы с переменным сопротивлением минимального номинала или не применять их вообще.
  • Использование резюков с бОльшей мощностью, чем требуется по технологии.
  • Принудительное охлаждение элемента путем установки поблизости вентилятора.

Обозначение резисторов на схеме

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:

  • 25 Ом – 25 R;
  • 25 кОм – 25 K;
  • 25 МОм – 25 M.

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

  • 0,25 Ом – R 25;
  • 0,25 кОм – K 25;
  • 0,25 МОм – M 25.

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

  • 2,5 Ом – 2R5;
  • 2,5 кОм – 2K5;
  • 2,5 МОм – 2M5.

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.

Допустимая погрешность, ±%

20

10

5

2

1

0,5

0,2

0,1

Буква

Русская

В

С

И

Л

Р

Д

У

Ж

Латинская

M

K

J

G

F

D

C

B

Цветовая маркировка резисторов с проволочными выводами

Для резисторов применяют цветовую кодировку, которая наносится 3, 4, 5, 6 цветовыми кольцами. Если кольца смещены к одному из выводов, то первым (с него и начинается расшифровка кода) считается кольцо, находящееся к выводу ближе всего. Если кольца расположены приблизительно равномерно, то следует помнить, что первое кольцо не делают серебристым или золотистым. В некоторых моделях чтение кода начинают с той стороны, где находятся парные кольца, отдельно стоящее кольцо обычно находится в конце шифра.

Таблица расшифровки цветовых колец

Цвет

Число

Десятичный множитель

Класс точности, %

Температурный коэффициент сопротивления

% отказов

Черный

0

1*100

-

-

-

Коричневый

1

1*101

1

100

1

Красный

2

1*102

2

50

0,1

Оранжевый

3

1*103

-

15

0,01

Желтый

4

1*104

-

25

0,001

Зеленый

5

1*105

0,5

-

-

Синий

6

1*106

0,25

10

-

Фиолетовый

7

1*107

0,1

5

-

Серый

8

1*108

0,05

-

-

Белый

9

1*109

-

1

-

Серебристый

-

1*10-2

10

-

-

Золотой

-

1*10-1

5

-

-

В четырехполосном коде первые две полосы означают два знака номинала, третья полоска – это десятичный множитель, то есть это степень, в которую нужно возвести число, обозначающее номинал. Четвертая полоска указывает класс точности элемента. В пятиполосном шифре третья полоса обозначает знак номинала, четвертая – десятичный множитель, а пятая – класс точности. Если присутствует шестая полоса, то она обозначает температурный коэффициент. Если же это кольцо шире остальных в полтора раза, то оно характеризует процент отказов.

В расшифровке кодов проволочных резисторов помогут удобные онлайн-программы. Тем более имеет смысл к ним обратиться при расшифровке кода SMD-резистора, поскольку существует несколько вариантов маркировок, с которыми самостоятельно разобраться будет очень непросто.

Виды соединения резисторов в электроцепи

Эффективная работа элементов электроцепи с резистором зависит от правильного выбора не только самого сопротивления, но и способа его соединения в цепи, который может быть последовательным, параллельным или смешанным.

Последовательное соединение

Последовательное соединение резисторов

В такой схеме каждый последующий резистор подсоединяется к предыдущему, образуя неразветвленную цепь. Ток в последовательно соединенных «резюках» одинаковый, напряжение разное. Общее сопротивление нескольких последовательно расположенных «резюков» определяется очень просто – суммированием их номиналов.

Формула: Rобщ. = R1 + R2 +…+ Rn

Чем больше элементов в последовательной схеме, тем больше суммарное сопротивление.

Параллельное соединение

Параллельное соединение резисторов

При параллельном соединении резисторы соединяются между собой вводами и выводами. Напряжение на этих элементах одинаково, а ток между ними распределяется. Чем больше ветвей образуется, тем больше вариантов протекания тока и тем меньше общее сопротивление.

Формула: Rобщ. = 1/R1 + 1/R2 +…+ 1/Rn

Смешанное соединение

Смешанное соединение резисторов

При таком способе варианты соединения элементов комбинируют. Сопротивление каждого участка с определенным типом соединения рассчитывается по указанным выше правилам.

Соединение нескольких резисторов в одной схеме

Если у вас под рукой не оказалось сопротивления нужного номинала, то можно его получить при помощи правильного соединения нескольких резюков. Так, если вам нужно сопротивление 100 кОм, а есть две резистивные детали по 50 кОм, то их можно соединить последовательно и получить нужный результат. Сопротивление в 100 кОм можно получить параллельным соединением элементов по 200 кОм.

Видео: что такое резистор и как он работает


Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?


Другие материалы по теме


Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.


Что такое резистор и зачем он нужен. Часть 1

Приветствую, друзья!

Сегодня мы познакомимся ещё с одним «кирпичиком» электроники — резистором.

Мы не будем рассматривать все многообразие современных резисторов, но ознакомимся с принципом их действия.

И дадим кое-какие практические рекомендации применительно к компьютерам и периферийным устройствам.

Но сначала немного теории «на пальцах».

Проводники, полупроводники и диэлектрики

С точки зрения прохождения электрического тока (движения заряженных частиц) все вещества можно условно разделить на три большие группы — проводники, полупроводники и диэлектрики.

Проводники — это вещества, которые, в первом приближении, хорошо проводят ток, полупроводники — это вещества, которые плохо проводят ток, диэлектрики — не проводят ток вообще. Класс вещества определяется степенью сопротивление электрическому току.

Степень сопротивления вещества определяется строением его молекул и наличием различного количества свободных заряженных частиц.

Меньше всего сопротивляются прохождению электрического тока проводники, больше всего —  диэлектрики.

Большинство металлов и их сплавов являются проводниками.

Проводники используются для доставки электрической энергию от генератора к потребителю.

Чтобы энергия доходила без больших потерь, необходимо, чтобы проводники (провода и кабели) обладали низким сопротивлением. Лучшими проводниками являются серебро, медь и алюминий.

Полупроводники в чистом виде плохо проводят электрический ток.

Но при добавлении определенных веществ в них появляется избыток заряженных частиц того или иного знака (p – положительно заряженных частиц и n – отрицательно заряженных).

При соединении двух полупроводников  различного знака получается такая фундаментальная вещь как p-n переход.

P-n переход является основой большинства полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и т.п.)

В компьютере присутствуют и проводники, и полупроводники, и диэлектрики.

Так, например, материнская плата вашего компьютера сделана из диэлектрического материала (стеклотекстолита), на поверхности которого расположены медные проводники, к которым припаяны различные детали.

Процессор вашего компьютера содержит в себе несколько миллионов полупроводниковых транзисторов.

Кроме того, на плате полно отдельных (дискретных) диодов, транзисторов, конденсаторов и резисторов.

Что такое резистор

Резистор — это электронная деталь (условно относящаяся к классу проводников), обладающая сопротивление электрическому току.

В электронной технике очень часто надо внести в электрическую цепь не просто сопротивление, но сопротивление определенной величины.

Чем больше сопротивление электрической цепи, тем меньше соответствии с законом Ома ток в ней  при том же напряжении:

I = U/R, где I – электрический ток, U – напряжение, R – сопротивление

Если ток представить в виде движения стада животных, то пастух будет представлять собой напряжение. Сопротивлением в этом случае будет выступать нрав животных. Стадо можно заставить двигаться быстрее (увеличить силу тока), если пастух начнет щелкать бичом (поднимется напряжение).

Ток (сила тока) измеряется в амперах, напряжение — в вольтах, сопротивление – в омах.

Все эти единицы названы в честь физиков Анри-Мари Ампера, Алессандро Вольты и Георга Ома.

Резисторы могут иметь сопротивление от долей Ома до десятков и сотен Мегом (миллионов Ом). Электрическая лампочка накаливания – это, по существу, также резистор, обладающий сопротивлением в несколько десятков или сотен Ом (в зависимости от мощности лампы).

Постоянные, переменные и подстрочные резисторы

Постоянный резистор — это деталь с двумя выводами, которая вносит в электрическую цепь постоянное сопротивление.

Постоянный резистор представляет собой стержень из диэлектрического материала (чаще всего из керамики) на поверхности которой нанесена токопроводящая пленка из углерода или металлического сплава.

На торцы стержня плотно насажены «чашечки», переходящие в проволочные выводы. Чем тоньше плёнка, тем больше сопротивление.

На поверхность стержня могут наноситься канавки, увеличивающие сопротивление. Резистор с небольшим значением сопротивления может представлять собой керамическое основание с намотанным на него тонким проводом.

Для защиты резистивного слоя сверху наносится слой компаунда или лака, поверх которого наносится буквенно-цифровая маркировка или маркировка в виде нескольких цветных колец.

Раньше выводы резисторов в большинстве случаев были медными. Теперь же часто основу этих выводов составляет железо (которое дешевле меди).

