Резистор простым языком: что это такое, устройство, принцип работы, виды

Что такое резистор?

Название этого электронного элемента происходит от латинского слова resist — сопротивляться. То есть это пассивный элемент, используемый в электрических цепях, действие которого основано на сопротивлении току. Главная особенность этого электронного компонента — его электрическое сопротивление.

Пассивность этого электронного компонента означает, что его основная функция — поглощать электрическую энергию. В отличие от активных элементов электроники, он ничего не генерирует, а только пассивно рассеивает электричество, превращая его в тепло. В схемах замещения сопротивление является основным параметром, а емкость и индуктивность — паразитными величинами.

Применение

Резисторы используются во всех электрических цепях для установления требуемых значений тока в цепях, чтобы гасить колебания в различных фильтрах, таких как делители напряжения и т.д.

Резисторы выполняют функции нагрузки в резистивных цепях, используются как делители напряжения (см. Рисунок ниже) и тока, являются фильтрующими элементами, используются для формирования импульсов, действуют как шунты и многое другое. Сегодня сложно представить электрическую цепь, в которой больше не задействованы резистивные элементы.

Рис. 1. Пример использования резисторов в схеме делителя напряжения

Ни одно электронное устройство не работает без резисторов.

Техническое обозначение

В электронных схемах и технической документации обозначение резистора принято в виде латинской буквы R, независимо от того, как она устроена. Рядом с буквой подписывается обозначение изделия по Международной системе единиц (СИ) и его серийный номер. Например, R21 150 кОм означает, что радиокомпонент имеет 21 цифру в спецификациях схемы, а его значение сопротивления составляет 150 кОм.

Условно графическое обозначение обычно представляют по ГОСТ 2.728-74 ЕСКД. Согласно ему резистор изображается в виде прямоугольника, от каждого центра боковых граней которого проведена прямая линия, обозначающая выход.

Если необходимо дополнительно указать рассеиваемую мощность элемента, в центре прямоугольника ставятся прочерки или римские цифры. Например, одна прямая полоса указывает на максимально допустимую рассеиваемую мощность 0,25 Вт, а две римские цифры указывают на максимально допустимую рассеиваемую мощность 2 Вт. Это обозначение резистора принято в Европе и бывшем СССР, а в Соединенных Штатах оно изображено как ломаная линия.

В случае регулируемого резистора стрелка нарисована вверх, указывая на подвижный контакт. Также, чтобы подчеркнуть особенности конструкции, прямоугольник перечеркнут косой линией, внизу которой нарисована полочка. Рядом с ним помещается буква, которая выступает в качестве классификатора элемента. Например, U обозначает варистор, P обозначает тензодатчик.

На корпусе самого резистора нанесен буквенно-цифровой код или нарисованы цветные полосы. Эта маркировка необходима для того, чтобы можно было определить номинал резистора, не прибегая к измерениям и схемам.

Число в коде указывает сопротивление в Ом, а буква после него указывает множитель. В обозначении полоски используется принцип, что каждый цвет полоски соответствует своему порядку. Например, красный — двойка, зеленый — пятерка. Первые две полоски указывают номинал, третья — множитель, четвертая и пятая — допуск.

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Наглядный пример того, как работает резистор

С помощью резистора в электрической цепи ограничивают ток, получая нужное значение. По закону Ома, чем больше сопротивление стабильному напряжению, тем меньше ток.

Закон Ома выражается формулой U = I * R, где:

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

Резисторы также работают как:

• преобразователи ток-напряжение и наоборот;
• делители напряжения, это свойство используется в измерительных приборах;
• элементы для уменьшения или полного устранения радиопомех.

Как измерить сопротивление резистора

У любого резистора есть сопротивление. Кто не знает, что такое сопротивление и как его измеряют, срочно читаем эту статью. Сопротивление измеряется в Ом. Но как узнать сопротивление резистора? Есть прямые и косвенные методы.

Прямой метод самый простой. Нам нужно взять мультиметр и измерить только сопротивление резистора. Давайте посмотрим, как все это выглядит. Беру мультиметр, ставлю ручку измерения сопротивления и цепляюсь за выводы резистора.

