Какие бывают резисторы фото: характеристики и обозначения на схемах

Содержание

характеристики и обозначения на схемах

Основное целевое назначение этих изделий понятно из специфического названия. В переводе с латыни «resisto» означает «сопротивляюсь». Резисторы создают препятствие, которое используют для деления, прямого/ обратного преобразования тока и напряжения. Они способны выполнять функции рассеивателей избыточной энергии, ограничителей. Их правильное применение поможет создать работоспособные электрические схемы, предотвратит ошибки и лишние затраты при выполнении ремонтных операций.

В широком ассортименте на рынке представлены элементы для решения разных практических задач

Основные определения

Сопротивление резистора – главный, но не единственный важный параметр. При прохождении тока через проводник с определенным сопротивлением повышается температура. Соответственно, существенное значение имеет максимальная рассеиваемая энергия без разрушения изделия. В действующих ГОСТах предусмотрен диапазон по номинальной мощности – 0,01-500 Вт.

Важно! Зная номиналы, несложно вычислить допустимое напряжение по стандартной формуле: U = √P*R, где P – мощность, R – сопротивление.

Нагрев/ охлаждение резистора постоянного оказывают влияние на проводимость. Этот фактор учитывают с применением специального температурного коэффициента. Он индексирует относительное изменение базового сопротивления при повышении/ снижении температуры на 1 C.

Помехи оценивают по уровню тепловых и токовых шумов. Как правило, измерения выполняют в полосе частот 50-5000Гц с делением на две категории по уровню измеренного сигнала в мкВ на один Вольт:

Стандартные допуски (±) на резисторы установлены в процентах. Применяют следующие значения: 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30. Следует подчеркнуть, что такое распределение не подтверждает уровень качества. Для решения отдельных задач не нужен высокий класс точности. Выбор подходящих изделий позволит рациональным образом использовать имеющиеся денежные средства.

Виды резисторов: расчеты и применение

В простейшем исполнении элементы этой категории обладают определенным электрическим сопротивлением. С применением разных схем можно изменять рабочие параметры нужным образом.

Параллельное соединение

Расчеты для последовательного соединения

Если необходимо динамическое изменение электрических параметров при начальной регулировке или в процессе эксплуатации, резистор с типовым постоянным сопротивлением не подходит. В таких случаях применяют специализированные изделия.

Переменные и подстроечные резисторы, схема деления напряжения

Для защиты оборудования при подключении к источникам питания в соответствующие цепи устанавливают варисторы. Эти изделия отличаются нелинейными вольтамперными характеристиками. На их основе создают специализированные автоматические устройства отключения.

Так выглядят дисковые варисторы

Также выпускают специализированные элементы, сопротивление которых существенно зависит от изменения температуры, магнитного поля, интенсивности излечения в световом диапазоне волн, степени деформации. Специализированные изделия применяют в измерительной аппаратуре, для создания систем аварийной и охранной сигнализации.

Особые типы резисторов

Группа изделийОбласть примененияПримечания
ВысокоомныеДозиметрическая аппаратура, измерительные приборы улучшенной точностиДиапазон напряжения (рабочего) – от 250 до 350 V. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012-1013 Ом
ВысоковольтныеГашение искр в электрических установках с высоким напряжением, делители, разрядники конденсаторовРабочее напряжение – до 60 kV. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012 Ом
ВысокочастотныеРадиорелейная, передающая и приемная аппаратура, антенные узлы, аттенюаторы, локаторыПредназначены для работы с частотами более 5 МГц
ПрецизионныеТакие резисторы устанавливают в измерительной техникеПогрешность изделий – лучше 0,5%. Как правило, они рассчитаны на небольшую мощность

Обозначения на электрических схемах и маркировка

На чертежах резистор отмечают латинской буквой «R», порядковым номером, данными об электрическом сопротивлении. Если рядом добавляют звездочку «*», значит, номинал указан приблизительно. Точное значение подбирают в ходе настройки. Иногда соответствующий алгоритм рабочих операций приводят в сопроводительной документации.

Так обозначают на принципиальных схемах номинальную мощность резистора в Ваттах

Обозначения переменных резисторов разных модификаций

Специальные изделия: термисторы, варисторы и фоторезисторы

Поверхности миниатюрных резисторов с малой мощностью рассеивания недостаточно для размещения хорошо читаемой буквенно-цифровой информации. Для улучшения видимости вместо разделительных запятых (точек) указывают соответствующее сокращение. Надпись «5К2» обозначает электрическое сопротивление 5,2 кОм.

С учетом этого современные изделия предпочитают маркировать цветом. Чем больше количество полосок, тем выше класс точности.

Цветовая маркировка резисторов

Четвертой полоской обозначают температурный коэффициент. Пятой – надежность. Ее определяют лабораторными испытаниями. Проверяется количество отказов за 1 тыс. часов работы в номинальных условиях.

К сведению. Для поверхностной технологии монтажа применяют резисторы SMD-типа. В этом варианте для маркировки используют трех,- или четырехзначное обозначение на верхней видимой грани.

Особенности отдельных конструкций

Простейшие резисторы собирают из проволоки, которая обладает высоким удельным сопротивлением на единицу длины. Ее создают из нихрома, иных подходящих сплавов. Используют каркас для обеспечения прочности конструкции. В некоторых моделях устанавливают защитный слой, предотвращающий негативные внешние воздействия.

Проволочный резистор

На рисунке стрелкой отмечен центральный элемент. Перемещая его, можно изменить сопротивление. Винтом фиксируют нужное положение. Подобные конструкции рассчитаны на высокую мощность. Для отвода избыточного тепла добавляют торцевые отводы, которые присоединяют к специальным радиаторам.

Объективную оценку можно дать только с учетом недостатков. Проволочные резисторы отличаются высокой стоимостью. Проводник, установленный таким образом, образует паразитную емкость/ индуктивность. Также следует отметить значительные габариты.

Устраняют недостатки с применением пленочных технологий. Изделия этой категории создают на стеклянной или другой диэлектрической основе. Сверху наносят резистивный слой из однородных или композитных материалов. Финишное покрытие предотвращает проникновение влаги, механические воздействия.

Характеристика резистивных слоев

Тип резистивного слояОсобенностиПреимуществаНедостатки
УглеродистыйСлой создают при высокой температуре в условиях вакуумаСтабильность рабочих параметров, минимальные шумы, слабая зависимость от уровня напряжения и частотыСопротивление готовых изделий – не выше 10 МОм
Пленочные, окисныеПрименяют металлы (сплавы), которые наносят тонким слоем на основуУлучшенная стойкость к высокой температуре, широкий диапазон электрических сопротивлений, компактностьСравнительно небольшая стойкость к нагрузкам импульсного типа
КомпозиционныеИспользуют графит в смеси с органическими и другими связующими компонентамиСоздание изделий в любой форме без лишних трудностей. Демократичная стоимостьСопротивление изменяется в зависимости от напряжения. Существенный уровень шумов. Некоторые модели реагируют на изменение уровня влажности и температуры

С помощью представленных сведений несложно выбрать и применить подходящие резисторы для создания нового или ремонта старого устройства. Следует обратить внимание на изделия новых серий, которые при разумной стоимости обладают улучшенными техническими характеристиками.

Видео

Оцените статью:

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

Автор Aluarius На чтение 9 мин. Просмотров 1.8k. 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.

Компоненты часть 2, резисторы и их варианты исполнения. Радиокомпонент резистор. Описание электронного компонента резистора

Резистор является наверное самым распространенным радиокомпонентом, рискну предположить, что также он является самым старым компонентом, которым мы пользуемся. Собственно с него я и начну свой подробный рассказ о разных радиокомпонентах.

Скажу сразу, я решил не только рассказывать о разных радиокомпонентах, а и предлагать варианты их использования, что мы и рассмотрим на примере простых, но полезных схем. Для всего этого будут отдельные статьи, а в общем это составит некоторый курс для новичков, которые только начинают свой путь в мир радиоэлектроники.

Резистор, или как его еще называют — сопротивление, предназначен для внесения в электрическую цепь нормированного изменения сопротивления.
При помощи резисторов задаются рабочие режимы других элементов, ограничивают ток (например для светодиодов), они помогают измерить ток по падению напряжения. Также их используют в качестве нагрузки и даже в АЦП и ЦАП, но все это мы рассмотрим позже, а пока перейдем к предмету статьи.

Вообще резисторы бывают разные, например —
Варистор — сопротивление зависит от приложенного напряжения
Терморезистор — сопротивление зависит от температуры
Фоторезистор — от уровня освещенности
Тензорезистор — от уровня деформации
Магниторезистор — от напряженности магнитного поля.

По сути даже обычная лампочка является сопротивлением, но с сильной зависимостью от протекающего тока, так как при увеличении происходит нагрев спирали, то сопротивление увеличивается. Этот и вышеперечисленные варианты относятся к нелинейным сопротивлениям.

Но самый обычный резистор в идеальном случае является полностью линейным, т.е. его параметры не зависят ни от чего. На самом деле конечно влияние будет, так как в мире нет ничего идеального, и об этом мы тоже поговорим, но в следующий раз.
Собственно потому принято считать, что закон Ома для мгновенных значений тока и напряжения справедлив только в резистивных цепях.

На схемах постоянный резистор (резистор с неизменным сопротивлением) обозначается в двух вариантах.
1. В виде прямоугольника (европейский вариант)
2. В виде зигзагообразной линии (американский вариант).

Единица измерения сопротивления — Ом, при этом применяются множители 1000 Ом = 1кОм, 1000 кОм = 1 МОм. Обратите внимание, если указывается номинал 1 миллиОм, то пишется мОм, что несколько похоже на МОм, не путайте.
Чаще всего в электронных устройствах используются резисторы номиналом от одного Ома, до одного МегаОма, хотя существует много номиналов выше и ниже этих, но применяются они заметно реже.