Очень часто возникает задача изменить вносимое в электрическую цепь сопротивление. Это задачу выполняют переменные или подстроечные резисторы, у которых три (или более) вывода.

Переменные резисторы отличаются тем, что токопроводящий слой на них нанесен виде подковы, к концам которой подключены два неподвижных вывода.

Третий вывод – подвижный — скользит по подкове, поэтому при перемещении его сопротивление между ним и крайними выводами меняется.

Положение подвижного вывода можно менять посредством соединенной с ним вращающейся рукоятки.

Подстроечный резистор отличается от переменного тем, что в нем труднее повернуть рукоятку.

Часто в рукоятке подстроечного резистора делают прорези под шлиц отвертки.

Иногда после регулировки электрической схемы рукоятку заливают компаундом или полиэтиленом —  чтобы невозможно было ее повернуть и сбить настройку.

Кстати, регулятор громкости в ваших настольных акустических системах – это переменный резистор.

SMD резисторы

Если посмотреть на материнскую плату компьютера, можно увидеть другое конструктивное исполнение резисторов (и других деталей тоже). Это SMD (Surface Mounted Device) исполнение, предназначенное для монтажа на поверхность платы.

Традиционный резистор с проволочными выводами монтируется «через отверстие» (through hole).

При этом SMD резисторы выглядят в виде «кирпичиков» различного размера без проволочных выводов. Выводами в этом случае является торцы кирпичика, покрытые припоем.

При использовании SMD компонентов увеличивается плотность монтажа, уменьшаются размеры изделий, и в плате не нужно сверлить сотни отверстий.

Кроме того, из-за отсутствия длинных проволочных выводов уменьшается паразитная емкость и индуктивность резистора, что улучшает характеристики устройства в целом.

Выбор необходимого типоразмера SMD осуществляется исходя из необходимой рассеиваемой мощности. Здесь действует та же физика: чем больше размер, тем большую мощность может рассеивать резистор. Типоразмеры SMD резисторов и рассеиваемая мощность приведены в таблице.

Конструктивно SMD резистор представляет собой кусочек из той же керамики в виде параллелепипеда с нанесенной на его поверхность резистивной пленкой. Толщина и состав резистивных пленок могут быть различными.

Условно SMD резисторы разделяют на толстопленочные (10-70 микрометров) и тонкопленочные (единицы микрометров и менее), которые различаются технологией производства. Резистивные пленки могут быть из нихрома, нитрида тантала, оксида свинца и других материалов. Точная подстройка номинала резистора осуществляется с помощью луча лазера.

Сверху резистивный слой защищен защитным слоем с нанесенной на нем маркировкой.

Существует SMD резисторы с нулевым сопротивлением, которые используется в качестве перемычек.

Тепловое действие электрического тока

При прохождении через проводник электрический ток оказывает тепловое действие — проводник нагревается. Степень нагрева определяется величиной тока и сопротивлением в соответствии с законом Джоуля-Ленца.

Q = I²*R*t, где Q – количество теплоты, I – сила тока, R – сопротивление, t — время

На этом принципе работают паяльники и всякого рода нагреватели.

Заканчивая первую часть статьи, отметим, что и «обычный» резистор в электронной схеме тоже в той или иной мере нагревается.

Через резисторы могут проходить различные токи, поэтому на них может рассеиваться различная мощность.

Тепловая мощность рассеивается в виде излучения. Интенсивность излучения определяется в том числе и площадью поверхности излучения.

Поэтому, чтобы рассеять бОльшую мощность, требуется бОльшая поверхность излучения, и, соответственно, бОльшие габариты резистора.


последовательное и параллельное соединение, токоограничивающие и подтягивающие сопротивления [Амперка / Вики]

Резистор (сопротивление) — один из наиболее распространённых компонентов в электронике. Его назначение — простое: сопротивляться течению тока, преобразовывая его часть в тепло.

Основной характеристикой резистора является сопротивление. Единица измерения сопротивления — Ом (Ohm, Ω). Чем больше сопротивление, тем большая часть тока рассеивается в тепло. В схемах, питаемых небольшим напряжением (5 – 12 В), наиболее распространены резисторы номиналом от 100 Ом до 100 кОм.

Закон Ома

Закон Ома позволяет на заданном участке цепи определить одну из величин: силу тока I, напряжение U, сопротивление R, если известны две остальные:

Для обозначения напряжения наряду с символом U используется V.

Рассмотрим простую цепь

Расчитаем силу тока, проходящего через резистор R1 и, соответственно, затем через лампу L1. Для простоты будем предполагать, что сама лампа обладает нулевым собственным сопротивлением.

Аналогично, если бы у нас был источник питания на 5 В и лампа, которая по документации должна работать при токе 20 мА, нам нужно бы было выбрать резистор подходящего номинала.

В данном случае, разница в 10 Ом между идеальным номиналом и имеющимся не играет большого значения: можно смело брать стандартный номинал — 240 или 220 Ом.

Аналогично, мы могли бы расчитать требуемое напряжение, если бы оно было не известно, а на руках были значения сопротивления и желаемая сила тока.

Соединение резисторов

При последовательном соединении резисторов, их сопротивление суммируется:

При параллельном соединении, итоговое сопротивление расчитывается по формуле:

Если резистора всего два, то:

В частном случае двух одинаковых резисторов, итоговое сопротивление при параллельном соединении равно половине сопротивления каждого из них.

Таким образом можно получать новые номиналы из имеющихся в наличии.

Применеие на практике

Среди ролей, которые может выполнять резистор в схеме можно выделить следующие:

  1. Токоограничивающий резистор (current-limiting resistor)

  2. Стягивающий, подтягивающий резистор (pull-down / pull-up resistor)

  3. Делитель напряжения (voltage divider)

Токоограничивающий резистор

Пример, на котором рассматривался Закон Ома представляет собой также пример токоограничевающего резистора: у нас есть компонент, который расчитан на работу при определённом токе — резистор снижает силу тока до нужного уровня.

В случае с Ардуино следует ограничивать ток, поступающий с выходных контактов (output pins). Напряжение, в состоянии, когда контакт включен (high) составляет 5 В. Исходя из документации, ток не должен превышать 40 мА. Таким образом, чтобы безопасно увести ток с контакта в землю понадобится резистор номиналом R = U / I = 5 В / 0.04 А = 125 Ом или более.

Стягивающие и подтягивающие резисторы

Стягивающие (pull-down) и подтягивающие (pull-up) резисторы используются в схемах рядом со входными контактами логических компонентов, которым важен только факт: подаётся ноль вольт (логический ноль) или не ноль (логическая единица). Примером являются цифровые входы Ардуино. Резисторы нужны, чтобы не оставить вход в «подвешенном» состоянии. Возьмём такую схему

Мы хотим, чтобы когда кнопка не нажата (цепь разомкнута), вход фиксировал отсутствие напряжения. Но в данном случае вход находится в «никаком» состоянии. Он может срабатывать и не срабатывать хаотично, непредсказуемым образом. Причина тому — шумы, образующиеся вокруг: провода действуют как маленькие антенны и производят электричество из электромагнитных волн среды. Чтобы гарантировать отсутствие напряжения при разомкнутой цепи, рядом с входом ставится стягивающий резистор:

Теперь нежелательный ток будет уходить через резистор в землю. Для стягивания используются резисторы больших сопротивлений (10 кОм и более). В моменты, когда цепь замкнута, большое сопротивление резистора не даёт большей части тока идти в землю: сигнал пойдёт к входному контакту. Если бы сопротивление резистора было мало (единицы Ом), при замкнутой цепи произошло бы короткое замыкание.

Аналогично, подтягивающий резистор удерживает вход в состоянии логической единицы, пока внешняя цепь разомкнута:

То же самое: используются резисторы больших номиналов (10 кОм и более), чтобы минимизировать потери энергии при замкнутой цепи и предотвратить короткое замыкание при разомкнутой.

Делитель напряжения

Делитель напряжения (voltage divider) используется для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть. Например, из 9 В получить 5. Он подробно описан в отдельной статье.

Мощность резисторов

Резисторы помимо сопротивления обладают ещё характеристикой мощности. Она определяет нагрузку, которую способен выдержать резистор. Среди обычных керамических резисторов наиболее распространены показатели 0.25 Вт, 0.5 Вт и 1 Вт. Для расчёта нагрузки, действующей на резистор, используйте формулу:

При превышении допустимой нагрузки, резистор будет греться и его срок службы может сильно сократиться. При сильном превышении — резистор может начать плавиться и вызвать воспламенение. Будьте осторожны!

виды, как выглядит и из чего состоит, принцип работы, характеристика

Автор Aluarius На чтение 9 мин. Просмотров 682 Опубликовано

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:

  • линейные, сопротивление у которых от тока и напряжения не зависит;
  • нелинейные, способные изменить сопротивление в зависимости от значений протекающего тока и напряжения.