измерение сопротивления

Я взял сопротивление на 1 кОм. Он мне показал 976 Ом, что в принципе тоже нормально, так как у таких резисторов всегда есть некоторая погрешность.

Косвенным методом измерения является то, что мы рассчитаем сопротивление резистора по закону Ома.

формула сопротивления по закону Ома

Следовательно, чтобы узнать сопротивление резистора, нам нужно разделить напряжение на резисторе на ток, протекающий через резистор. Все очень просто!

Допустим, я хочу узнать сопротивление нити накала лампочки, когда она излучает свет. Думаю, некоторые из вас знают, что сопротивление холодной и горячей вольфрамовой нити — это совершенно разные сопротивления. Я не могу измерить вольфрамовую нить накаливания лампы накаливания с помощью мультиметра в режиме измерения сопротивления, не так ли? Поэтому эта формула нам очень подходит

Давайте выясним на собственном опыте. У меня есть лабораторный блок питания, который сразу показывает напряжение и ток, протекающие через нагрузку. Беру лампу, выставляю на блоке питания напряжение, которое написано на самой лампе, и подключаю к клеммам блока питания.

потребление тока лампами накаливания

Таким образом, получается, что на выводах лампы теперь напряжение 12 Вольт, а ток, протекающий в цепи, а значит, и через лампу, равен 0,71 Ампера.

Получаем, что сопротивление нити лампы накаливания в этом случае равно

Принцип работы резистора простым языком

Все электронные устройства состоят из радиодеталей, которые делятся на два основных типа: активные и пассивные.

Активные усиливают электрические сигналы. Слабый входной сигнал генерирует сильный выходной сигнал. В этом случае коэффициент усиления больше единицы.

Резистор относится к пассивному типу деталей, у которого коэффициент усиления меньше единицы.

В советское время резисторы называли резисторами. В наши дни эти детали называют резисторами. Это происходит потому, что все детали, используемые в электронике, имеют сопротивление. Чтобы не запутаться, активные резисторы были названы резисторами.

Все проводники имеют сопротивление, которое считается вредным, так как это приводит к нагреву элемента, через который протекает ток. Также пропадает электричество. Сопротивление резистора полезно. Он нагревается и отдает тепло. По этому принципу работают печи и лампы, используемые в повседневной жизни.

Физическая сущность

Изучение электричества учеными привело к выводу, что есть что-то, что препятствует прохождению свободных зарядов через материю. Способность тела пропускать через себя электрический ток получила название электрической проводимости. Как позже выяснилось, это определяется количеством свободных зарядов, присутствующих в структуре элемента, характером внешнего воздействия и физическими размерами тела. Все существующие вещества были разделены на три типа:

• проводники;
• полупроводники;
• диэлектрики.

В первую группу входят материалы, при прохождении через которые величина электрического тока практически не уменьшается. Это все металлы и электролиты. Ко второй группе относятся элементы, проводимость которых существенно меняется при воздействии внешних факторов, таких как температура, свет, электромагнитное излучение. Например, кремний, германий, селен. Диэлектрики — это вещества, которые почти полностью поглощают энергию электронов, то есть преобразуют электрическую энергию в тепло. Яркими представителями этой группы являются: резина, пластик, композиционные материалы (текстолит, гетинакс, второпласт).

С развитием электротехники и созданием различных электронных устройств были разработаны как пассивные, так и активные элементы. При этом их важнейшей чертой всегда было сопротивление. Радиокомпонент, который использует способность материалов по-разному проводить ток, был назван резистором.

Это слово происходит от латинского resisto, что в дословном переводе на русский язык звучит как «сопротивляться». Его правильное определение, которое можно найти в специальной литературе, выглядит следующим образом: «Резистор или сопротивление — это пассивный радиокомпонент в электрической цепи, характеризующийся постоянным или переменным значением проводимости. Он предназначен для преобразования силы тока в разность потенциалов или наоборот».

Полупроводниковые резисторы

Это полупроводниковые приборы с двумя проводниками, с зависимостью электрического сопротивления от параметров окружающей среды: температуры, освещения, напряжения и т.д. Для изготовления таких деталей используются легированные примесью полупроводниковые материалы, вид которых определяет зависимость проводимости от внешних воздействий.