В американском варианте мощность обычно указывается рядом с указанием номинала, в отечественном — в виде полосок.
Правда в последнее время так никто уже не обозначает, используя просто прямоугольник.

За всю свою историю каких только вариантов исполнения резисторов не было, да и сейчас их производится просто огромное количество, но в большинстве устройств вы скорее всего увидите что-то типа того, что показано на этом фото.

Но бывают и такие резисторы. Они выполнены в виду кусочка проволоки с высоким сопротивлением, например Нихром, Манганин, Константан.
Такие резисторы часто используются в качестве шунтов, либо в связке с мощными транзисторами, например в усилителях мощности.

Иногда в качестве каркаса для провода используется обычный резистор, но здесь надо быть внимательными, также иногда поступают, когда хотят сделать катушку индуктивности. Разница в том, что у катушки индуктивности обычно больше витков и намотана она медным проводом. При этом медь для резисторов не используют, так как ее сопротивление заметно изменяется от температуры.
Слева резистор, справа катушка индуктивности.

Более распространенные резисторы имеют вид цилиндра разного диаметра и длины, с торцов которого выходят выводы. Иногда корпус может быть квадратным или прямоугольным, но заметно реже.
Также бывают резисторы с количеством выводов больше двух, например шунты для измерения тока, а кроме того бывают сборки из нескольких резисторов, например в делителе напряжения мультиметра.

Здесь нас также может ждать подвох, для примера на фото слева старый варистор, а справа относительно новый резистор. Оба имеют одинаковые размеры, отличаясь только цветом и маркировкой.
Варистор на фото очень старый, но суть дела это особенно не меняет, просто иногда для экономии производители могут использовать один и тот же каркас для разных элементов.

Но наверное самый распространенный вид имеют маломощные резисторы. Именно их вы видите на многих печатных платах.

В последнее время все чаще применяются резисторы в безвыводном исполнении. На фото резисторы размера 2512, 1206, 0805 и 0604, при этом размеры 1206 и 0805 наиболее удобно использовать для ручной сборки, 2512 дороже и используются реже, а 0604 слишком маленькие.

Основное количество резисторов можно разделить на два конструктивных типа.
Проволочные.

В них используется проволока изготовленная из сплава с высоким сопротивлением. На правом резисторе также немного просматриваются витки провода.

А также металлопленочные. У этих резисторов тонкая пленка напылена на керамическое основание.

Если снять защитное покрытие, то видно витки токопроводящего покрытия, которое и образует резистор.
По краям присутствуют торцевые проводящие контактные площадки к которым приварены выводы.
Иногда рельеф пленки виден даже через слой краски, как у резистора справа.

Как я писал выше, чаще всего используется керамическое основание, как дешевое, выдерживающее высокую температуру и стабильное, так как оно имеет очень малое изменение размеров от температуры.
У мощных резисторов это основание очень хорошо видно.

Помимо такого основного параметра как сопротивление, резисторы отличаются еще и по мощности.
Например на фото можно видеть резисторы с мощностью (в Ваттах) — 0.062, 0.25, 0.5, 1, 2, 5, 8, 10 и 50 Ватт.
Данный параметр означает, при какой выделяемой мощности на резисторе его параметры останутся в пределах указанного на резисторе допуска.
Так как данный параметр приведен для температуры окружающего воздуха в 20 градусов, а в устройстве обычно температура выше, то следует учитывать это и стараться не использовать резисторы впритык к максимальным значениям.

Так как технологии со временем меняются, то постепенно уменьшаются размеры резисторов. Используются более стабильные материалы, которые меньше меняют свои параметры от нагрева и потому резисторы одной мощности могут иметь разные размеры.
На фото показаны пары резисторов мощностью 0.062 Ватта, 0.25 Ватт и 0.5 Ватт.
Слева современные, справа более старые. Заметно изменение размеров.

Но существуют высокоточные резисторы, где размер может быть куда больше, чем у обычных. О точных резисторах и их применении я расскажу в следующий раз, а пока лишь покажу фото, где слева лежат рядом три резистора мощностью 0.5 Ватта, а справа резистор мощностью 0.25 Ватта.

На этом на сегодня все, если будут вопросы, то буду рад ответить, а в качестве дополнения предлагаю видео по этой теме.

Что такое резистор — простым языком

Резистор – пассивный элемент электрической цепи. Также его называют “сопротивление”, благодаря способности ограничивать ток, создавая для него препятствие.

Резисторы используются практически во всех электрических схемах. Чаще всего их используют для деления или уменьшения напряжения, управления силой тока.

Принцип работы резистора

Основная задача резистора – ограничение тока, который через него проходит. В данному случае работает закон Ома:

U=IxR, где U – напряжение, I – сила тока, R – сопротивление

Ом – единица измерения сопротивления.  

Для лучшего понимания принципа работы резистора, можно представить гибкий шланг для воды. В нем под напором течет вода, но затем сверху положили кирпич. Диаметр трубы изменился, поэтому вода будет вытекать в меньшем объеме. Аналогично это работает и с током: его величина уменьшается при прохождении через резистор.

Когда через резистор проходит ток, его величина снижается. Поэтому можно сделать вывод о том, что часть электрической энергии , которая прошла через сопротивление, преобразовалась в тепловую энергию. 

Область применения 

Самый простой способ использования резистора, как ограничителя тока в цепи – схема подключение светодиода.  

Если подключить светодиод к батарейке без резистора, он быстро выйдет из строя (сгорит), так как ток, проходящий через светодиод, будет слишком большой.

Резистор иногда может выступать в роли делителя напряжения:

Если последовательно соединить два резистора с одинаковыми значениями сопротивления, а концы этой цепочки присоединить к выводам батарейки, то напряжение в точке соединения резисторов будет равно половине напряжения батарейки (2,25 В в случае батарейки 4.5 В). Такая цепочка называется делителем напряжения.

U=U1+U2

Виды резисторов

По способу монтажа бывают резисторы:

  • Выводные. Такой вид резисторов используется в простых схемах. 

  • SMD.Разработаны для монтажа автоматизированными системами, таким образом ускоряется и упрощается производство. От выводных резисторов отличаются отсутствием “ножек”.

Маркировка резисторов

На резистор не наносятся цифры, так как это дорого и непрактично (они будут очень мелкими). В связи с чем номинал и допуск кодируются с помощью разноцветных полосок.

 

В зависимости от серии резистора колеблется количество полос на его корпусе. Принцип их расшифровки при этом не меняется. 

постоянные, построечные, фото- и терморезисторы

В процессе изготовления радиоэлектронных схем используется большое количество компонентов. К числу самых необходимых элементов можно отнести резисторы, ведь без них нельзя обойтись. Этот элемент способен одновременно выполнять большое количество полезных функций. Кроме того, многие электросхемы даже и представить невозможно без этой детали. Что такое резистор и какие бывают виды?

Что это такое и для чего необходимо

Такое название имеет пассивная составляющая электроцепи, которая обеспечивает сопротивление напряжению при его протекании. В масштабных схемах резисторы используются гораздо чаще, нежели остальные детали. Также они обеспечивают смещение транзисторов в усилительных каскадах. Однако самой важной их функцией считается регулировка и контроль напряжения в электроцепях.

Можно ли узнать, какая разновидность требуется для изготовления схем?

Для начала необходимо запомнить, что знание показателей сопротивления нагрузкам и силы электротока — это обязательное условие. Следует рассмотреть пару возможных вариантов воздействия этих элементов на параметры электросхемы:

  1. Если у вас нет никакой нужной информации, то нужно взять переменный тип устройства и обеспечить его последовательное подключение с нагрузкой. Регулятор следует вращать до тех пор, пока вы не добьетесь необходимого напряжения. Затем нужно вместо сопротивления переменного характера подсоединить постоянное с требуемыми характеристиками. Измерьте электроток, который идет сразу после установленного компоненты, и умножьте полученный показатель на подаваемое напряжение. Тогда вы узнаете, куда именно и в каких количествах подавать.
  2. Чтобы получить максимально точные вычисления, рекомендуется знать и показатель внутреннего сопротивления, идущего от источника электропитания.

Попробуем смоделировать несколько иную ситуацию. Имеется один резистор для нагрузки. Существует всем известный закон Ома, потому нужно подсчитать сопротивление, требуемое для электроцепи. Это крайне интересный случай, заслуживающий внимания. По какой причине была предложена эта формулировка? Суть в том, что большинство новичков задаются именно таким вопросом. Однако не всегда они рассуждают верно. Произвести расчет нужного показателя одним только законом Ома в этом случае не выйдет. Нужно воспользоваться дополнительной формулой, позволяющей вычислить добавочный резистор: СДБ = СН (НИП-НН)/НН=СН (х-1) .

Итак, разберем указанную формулу по порядку:

  • аббревиатура «СДБ» означает сопротивление, оказываемое добавочным резистором;
  • «НИП» — напряжение имеющегося источника электропитания;
  • «СН» — сопротивление нагрузки;
  • «Х» вычисляется посредством деления напряжения источника питания на напряжение, которое необходимо сделать на нагрузке;
  • «НН» — напряжение, получаемое на нагрузке.

Теперь следует воспользоваться указанной выше формулой. Предположим, что при наличии сопротивления в 1 Ом показатель СДБ составит 0,6 Ома. Если поставить 5 Ом, то в итоге получится 3,3 Ома. Это происходит по той причине, что чем меньше сопротивление нагрузки, тем большими характеристиками обладает электроток в электроцепи. При этом источник питания начнет просаживаться, потому что этот элемент тоже мешает свободному течению тока. Напряжение в это время будет уменьшаться, соответственно, необходимо поставить добавочный резистор, имеющий меньшие характеристики.