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.

Принцип работы резистора

В основе работы проводников лежит закон Ома, согласно которому напряжение зависит от величины тока и напряжения. Различные номиналы деталей помогут изменить ток и напряжение на необходимую величину. Суть заключается в том, что ток, движущейся по цепи, попадает в деталь и снижает свое продвижение.

Пример схемы

Резисторы могут соединяться параллельно и последовательно, на схемах также часто встречаются смешанные варианты. На фото ниже можно увидеть отличия в обозначениях деталей на схемах.

Обозначения элементов на схемах

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.

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:

  • металлоокисные;
  • металлизированные;
  • бороуглеродистые;
  • металлодиэлектрические;
  • углеродистые.

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:

  • высокочастотными;
  • высоковольтными;
  • высокомегаомными;
  • прецизионными.

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:

  • варисторы;
  • магниторезисторы;
  • фоторезисторы;
  • позисторы;
  • тензорезисторы;
  • терморезисторы.

Все они выполняют свою определенную функцию, одни меняют сопротивление от температуры, другие от напряжения, третьи от лучистой энергии.

Основные характеристики и параметры резисторов

Характерны для полупроводников такие параметры, как номинальное значение сопротивления, его допустимое отклонение. Мощность рассеяния также определяется номинальным и допустимым значениями. Элементы различны по максимальному рабочему напряжению и коэффициентом температуры сопротивления, а также шумами.

Виды соединения резисторов

Различают три типа соединения резисторов:

  • параллельное;
  • последовательное;
  • смешанное.

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.

Какими могут быть номиналы резисторов

Номиналы резисторов четко определены и имеют показатели от нуля и до десяти. При этом всегда учитывается допустимое отклонение, а потому производители выпускают элементы с определенным шагом. Шагами при 10% отклонения будут: 100, 120, 150, 180, 220 и далее по схеме. Полупроводники отличаются разновидностью сборки, своими свойствами.

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.

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

Резистор это один из наиболее распространенных электрических элементов, широко используемых в радиоэлектронике. Любой, кто имеет дело с электросхемами или монтажом радиодеталей на печатную плату, должен знать, для чего нужен резистор, как отличить его от других деталей (например, светодиодов), как эти компоненты ведут себя в электрических цепях.

Нелинейные резисторные изделия

Что такое резистор

Резистор что это такое? Основным свойством данного типа радиоэлементов является наличие активного сопротивления электротоку. В отличие от реактивного, оно не скапливает энергию внутри, а передает ее в окружающее пространство. Это свойство и обусловливает принцип работы резистора. В некоторых источниках и схемах слово «сопротивление» применяется в качестве наименования этой детали.

Из чего состоит резистор? Устройство этого элемента довольно простое. Основной составляющей является проволочный или пленочный компонент с большим показателем удельного сопротивления. В его роли могут выступать металлические оксиды, никелин, нихром и некоторые другие материалы.

Конструкция детали

Принцип работы

Приобретая деталь, нужно понимать, как именно работает резистор. Любой проводниковый компонент имеет определенные особенности, обусловленные его внутренним строением. Когда электроток идет по проводнику, заряженные частицы, проходя через его структуру, теряют энергетический запас, отдавая его наружу и нагревая вещество. Известно, что величина напряжения равна произведению проходящего по проводнику тока и сопротивления материала, из которого он изготовлен. Что же делает резистор? Поскольку он содержит в себе компонент с очень высокой сопротивляемостью току, при прохождении последнего на элементе понижается напряжение, и происходит выделение некоторой части мощности в виде теплоты.

Виды резисторов

При выборе подходящей детали нужно не только знать, для чего нужны в цепи резисторы, но и иметь представление о типах этих компонентов. Помимо переменных и постоянных, существуют также нелинейные приборы, чей основной параметр – сопротивление (параметр нестабилен и меняется под действием некоторого фактора внешней среды, к примеру, лучей света, температуры или напряжения).

Постоянные резисторы

Эти компоненты характеризуются неизменным значением показателя сопротивления. В отношении вариантов исполнения эти изделия бывают разными: от крупногабаритных, рассеивающих значительную мощность, до миниатюрных smd-компонентов, но все их объединяет константность сопротивления.

Изображение постоянных резисторов на схемах

Переменные резисторы

Здесь, напротив, значение сопротивления вариативно. В эту группу входят реостаты, регулирующие силу тока, и потенциометры, осуществляющие контроль напряжения. Также сюда относятся подстраивающиеся компоненты, снабженные специальными пазами. Для регуляции сопротивления в пазах надлежит проделывать манипуляции ключом, прилагающимся к прибору.

Типы переменных компонентов

Термисторы

Данные компоненты имеют в себе полупроводниковые детали и отличаются зависимостью сопротивления от окружающей температуры. Эту зависимость характеризует тепловой коэффициент, демонстрирующий, насколько меняется сопротивление элемента при перепадах температуры. У обычных термисторных изделий оно снижается при потеплении, но есть еще позисторы, чья основная характеристика при увеличении температуры также повышается.

Варисторы

Благодаря зависимости от напряжения, их широко используют для защиты сети от резких перепадов и избыточных значений упомянутого параметра. Вследствие сильного снижения сопротивления при таком инциденте ток идет через него, обходя главную цепь и обеспечивая ей изоляцию.

Важно! Из-за того, что элемент принимает на себя большую мощность, после инцидента он зачастую приходит в негодность.

Фоторезисторы

Такие компоненты меняют значение своего ключевого параметра, когда на них падает свет. Работает для этой цели, как свет солнца, так и искусственное освещение, к примеру, от фонаря.

Тензорезисторы

В них используются очень тонкие проводниковые компоненты, подвергающиеся растяжке, из-за чего их сопротивление повышается. Применяются в разного рода датчиках и электронных приборах для измерения массы.

Полупроводниковые резисторы

В таких изделиях эксплуатируются свойства тех или иных полупроводниковых материалов – менять сопротивление под действием механического давления, влажности, температуры, освещенности или иного фактора. Используемые полупроводниковые компоненты подвергаются равномерной легировке примесями. Отдельные виды последних также позволяют изготавливать разные типы изделий.

Основные характеристики

Зная, для чего в цепи нужно сопротивление, можно приступить к выбору подходящего изделия для конкретного случая. Надлежит обращать внимание на такие параметры, как номинал сопротивления и категория точности. Последняя демонстрирует процент, на который реальное сопротивление может отличаться от указанного в ту или другую сторону.

Важно! Также нужно обращать внимание на показатели выделяемой на компоненте мощности. Целесообразно приобретать изделия с мощностным запасом не менее, чем в 20%.

Где и для чего применяются

Основная область применения резисторов – контроль показателя тока. Чтобы узнать показатель ограничительного сопротивления, пользуются формулой:

R=(U2-U1)/I,

где:

  • U1 – рабочий номинал контролируемого компонента,
  • U2 – напряжение на источнике питания,
  • I – номинал тока.

Среди других областей можно отметить задание электротока транзисторам. Балластные резисторы используют для поглощения избытка напряжения.

Резистор в цепи

Детали с постоянным сопротивлениям в отечественной номенклатуре обозначаются прямоугольником, внутри которого находится определенное число черт, положение которых соответствует определенному номиналу. В зарубежных схемах их символ имеет зигзагообразную форму.

Переменные варианты отличаются направляющейся к прямоугольнику сверху линией со стрелой. Она демонстрирует опцию регуляции сопротивления. Иногда выводы элемента нумеруют цифрами.

Фоторезистор иллюстрируется прямоугольной фигурой, заключенной в круг, к которой направляется пара стрел, обозначающих световые лучи. Остальные полупроводниковые изделия символизируются зачеркнутым косой чертой прямоугольником. Буква показывает, от какого параметра зависит сопротивление (t – температура, U – напряжение и так далее).

Важно! Несколько резисторных компонентов могут быть объединены в цепь параллельно или последовательно. В первом случае будет справедливым выражение: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn. Сопротивление такой композиции будет ниже, чем у элемента с самым низким номиналом. Во втором случае итоговый показатель для системы равен сумме сопротивлений всех входящих в нее элементов.

Номиналы

Типовые значения выпускаемых в продажу резисторных элементов подчиняются некоторому ряду номиналов, в основе которого лежит положение о том, что шаг между показателями закрывает разрешенную погрешность. Например, когда номинал изделия 10 Ом, а допустимая погрешность равна 10%, у резистора, идущего в ряду последующим, будет показатель в 12 Ом. Элементы объединяют в серии, для каждой из которых существует отдельный ряд номиналов.

Маркировка

Советские изделия маркируются буквами и цифрами. При этом небольшие номиналы (до ста Ом) демонстрируются буквами R или Е, а тысячи – буквой К. Например, 250R = 250 Ом, 2К3 = 2,3 кОм = 2300 Ом, К25 = 0,25 кОм = 250 Ом. Иногда цифробуквенные коды встречаются и на импортных изделиях, например, 4W – мощность в 4 ватта, 50R – сопротивление в 50 Ом. Все-таки чаще они маркируются цветными полосами.