Полупроводниковые резистивные элементы бывают следующих типов:

1. Линейное сопротивление. Изготовленный из легколегированного материала, этот элемент имеет низкую зависимость сопротивления от внешних воздействий в широком диапазоне напряжений и токов, чаще всего используется при изготовлении интегральных схем.
2. Варистор — это элемент, сопротивление которого зависит от напряженности электрического поля. Это свойство варистора определяет область его применения: для стабилизации и регулирования электрических параметров устройств, для защиты от перенапряжения, для других целей.
3. Термистор. Этот тип нелинейного резистивного элемента может изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Существует два типа термисторов: термистор, сопротивление которого уменьшается с увеличением температуры, и позистор, сопротивление которого увеличивается с увеличением температуры. Термисторы используются там, где важен постоянный контроль температурного процесса.
4. Фоторезистор. Сопротивление этого устройства изменяется под действием светового потока и не зависит от приложенного напряжения. При производстве используются свинец и кадмий, в некоторых странах это стало причиной отказа от использования этих деталей по экологическим причинам. Сегодня фоторезисторы менее востребованы, чем фотодиоды и фототранзисторы, используемые в аналогичных агрегатах.
5. Экстензометр. Этот элемент сконструирован таким образом, чтобы можно было изменять свое сопротивление в зависимости от внешнего механического воздействия (деформации). Он используется в сборках, которые преобразуют механическое напряжение в электрические сигналы.

Полупроводниковые элементы, такие как линейные резисторы и варисторы, слабо зависят от внешних факторов. Для тензодатчиков, термисторов и фоторезисторов зависимость характеристик от удара сильная.

Полупроводниковые резисторы представлены на схеме интуитивно понятными символами.

Устройство и принцип работы

Конструкция фиксированного резистора довольно проста. Они состоят из керамической трубки, на которую намотана проволока или нанесена резистивная пленка с определенным сопротивлением. На концах трубы вставляются металлические заглушки с приварными выводами для поверхностного монтажа. Для защиты слоя используется лакокрасочное покрытие.

Структуру этих элементов можно понять из рисунка 2 ниже.

В большинстве моделей эта конструкция традиционно сохраняется, но сегодня существуют различные типы резисторов, в которых используется резистивный материал, конструкция которых немного отличается от конструкции, описанной выше.

Рис. 2. Структура резистора

Современное электронное оборудование заполнено печатными платами, заполненными миниатюрными деталями. Поскольку тенденция к снижению электронных устройств продолжается, требования по уменьшению размеров также коснулись резисторов. Беспроводные резисторы идеально подходят для этих целей. Они просты в изготовлении, а их номинальная мощность соответствует характеристикам цепей малой мощности.

Казалось бы, эра проволочных резисторов постепенно уходит в прошлое. Однако это не так. Спрос на проволочные резисторы сохраняется в тех областях, где транзисторы с металлической пленкой или композитным резистивным слоем не справляются с мощностью электрических цепей.

Для беспроводных резисторов используются следующие резистивные материалы:

• нихром;
• манганин;
• константан;
• никелин;
• оксиды металлов;
• металлические диэлектрики;
• углерод и другие материалы.

Перечисленные вещества обладают высоким удельным сопротивлением. Это позволяет изготавливать электронные компоненты с очень маленькими корпусами при сохранении номинальных значений.

Размеры и форма корпусов, кабелей современных резисторов соответствуют стандартам, разработанным для автоматической сборки печатных схем. Чтобы надежно соединить шлейфы пайкой, шлейфы деталей проходят процесс лужения.

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

Рис. 3. Регулирующие резисторы
Рис. 4. Подстроечные резисторы

Принцип работы.

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

Подбирая резисторы соответствующего номинала, можно изменять значения тока и напряжения на участках схемы. Например, увеличивая сопротивление резистора, включенного последовательно на участке цепи, можно пропорционально уменьшить силу тока.