Классификация

Существует несколько видов резисторов.

Постоянные

Такое название имеют устройства, характеризующиеся постоянным сопротивлением. Данный параметр элемента не изменяется из-за влияния внешних факторов (проходящего электротока, света, температуры и т. д. ). По сути, любой радиоэлемент имеет нестабильности и внутренние шумы, обусловленные сторонним воздействием. Но они так ничтожны, что даже незаметны радиоэлектроникой и актуальны лишь в том случае, если создаются по-настоящему сложные электросхемы.

Построечные

Построечными называются резисторы, у которых только изредка изменяется режим функционирования. Регулировка сопротивления с их помощью происходит посредством обыкновенной отвертки. Для каких целей нужны построечные резисторы? В радиосхемах они применяются для деления напряжения и тока.

Фоторезисторы

Как работает резистор этого типа? Эти резисторы способны изменять свое сопротивление посредством воздействия света. Они делаются из материалов полупроводникового типа. Если требуется реакция устройства на свет, то используется кадмиевый сульфид или селенид. Для регистрации ИК-излучения применяется германий.

Терморезисторы

Такие элементы позволяют измерять температурные показатели внешней среды. Логично, что сопротивление терморезисторов изменяется в зависимости от температуры. Эти устройства часто встречаются в оранжереях, инкубаторах и иных конструкциях. Для каких целей они используются? При достижении определенных температурных пределов запускаются системы охлаждения или отопления. То есть, это очень нужный элемент, без которого сложно работать.

Резистор представляет собой очень полезный и нужный компонент, обладающий обширными возможностями применения. С теоретической точки зрения, без него можно обойтись лишь в самых простых электросхемах, состоящих из пары деталей, при условии, что энергетические источники будут подобраны крайне точно и будут работать стабильно. Но это маловероятно, и для создания оптимальных показателей их придется очень долго собирать. Для того чтобы упростить этот процесс, используются резисторы.

Калькулятор цветовой маркировки резисторов.(расшифровка онлайн  по ГОСТ 175-72)


Некоторые иностранные производители (хоть это и редкость) применяют собственную, нестандартную цветовую маркировку резисторов. В этом случае придется смотреть правила цветовой маркировки у конкретной фирмы.

Возможности калькулятора:

Если по цветовой маркировке необходимо узнать сопротивление резистора, необходимо выполнить следующие действия: указать в калькуляторе количество цветных полос, затем выбрать цвет каждой из них (под каждой полоской на изображении резистора расположено выпадающее меню). Под изображением резистора результат будет выведен в виде X*10Y Ом  (цифры располагаются каждая под своей полоской), а в поле результата уже в обычном виде (Ом, кОм, МОм).

Если необходимо узнать, каким цветовым кодом маркируется резистор заданного номинала, необходимо ввести значение в поле результата (правее слов «Или так») в виде целого числа или дробного (разделитель- точка). Затем выбрать диапазон (Ом, кОм, МОм…). Цвет полос будет пересчитан калькулятором в соответствии с введенным значением. Приоритет у сопротивлений с допуском 5% (маркировка 4 полосами). Если 5% сопротивлений с таким номиналом нет, то выводится маркировка  1%  резисторов, ну а если и таких не существует, то 0.5%. Так, например, если задать расчет для 10 кОм, то по умолчанию будет выведена маркировка для 10 кОм ±5% (4 полоски). Чтобы узнать, какой цветовой код будет у 1% резистора, нужно задать допуск. Тогда будет рассчитана 5-полосная цветовая маркировка резистора 10 кОм ±1%.

Справа от калькулятора выводится таблица со стандартными значениями сопротивлений из рядов Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Таблица прокручивается до значений, ближайших к тому, что в данный момент задано цветовой маркировкой. Если такие значения есть, эта строка окрашивается в зеленый цвет, если таких значений нет, в желтый цвет окрашиваются строки с ближайшим большим и  ближайшим меньшим значением. Если кликнуть по значению в таблице, то маркировка резистора будет пересчитана соответственно. Причем порядок сопротивления останется тот же, что и был. Если, например изначально была 4-полосная маркировка
для 10 кОм ±5% (значение 100 из стандартного ряда Е24), и вы кликните по значению 101 из ряда Е192 в таблице, то будет рассчитана 5-полосная цветовая маркировка для резистора
10. 1 кОм ±0.5%

Над каждой цветовой полоской на резисторе располагаются кнопки «+» и «-«. Клик по ним приводит к тому, что цифровой эквивалент этой полоски (и цвет, соответственно) изменяется на 1 шаг (на единицу для полосок с 1 по 4 или до ближайшего большего или меньшего для полосок, отвечающих за отклонения и ТКС )

   Первая полоска цветовой маркировки обычно находится ближе к краю, но, если цветовых полос более 4-х, бывает сложно определить, какая из двух крайних первая, и хоть ее в этом случае делают толще, это не всегда помогает. Рекомендую в сомнительных случаях проверить, возможна ли обратная последовательность с помощью кнопки «Реверс». Калькулятор цветовой маркировки резисторов построит зеркальное отображение полосок и соответствующее ей значение сопротивления. Если такая комбинация невозможна, программа выдаст сообщение,  какая именно цветная полоска не соответствует правилам цветовой маркировки резисторов. Также калькулятор выдаст сообщение, если допуск, соответствующий выбранной цветовой маркировки не соответствует значениям допуска соответствующего стандартного ряда. Например, сопротивление 4.07 кОм может принадлежать исключительно прецизионному ряду Е192. И если цвет 5-й полоски будет выбран золотистый (что соответствует допуску 5%), то это явная ошибка, о чем будет выдано сообщение. Еще есть дополнительная возможность вывести таблицу с ближайшими возможными номиналами к значению, заданному цветовой маркировкой резистора. Будут выведены значения от ближайшего меньшего до ближайшего большего из ряда Е24 и значения из рядов Е48, Е96, Е192 в этом же диапазоне. Полезно при разработке новой схемы при выборе номинала резистора.

Цветовая маркировка резисторов — числовые значения цветов в зависимости от расположения.

Общие сведения о цветовой маркировке резисторов.

Цветовая маркировка резисторов обычно наносится в виде 3-х, 4-х, 5-ти, а иногда и 6 колец. В ней с помощью цвета закодирован номинал сопротивления резистора, допустимое отклонение (точность), а также может быть обозначен ТКС (изменение сопротивления резистора от температуры — важный параметр в прецизионных применениях). На первый взгляд, цветовая маркировка резисторов сложна в распознавании, так как в памяти приходится держать таблицу цветов. Но зато такой способ позволяет в любом случае прочитать номинал резистора, впаянного в плату. Кроме того, можно разобрать сопротивление выводного резистора в самом мелком габарите (0.062Вт), на корпусе которого просто не поместилась бы цифро-буквенная маркировка. Стоит отметить и то, что цветовая маркировка резисторов технологичней в производстве. В конечном счете, цветовая маркировка резисторов удобна как производителям, так и потребителям. Самый же большой недостаток цветной маркировки резисторов, на мой взгляд — сложность в различении таких цветов, как серый и серебристый, желтый и золотистый, а иногда сложно бывает различить при определенном освещении черный, коричневый и фиолетовый. Также и интенсивность оттенков тоже может быть разная в зависимости от возраста, температурных режимов, которые перенес резистор, да и производитель, наверное, колору может недосыпать. Есть и еще один недостаток: иногда производители так наносят маркировку, что просто невозможно понять, где первая полоска, а где последняя. В этом случае, если это, конечно, не цветовой аналог слова «шалаш» (хоть по-нашему читай, хоть по-арабски справа-налево…) результат будет совершенно разный. Упростить ситуацию со неоднозначным прочтением цветовой маркировки резисторов поможет уникальная реверсная функция калькулятора. При клике по кнопке «Реверс» цветовая маркировка, набранная ранее переворачивается зеркально. В большинстве случаев этот код будет недопустимым (например, первым элементом цветовой маркировки не может быть серебристая полоска), а в других просто ускорится процесс декодирования и проще будет сравнить два результата, чтобы выбрать более подходящий. Например, в обычной непрецизионной схеме вряд ли поставят резистор с точностью 0.5%, так как он дороже, а никто из производителей не будет увеличивать стоимость без необходимости.

Назначение полос в цветовой маркировке резисторов.

1-я полоса цветовой маркировки резисторов может означать только цифру, не может быть нулем (т.е., иметь черный цвет)

2-я полоса цветовой маркировки резисторов тоже означает только цифру

3-е кольцо в цветовой маркировке резистора обозначает цифру, если полосок 5, или множитель к первым двум, если полосок 4.

4-е кольцо цветовой маркировки резистора обозначает множитель к первым трем, если полосок 5, или точность, если цветных колец 4

5-я полоса цветовой маркировки резистора, если она есть, указывает на точность резистора

6-я цветная полоса маркировки, опять же, если есть, обозначает ТКС (температурный коэффициент сопротивления)

Принципы цветовой маркировки резисторов, описанные здесь, с таким же успехом применимы также для конденсаторов и дросселей с той лишь разницей, что получившееся число будет означать не Омы, а пикофарады для конденсаторов и микрогенри для дросселей. Есть, правда, еще и отличия в маркировке точности.

Способ быстро запомнить цветовую маркировку резисторов.