Цветовая маркировка

Отдельные фирмы-производители располагают разными системами значений цветовых полос. Число таковых может быть от 3 до 6. Если под рукой нет инструкции от производителя, нужно посмотреть, сколько полос имеется на корпусе элемента, и по названию фирмы найти соответствующую таблицу в сети. Первой полосой нужно считать расположенную наиболее близко к выводу.

Чтобы предохранить цепь от скачков напряжения, важно знать, что такое резистор, и уметь подбирать подходящий для конкретного случая элемент. Важно также уметь правильно рассчитать номиналы резисторов для последовательного подключения в цепь.

Видео

Что такое резистор? | Основы резистора

  • Сетевые сайты:
    • Последний
    • Форумы
    • Образование
    • Инструменты
    • Видео
    • Лист данных
    • Подарки
    • Последний
    • Проектов
    • Образование
    • Последний
    • Новости
    • Технические статьи
    • Последний
    • Новости
    • Мнение
    • Интервью
    • Особенности продукта
    • Исследования
    • Форумы
  • Авторизоваться
  • Присоединиться
    • Авторизоваться
    • Присоединяйтесь к EEPower
    • Или войдите с помощью

      • Facebook
      • Google
      • LinkedIn
      • GitHub

0:00 / 0:00

    .

    Типы, применение, детали »Электроника

    Резисторы

    являются одними из наиболее широко используемых компонентов в электронных схемах - существует множество различных типов резисторов, имеющих разные свойства и используемых по-разному в разных схемах.


    Resistor Tutorial:

    Обзор резисторов Углеродный состав Карбоновая пленка Металлооксидная пленка Металлическая пленка Проволочная обмотка SMD резистор MELF резистор Переменные резисторы Светозависимый резистор Термистор Варистор Цветовые коды резисторов Маркировка и коды SMD резисторов Характеристики резистора Где и как купить резисторы Стандартные номиналы резисторов и серия E


    Резисторы всех типов в большом количестве используются в производстве электронного оборудования.Фактически, резистор, вероятно, является наиболее распространенным типом электронных компонентов, используемых в электрических и электронных схемах.

    Существует большое количество различных типов резисторов, которые можно купить и использовать. Свойства этих разных резисторов различаются, и это помогает выбрать резистор подходящего типа для любой конкретной конструкции, чтобы обеспечить наилучшие характеристики.

    Хотя многие резисторы будут работать в различных приложениях, в некоторых случаях может быть важен тип резистора.Соответственно, необходимо знать о различных типах резисторов и о том, в каких приложениях можно использовать каждый тип резистора.

    Подборка резисторов с постоянными выводами или различных типов

    Что такое резистор?

    Резисторы

    используются практически во всех электронных схемах и многих электрических. Резисторы, как следует из их названия, противостоят току электричества, и эта функция является ключевой для работы большинства цепей.

    Примечание о сопротивлении:

    Сопротивление - один из ключевых факторов, используемых в электрических и электронных схемах.Сопротивление - это свойство материалов сопротивляться потоку электричества, и оно регулируется законом Ома.

    Подробнее о Сопротивление.

    Для резисторов используются два основных символа схемы. Самый старый из них до сих пор широко используется в Северной Америке и состоит из зубчатой ​​линии, представляющей провод, используемый в резисторе. Другой символ цепи резистора - небольшой прямоугольник, который часто называют международным символом резистора, и он более широко используется в Европе и Азии.

    Символы цепи резистора

    Единицей измерения или сопротивления является Ом, Ом, а значения резистора могут быть указаны в единицах Ом - Ом, тысячи Ом или киломов - кОм и миллионы Ом, мегом, МОм. При написании на схемах таких значений, как 10 кОм, можно увидеть, что это означает 10 кОм или 10 кОм. Знак Омега часто опускается, а десятичная точка заменяется множителем: например, 1R5 будет 1,5 Ом, 100R - 100 Ом, 4k7 - 4,7 кОм, 2M2 - 2,2 МОм и т. Д.

    Есть много разных типов резисторов.Некоторые из них предназначены для специальных применений, таких как использование в качестве переменных резисторов, а другие используются для ограничения перенапряжения, а другие обеспечивают переменное сопротивление в зависимости от температуры. Все эти характеристики можно использовать.

    Однако для постоянных резисторов необходимо учитывать различные характеристики.

    Несмотря на то, что фактическое сопротивление компонента имеет первостепенное значение, необходимо учитывать и другие характеристики. Рассеиваемая мощность, шум, индуктивность, термическая стабильность и ряд других характеристик могут влиять на работу цепи, в которой используется резистор.

    Различные материалы и структура резистора могут иметь большое влияние. Соответственно, при выборе резистора, который будет использоваться, эти характеристики также должны быть приняты во внимание.

    Принципиальное различие типов резисторов

    Первые основные категории, к которым могут быть отнесены различные типы резисторов, - фиксированные или переменные. Эти разные типы резисторов используются для разных приложений:

    • Постоянные резисторы: Постоянные резисторы на сегодняшний день являются наиболее широко используемым типом резисторов.Они используются в электронных схемах для установки правильных условий в цепи. Их значения определяются на этапе проектирования схемы, и их никогда не следует изменять для «настройки» схемы. Существует множество различных типов резисторов, которые можно использовать в различных обстоятельствах, и эти различные типы резисторов более подробно описаны ниже.
    • Переменные резисторы: Эти резисторы состоят из постоянного резисторного элемента и ползунка, который подключается к основному резистивному элементу.Это дает три соединения с компонентом: два - с фиксированным элементом, а третье - с ползунком. Таким образом, компонент действует как переменный делитель потенциала, если используются все три соединения. Есть возможность подключить к ползунку и один конец, чтобы обеспечить резистор с переменным сопротивлением.
      Потенциометр предварительной настройки углеродной пленки Переменные резисторы и потенциометры широко используются для всех форм управления: - от регуляторов громкости на радиоприемниках и ползунков в аудиомикшерах до множества областей, где требуется переменное сопротивление.
      Потенциометр и переменный резистор Строго говоря, потенциометр - это компонент, в котором есть фиксированный резистор, который имеет ползунок для обеспечения деления потенциала от напряжения вверху. Переменный резистор фактически такой же, но с ползунком, соединенным с одним концом резистора, так что он обеспечивает истинное переменное сопротивление.

    Типы постоянного резистора

    Есть несколько различных типов постоянного резистора:

    • Состав углерода: Резистор углеродного состава - это тип резистора, который когда-то был очень распространен - ​​он был основным типом резистора, но теперь редко используется, потому что новые формы резистора обеспечивают лучшую производительность, они меньше и тоже дешевле.

      Резисторы из углеродного состава получают путем смешивания гранул углерода со связующим, которое затем превращается в небольшой стержень. Этот тип резистора был большим по сегодняшним стандартам и имел большой отрицательный температурный коэффициент.
      Резисторы также страдали от больших и беспорядочных необратимых изменений сопротивления в результате нагрева или старения. В дополнение к этому гранулированная природа угля и связующего приводит к высокому уровню шума, возникающему при протекании тока.


    • Углеродная пленка: Этот тип резистора был введен на заре транзисторной технологии, когда уровни мощности имели тенденцию быть ниже.
      Карбоновый пленочный резистор Углеродный пленочный резистор формируется путем «крекинга» углеводорода на керамическом каркасе. Сопротивление полученной осажденной пленки устанавливали путем врезания спирали в пленку. Это сделало эти резисторы очень индуктивными и мало пригодными для многих ВЧ-приложений. Они показали температурный коэффициент от -100 до -900 частей на миллион на градус Цельсия. Углеродная пленка защищена либо конформным эпоксидным покрытием, либо керамической трубкой.
    • Металлооксидный пленочный резистор: Этот тип резистора в настоящее время является наиболее широко используемой формой резистора.Вместо углеродной пленки в этом типе резисторов используется пленка оксида металла, нанесенная на керамический стержень. Как и в случае с углеродной пленкой, сопротивление можно регулировать, вырезав в пленке спиральную канавку. И снова пленка защищена конформным эпоксидным покрытием. Этот тип резистора имеет температурный коэффициент около + или - 15 частей на миллион на градус Цельсия, что дает ему гораздо лучшие характеристики по сравнению с любым резистором на основе углерода. Кроме того, этот тип резистора может поставляться с гораздо меньшим допуском, стандартным является 5% или даже 2%, а доступны версии с 1%.Они также демонстрируют гораздо более низкий уровень шума, чем углеродные типы резисторов, однако в основном они были заменены металлическими пленочными резисторами.
    • Металлопленочный резистор: Металлопленочный резистор очень похож на металлооксидный пленочный резистор. Визуально он очень похож, и производительность также сопоставима. Вместо металлооксидной пленки в этом типе резистора используется металлическая пленка, как следует из названия. Могут использоваться такие металлы, как никелевый сплав.
      Металлопленочный резистор с выводами Металлопленочный резистор наиболее широко используется, когда требуется резистор с выводами.
    • Резистор с проволочной обмоткой: Этот тип резистора обычно зарезервирован для приложений с большой мощностью. Эти резисторы изготавливаются путем намотки на каркас провода с более высоким, чем обычно, сопротивлением (провод сопротивления).