Условно резистор можно представить как узкую горловину на участке трубки, по которому течет определенная жидкость (см. Рис. 5). На выходе из шеи давление будет ниже, чем на входе. Более или менее то же самое происходит с потоком заряженных частиц: чем выше сопротивление, тем слабее ток на выходе резистора.

Рис. 5. Принцип работы

Виды

Мы уже упоминали два типа резисторов, различающихся конструкцией: постоянные, у которых сопротивление статическое (допускается незначительное отклонение параметров при нагревании элемента) и переменные. К последним можно добавить подвид переменных резисторов (полупроводниковые резисторы) — нелинейные.

Сопротивление нелинейных компонентов широко варьируется под влиянием различных факторов:

• перепады температуры (термисторы);
• яркость света (фоторезисторы);
• колебания напряжения (варисторы);
• деформации (тензодатчики);
• напряженность электрического поля (магниторезисторы);
• от протекающего заряда (мемристоры).

По типу резистивного материала классификация может быть следующей:

• проволочные резисторы (рис. 6);
• композиционный;
• металлическая пленка (рис. 7);
• оксид металла (отличается стабильностью параметров);
• углерод (углеродостойкость);
• полупроводник, использующий резистивные полупроводниковые материалы (может быть как линейным, так и переменным).

Рис. 6. Проволочные резисторы
Рис. 7. Перманентные пленочные компоненты SMD

Разница между компонентами пленки smd и деталями из композитных материалов заключается в способах изготовления. Композитные детали производятся прессованием композитных смесей, а пленочные детали — напылением на изолирующую подложку.

В монокристаллических интегральных микросхемах путем трафаретной печати или вакуумного напыления создаются встроенные интегральные резисторы.

По своему назначению резисторы делятся на детали общего назначения и компоненты специального назначения:

• точность и сверхточность (высокоточные детали с допуском отклонений параметров от 0,001% до 1%);
• высокое сопротивление (от десятков МОм до разных объемов);
• высокая частота, способная работать на частотах до сотен МГц;
• высокое напряжение с рабочим напряжением до десятков кВ.

Детали также можно классифицировать по другим критериям, например, по типу защиты от влаги или способу установки: литые или навесные.

Fly FS551 проблема с тачскрином

SMD резисторы

Если вы посмотрите на материнскую плату компьютера, вы можете увидеть другую конструкцию резисторов (и других частей тоже). Это устройство поверхностного монтажа (SMD), предназначенное для установки на поверхность платы.

Через отверстие монтируется традиционный резистор с проволочной обмоткой).

В этом случае резисторы SMD выглядят как «кирпичи» разного размера без проводов. Кабели в данном случае представляют собой концы кирпича, покрытые сваркой.

При использовании SMD-компонентов увеличивается плотность монтажа, уменьшается размер изделий, отпадает необходимость сверлить в плате сотни отверстий.

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

Выбор SMD требуемого типоразмера осуществляется исходя из требуемой рассеиваемой мощности. Здесь применима та же физика: чем больше размер, тем большую мощность может рассеять резистор. Размеры резисторов SMD и рассеиваемая мощность приведены в таблице.

Конструктивно резистор SMD представляет собой кусок той же керамики в форме параллелепипеда с нанесенной на его поверхность резистивной пленкой. Толщина и состав резистивных пленок могут быть разными.

Условно резисторы SMD делятся на толстопленочные (10-70 мкм) и тонкопленочные (единицы микрометры и менее), которые различаются технологией изготовления. Резистивные пленки могут быть изготовлены из нихрома, нитрида тантала, оксида свинца и других материалов. Точная настройка значения сопротивления выполняется с помощью лазерного луча.

Резистивный слой сверху защищен защитным слоем с нанесенной на него маркировкой.

В качестве перемычек используются SMD-резисторы с нулевым сопротивлением.

Номиналы резисторов

Элементы имеют собственные допуски по отклонениям номинального сопротивления. По допускам номиналы резисторов делятся на 3 строки, которые обозначаются: E6, E12 и E24.

Компоненты серии E6 имеют допуск ± 20%; Серия Е12 — ± 10% и серия Е24 — ± 5%.