Всем известно двустишие «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан», раскладывающее цвета радуги. По такому же принципу,  если выговорить в определенном ритме «СеЗон»+ «Че-Ка-Ка, ОЖэ-Зэ, Сэ-эФСБэ», то эта комбинация букв легко запоминается. Остается сопоставить это с цветами по начальным буквам «серебристый золотистый»+ «черный-коричневый-красный, оранжевый-желтый-зеленый, синий-фиолетовый-серый-белый» и последовательным цифровым рядом «-2,-1″+ «0,1,2,3,4,5,6,7,8,9», — и цифры в цветовой маркировке резисторов всегда сможете  декодировать. Ну а если Вы хотите запомнить, как в цветовой маркировке резисторов кодируются точность и ТКС, то, видимо, Вы собираетесь стать неслабым прецизным электронщиком и на этот сайт забрели по какой-то нелепой случайности….

Цветовая маркировка резисторов — сайты с калькуляторами маркировки

911. Color code resistor calculator. (Английский калькулятор цветовой маркировки резисторов)
1. Цветовая маркировка резисторов на сайте Casemods Ссылка
2. Цветовая кодировка резисторов на сайте Qrz.ru Ссылка
3. Цветовая маркировка резисторов на сайте Energo soft Ссылка
4. Цветовая маркировка резисторов на сайте Radiopartal Ссылка
5. Цветовая маркировка резисторов на сайте Чип и Дип Ссылка
6. Калькулятор цветовой маркировки на сайте Hamradio Ссылка

 

Потенциометры. Виды и устройство.

Работа и особенности

Потенциометры — это регулируемые делители напряжения, которые предназначены для регулирования напряжения при неизменной величине тока, и выполненные по типу переменного резистора.

Устройство и работа

На выводы резистивного элемента подается напряжение, которое предполагается регулировать. Подвижный контакт является регулирующим элементом, который приводится в действие вращением ручки. От подвижного контакта снимается напряжение, которое может находиться в диапазоне от нуля до наибольшей величины, равной входному напряжению на потенциометр, и зависит от текущей позиции подвижного контакта.

Потенциометр действует по типу переменного резистора, однако выполняет функции делителя напряжения. Его резистивный компонент представляет собой два резистора, которые соединены последовательно. Положение скользящего контакта является определяющим в определении отношения величины сопротивления 1-го резистора ко 2-му.

Наиболее популярным стал переменный однооборотный резистор. Он широко применяется в радиотехнике в качестве регулятора громкости, и в других устройствах. При изготовлении потенциометров применяются разные материалы для изготовления резистора: металлическая пленка, токопроводящий пластик, проволока, металлокерамика, углерод.

Виды и особенности

Потенциометры классифицируются по типу изменения сопротивления, типу корпуса устройства и другим различным признакам, и параметрам.

Основное разделение потенциометров.
По характеру изменения сопротивления:
  • Линейные. Маркируются буквой «А». Сопротивление изменяется в прямой зависимости от угла поворота передвижного контакта.
  • Логарифмические. Маркируются буквой «В». В начале движения ползунка сопротивление изменяется быстро, а затем замедляется.
  • Экспоненциальные. Маркируются буквой «С». При повороте ручки сопротивление изменяется по экспоненциальной зависимости, то есть, вначале медленно, затем быстрее. Буквенные обозначения не всегда могут соответствовать действительности, так как это зависит от фирмы изготовителя прибора. Поэтому для определения типа потенциометра необходимо изучить техническое описание данного экземпляра.
По типу корпуса потенциометра:
  • Монтажные. Устанавливаются путем пайки на монтажную плату.

  • Стационарные оборотные. Располагаются на корпусе различных устройств. В свою очередь оборотные потенциометры разделяют на несколько видов:
    Однооборотные.

Скользящий элемент может поворачиваться на один оборот, а точнее, около 270 градусов. На полный оборот поворот невозможен, так как на остальной части сектора поворота размещены клеммы контактов. Наиболее популярными однооборотные переменные резисторы стали в устройствах, не требующих для регулировки более одного оборота.
Многооборотные.

Подвижный контакт имеет возможность выполнять несколько оборотов для увеличения точности регулирования параметра. Такие переменные резисторы обычно оснащены винтовым или спиральным резистивным элементом, применяются в устройствах, требующих повышенной точности разрешения и регулировки. Многооборотные модели чаще всего используют в виде подстроечных сопротивлений на монтажной плате.
Сдвоенные.

Включают в себя два переменных резистора, расположенных на одной оси. Это дает возможность выполнять регулировку параллельно двух сопротивлений. В таких моделях наиболее популярно использование сопротивлений с логарифмической и линейной зависимостью. Они применяются в стереорегуляторах усилителей звука, радиоприемниках и других приборов, требующих регулировки одновременно двух отдельных каналов.

  • Линейные (ползунковые). Такие модели потенциометров разделяют на виды:
    Потенциометр ползунковый.

Одинарный линейный потенциометр служит для устройств аудиоаппаратуры. Такие модели выполняют из токопроводящего пластика для повышения качества изделия, используются для регулировки одного канала.
Линейный двойной.

Такая модель способна регулировать сразу два отдельных канала. Часто применяется для настройки стереофонической аппаратуры в профессиональных аудиоустройствах, требующих управления двумя каналами.
Ползунковый многооборотный.

Его конструкция включает в себя шпиндель, который преобразует вращательное движение в прямолинейное поступательное перемещение ползунка по сопротивлению. Он применяется в местах, где необходимо повышенное разрешение и точность. Такая модель устанавливается для подстройки параметров на монтажной плате.

Также разделяют на:
  • Тонкопленочные.
  • Проволочные.
По назначению делятся:
  • Переменные.
  • Подстроечные.

Сопротивления проволочных образцов выполняются из константановой или манганиновой проволоки, которая намотана на стержень, изготовленный из керамики. Такие модели резисторов изготавливают на мощность более 5 ватт.

Тонкопленочные резисторы включают в себя сопротивление из пленки, которая нанесена на диэлектрическую пластину, похожую на подкову. По ней передвигается ползунок, который связан с выходным контактом. Эта пленка образована слоем углерода, лака или другого токопроводящего материала.

Подстроечные резисторы предназначены для однократной подстройки значения сопротивления. Например, они используются в обратной связи импульсных блоков питания. Такие модели имеют компактные размеры, и спроектированы для профилактических или предварительных настроек устройств. После этого их чаще всего не трогают, оставляют с одной настройкой. Поэтому такие образцы не имеют высокой надежности и прочности, в отличие от переменных резисторов.

Переменные резисторы способны функционировать длительное время и большое число циклов регулировки.

Такие образцы потенциометров имеют повышенную стойкость к износу, в отличие от подстроечных. Переменные резисторы используются в качестве потенциометров в таких устройствах, где требуется настройка громкости звучания акустической системы, либо точная настройка температуры какого-либо устройства.

Потенциометры марки СП-1 на металлическом корпусе имеют вывод для подключения к общему корпусу устройства для защиты от помех.

Резисторы для подстройки марки СПЗ – 28 не имеют металлического корпуса, и его защитой будет корпус прибора, в котором установлен резистор. Внутренняя часть переменных резисторов аналогична, однако внешне они выглядят по-разному. Резисторы переменного типа оснащены надежной металлической или пластмассовой ручкой, которая соединена с ползунком.

Резистор, предназначенный для подстройки, не имеет такой ручки, и регулируется с помощью отвертки. Она вставляется в регулировочный паз механизма, который соединен с ползунком.

На электрических схемах потенциометры чаще всего изображают в виде постоянного резистора, имеющего регулирующий отвод со стрелкой. Она является символом подвижного контакта прибора.

При изображении в схеме реостата применяется изображение в виде прямоугольника, пересеченного наискось стрелкой. Это обозначает, что в работе задействовано два контакта: один – регулирующий, другой – один из двух крайних выводов.

Подстроечный резистор обозначают без стрелки, а контакт регулировки показывают тонкой линией.

Потенциометры с выключателем. Некоторые образцы потенциометров объединяют в одной конструкции две функции: потенциометра и выключателя. В регуляторе громкости такая конструкция очень удобна, особенно в переносном радиоприемнике. Повернув ручку, подключается питание, далее сразу происходит настройка громкости. Выключатель не соединен с цепью резистора, и имеет отдельную цепь. Однако он находится в одном корпусе с потенциометром.

Для примера можно показать такие марки переменных резисторов:
  • 24 S1 (китайский).
  • СПЗ-3М (отечественный).

Существуют также неразборные резисторы для подстройки марки СП4 – 1. Они заливаются эпоксидным компаундом, и служат для устройств военного применения. Резисторы марки СП3 – 16 предназначены для вертикальной установки на монтажную плату.

Металлокерамические потенциометры используются при производстве бытовых устройств. Их припаивают на плату для подстройки некоторых параметров. Мощность таких компактных резисторов достигает 0,5 Вт.

Резисторы с сопротивлением из лаковой пленки СП3-38 имеют открытый корпус. Они не защищены от пыли и влаги, имеют мощность менее 0,25 Вт.

Такие модели необходимо регулировать отверткой из диэлектрического материала, чтобы не допустить случайного замыкания. Подобные резисторы простой конструкции популярны в бытовой технике и электронике, особенно в источниках питания мониторов.

Герметичные потенциометры для подстройки оснащены защитным корпусом. Регулировка осуществляется диэлектрической отверткой. Они имеют повышенную надежность, так как на контактную дорожку не попадает влага и пыль.

Тороидные охлаждаемые переменные резисторы СП5 – 50М обладают достаточно мощным сопротивлением, имеют вентиляционные отверстия для охлаждения. Намотка проводника выполнена по форме тороида. Скользящий контакт перемещается по нему при вращении ручки с помощью отвертки.

В телевизионных приемниках еще встречаются высоковольтные виды подстроечных резисторов НР1-9А. Их величина сопротивления равна 68 мегом, мощность 4 Вт.