      Более дорогие разновидности наматываются на керамический каркас и могут быть покрыты стекловидной или силиконовой эмалью.Этот тип резистора подходит для высоких мощностей и демонстрирует высокий уровень надежности при высоких мощностях наряду со сравнительно низким уровнем температурного коэффициента, хотя это будет зависеть от ряда факторов, включая первый, используемый провод и т. Д. В качестве резисторов с проволочной обмоткой часто предназначены для применения с высокой мощностью, некоторые разновидности спроектированы таким образом, чтобы их можно было установить на радиаторе, чтобы гарантировать, что мощность рассеивается в металлоконструкциях, чтобы ее можно было унести.

      Из-за того, что они намотаны, они не подходят для работы на частотах выше низких, хотя, если намотать части резистивного провода в разные стороны, индуктивность можно несколько уменьшить.


    • Резисторы для поверхностного монтажа: Технология поверхностного монтажа, SMT в настоящее время является основным форматом, используемым для электронных компонентов. Их проще использовать в автоматизированном производстве, и они способны обеспечить очень высокий уровень производительности. В резисторах SMT используются технологии, аналогичные другим формам, но в формате для поверхностного монтажа.

    Резисторы других типов

    Хотя большинство резисторов являются стандартными постоянными или переменными резисторами, существует ряд других типов резисторов, которые используются в более узких или специализированных приложениях.

    • Светозависимый резистор / фоторезистор: Светозависимые резисторы или фоторезисторы изменяют свое сопротивление в зависимости от уровня освещенности. Они используются в ряде сенсорных приложений и во многих случаях представляют собой очень экономичное решение.

      Типичный светодиодный резистор, зависимый от света Светозависимые резисторы имеют задержку во времени, необходимом для реакции на изменение освещенности, но они дешевы и просты в использовании.


    • Термистор: Как видно из названия, термисторы являются термочувствительными резисторами.Сопротивление термистора зависит от температуры. Некоторые из них имеют отрицательный температурный коэффициент, термисторы NTC, другие имеют положительный температурный коэффициент, термисторы PTC.
    • Варистор: Варисторы доступны в нескольких формах. По сути, эти электронные компоненты изменяют свое сопротивление в зависимости от приложенного напряжения, и в результате они находят применение для защиты от скачков напряжения и перенапряжения. Часто они могут быть описаны как Movistors, что является сокращением слов M etal O xide V ar istor .

      Выбор свинцовых варисторов Варисторы - это устройства, которые широко используются в удлинителях сети с защитой от перенапряжения или переходных процессов и используются для защиты компьютеров. Следует помнить, что каждый раз, когда варистор получает импульс, его свойства незначительно меняются.


    Хотя резисторы можно рассматривать как простые в использовании электронные компоненты, существует ряд параметров, которые необходимо учитывать при выборе правильного типа резистора.Важны параметры помимо сопротивления. Выдерживаемое напряжение, рассеиваемая мощность и тип самого резистора - все это влияет на производительность. Поскольку имеется множество типов резисторов, необходимо выбирать правильный тип для каждого конкретного применения. Таким образом можно гарантировать лучшую производительность.

    Другие электронные компоненты:
    резисторов Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор FET Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
    Вернуться в меню «Компоненты».. .

    .

    Что такое резистор, основы, применение различных типов резисторов

    Очень высока вероятность того, что первый электронный компонент, с которым вы, возможно, столкнетесь, - это скромный резистор, красивый и похожий на бусину с цветными полосами. Резисторы - это простейший электронный компонент и во многих случаях, так сказать, посланники бренда в мире электроники.

    Практически неизбежно создание схемы без использования резистора. Итак, в этой статье мы увидим, что такое резисторы и что они должны делать в электронной схеме.Мы также рассмотрим типов резисторов , которые вы можете использовать в своих схемах.

    Что такое резистор?

    Резистор , с точки зрения математики, является простейшей реализацией закона Ома .

    Закон гласит, что ток, протекающий через материал, прямо пропорционален напряжению, приложенному к этому материалу, а константа пропорциональности - это сопротивление материала при постоянной температуре.

    Другими словами,

     V = IR 

    Это классическая формула, с которой мы все знакомы, где V - напряжение в вольтах, I - ток в амперах, а R - сопротивление.

    Сопротивление измеряется в Омах по имени первооткрывателя формулы. Поскольку Ом - это (для разнообразия!) Довольно небольшая величина для схемы, резисторы измеряются в сотнях Ом, тысячах Ом (килоОм, кОм) или миллионах Ом (мегаОм, МОм).

    Сопротивление аналогично трению.Трение (если вы были на уроке физики) - это просто сопротивление движению. Точно так же сопротивление - это способность вещества сопротивляться прохождению электрического тока. В следующем разделе мы узнаем, как они это делают.

    Как работает резистор?

    Мы все школьные годы говорили о проводниках и изоляторах. Мы знаем, что такое проводник, то, что позволяет электричеству легко проходить через него. Изолятор - это полная противоположность - то, что не пропускает ток через него легко.

    Эти свойства являются прямым результатом сопротивления - проводники имеют низкое сопротивление прохождению электрического тока, тогда как изоляторы в значительной степени сопротивляются прохождению электрического тока.

    Если мы увеличим масштаб провода до атомного масштаба, то увидим, что этот провод состоит из крошечных атомов.

    Когда электроны проходят через провод, некоторые из них проходят прямо через промежутки в проводе, но некоторые из них ударяются об атом и отскакивают назад, иногда сами электроны сталкиваются.Это делает поток электронов несколько неравномерным и затрудненным - это сопротивление .

    Это также означает, что сопротивление зависит от свойств самого материала, поскольку взаимодействие электронов с атомами зависит от размера и упаковки атомов.

    Люди говорят о температурных коэффициентах. Хотя это может показаться немного причудливым, мы можем использовать нашу простую модель, чтобы понять это.

    Температурный коэффициент - это просто то, как и насколько температура материала изменяется в зависимости от температуры.Резисторы имеют положительный температурный коэффициент, другими словами, сопротивление увеличивается с температурой. Теперь PTC и NTC имеют гораздо больше смысла, не так ли?

    Рассматривая нашу модель, когда мы нагреваем провод, мы (говоря термодинамически) подаем энергию на провод. Эта энергия поглощается атомами, которые затем начинают вибрировать. Это затрудняет прохождение электронов.

    Это похоже на движение сквозь толпу - задача бесконечно сложнее, если толпа движется в случайном направлении, чем когда толпа неподвижна (что практически невозможно).

    Символ резистора

    Символ резистора - простой зигзаг. В некоторых странах люди предпочитают использовать коробку, но в электронном сообществе приняты оба символа.

    Второй набор символов - это переменные резисторы или реостаты, резисторы, сопротивление которых можно изменять в определенном диапазоне.

    Простая схема резистора и основные формулы

    Прежде, чем мы углубимся, было бы неплохо пройтись по действительно простой схеме резистора , чтобы понять, с чем мы имеем дело.

    Рассмотрим следующий случай - у вас есть зеленый светодиод с максимальным током 20 мА, и вы хотите, чтобы он работал от батареи 9 В.

    Подключение светодиода напрямую к батарее может показаться хорошей идеей, но в тот момент, когда провода светодиода касаются клемм батареи… КАБУМ! Светодиод загорается. Если повезет, светодиод погаснет в мгновение ока, если не повезет, у вас будет много сгоревшего светодиода.

    Здесь произошел простой случай перегрузки по току.Когда вы впервые подключили светодиод к батарее, какой-то ток начал течь. Это значение было больше требуемого 20 мА, поэтому светодиод рассеивал это как тепло. По мере нагревания светодиода его сопротивление уменьшалось (отрицательный температурный коэффициент!), Что позволяло протекать через него большему току, и этот цикл продолжался до тех пор, пока полупроводниковый кристалл не мог выдержать тепло и взорвался.

    Что делать, если мы подключили резистор? Мы знаем из закона Ома , что В = IR , если мы изменим уравнение так:

     R = V / I 

    Так как мы знаем напряжение источника питания и ток, необходимый для безопасного зажигания светодиода.Мы подставляем эти значения и получаем сопротивление 450 Ом. 450 Ом не является общепринятым значением, поэтому ближайшего значения 470 Ом должно хватить.