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

Области применения резисторов

Элемент используется для ограничения тока в цепи электроприбора. Они используются практически везде. Наиболее распространенные области применения:

1. Ограничение тока для цепей питания со светодиодами.
2. Использование резистора в качестве делителя напряжения в сети.
3. Установка текущей мощности для транзисторов.

Существует множество применений резисторов, несмотря на простоту их действия и свойства. Они находят свою нишу практически в любой схеме и используются для сложных и простых схем.

Резистор — один из основных элементов электрической схемы. Именно из его исследования необходимо овладеть электротехникой. Он прост в использовании, но остается самым популярным в проектировании электрических схем.

Виды соединения резисторов

Различают три типа подключения резистора:

• параллельный;
• последовательный;
• смешанный.

Для последовательного подключения конец одного резистора должен быть припаян к началу другого и далее по цепи. Поскольку компоненты подключаются друг за другом и пропускают общий ток, проводник необходимо правильно припаять. Количество подключенных таким образом проводов повлияет на ток и обеспечит общее сопротивление.

Этим отличается параллельное соединение элементов. Все они сходятся в одной точке в начале и в другой точке в конце. В этом случае через каждый элемент протекает свой ток, а значит, сопротивление уменьшается. Смешанное соединение сочетает в себе оба вышеперечисленных варианта, а окончательный расчет сопротивления рассчитывается путем разделения цепи на простые участки.

Маркировка

Раньше случаи выносливости помечались рейтингом, рядом, силой действия и серийным номером. Что касается миниатюризации деталей, то перешли на цветовую кодировку. Параметры сопротивления обозначены цветными кольцами (см. Рис. 8).

Рис. 8. Цветовое кодирование

Если на корпусе 3 петли, то первые две указывают на величину сопротивления, третья — множитель, а допустимое отклонение составляет 20%.

Если на корпусе 4 кольца, значения первых трех такие же, как в предыдущем примере, а четвертое кольцо указывает величину отклонения.

Пять колец: первые 3 указывают величину сопротивления, четвертая позиция — множитель, а пятая — допуск.

На сверхточные детали нанесено 6 цветных полосок: первые три указывают значение сопротивления, полоса в четвертой позиции — множитель, а пятое кольцо — допустимое отклонение.

Каждому цвету присваивается определенный номер (от 0 до 9). Учитывая расположение кольца и его цвет, можно точно определить параметры изделия. Для этого удобно использовать цветовую таблицу (рис. 9).

Рис. 9. Таблица цветов

В некоторых случаях вместо сопротивления используются обычные перемычки. Они считаются нулевым сопротивлением. Вместо перемычек иногда устанавливают резистор с нулевым сопротивлением (по сути, такую ​​же перемычку, адаптированную только под размер резистора). На корпус этого резистора нанесена 1 черная полоса.

Маркировка SMD-резисторов

Резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа, обозначены цифрами (см. Рис. 10). Кодировку запомнить сложно. Учитывается количество цифр и их позиции. Стандартные размеры изделий и значения основных параметров кодируются цифрами. Для расшифровки кодов этого вида маркировки существуют справочные таблицы или калькуляторы.

Рис. 10. Цифровая маркировка

Код на рисунке расшифровывается так: номинальное сопротивление 120 × 106 Ом (последняя цифра показывает количество нулей, то есть мощность числа 10). Резистор серии Е96 с допуском 1% типоразмера 0805 или 1206 (значения курсивом определены в справочнике).

Номинальный ряд и цветовая маркировка резисторов

Большинство производимых в мире резисторов имеют сопротивление так называемого номинального диапазона (Е). Каждый из типов номинального ряда делится на декады, и в каждом десятке насчитывается 6 (серия E6), 12 (серия E12), (серия E24) 24 значения.

Эти значения за декаду подбираются таким образом, чтобы с учетом допуска сопротивления двух соседних значений перекрывались и, благодаря этому, можно было выбрать любые промежуточные сопротивления.

Стандартные допуски для резисторов составляют 5%, 10% или 20%. Смежные значения пересекаются в следующих случаях:

• для серии E6 с допуском 20,
• для серии E12 с допуском 10,
• для серии E24 с допуском 5.