Они представляют собой набор резисторов из металлокерамики, собранные в одном корпусе. Стандартное рабочее напряжение для такого резистора равно 8,5 киловольт, наибольшее напряжение 15 киловольт.

Похожие темы:

Светозависимый резистор LDR, Фоторезистор »Электроника

Светозависимые резисторы, LDR или фоторезисторы — это электронные компоненты, которые используются для обнаружения света и изменения работы схемы в зависимости от уровня освещенности.


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


Светозависимые резисторы, LDR или фоторезисторы часто используются в конструкциях электронных схем, где необходимо определять наличие или уровень света.

Эти электронные компоненты могут быть описаны под разными названиями, от светозависимого резистора, LDR, фоторезистора или даже фотоэлемента, фотоэлемента или фотопроводника.

Хотя также могут использоваться другие электронные компоненты, такие как фотодиоды или фототранзисторы, LDR или фоторезисторы особенно удобны для использования во многих конструкциях электронных схем. Они обеспечивают большое изменение сопротивления при изменении уровня освещенности.

Ввиду их низкой стоимости, простоты изготовления и простоты использования LDR используются в самых разных приложениях.Когда-то LDR использовались в фотографических люксметрах, и даже сейчас они все еще используются в различных приложениях, где необходимо определять уровни освещенности.

Светозависимые резисторы широко доступны: — они обычно хранятся на складах дистрибьюторов электронных компонентов, и с учетом того, как сегодня работает цепочка поставок электронной промышленности, это нормальный способ их получения. Крупные и мелкие дистрибьюторы электронных компонентов обычно имеют хороший выбор.

Типичный светодиодный резистор

Что такое светозависимый резистор, LDR или фоторезистор

Фоторезистор или светозависимый резистор — это электронный компонент, чувствительный к свету. Когда на него падает свет, сопротивление меняется. Значения сопротивления LDR могут на много порядков изменять значение сопротивления, уменьшающееся с увеличением уровня освещенности.

Нередко значения сопротивления LDR или фоторезистора составляют несколько мегом в темноте, а затем падают до нескольких сотен ом при ярком свете.При таком большом разбросе сопротивления LDR просты в использовании, и существует множество доступных схем LDR. Чувствительность светозависимых резисторов или фоторезисторов также зависит от длины волны падающего света.

LDR

изготавливаются из полупроводниковых материалов, что обеспечивает им светочувствительные свойства. Можно использовать многие материалы, но одним из популярных материалов для этих фоторезисторов является сульфид кадмия, CdS, хотя использование этих элементов в настоящее время ограничено в Европе из-за экологических проблем, связанных с использованием кадмия.

Аналогичным образом ограничивается кадмий CdSe. Другие материалы, которые можно использовать, включают сульфид свинца, PbS и антимонид индия, InSb.

Хотя в этих фоторезисторах используется полупроводниковый материал, они являются чисто пассивными устройствами, поскольку не имеют PN-перехода, что отделяет их от других фотодетекторов, таких как фотодиоды и фототранзисторы.

Обозначение LDR / фоторезистора

Символ LDR, используемый в электронных схемах, основан на символе цепи резистора, но показывает свет в виде сияющих на нем стрелок.Таким образом, он следует тому же соглашению, которое используется для обозначений схем фотодиода и фототранзистора, где стрелки используются для обозначения света, падающего на эти компоненты.

Обозначения схемы фоторезистора / светозависимого резистора

Обозначения схемы светозависимого резистора / фоторезистора показаны как для символа резистора нового типа, т. Е. Прямоугольной рамки, так и для старых обозначений схемы резистора зигзагообразной линией.

Как работает LDR

Относительно легко понять основы работы LDR, не углубляясь в сложные объяснения.Прежде всего необходимо понять, что электрический ток состоит из движения электронов внутри материала.

Хорошие проводники имеют большое количество свободных электронов, которые могут дрейфовать в заданном направлении под действием разности потенциалов. Изоляторы с высоким сопротивлением имеют очень мало свободных электронов, поэтому их трудно заставить двигаться и, следовательно, течь ток.

LDR или фоторезистор — это любой полупроводниковый материал с высоким сопротивлением.Он имеет высокое сопротивление, потому что очень мало электронов, которые свободны и могут двигаться — подавляющее большинство электронов заблокировано в кристаллической решетке и не может двигаться. Следовательно, в этом состоянии наблюдается высокое сопротивление LDR.

Когда свет падает на полупроводник, световые фотоны поглощаются решеткой полупроводника, и часть их энергии передается электронам. Это дает некоторым из них достаточно энергии, чтобы вырваться из кристаллической решетки и проводить электричество.Это приводит к снижению сопротивления полупроводника и, следовательно, общего сопротивления LDR.

Процесс прогрессивный, и чем больше света попадает на полупроводник LDR, тем больше электронов высвобождается для проведения электричества, и сопротивление падает еще больше.

Фоторезистор / структура LDR

Конструктивно фоторезистор представляет собой светочувствительный резистор с горизонтальным корпусом, на который падает свет.

Базовый формат фоторезистора показан ниже:

Структура фоторезистора

Активная полупроводниковая область обычно наносится на полуизолирующую подложку, а активная область обычно слегка легирована.

Во многих устройствах с дискретными фоторезисторами используется встречно-штыревой рисунок для увеличения площади фоторезистора, подвергающейся воздействию света. Рисунок вырезан в металлизации на поверхности активной области, и это пропускает свет. Две металлические поверхности действуют как два контакта резистора. Эта область должна быть относительно большой, поскольку необходимо минимизировать сопротивление контакта с активной областью.

Структура фоторезистора с встречно-штыревым рисунком для увеличения площади экспонирования.

Этот тип структуры широко используется для многих небольших фоторезисторов или светозависимых резисторов, которые можно увидеть. Межпальцевой узор довольно узнаваем.

Материалы, используемые для фоторезистов, являются полупроводниками и включают такие материалы, как CdSe, CdS, CdTe, InSb, InP, PbS, PbSe, Ge, Is, GaAs. Каждый материал имеет разные свойства с точки зрения длины волны чувствительности и т. Д.

В связи с экологической опасностью использования кадмия этот материал не используется в продуктах в Европе.

Виды фоторезисторов

Светозависимые резисторы, LDR или фоторезисторы делятся на один из двух типов или категорий:

  • Собственные фоторезисторы: Собственные фоторезисторы используют нелегированные полупроводниковые материалы, включая кремний или германий. Фотоны, падающие на LDR, возбуждают электроны, перемещая их из валентной зоны в зону проводимости. В результате эти электроны могут свободно проводить электричество. Чем больше света попадает на устройство, тем больше выделяется электронов и тем выше уровень проводимости, а это приводит к более низкому уровню сопротивления.
  • Внешние фоторезисторы: Внешние фоторезисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов, легированных примесями. Эти примеси или легирующие примеси создают новую энергетическую зону над существующей валентной зоной. В результате электронам требуется меньше энергии для передачи в зону проводимости из-за меньшей ширины запрещенной зоны.

Независимо от типа светозависимого резистора или фоторезистора, оба типа демонстрируют увеличение проводимости или падение сопротивления с увеличением уровня падающего света.

Частотная зависимость ЛДР

Показано, что чувствительность фоторезисторов зависит от длины волны света, падающего на чувствительную область устройства. Эффект очень заметен, и было обнаружено, что если длина волны выходит за пределы заданного диапазона, то заметного эффекта нет.

Устройства, изготовленные из разных материалов, по-разному реагируют на свет с разной длиной волны, а это означает, что разные электронные компоненты могут использоваться для разных приложений.

Также обнаружено, что внешние фоторезисты имеют тенденцию быть более чувствительными к свету с большей длиной волны и могут использоваться для инфракрасного излучения. Однако при работе с инфракрасным излучением необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать перегрева, вызванного, но отталкивающим эффектом излучения.

Задержка фоторезистора / светозависимого резистора

Одним из важных аспектов, связанных с фоторезисторами или светозависимыми резисторами, является задержка или время, необходимое электронному компоненту для реакции на любые изменения.Этот аспект может быть особенно важным для схемотехники.

Требуется заметное количество времени от любых изменений уровня освещенности, прежде чем LDR / фоторезистор достигнет своего окончательного значения для нового уровня света, и по этой причине LDR / фоторезистор не является хорошим выбором там, где есть достаточно быстро меняющиеся значения света. Однако, когда световые изменения происходят в течение определенного периода времени, их более чем достаточно.

Скорость изменения сопротивления называется скоростью восстановления сопротивления.LDR / фоторезистор обычно реагирует в течение нескольких десятков миллисекунд, когда свет включается после полной темноты, но когда свет убирается, может потребоваться секунда или около того, чтобы сопротивление достигло своего конечного уровня.

Именно по этой причине одна из спецификаций, обычно цитируемых в технических описаниях электронных компонентов для фоторезисторов, — это темновое сопротивление через заданное время, обычно в секундах. Часто цитируются два значения: одно для одной секунды, а другое для пяти секунд.Они дали указание на задержку резистора.

Применение фоторезисторов

Фоторезисторы

находят применение во многих различных областях, и их можно встретить во многих различных конструкциях электронных схем. Они имеют очень простую конструкцию и являются недорогими и прочными устройствами. Они широко используются во многих различных элементах электронного оборудования и схемотехнике, включая фотографические люксметры, пожарную или дымовую сигнализацию, а также охранную сигнализацию, а также находят применение в качестве средств управления освещением для уличных фонарей.

Внешние фоторезисторы

обеспечивают чувствительность для более длинных волн, и в результате они популярны в различных конструкциях электронных схем в качестве фотоприемников информационного красного цвета. Фоторезисторы также можно использовать для обнаружения ядерной радиации.