    Есть другой способ сделать это:

    Мы знаем, что зеленый светодиод имеет рабочее напряжение около 3,5 В, а напряжение батареи составляет 9 В. Таким образом, нам нужно будет понизить 5,5 В на резисторе при 20 мА. Это приводит к значению 275 Ом.

    Это меньше, чем в первом расчете, потому что на этот раз мы принимаем во внимание прямое напряжение светодиода.

    Куда девается вся эта энергия? Подобно тому, как трение генерирует тепло, сопротивление также генерирует тепло.

    Возвращаясь к нашей модели, электроны, сталкивающиеся с атомами, увеличивают энергию атомов, а в объеме увеличивают температуру.

    Мы знаем, что:

     P = VI 

    Решая для V или I и затем подставляя значения в уравнение для закона Ома , мы получаем два полезных уравнения:

     P = I2R = V2 / R 

    Где P - рассеиваемая мощность в ваттах, I - ток в амперах, V - напряжение в вольтах, а R - сопротивление в амперах.

    Разумеется, резистор должен выдерживать то количество энергии, которое мы теряем через него, а это означает, что резисторы бывают разных форм и размеров:

    Резисторы в сквозное отверстие

    Выражение « через отверстие » может быть обобщением, но если мы категорически отсортируем все резисторы по форме и размеру, мы получим почти бесконечный список.

    Резисторы в сквозном отверстии, наряду с сопротивлением, имеют номинальные характеристики в соответствии с рассеиваемой мощностью.Вероятно, самые маленькие - это резисторы на 1/8 Вт, то есть они могут рассеивать 1/8 Вт или 125 мВт. На другом конце шкалы вы можете найти резисторы, которые рассеивают огромные 100 Вт.

    Переменные резисторы (потенциометр)

    Переменный резистор a.k.a потенциометры , как следует из названия, используется для изменения номинала резистора по мере необходимости. Есть много типов переменных резисторов , вы, возможно, заметили большие ручки переменных резисторов на старых радиоприемниках для настройки станций или управления громкостью.Помимо этого, существуют небольшие переменные резисторы, называемые подстроечниками, которые используются для точной настройки или калибровки электронной схемы после завершения проектирования.

    Резисторы SMD

    SMD обозначает устройство для поверхностного монтажа. Эти резисторы предназначены для пайки к поверхности печатных плат и имеют крошечные размеры. Они бывают разных размеров, которые могут рассеивать разную мощность.

    Различные типы резисторов

    Помимо различных форм и размеров, резисторы также классифицируются в зависимости от того, из чего сделан активный материал.

    Резисторы угольные

    Резистивный материал в этих резисторах изготовлен из угольной или графитовой пыли. Поскольку углеродные соединения легко горят, эти резисторы могут выдерживать лишь небольшую рассеиваемую мощность. Кроме того, поскольку материал представляет собой порошок, они не очень точны и имеют слабые допуски.

    Металлопленочные резисторы

    Как следует из названия, резистивный материал представляет собой металлическую пленку.Поскольку металлическая пленка может быть изготовлена ​​или откалибрована до очень определенных размеров, сопротивление можно точно контролировать, и в результате эти резисторы очень точные.

    Резисторы с проволочной обмоткой

    Резистивный материал изготовлен из проволоки. Поскольку эти провода могут быть любой толщины, эти резисторы могут быть изготовлены для работы с очень высокими мощностями и часто наматываются на керамический сердечник, как показано.

    Полупроводниковые резисторы

    Эти резисторы выполнены в кремнии и являются неотъемлемой частью полупроводниковых ИС.

    Применение резисторов

    Самые простые из них наиболее часто используются, и резистор в точности соответствует этому утверждению.

    1. Ограничение тока: Как видно выше, резисторы могут использоваться для ограничения тока, протекающего в устройство.

    2. Делители напряжения: Использует два резистора для деления напряжения на соотношение их сопротивлений. Это мое любимое изображение, которое я показываю людям, когда они спрашивают о делителях напряжения:

    Эти схемы действительно полезны.Предположим, у вас есть источник питания 5 В и вы хотите запитать устройство 3,3 В, вы можете использовать делитель напряжения.

    Они также позволяют измерять высокие напряжения путем их уменьшения. Этот факт используется скромным мультиметром; Поворотные переключатели на старых моделях были подключены к резисторам деления напряжения, которые позволяли вам выбирать шкалу так, чтобы показания оставались в пределах диапазона аналоговых счетчиков.

    3. Токовые шунты: Это маломощные резисторы, которые используются для измерения токов, не оказывая значительного влияния на тестируемую цепь.У них низкие значения резистора и высокая номинальная мощность. В этом методе измеряемый ток проходит через резистор и измеряется падение напряжения на резисторе. Как только мы узнаем падение напряжения и номинал резистора, мы можем использовать закон Ома (V = IR) для вычисления значения тока.

    4. Подтягивающие и понижающие резисторы: Подтягивающие или понижающие резисторы обычно используются в цифровых схемах для определения состояния вывода по умолчанию.Рассмотрим, например, входной вывод микроконтроллера, когда на него не подается напряжение или к нему подключена цепь, вывод может читать либо 1, либо 0, это состояние называется плавающим выводом. Чтобы избежать этой ситуации, контакт обычно подтягивают вверх, подключая резистор к VCC, или опускают, подключая резистор к земле. Номинал резистора здесь обычно составляет 10 кОм.

    5. Датчики: Может показаться подавляющим, но самые простые датчики представляют собой не что иное, как переменные резисторы.Некоторыми примерами могут быть LDR, Flex Sensor и т. Д.

    LDR - это, например, специальные резисторы, сопротивление которых зависит от количества падающего на них света. Резистивным материалом, который придает им это особое свойство, является дисульфид кадмия. Они используются в ночных лампах и детекторах темноты.

    Что следует помнить при использовании резистора

    1. Рассеиваемая мощность: Опять же, никогда не выбирайте резистор с номинальной мощностью меньше той, которую вы собираетесь пропустить через него.Хорошее практическое правило - выбирать резистор с номинальной мощностью как минимум в два раза выше.

    2. Температурные коэффициенты: Это очень важно иметь в виду при работе с резисторами, которые используются с большим током или высокими температурами, поскольку сопротивление довольно сильно изменяется. Существует два типа температурного коэффициента: один называется NTC (отрицательный температурный коэффициент), а другой - PTC (положительный температурный коэффициент).Для NTC сопротивление резистора будет уменьшаться по мере увеличения температуры вокруг него, а для PTC сопротивление резистора будет увеличиваться с увеличением температуры вокруг него. Это свойство также используется некоторыми датчиками, например термисторами, для измерения температуры.

    Заключение

    Резисторы , какими бы простыми они ни казались, но их применение безгранично, вы даже можете построить ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь), но просто используя метод резистора (R2R).Будь то простая схема усиления операционного усилителя или сложная схема переключения. Резистор играет жизненно важную роль. В этой статье мы коснулись всех основ резисторов , и это должно заставить вас чувствовать себя комфортно, пытаясь проанализировать функцию резистора, когда вы смотрите на схему.

    .

    Что такое резистор? (с рисунками)

    Резистор - это компонент цепи, который препятствует прохождению электрического тока. Он имеет два вывода, через которые должно проходить электричество, и предназначен для снижения напряжения тока, когда он течет от одного вывода к другому. Резисторы в основном используются для создания и поддержания известных безопасных токов в электрических компонентах.

    Резисторы - это электрические устройства, управляющие протеканием тока через цепь.

    Сопротивление измеряется в омах по закону Ома. Этот закон гласит, что электрическое сопротивление равно падению напряжения на выводах резистора, деленному на приложенный ток. Высокое сопротивление указывает на высокое сопротивление току. Этот рейтинг можно записать по-разному - например, 81R представляет 81 Ом, а 81K представляет 81000 Ом.

    Электрическое сопротивление было обнаружено немецким физиком Георгом Омом в 19 веке и с тех пор измеряется в омах.

    Величина сопротивления резистора определяется его физической конструкцией. Резистор из углеродной композиции имеет резистивный углерод, упакованный в керамический цилиндр, в то время как резистор из углеродной пленки состоит из аналогичной керамической трубки, но имеет проводящую углеродную пленку, намотанную снаружи. Металлопленочные или металлооксидные резисторы изготавливаются примерно так же, но из металла вместо углерода.Резистор с проволочной обмоткой, сделанный из металлической проволоки, обернутой вокруг трубки из глины, пластика или стекловолокна, обеспечивает сопротивление при более высоких уровнях мощности. Те, которые используются для приложений, которые должны выдерживать высокие температуры, обычно изготавливаются из таких материалов, как металлокерамика, металлокерамический композит или тантал, редкий металл, чтобы они могли выдерживать тепло.

    Переменный резистор может управлять потоками электричества на определенном уровне, а также ниже этого уровня.