Величина сопротивления и отклонение обозначены на резисторе в виде разноцветных колец (или точек). Первые цветные кольца (2 или 3) определяют значение в омах, а последнее — допуск (отклонение). В малых сопротивлениях, как правило, значение сопротивления, допуска и температурного коэффициента (TCC) иногда наносят с использованием 4 .. 6 цветных полос. Подробнее о резисторах с цветовой кодировкой читайте здесь.

Типы включения и примеры использования

Основные типы подключений — это последовательные и параллельные подключения.

Последовательное сопротивление легко рассчитать. Просто положи все это.

При последовательном соединении напряжение распределяется по резисторам в соответствии с их сопротивлениями.

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

Следовательно, у каждого из них 6 В. Это простой пример делителя напряжения. Здесь пара частей делят напряжение, и благодаря этому можно получить необходимое напряжение.

Однако, если вы хотите использовать делитель напряжения для питания схемы, вам нужно не забыть согласовать резисторы. В этой схеме сопротивление составляет 1 кОм. Если к нему подключить нагрузку, которая меньше этого сопротивления, он не будет полностью получать напряжение на своих выводах. Следовательно, все схемы делителей напряжения должны иметь размер и согласовываться друг с другом.

Рассмотрим пример транзисторного усилителя.

Здесь R1 и R2 образуют делитель напряжения, действуют как делитель напряжения. Между этими двумя резисторами и базой транзистора протекает ток, который включает транзистор.

Это необходимо для того, чтобы он работал без искажений.

Параллельное включение

При параллельном подключении радиодеталей общее сопротивление цепи уменьшается. Если два резистора 1 кОм соединены параллельно, общее сопротивление будет меньше 0,5 кОм, т. Е. Сопротивление цепи (эквивалентное) будет вдвое меньше меньшего.

В этой связи соблюдается первое правило Кирхгофа. Ток силой 1 А направлен в точку соединения, а в узле расходится в двух направлениях на 0,5 А.

Формулы расчета

Для двух резисторов:

Для большего:

Для течения параллельное соединение похоже на вторую дорогу или объезд. Такой тип связи еще называют сортировкой. Примером может служить амперметр. Чтобы увеличить масштаб показаний, просто подключите другой шунтирующий резистор параллельно резистору.

Его сопротивление рассчитывается по формуле:

Эквивалентное соединение

В схеме усилителя пара резистора R3 и конденсатора С2 подключена к эмиттеру транзистора VT1.

В этом случае VT1 и R3 соединены последовательно друг с другом. Зачем это нужно? При работе усилителя транзистор начинает нагреваться и его сопротивление уменьшается. R3, как и светодиод, предохраняет транзистор от перегрева. Сбалансируйте общее сопротивление, чтобы транзистор не искажал сигнал. Это называется режимом термостабилизации.

А конденсатор С2 подключен параллельно R3. А это необходимо для того, чтобы переменный сигнал проходил без потерь при нормальной работе усилителя. Так работает параллельный фильтр.

Если бы был только один R3, мощность усилителя была бы намного меньше из-за того, что он принимает на себя переменное напряжение. И конденсатор проходит без потерь, но постоянного напряжения не пропускает.

Принцип работы подстроечного резистора

После сборки деталей электронного устройства обычно его характеристики отличаются от номинальных. Для оптимизации работы устройства используются режущие резисторы. В принципе, это те же переменные резисторы, но выделенные в отдельную группу, потому что конструктивно они отличаются от переменных резисторов. У них нет ручек, которые меняются при повороте. Вместо них отверстия под плоскую или прямую отвертку.

Поперечный подстроечный резистор

В процессе работы устройства через некоторое время меняются его параметры. Подстроечные резисторы используются для приведения их к номинальному значению.

По типу движения ползунка есть подстроечные резисторы с движением по прямой и с движением по кругу.

Для точной настройки параметров электронного устройства используются режущие резисторы с большим количеством витков. В них изменение сопротивления от минимального до максимального осуществляется за несколько оборотов или даже за десятки оборотов вала обрезки. В этих резисторах контакт перемещается посредством червячной передачи.