Характеристики светозависимого резистора

Существует несколько спецификаций, которые важны для светозависимых резисторов, LDR / фоторезисторов при рассмотрении их использования в любой конструкции электронных схем.

Эти технические характеристики фоторезистора включают:


Основные технические характеристики LDR / фоторезистора
Параметр Детали
Макс. рассеиваемая мощность Это максимальная мощность, которую устройство способно рассеять в заданном температурном диапазоне.Снижение номинальных характеристик может применяться выше определенной температуры.
Максимальное рабочее напряжение В частности, поскольку устройство является полупроводниковым, необходимо соблюдать максимальное рабочее напряжение. Обычно это 0 люкс, то есть темнота.
Пиковая длина волны В этой спецификации фоторезистора указана длина волны максимальной чувствительности. В некоторых случаях могут быть представлены кривые для общего отклика. Длина волны указана в нм
Сопротивление при освещении Сопротивление при освещении — это ключевая характеристика, ключевой параметр для любого фоторезистора.Часто минимальное и максимальное сопротивление дается при определенных условиях освещения, часто 10 люкс. Минимальное и максимальное значение могут быть указаны из-за вероятного разброса. Состояние «полностью включено» может также возникать при сильном освещении, например. 100 люкс.
Темное сопротивление Значения сопротивления темноте будут указаны для фоторезистора. Они могут быть указаны по истечении заданного времени, потому что требуется время, чтобы сопротивление снизилось по мере рекомбинации носителей заряда — фоторезисторы отличаются медленным временем отклика.

Типичный светозависимый резистор, технические характеристики LDR / фоторезистора могут быть:


Пример технических характеристик фоторезистора
Параметр Примеры фигур
Макс.рассеиваемая мощность 200 мВт
Максимальное напряжение при 0 люкс 200 В
Пиковая длина волны 600 нм
Мин.сопротивление при 10 люкс 1,8 кОм
Макс. сопротивление при 10 люкс 4,5 кОм
Тип. сопротивление при 100 люкс 0,7 кОм
Темное сопротивление через 1 сек 0,03 МОм
Темное сопротивление через 5 секунд 0,25 МОм

LDR — это очень полезные электронные компоненты, которые можно использовать для различных приложений светочувствительности и связанных с ними конструкций электронных схем.Поскольку сопротивление LDR изменяется в таком широком диапазоне, они особенно полезны, и существует множество схем LDR, выходящих за рамки показанных здесь. Чтобы использовать эти электронные компоненты, необходимо кое-что знать о том, как работает LDR, что было объяснено выше.

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

Фоторезисторы — принцип работы, типы и применение

Свет — это форма электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр разделен на множество полос, из которых Свет обычно относится к Видимому спектру. Но в физике гамма-лучи, рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны также считаются светом. Спектр видимого света имеет длины волн в диапазоне 400-700 нанометров, лежащих между спектром инфракрасных лучей и ультрафиолетовым спектром.Свет несет энергию в виде фотонов. Когда эти фотоны вступают в контакт с другими частицами, энергия передается из-за столкновения. Используя этот принцип света, было изобретено множество полезных продуктов, таких как фотодиоды, фоторезисторы, солнечные панели и т. Д.


Что такое фоторезистор?

Фоторезистор

Свет имеет волновую природу дуальности. Это означает, что свет имеет как частицу, так и волнообразную природу. Когда свет падает на полупроводниковый материал, присутствующие в нем фотоны поглощаются электронами и возбуждаются в более высокие энергетические зоны.

Фоторезистор — это тип светозависимого резистора, значения сопротивления которого меняются в зависимости от падающего на него света. Эти фоторезисторы имеют тенденцию к уменьшению значений своего сопротивления с увеличением интенсивности падающего света.

Фоторезисторы обладают фотопроводимостью. Это менее светочувствительные устройства по сравнению с фотодиодами и фототранзисторами. Фоторезистор зависит от температуры окружающей среды.

Принцип работы

У фоторезистора нет P-N перехода, как у фотодиодов.Это пассивный компонент. Они изготовлены из полупроводниковых материалов с высоким сопротивлением.

Когда свет падает на фоторезистор, фотоны поглощаются полупроводниковым материалом. Энергия фотона поглощается электронами. Когда эти электроны приобретают энергию, достаточную для разрыва связи, они прыгают в зону проводимости. За счет этого снижается сопротивление фоторезистора. С уменьшением сопротивления увеличивается проводимость.

В зависимости от типа полупроводникового материала, используемого для фоторезистора, их диапазон сопротивления и чувствительность различаются. В отсутствие света фоторезистор может иметь значения сопротивления в мегаомах. А при наличии света его сопротивление может уменьшаться до нескольких сотен Ом.

Типы фоторезисторов

В зависимости от свойств полупроводникового материала, используемого для создания фоторезисторов, они подразделяются на два типа — внешние и внутренние фоторезисторы. Эти полупроводники по-разному реагируют в условиях разной длины волны.

Внутренние фоторезисторы разработаны с использованием внутреннего полупроводникового материала.Эти собственные полупроводники имеют свои собственные носители заряда. В их зоне проводимости нет свободных электронов. Они содержат дыры в валентной зоне.

Итак, чтобы возбуждать электроны, присутствующие в собственном полупроводнике, из валентной зоны в зону проводимости, необходимо обеспечить достаточную энергию, чтобы они могли пересечь всю запрещенную зону. Следовательно, для срабатывания устройства нам требуются фотоны с более высокой энергией. Следовательно, внутренние фоторезисторы предназначены для обнаружения более высокочастотного света.

С другой стороны, внешние полупроводники образуются путем легирования собственных полупроводников примесями. Эти примеси предоставляют свободные электроны или дырки для проводимости. Эти свободные проводники лежат в энергетической зоне ближе к зоне проводимости. Таким образом, небольшое количество энергии может заставить их перейти в зону проводимости. Внешние фоторезисторы используются для обнаружения света с большей длиной волны и меньшей частотой.

Чем выше интенсивность света, тем больше падение сопротивления фоторезистора.Чувствительность фоторезисторов зависит от длины волны применяемого света. Когда нет достаточной длины волны, достаточно срабатывания устройства, устройство не реагирует на свет. Внешние фоторезисторы могут реагировать на инфракрасные волны. Внутренние фоторезисторы могут обнаруживать световые волны более высокой частоты.

Символ фоторезистора

Символ фоторезистора

Фоторезисторы используются для индикации наличия или отсутствия света. Он также записывается как LDR. Обычно они состоят из Cds, Pbs, Pbse и т. Д. Эти устройства чувствительны к изменениям температуры.Таким образом, даже когда интенсивность света остается постоянной, в фоторезисторах можно увидеть изменение сопротивления.

Применение фоторезистора

Сопротивление фоторезистора нелинейно зависит от силы света. Фоторезисторы не так чувствительны к свету, как фотодиоды или фототранзисторы. Вот некоторые из применений фоторезисторов:

  • Они используются в качестве датчиков света.
  • Они используются для измерения интенсивности света.
  • В ночном освещении и в фотометрах используются фоторезисторы.
  • Их свойство задержки используется в аудиокомпрессорах и внешнем зондировании.
  • Фоторезисторы также можно найти в будильниках, уличных часах, солнечных уличных фонарях и т. Д.
  • Инфракрасная астрономия и инфракрасная спектроскопия также используют фоторезисторы для измерения средней инфракрасной области спектра.

Проекты на основе фоторезисторов

Фоторезисторы стали удобным устройством для многих любителей. Доступно множество новых исследовательских работ и электронных проектов на основе фоторезисторов.Фоторезисторы нашли новое применение в медицине, встроенных системах и астрономии. Вот некоторые из проектов, разработанных с использованием фоторезистора:

  • Фоторезистор, созданный студентом фотометр и его применение в судебно-медицинской экспертизе красителей.
  • Интеграция биосовместимой органической резистивной памяти и фоторезистора для носимых приложений считывания изображений.
  • Фоторелейный барьер синхронизации со смартфоном.
  • Разработка и реализация простой акустооптической схемы двойного управления.
  • Система определения местоположения источника света.
  • Мобильный робот включается звуком и управляется внешним источником света.
  • Разработка системы мониторинга с открытым исходным кодом для термодинамического анализа зданий и систем.
  • Устройство защиты от перегрева.
  • Устройство для обнаружения электромагнитного излучения.
  • Автоматическая двухосная газонокосилка на солнечной энергии для сельскохозяйственного применения.
  • Механизм измерения мутности воды с использованием светодиода для системы мониторинга на месте.
  • Светоиндуцированная светящаяся клавиатура изготовлена ​​с использованием фоторезисторов.
  • Новый электронный замок с азбукой Морзе на основе Интернета вещей.
  • Система уличного освещения для умных городов на фоторезисторах.
  • Отслеживание интервенционных устройств МРТ с управляемыми компьютером расстраиваемыми маркерами.
  • Используются в жалюзи с подсветкой.
  • Фоторезисторы также используются для автоматической регулировки контрастности и яркости в телевизорах и смартфонах.
  • Для конструирования бесконтактных выключателей используются фоторезисторы.

Из-за запрета на кадмий в Европе использование фоторезисторов Cds и Cdse ограничено. Фоторезисторы можно легко реализовать и связать с микроконтроллерами.

Эти устройства доступны на рынке как датчики IC. Они доступны как датчики внешней освещенности, световые и цифровые датчики, LDR и т. Д. Некоторые из широко используемых продуктов — это датчик освещенности OPT3002, пассивный датчик освещенности LDR и т. Д. Электрические характеристики, спецификации и т. Д.. OPT3002 можно найти в техническом описании, предоставленном Texas Instruments. Можно ли использовать фоторезисторы как альтернативу фотодиодам? В чем разница?