    Резисторы покрыты краской или эмалью или покрыты формованным пластиком для их защиты. Поскольку они часто слишком малы для написания, для их идентификации используется стандартизированная система цветового кодирования. Первые три цвета представляют значение в омах, а четвертый указывает допуск, или насколько близок резистор в процентах к его значению в омах. Это важно по двум причинам: характер его конструкции неточен, и если он используется выше максимального тока, значение может измениться или сам блок может сгореть.

    Переменные резисторы можно регулировать для изменения уровня сопротивления.

    Каждый резистор попадает в одну из двух категорий: фиксированный или переменный. Постоянный резистор имеет заранее определенную величину сопротивления току, а переменный резистор можно регулировать для получения различных уровней сопротивления.Переменные резисторы также называются потенциометрами и обычно используются в качестве регуляторов громкости на аудиоустройствах. Реостат - это переменный резистор, созданный специально для работы с большими токами. Существуют также металлооксидные варисторы, которые изменяют свое сопротивление в ответ на повышение напряжения; термисторы, которые повышают или понижают сопротивление при повышении или понижении температуры; и светочувствительные резисторы.

    Резистор - это электронный компонент, который может снизить напряжение в цепи и поток электрического тока..

    Что такое резистор

    Что такое резистор и расчет резистора.

    Что такое резистор

    Резистор - это электрический компонент, который снижает электрический ток.

    Способность резистора уменьшать ток называется сопротивлением и измеряется в омах (символ: Ω).

    Если мы проводим аналогию с потоком воды по трубам, резистор представляет собой тонкую трубку, которая уменьшает поток воды.

    Закон Ома

    Ток резистора I в амперах (А) равен напряжению резистора В в вольтах (В)

    разделить на сопротивление R в омах (Ω):

    Потребляемая мощность резистора P в ваттах (Вт) равна току резистора I в амперах (A)

    раз больше напряжения резистора В в вольтах (В):

    P = I × V

    Потребляемая мощность резистора P в ваттах (Вт) равна квадрату тока резистора I в амперах (A)

    -кратное сопротивление резистора R Ом (Ом):

    P = I 2 × R

    Потребляемая мощность резистора P в ваттах (Вт) равна квадрату напряжения резистора В в вольтах (В)

    деленное на сопротивление резистора R в омах (Ом):

    P = V 2 / R

    Сопротивления параллельно

    Суммарное эквивалентное сопротивление резисторов, включенных параллельно R Всего определяется по формуле:

    Таким образом, когда вы добавляете резисторы параллельно, общее сопротивление уменьшается.

    Резисторы серии

    Суммарное эквивалентное сопротивление резисторов в серии R Всего - это сумма значений сопротивления:

    R всего = R 1 + R 2 + R 3 + ...

    Таким образом, когда вы добавляете резисторы последовательно, общее сопротивление увеличивается.

    Размеры и материал влияет на

    Сопротивление резистора R в Ом (Ом) равно удельному сопротивлению ρ в ом-метрах (Ом ∙ м), умноженной на длину резистора l в метрах (м), деленную на площадь поперечного сечения резистора A в квадратных метрах (м 2 ):

    Образ резистора

    Условные обозначения резисторов

    Код цвета резистора

    Сопротивление резистора и его допуски обозначены на резисторе полосами цветового кода, которые обозначают значение сопротивления.

    Есть 3 типа цветовых кодов:

    • 4 полосы: цифра, цифра, множитель, допуск.
    • 5 полос: цифра, цифра, цифра, множитель, допуск.
    • 6 диапазонов: цифра, цифра, цифра, множитель, допуск, температурный коэффициент.
    Расчет сопротивления 4-х полосного резистора

    R = (10 × цифр 1 + цифр 2 ) × множитель

    Расчет сопротивления 5-ти или 6-ти полосного резистора

    R = (100 × цифр 1 + 10 × цифр 2 + цифр 3 ) × множитель

    Типы резисторов

    Резистор Резисторы SMT / SMD Сеть резисторов
    Переменный резистор Переменный резистор с регулируемым сопротивлением (2 клеммы)
    Потенциометр Потенциометр с регулируемым сопротивлением (3 клеммы)
    Фоторезистор Снижает сопротивление при воздействии света
    Резистор мощности силовой применяется в цепях большой мощности и имеет большие габариты.
    Резистор для поверхностного монтажа

    (SMT / SMD)

    имеют небольшие габариты. Резисторы устанавливаются на печатную плату (PCB), этот метод быстрый и требует небольшой площади платы.
    Резистор сетевой - это микросхема, содержащая несколько резисторов с одинаковыми или разными номиналами.
    Резистор угольный
    Чип резистор
    Металлооксидный резистор
    Керамический резистор

    Подтягивающий резистор

    В цифровых схемах подтягивающий резистор представляет собой обычный резистор, подключенный к источнику высокого напряжения (например,g + 5V или + 12V) и устанавливает уровень входа или выхода устройства на «1».

    Подтягивающий резистор устанавливает уровень на «1», когда вход / выход отключен. Когда вход / выход подключен, уровень определяется устройством и отменяет подтягивающий резистор.

    Понижающий резистор

    В цифровых схемах понижающий резистор - это обычный резистор, который подключен к земле (0 В) и устанавливает уровень входа или выхода устройства на «0».

    Понижающий резистор устанавливает уровень на «0», когда вход / выход отключен.Когда вход / выход подключен, уровень определяется устройством и перекрывает понижающий резистор.

    Электрическое сопротивление ►


    См. Также

    .

    Как работают резисторы? Что внутри резистора?

    Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 сентября 2020 г.

    Когда ты впервые узнаешь об электричестве, вы обнаружите, что материалы делятся на две основные категории, называемые проводниками и изоляторы. Проводники (например, металлы) пропускают электричество через их; изоляторы (такие как пластмассы и дерево) обычно не работают. Но Нет ничего проще, правда? Любое вещество будет вести электричество, если на него подать достаточно большое напряжение: даже воздух, который обычно является изолятором, внезапно становится проводником, когда в облаках нарастает мощное напряжение - вот что делает молния.Вместо того, чтобы говорить о проводниках и изоляторах, это часто яснее говорить о сопротивлении: легкость, с которой что нибудь позволит электричеству течь через него. У проводника низкое сопротивление, в то время как изолятор имеет гораздо большее сопротивление. Устройства под названием резисторы позволяют вводить точно контролируемые величины сопротивления в электрические цепи. Давайте подробнее разберемся, что это такое и как они работают!

    Фото: четыре типичных резистора, установленных бок о бок в электронной схеме.Резистор работает, преобразуя электрическую энергию в тепло, которое рассеивается в воздухе.

    Что такое сопротивление?

    Электричество течет через материал, переносимый электронами, крошечные заряженные частицы внутри атомов. В широком смысле говоря, материалы, которые хорошо проводят электричество, - это те, которые позволяют электронам свободно течь. через них. В металлах, например, атомы заперты в прочная кристаллическая структура (немного похожа на металлическую подъемную раму в детская площадка). Хотя большинство электронов внутри этих атомов закрепленные на месте, некоторые из них могут проходить сквозь конструкцию, унося с собой электричество.Вот почему металлы - хорошие проводники: металл относительно небольшое сопротивление протекающим через него электронам.

    Анимация: Электроны должны проходить через материал, чтобы переносить через него электричество. Чем тяжелее электронам течь, тем больше сопротивление. Металлы обычно имеют низкое сопротивление потому что электроны могут легко проходить через них.

    Пластмассы совсем другие. Хотя часто они твердые, у них нет того же кристаллическая структура.Их молекулы (которые обычно очень длинные повторяющиеся цепи, называемые полимерами), связаны между собой в такие способ, которым электроны внутри атомов полностью заняты. Там Короче говоря, нет свободных электронов, которые могут перемещаться в пластике. проводить электрический ток. Пластик - хорошие изоляторы: кладут до высокого сопротивления протекающим через них электронам.

    Это все немного расплывчато для такого предмета, как электроника, которая требует точного контроля электрических токов. Вот почему мы определяем сопротивление, точнее, напряжение в вольтах, необходимое для через цепь протекает ток 1 ампер.Если требуется 500 вольт для сделать расход 1 ампер, сопротивление 500 Ом (написано 500 Ом). Ты можешь увидеть это соотношение, записанное в виде математического уравнения:

    V = I × R

    Это известно как закон Ома для немецкого языка. физик Георг Симон Ом (1789–1854).