Фильтры и резисторы

Фильтры могут быть изготовлены с использованием резисторов и конденсаторов. Так называются RC-фильтры.

Эта пара может разделить сигнал на составляющие постоянного и переменного тока.

Например, рассмотрим фильтр нижних частот и фильтр верхних частот.

В схеме фильтра нижних частот конденсатор C1 поглощает высокочастотные токи. Его сопротивление для них намного меньше, чем у нагрузки. Отвести нагрузку. Следовательно, можно получить низкую частоту, отделив от нее все высокие составляющие.

В фильтре высоких частот все наоборот. Высокие частоты свободно проходят через C1, а если в сигнале есть низкие частоты, то они проходят через R1.

Такие фильтры бывают разной конструкции. П-образный, Г-образный и др. резистор может конкурировать с катушкой индуктивности или индуктивностью. У них меньше активное сопротивление, но больше реактивность. Благодаря этому снижаются потери от активного сопротивления.

Основные характеристики

Чтобы правильно выбрать резистор, важно знать, какие характеристики нужно учитывать при выборе. К его основным параметрам можно отнести:

Номинальное сопротивление.

Максимальная рассеиваемая мощность.

Допуск или класс точности. Это зависит от того, насколько процент прочности деталей этого класса может отличаться от заявленного.

В большинстве случаев этой информации достаточно. Новички часто забывают о допустимой мощности резистора и заканчиваются. Вы можете рассчитать, сколько ватт отводится на резистор, используя формулу, приведенную в предыдущем разделе статьи. Покупайте резисторы с запасом мощности 20-30%, чем больше, тем лучше, тем меньше вам не нужно!

Обозначение на схемах

Традиционно резисторы в схемах обозначают в виде прямоугольника (по ГОСТ 2.728-74) или ломаной линии (рис. 12 — в основном для схемы западного образца). Мощность иногда указывается в прямоугольнике с использованием символов в виде вертикальных, наклонных или горизонтальных линий (см. Рисунок ниже):

• I = 1 Вт;
• II = 2 Вт;
• III = 3 Вт;
• — = 0,5 Вт;
• = 0,25 Вт;
• \ = 0,125 Вт

Рис. 11. Обозначение резисторов по ГОСТ 2.728-74

Буква R и значение сопротивления помещаются рядом со значком.

Рис. 12. Обозначения на схемах

В отличие от постоянных деталей, в обозначении переменных резисторов есть особенность — над прямоугольником добавлена ​​стрелка, указывающая на то, что деталь имеет скользящий контакт (бегунок).

Например, потенциометр УГО выглядит так:

Типы резисторов и их обозначения

Закон Ома

Эксперименты, проведенные в 1825 году Георгом Симоном Омом, позволили установить связь между силой тока и напряжением. Соединительным элементом оказался резистор (резистор).

В 1826 году экспериментатор сформулировал свой закон: ток прямо пропорционален разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Изначально этот закон не был принят научным миром и только после его смерти специальная комиссия определила его истинность.

Математически закон был записан в виде выражения:

X = a / (b + l), где:

X — измерения, показанные гальванометром;

а — значение, определяющее параметры источника напряжения;

l — длина жилы;

b — коэффициент, характеризующий электрическую систему.

В современном понимании закон описывается формулой:

I = U / R, где:

I — электрический ток, А;

U — разность потенциалов, В;

R — сопротивление на участке цепи, Ом.

Таким образом, экспериментально установлена ​​связь между тремя фундаментальными ценностями электротехники. По формуле номинал резистора прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален току. То есть ток, проходящий через резистор, уменьшается. Математически сопротивление выглядит так: R = I / U.

Учитывая, что мощность схемы равна произведению тока и напряжения, P = I * U, и используя закон Ома, мы можем записать: P = I2 * R = U2 / R. То есть мощность также зависит от сопротивление сущности.

Физически эти формулы можно объяснить следующим образом. Электрический ток, вызванный прямым движением свободных электронов, встречая сопротивление, теряет часть своей мощности. В этом случае уменьшается и величина потенциала (падение напряжения). Энергия, выделяемая электронами, проходит через кристаллическую решетку вещества, вызывая тепловые колебания атомов или нагрев резистора. Количество выделяемого тепла характеризуется мощностью, рассеиваемой через резистор.