Символ, работа, типы и применение

Фоторезистор

— подробное руководство

Прогуливаясь по вечерним улицам, вы когда-нибудь замечали, как уличные фонари включаются автоматически, когда начинает темнеть? Такое автоматическое включение уличных фонарей связано с наличием в его цепи переменного резистора особого типа.Сопротивление этого переменного резистора зависит от количества падающего на него света.

Такой резистор называется фоторезистором, и в этой статье мы обсудим некоторые его аспекты.

Итак, приступим!

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор — это сочетание слов «фотон» (что означает легкие частицы) и «резистор». В соответствии со своим названием фоторезистор — это устройство, или мы можем сказать резистор, зависящий от силы света.По этой причине они также известны как светозависимые LDR.

Итак, чтобы определить фоторезистор в одной строке, мы можем записать его как:

«Фоторезистор — это переменный резистор, сопротивление которого изменяется обратно пропорционально интенсивности света»

Из наших базовых знаний о взаимосвязи между удельным сопротивлением (способностью сопротивляться потоку электронов) и проводимостью (способностью допускать поток электронов) мы знаем, что оба являются полярными противоположностями друг друга.Таким образом, когда мы говорим, что сопротивление уменьшается при увеличении интенсивности света, это просто означает, что проводимость увеличивается с увеличением интенсивности света, падающего на фоторезистор или LDR, благодаря свойству, называемому фотопроводимостью материала.

Следовательно, эти фоторезисторы также известны как фотопроводящие элементы или просто фотоэлементы.

Идея фоторезистора возникла, когда в 1873 году Уиллоуби Смит открыл фотопроводимость в селене.Тогда было создано множество вариантов светопроводящих устройств.

Фоторезистор

Фоторезистор Обозначение

Чтобы представить фоторезистор на принципиальной схеме, был выбран символ, который указывал бы на то, что это светозависимое устройство, а также на то, что это резистор.

Хотя в основном используемый символ показан на рисунке 2a (две стрелки, указывающие на резистор), некоторые предпочитают заключать резистор в круг, как показано на рисунке 2b.

Фоторезисторы Обозначение цепи

Принцип работы фоторезистора

Чтобы понять принцип работы фоторезистора, давайте немного расскажем о валентных и свободных электронах.

Как мы знаем, валентные электроны — это электроны, находящиеся во внешней оболочке атома. Следовательно, они слабо прикреплены к ядру атома. Это означает, что требуется лишь небольшое количество энергии, чтобы вывести его с внешней орбиты.

С другой стороны, свободные электроны — это те, которые не прикреплены к ядру и, следовательно, могут свободно перемещаться при приложении внешней энергии, такой как электрическое поле. Таким образом, когда некоторая энергия заставляет валентный электрон оторваться от внешней орбиты, он действует как свободный электрон; готов двигаться всякий раз, когда применяется электрическое поле. Световая энергия используется для превращения валентного электрона в свободный электрон.

Этот базовый принцип используется в фоторезисторе. Свет, падающий на фотопроводящий материал, поглощается им, что, в свою очередь, выделяет много свободных электронов из валентных электронов.

На рисунке ниже изображено то же самое:

Рабочее положение фоторезистора

По мере того, как световая энергия, падающая на фотопроводящий материал, увеличивается, количество валентных электронов, которые набирают энергию и покидают связь с ядром, увеличивается. Это приводит к тому, что большое количество валентных электронов прыгают в зону проводимости, готовые двигаться с приложением любой внешней силы, например электрического поля.

Таким образом, с увеличением интенсивности света количество свободных электронов увеличивается.Это означает, что фотопроводимость увеличивается, что означает снижение фоторезистентности материала.

Теперь, когда мы рассмотрели рабочий механизм, у нас появилась идея, что для изготовления фоторезистора используется фотопроводящий материал. По типу фотопроводящего материала фоторезисторы бывают двух типов. Краткое введение дается в следующем разделе

.

Типы фоторезисторов

Фоторезистор обычно изготавливается из полупроводникового материала, который используется в качестве резистивного элемента без PN перехода.По сути, это делает фоторезистор пассивным устройством. Два типа фоторезисторов:

  1. Внутренний фоторезистор : Как мы знаем, внутренним часто называют полупроводник (в данном случае фотопроводящий материал), лишенный каких-либо легирующих добавок. Это означает, что фотопроводящий материал, используемый для создания этого фоторезистора, включает возбуждение носителей заряда из валентных зон в зону проводимости.
  2. Внешний фоторезистор: Внешний фоторезистор имеет полупроводниковый материал с некоторой примесью, или мы можем сказать, что они легированы для большей эффективности.Примесные легирующие примеси должны быть мелкими и не должны ионизироваться в присутствии света. Фотопроводящий материал, используемый для этого фоторезистора, включает возбуждение носителей заряда между примесью и валентной зоной или зоной проводимости.

Теперь, когда мы рассмотрели механизм и типы, вы, должно быть, получили представление о том, как работает фоторезистор. Однако может возникнуть вопрос: как подключить фоторезистор по простой схеме?

Давайте посмотрим на пример ниже, в котором есть очень простая схема фоторезистора.

Базовая схема фоторезистора

На рисунке ниже показана принципиальная электрическая схема фоторезистора. В нем есть аккумулятор, фоторезистор и светодиод. Эта установка помогает понять поведение фоторезистора при воздействии электрического поля.

Базовая схема фоторезистора

ВАРИАНТ 1: Нет света на фоторезисторе (скажем, вы полностью закрыли фоторезистор)

Вы можете догадаться, что происходит?

Фоторезистор не может поглощать световую энергию; поэтому свободные электроны не образуются.Это означает, что даже если фоторезистор подвергается воздействию электрического поля, нет свободных электронов, которые могли бы двигаться и запускать ток.

Что это значит? Да, это означает, что сопротивление потоку тока велико, или мы можем сказать, что его сопротивление очень велико.

Загорится ли светодиодная лампа? Очевидно, НЕТ, поскольку в цепи не течет ток.
ВАРИАНТ 2: Свет падает на фоторезистор

Тебе легко угадать, верно?

Здесь фотоны падают на фоторезистор, поэтому световая энергия, необходимая для создания свободных электронов, поглощается им.Теперь, когда фоторезистор подключен к батарее, свободные электроны начинают двигаться, поскольку теперь они подвергаются воздействию электрического поля. Следовательно, мы можем сказать, что в цепи начинает течь ток.

Итак, что это означает для сопротивления фоторезистора?

Да, вы угадали; это означает, что сопротивление значительно уменьшилось, позволяя протекать току в цепи.

Таким образом, в этом случае загорится светодиод.

Следующий раздел позволяет вам понять общие способы использования и применения фоторезистора.

Фоторезистор — применение и применение

Автоматические уличные фонари: Одно из наиболее заметных применений фоторезистора, которое мы наблюдаем в повседневной жизни, — это схемы автоматического уличного освещения, как уже упоминалось во вводном абзаце. Здесь они настолько задействованы в цепи, что уличные фонари включаются с наступлением темноты и выключаются утром.

Некоторые фоторезисторы используются в некоторых потребительских товарах, таких как люксметра в камере, световые датчики , например, в роботизированных проектах , радиочасы и т. Д.

Они также используются для управления снижением усиления динамических компрессоров.

Они также считаются хорошим инфракрасным детектором и, следовательно, находят применение в инфракрасной астрономии.

На этом мы подошли к завершению статьи, давайте вернемся к тому, что мы узнали в этом коротком руководстве.

Фоторезистор в двух словах
  • « Фотоны » + « Резистор » = Фоторезистор : специальный тип переменного резистора, сопротивление которого зависит от интенсивности падающего на него света.
  • Другие названия: Фотопроводник, фотоэлемент, светозависимый резистор (LDR)
  • Уиллоуби Смит: Первый ученый, открывший фотопроводимость в селене (полупроводнике)
  • Конструкция: Изготовлен из светочувствительного полупроводникового материала. У них нет PN-перехода.
  • Принцип работы: Когда свет падает на светочувствительный материал (или на фоторезистор), валентные электроны поглощают световую энергию и вырываются из ядра, становясь свободными электронами.Эти электроны приводят к протеканию тока при приложении внешней силы, такой как электрическое поле.

Приложения

Наиболее распространенное применение в цепях автоматических уличных фонарей и других потребительских товарах, таких как люксметр, датчик освещенности и т. Д.

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор — это светозависимый резистор, который медленно теряет свое сопротивление при воздействии высоких уровней ультрафиолетового света.В результате фоторезисторы преобразуют световую энергию в электрическую. Фоторезисторы используются в самых разных устройствах для обнаружения наличия света, управления устройством или активации системы. Обычно они зависят от внешних источников света, хотя их можно подключить к системе, которая излучает собственный свет. Фоторезисторы обычно изготавливаются из сульфида кадмия, но могут быть смешаны с примесями, чтобы позволить более низким частотам света запускать фотоэлектрическое устройство.

Как работает фоторезистор

Фоторезисторы

изготовлены из высокопрочных полупроводников, чувствительных к высоким фотонным частотам.Когда фотоны (легкие частицы) вступают в контакт с полупроводником, они заставляют электроны, которые были связаны с металлом, переходить на другой кусок полупроводника. Чем больше фотонов попадает в полупроводник, тем больше электронов выбрасывается. Это создает очень эффективный токопроводящий поток электричества, который проходит через полупроводник только в присутствии света.

Приложения

Фоторезисторы

используются для самых разных целей, для всех из которых требуется свет, чтобы определить, должно ли устройство быть включено, выключено или установлено в определенное положение.Фоторезисторы отвечают за включение / выключение уличного освещения и измерение количества света, улавливаемого камерой. Они также используются в некоторых типах будильников и часов. Фоторезисторы используются в динамических компрессорах для управления снижением усиления и могут быть откалиброваны для реагирования на инфракрасный свет.