    Фото: Используя такой мультиметр, вы можете автоматически определить сопротивление электронного компонента; измеритель пропускает через компонент известный ток, измеряет напряжение на нем и использует закон Ома для расчета сопротивления.Хотя мультиметры достаточно точны, вы должны помнить, что провода и щупы также имеют сопротивление, которое внесет ошибку в ваши измерения (чем меньше сопротивление, которое вы измеряете, тем больше вероятная ошибка). Здесь я измеряю сопротивление громкоговорителя в телефоне, которое, как вы видите на цифровом дисплее, составляет 36,4 Ом. Вставка: переключатель на мультиметре позволяет мне измерять различные сопротивления (200 Ом, 2000 Ом, 20K = 20000 Ом, 200K = 200000 Ом и 20M = 20 миллионов Ом).

    Сопротивление бесполезно?

    Сколько раз вы слышали такое в фильмах о плохих парнях? Это часто верно и в науке. Если материал имеет высокое сопротивление, он означает, что электричеству будет сложно пройти через него. Чем больше электричеству приходится бороться, тем больше энергии потрачено впустую. Это звучит вроде плохая идея, но иногда сопротивление далеко не «бесполезно» и на самом деле очень полезно.

    Фото: нить накаливания внутри старой лампочки.Это очень тонкий провод с умеренным сопротивлением. Он нагревается, поэтому ярко светится и излучает свет.

    В лампочке старого образца, например, электричество проходит через очень тонкий кусок проволоки называется нитью. Провод такой тонкий, что электричество действительно нужно бороться, чтобы пройти через это. Это делает провод чрезвычайно горячий - настолько сильно, что излучает свет. Без сопротивление, такие лампочки не работают. Конечно недостаток в том, что приходится тратить огромное количество энергии на нагрев нить.Такие старые лампочки зажигают свет, тепло, поэтому их называют лампами накаливания; Новые энергоэффективные лампочки излучают свет, не выделяя много тепла, благодаря совершенно иному процессу флуоресценции.

    Тепло, которое выделяют нити, не всегда тратится впустую. В таких приборах, как электрические чайники, электрические радиаторы, электрические души, кофеварки и тостеры, есть более крупные и прочные версии волокон, называемые нагревательные элементы. Когда через них протекает электрический ток, они получают достаточно горячей, чтобы вскипятить воду или приготовить хлеб.В нагревательных элементах, по крайней мере, сопротивление далеко не бесполезно.

    Сопротивление также полезно в таких вещах, как транзисторные радиоприемники и телевизор. наборы. Предположим, вы хотите уменьшить громкость на телевизоре. Ваш ход ручка громкости, и звук становится тише, но как это происходит? Регулятор громкости на самом деле является частью электронного компонента, называемого переменный резистор. Если вы уменьшите громкость, вы на самом деле повышение сопротивления в электрической цепи, которая приводит в движение громкоговоритель телевизора. Когда вы включаете сопротивление, электрический ток, протекающий по цепи, уменьшается.С меньшим током, для питания громкоговорителя меньше энергии, поэтому звук тише.

    Фотография: «Переменный резистор» - это очень общее название компонента, сопротивление которого можно изменять перемещение диска, рычага или какого-либо элемента управления. Более конкретные виды переменных резисторов включают потенциометры (небольшие электронные компоненты с тремя выводами) и реостаты (обычно намного больше и сделанные из нескольких витков скрученного провода со скользящим контактом, который перемещается по катушкам, чтобы «отвести» некоторую часть сопротивления) .Фотографии: 1) Маленький переменный резистор, действующий как регулятор громкости в транзисторном радио. 2) Два больших реостата от электростанции. Вы можете увидеть регуляторы набора, которые "отталкивают" большее или меньшее сопротивление. Фото Джека Баучера из журнала Historic American Engineering Record любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

    Как работают резисторы

    Люди, производящие электрические или электронные схемы рабочие места часто нуждаются в точном сопротивлении. Они могут сделайте это, добавив крошечные компоненты, называемые резисторами.Резистор - это маленький пакет сопротивления: подключите его к цепи, и вы уменьшите ток на точную величину. Снаружи все резисторы выглядят более-менее то же самое. Как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице, резистор - это короткий червеобразный компонент с цветными полосами на сторона. Он имеет два соединения, по одному с каждой стороны, поэтому вы можете зацепить это в цепь.

    Что происходит внутри резистора? Если вы сломаете одну открытую и соскоблите внешнее покрытие изоляционной краски, вы можете увидеть изолирующий керамический стержень, проходящий через середину с медной проволокой, обернутой вокруг.Такой резистор называют проволочным. Количество витков меди регулирует сопротивление очень точно: чем больше витков меди, тем тоньше медь, тем выше сопротивление. В резисторах меньшего номинала предназначен для схем малой мощности, медная обмотка заменена на спиральный узор из углерода. Такие резисторы намного дешевле марки и называются карбон-пленкой. Как правило, резисторы с проволочной обмоткой более точны и стабильны при более высоких рабочих температурах.

    Фото: внутри резистора с проволочной обмоткой.Разломайте пополам, соскребите краску, и вы сможете отчетливо увидеть изолирующий керамический сердечник и проводящий медный провод, обернутый вокруг него.

    Как размер резистора влияет на его сопротивление?

    Предположим, вы пытаетесь протолкнуть воду через трубу. Различные виды трубок будут более или менее кстати, так что более толстая труба будет сопротивляться воде меньше, чем более тонкая и более короткая труба будет оказывать меньшее сопротивление, чем более длительное. Если вы заполните трубу, скажем, галькой или губкой, вода будет по-прежнему просачиваться через него, но гораздо медленнее.Другими словами, длина, площадь поперечного сечения (площадь вы смотрите в трубу, чтобы увидеть, что внутри), и все, что внутри трубы, влияет на ее сопротивление воде.

    Электрические резисторы очень похожи - на них действуют те же три фактора. Если вы сделаете провод тоньше или длиннее, электронам будет труднее перемещаться по нему. И, как мы уже видели, электричеству труднее проходить через одни материалы (изоляторы), чем через другие (проводники). Хотя Георг Ом наиболее известен тем, что связывает напряжение, ток и сопротивление, он также исследовал взаимосвязь между сопротивлением и размером и типом материала, из которого изготовлен резистор.Это привело его к другому важному уравнению:

    R = ρ × L / A

    Проще говоря, сопротивление (R) материала увеличивается с увеличением его длины (поэтому более длинные провода обеспечивают большее сопротивление) и увеличивается с уменьшением его площади (более тонкие провода обеспечивают большее сопротивление). Сопротивление также связано с типом материала, из которого изготовлен резистор, и это обозначено в этом уравнении символом ρ, который называется удельным сопротивлением и измеряется в единицах Ом · м (омметры).У разных материалов очень разные удельные сопротивления: проводники имеют гораздо меньшее удельное сопротивление, чем изоляторы. При комнатной температуре алюминий имеет сопротивление около 2,8 x 10 -8 Ом · м, тогда как медь (лучший проводник) значительно ниже - 1,7 -8 Ом · м. Кремний (полупроводник) имеет удельное сопротивление около 1000 Ом · м, а стекло (хороший изолятор) измеряет около 10 12 Ом · м. Из этих цифр видно, насколько разные проводники и изоляторы обладают способностью переносить электричество: кремний примерно в 100 миллиардов раз хуже, чем медь, а стекло снова примерно в миллиард раз хуже!

    Диаграмма: Хорошие проводники: сравнение удельного сопротивления 10 обычных металлов и сплавов с удельным сопротивлением серебра при комнатной температуре.Например, вы можете видеть, что нихром, сплав, используемый в нагревательных элементах, имеет примерно в 66 раз большее сопротивление, чем аналогичный кусок серебра. Данные из разных источников.

    Сопротивление и температура

    Сопротивление резистора непостоянно, даже если это определенный материал фиксированной длины и площади: оно постоянно увеличивается с до по мере увеличения температуры. Зачем? Чем горячее материал, тем сильнее его атомы или ионы качаются и тем труднее электроны должны пробираться сквозь них, что приводит к более высокому электрическому сопротивлению.Говоря в широком смысле, удельное сопротивление большинства материалов линейно увеличивается с температурой (поэтому, если вы увеличите температура на 10 градусов, удельное сопротивление увеличивается на определенную величину, а если его увеличивать еще на 10 градусов удельное сопротивление снова возрастает на ту же величину). Если вы охладите материал , вы снизите его удельное сопротивление, а если охладите его до чрезвычайно низкого температуры, иногда можно заставить сопротивление вообще исчезнуть. как сверхпроводимость.

    Диаграмма: Сопротивление материала увеличивается с температурой. На этой диаграмме показано, как удельное сопротивление (основное сопротивление материала, независимо от его длины или площади) увеличивается почти линейно при повышении температуры от абсолютного нуля до примерно 600 К (327 ° C) для четырех обычных металлов. Построено с использованием исходных данных из «Удельное электрическое сопротивление выбранных элементов» П. Десаи и др., J. Phys. Chem. Ref. Data, Том 13, № 4, 1984 г. и «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра» Р.Matula, J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol 8, No. 4, 1979, любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий США. Открытые данные.

    .

    Смотрите также