Постоянные, переменные и подстрочные резисторы

Постоянный резистор — это двухпроводная часть, которая вносит постоянное сопротивление в электрическую цепь.

Постоянный резистор — это стержень из диэлектрического материала (чаще всего керамики), на поверхность которого нанесена проводящая углеродная пленка или металлический сплав.

На концах стержня хорошо закрепляются «чашечки», переходящие в нити. Чем тоньше пленка, тем больше сопротивление.

на поверхность бруса можно нанести бороздки для увеличения прочности. Резистор с низким значением сопротивления может представлять собой керамическую основу с намотанной на нее тонкой проволокой.

Для защиты резистивного слоя его наносят поверх слоя компаунда или краски, поверх которых наносят буквенно-цифровые знаки или знаки в виде нескольких цветных колец.

Раньше кабели резисторов в большинстве случаев были медными. Теперь железо (которое дешевле меди) часто является основанием для таких выводов).

Очень часто возникает задача изменить вводимое в электрическую цепь сопротивление. Для этого используются переменные или сдвиговые резисторы, которые имеют три (или более) вывода.

Переменные резисторы отличаются тем, что токопроводящий слой на них нанесен в форме подковы, на концах которой соединены два неподвижных проводника.

Третий вывод — мобильный — проходит по подкове, поэтому при движении его сопротивление между ним и крайними выводами меняется.

Положение мобильного терминала можно изменить с помощью присоединенной к нему вращающейся ручки.

Подстроечный резистор отличается от переменного резистора тем, что внутри него сложнее повернуть ручку.

Часто в ручке кромкообрезного станка есть прорези для паза под отвертку.

Иногда после регулировки электрической схемы ручка заливается компаундом или полиэтиленом, так что невозможно повернуть и сбить настройку.

Кстати, регулятор громкости в настольных колонках — это переменный резистор.

Принцип работы резистора печки автомобиля

Схема обогрева автомобиля

Обычная печка ВАЗ имеет четыре скорости. Как видно из рисунка, скорость вращения мотора печки зависит от сопротивлений. Переключатель сопротивления — это переключатель скорости нагревателя. Чтобы воздух, поступающий в салон от печки, был теплым, двигатель необходимо прогреть. Водители часто включают подогреватель, чтобы охладить двигатель в случае перегрева.

Если нет необходимости в обогреве салона автомобиля (в жаркую погоду), воздух вдувается прямо в салон, минуя радиатор отопителя, через фильтр отопителя. Для этого есть специальная заслонка, которую водитель переключает из салона.

Зная схему подключения печного резистора, вы легко сможете заменить этот резистор в случае поломки. Можно сделать самому и не платить большие деньги в автосервисе.

Применение термоскотчей

Характеристики и параметры

Пределы сопротивления для деталей общего назначения варьируются от 10 Ом до 10 МОм. Эти компоненты имеют номинальную рассеиваемую мощность от 0,125 до 100 Вт.

Сопротивление частей с высоким сопротивлением составляет примерно 1013 Ом. Такие изделия используются в приборах учета, рассчитанных на малые токи. Номинальная мощность не может быть указана на корпусах таких компонентов. Рабочее напряжение от 100 до 300 В.

Класс высоковольтных частей рассчитан на работу с напряжением 10 — 35 кВ. Их сопротивление достигает 1011 Ом.

Для высокочастотных резисторов важна рабочая частота. Они способны работать на частотах выше 10 МГц, токи высокой частоты сильно нагревают детали. При интенсивном охлаждении номинальная мощность таких компонентов достигает 5, 20, 50 кВт.

В прецизионных измерительных и вычислительных устройствах, а также в релейных системах используются прецизионные резисторы. Обладают высокой стабильностью параметров. Мощность рассеивания таких деталей не превышает 2 Вт, а номинальное сопротивление от 1 до 106 Ом.

Помимо основных характеристик, иногда важно знать уровень напряжения шума, зависимость сопротивления реальных резисторов от нагрева (коэффициент сопротивления температуре) и другие.