Преимущества

Фоторезисторы

имеют несколько важных преимуществ, которые отличают их от других устройств. Они полностью зависят от того, сколько света они получают.Это означает, что внешние силы не будут мешать устройствам, к которым они подключены. Фоторезистор также очень прост, потому что это просто полупроводник с проводящим каналом, подключенным к одному концу, чтобы передавать ток от полупроводника к внешнему устройству, которое он питает.

Они достаточно малы, чтобы поместиться практически в любое электронное устройство, и используются во всем мире в качестве базового компонента во многих электрических системах. Кроме того, фоторезисторы просто спроектированы и изготовлены из широко доступных материалов, что позволяет производить сотни тысяч единиц каждый год.

Недостатки

Существуют разные типы фоторезисторов, каждый из которых имеет свои недостатки, но у них есть несколько общих недостатков. Большинство фоторезисторов не могут определять низкий уровень освещенности и могут не работать в определенных условиях или обстоятельствах. Фоторезисторы также медленно реагируют на новые уровни света, и на распознавание изменений может потребоваться до нескольких секунд. Это связано с тем, что электроны все еще движутся через полупроводник, и им требуется несколько секунд, чтобы замедлиться или ускориться.

Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF

О мире беспроводной связи RF

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, волоконная оптика, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.

Статьи о системах на основе Интернета вещей

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Умная парковка на базе Zigbee • Система умной парковки на основе LoRaWAN


RF Статьи о беспроводной связи

В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с тестированием и измерениями, по тестированию на соответствие, используемым для тестов на соответствие устройств RF / PHY. СПРАВОЧНЫЕ СТАТЬИ УКАЗАТЕЛЬ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤


Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤


Основы и типы замирания : В этой статье описываются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые замирания и т. Д., Которые используются в беспроводной связи. Читать дальше➤


Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤


5G NR Раздел

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP


Учебные пособия по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются обучающие материалы по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ Учебников >>


Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF


Этот учебник GSM охватывает основы GSM, архитектуру сети, элементы сети, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS-вызовов и восходящая линия связи PS-вызовов.
➤Подробнее.

LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.


RF Technology Stuff

Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP от 70 МГц до диапазона C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования DUT на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.УКАЗАТЕЛЬ испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптическая технология

Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебник по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH


Поставщики и производители беспроводных радиочастотных устройств

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, встроенные исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды


* Общая информация о здоровье населения *

Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома

Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB



СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


RF Wireless Tutorials



Различные типы датчиков


Поделиться страницей

Перевести страницу

Светочувствительность

с использованием фоторезисторного датчика (LDR) и BBC Micro: бит

Введение

Сегодня в этой статье я расскажу об обнаружении света с помощью фоторезисторного датчика и BBC Micro: Bit.По сути, вы будете знать все основы того, как считывать аналоговый сигнал с помощью micro: bit и отображать показания на экране micro: bit, не только отображая, но если вы хотите проявить больше творчества, вы можете использовать показания и построить что-нибудь полезное. Мы можем определить уровень освещенности с помощью встроенной функции micro: bit, вы можете прочитать здесь, как это сделать.

Итак, приступим.

Что такое датчик с фоторезистором или светозависимый резистор (LDR)?

Фоторезисторный датчик или светозависимый резистор (LDR) представляет собой регулируемый светорезистор.Сопротивление фоторезистора уменьшается с увеличением интенсивности падающего света, или мы можем сказать, что он демонстрирует фотопроводимость. Фоторезистор может применяться в цепях светочувствительных элементов, а также в цепях переключения, активируемых светом и темнотой. Фоторезистор изготовлен из полупроводника с высоким сопротивлением. В темноте фоторезистор может иметь сопротивление до нескольких МОм; также на свету фоторезистор может иметь сопротивление всего несколько сотен Ом. Поскольку его можно использовать в светочувствительной схеме, мы также используем LDR для восприятия света.А это выглядит так.

Итак, теперь давайте посмотрим, как мы можем использовать этот датчик с micro: bit и считывать уровень освещенности.

Необходимые инструменты

  1. Micro: бит (1 шт.)
  2. Зажим для аллигатора (шт)
  3. Штекерная перемычка (3 шт.)
  4. Резистор 10кОм (1 шт)
  5. Фоторезистор или датчик LDR (1шт)
  6. Макетная плата (1 шт)

Соединение

Подключение как показано ниже.Сначала нам нужно подключить датчик фоторезистора (LDR) к макетной плате, а затем нам нужно подключить резистор 10 кОм. Мы используем резистор только для управления током и обеспечения тока, который необходим только для LDR. Итак, подключите GND Micro: Bit к одному концу резистора, а другой конец резистора будет подключен к концу датчика LDR, откуда мы будем считывать значения. Подключите PIN2 бита micro: bit к одному концу LDR через резистор и подключите контакт 3V бита Micro: bit к другому концу датчика LDR.Таким образом, мы подаем 3 В на LDR с одного конца и получаем выходной сигнал с другого, используя PIN2. Подключите точно так, как показано на изображении ниже. Вы можете использовать любой из PIN-кодов micro: bit, например PIN0, PIN1 и PIN2.

Вот как у меня это связано.

Код

  1. Перейдите в makecode и создайте новый проект.
  2. Теперь перейдите к блоку переменных, выберите элемент набора, который нужно заблокировать, и поместите его в блок навсегда.

  3. Теперь переименуйте переменную элемента для ввода, если вы хотите иначе, вы можете переименовать по своему усмотрению.

  4. Теперь перейдите в Advance и перейдите к блокировке PINS. Выберите «читать аналоговый вывод» и поместите его, заменив 0 в блоке «установить элемент», как это.

    Ваш код должен выглядеть так.

  5. Теперь снова перейдите к переменной, выберите элемент набора и поместите его под первым элементом набора.Если хотите, вы можете переименовать переменную элемента во что-нибудь другое. Я переименовал его как output.

  6. Теперь перейдите к математическому блоку и выберите «Разделить».

  7. Заменить первый ноль на входную переменную, а другой ноль на 50.

    Так почему мы делим показание на 50? Просто потому, что результатом аналогового считывания блока выводов будет число от 0 до 1023, где 0 представляет 0 В, а 1023 представляет 3 В.Это значение сохраняется во входной переменной. Затем это число масштабируется до однозначного числа путем деления на 50. Вы можете изменить число 50, чтобы сделать световые показания более или менее чувствительными.

  8. Теперь используйте блок show number из базового и назначьте ему выходную переменную, как это, и теперь это последний код. Загрузите его и загрузите в micro: bit.

Код JavaScript

  1. пусть output = 0
  2. пусть input2 = 0
  3. базовый.навсегда (() => {
  4. input2 = pins.analogReadPin (AnalogPin.P2)
  5. вывод = ввод2 / 50
  6. basic.showNumber (вывод)
  7. })

Код MicroPython

  1. из импорта микробита *
  2. , а True:
  3. вход = pin2.read_analog ()
  4. вывод = int (ввод / 50)
  5. display.show (str (вывод))
Демо

Получить код и эскиз

Что такое фоторезистор?

Фоторезистор, часто называемый светозависимым резистором, представляет собой резистор, который реагирует на повышенное воздействие света уменьшением своего сопротивления в цепи.Они используются в различных устройствах, для работы которых требуется чувствительность к свету, например, в светящихся в темноте часах и уличных фонарях, которые включаются, когда солнце садится. Фоторезисторы являются частью большой группы датчиков, известных как фотодетекторы, которые представляют собой устройства, которые реагируют на свет.

Резисторы

присутствуют практически во всех типах электрических цепей.Они функционируют, чтобы блокировать поток электричества через цепь, чтобы он оставался в безопасном диапазоне. В случае фоторезистора они также служат переключателем, регулирующим поток электричества в зависимости от количества света, которому они подвергаются.

Фоторезисторы — это, по сути, полупроводники, то есть они проводят электричество посредством потока электронов.Обычно они имеют два контакта, соединенных со светочувствительной пластиной. Когда свет, падающий на пластину, достигает достаточно высокой частоты, это стимулирует электроны в устройстве и дает им достаточно энергии, чтобы освободиться от их связей. Эти освобожденные электроны позволяют электричеству проходить через фоторезистор.

Фоторезисторы широко используются.Они обычно встречаются в устройствах меньшего размера в виде ячейки сульфида кадмия (CdS). Ячейка CdS, термин, который в значительной степени считается синонимом термина фоторезистор, встречается во многих формах часов, люксметрах в фотоаппаратах и ​​уличных фонарях.

Элемент CdS изготавливается путем нанесения сульфата кадмия с добавками примесей, процесс, известный как легирование, на керамическую основу.Легирующий материал находится ближе к зоне, где находится полоса для проведения электричества, поэтому электронам не нужно перемещаться так далеко, чтобы освободиться и проводить электричество. Это означает, что для изменения сопротивления фоторезистора этого типа не требуется такая высокая частота света. Таким образом, основным преимуществом ячейки CdS является то, что она более чувствительна к спектру света, используемого людьми, что является одной из причин, по которой ее используют в таких элементах, как светомеры для фотоаппаратов и уличные фонари.

Другой тип широко распространенных фоторезисторов сделан из кремния.Кремниевые фоторезисторы не так хороши в качестве полупроводников, как элементы CdS, потому что им нужны более высокие частоты света для проведения электричества из-за того, что полосы для перемещения электронов не так легко доступны. Кремниевый фоторезистор чаще встречается в устройствах, чувствительных к инфракрасному или красному свету, таких как инфракрасные детекторы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.