Резистор в схеме: Эта страница ещё не существует

Содержание

Что такое резистор [подробная статья]

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

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

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

Содержание статьи

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Наглядный пример работы резистора

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

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

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

Также резисторы работают как:

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

Основные характеристики резисторов

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

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

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

Способ монтажа

По технологии монтажа резисторы разделяют на выводные и SMD.

Выводные резисторы

Радиальный выводной резистор

Аксиальный выводной резистор

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

Выводные резисторы по конструкции бывают проволочными, металлопленочными и композитными.

Из чего состоит резистор проволочного типа

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

Чем отличается металлопленочный резистор от проволочного

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

SMD-резисторы

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

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

Из чего делают чип-резисторы

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

Виды резисторов по характеру изменения сопротивления

Резисторы бывают постоянными и переменными.

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

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

Что делают подстроечные резисторы

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

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

Типы резисторов по характеру вольтамперной характеристики

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

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

Виды резисторов по назначению

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

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

Шумы резисторов и способы их уменьшения

Собственные шумы резистивных элементов состоят из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы, спровоцированные движением электронов в токопроводящем слое, усиливаются при повышении температуры нагрева детали и температуры окружающей среды.

При протекании тока генерируются токовые шумы. Токовые шумы, значение которых существенно выше тепловых, в основном характерны для непроволочных резисторов.

Способы борьбы с шумами:

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

Обозначение резисторов на схеме

Обозначение переменных, подстроечных и нелинейных резисторов на схемах:

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

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

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

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

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

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

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

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

Допустимая погрешность, ±%

20

10

5

2

1

0,5

0,2

0,1

Буква

Русская

В

С

И

Л

Р

Д

У

Ж

Латинская

M

K

J

G

F

D

C

B

Цветовая маркировка резисторов с проволочными выводами

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

Таблица расшифровки цветовых колец

Цвет

Число

Десятичный множитель

Класс точности, %

Температурный коэффициент сопротивления

% отказов

Черный

0

1*100

-

-

-

Коричневый

1

1*101

1

100

1

Красный

2

1*102

2

50

0,1

Оранжевый

3

1*103

-

15

0,01

Желтый

4

1*104

-

25

0,001

Зеленый

5

1*105

0,5

-

-

Синий

6

1*106

0,25

10

-

Фиолетовый

7

1*107

0,1

5

-

Серый

8

1*108

0,05

-

-

Белый

9

1*109

-

1

-

Серебристый

-

1*10-2

10

-

-

Золотой

-

1*10-1

5

-

-

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

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

Виды соединения резисторов в электроцепи

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

Последовательное соединение

Последовательное соединение резисторов

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

Формула: Rобщ. = R1 + R2 +…+ Rn

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

Параллельное соединение

Параллельное соединение резисторов

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

Формула: Rобщ. = 1/R1 + 1/R2 +…+ 1/Rn

Смешанное соединение

Смешанное соединение резисторов

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

Соединение нескольких резисторов в одной схеме

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

Видео: что такое резистор и как он работает


Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?


Другие материалы по теме


Анатолий Мельник

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


Резистор. Параметры резисторов.

Его параметры и обозначение на схеме

Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках и пр. Применений очень много, всех и не перечесть.

Другое название резистора – сопротивление. По сути, это просто игра слов, так как в переводе с английского resistance – это сопротивление (электрическому току).

Когда речь заходит об электронике, то порой можно встретить фразы типа: «Замени сопротивление», «Два сопротивления сгорели». В зависимости от контекста под сопротивлением может подразумеваться именно электронная деталь.

На схемах резистор обозначается прямоугольником с двумя выводами. На зарубежных схемах его изображают чуть-чуть иначе. «Тело» резистора обозначают ломаной линией – своеобразная стилизация под первые образцы резисторов, конструкция которых представляла собой катушку, намотанную высокоомным проводом на изоляционном каркасе.

Рядом с условным обозначением указывается тип элемента (R) и его порядковый номер в схеме (R1). Здесь же указано его номинальное сопротивление. Если указана только цифра или число, то это сопротивление в Омах. Иногда, рядом с числом пишут Ω – так, греческой заглавной буквой «Омега» обозначают омы. Ну, а, если так, – 10к, то этот резистор имеет сопротивление 10 килоОм (10 кОм – 10 000 Ом). Про множители и приставки «кило», «мега» можете почитать здесь.

Не стоит забывать о переменных и подстроечных резисторах, которые всё реже, но ещё встречаются в современной электронике. Об их устройстве и параметрах я уже рассказывал на страницах сайта.

Основные параметры резисторов.

  • Номинальное сопротивление.

    Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.

  • Рассеиваемая мощность.

    Более подробно о мощности резистора я уже писал здесь.

    При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.

    На графическом обозначении резистора внутри прямоугольника мощность обозначается наклонной, вертикальной или горизонтальной чертой. На рисунке обозначено соответствие графического обозначения и мощности указанного на схеме резистора.

    К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт. Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.

    Если необходим резистор мощностью более 2 Вт (5 Вт и более), то внутри прямоугольника на условном графическом обозначении пишется римская цифра. Например, V – 5 Вт, Х – 10 Вт, XII – 12 Вт.

  • Допуск.

    При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах.

    Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение. Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.

    Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.

    Для тех, кто ещё не знает, существует ещё одна возможность подобрать необходимое сопротивление – его можно составить, соединив вместе несколько резисторов разных номиналов. Об этом читайте в статье про соединение резисторов.

    Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.

    Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25…0,05%.

  • Температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

    Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). За рубежом принято сокращение T.C.R.

    В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью. Более подробно о таком параметре, как ТКС, я рассказывал тут.

Первые три параметра основные, их надо знать!

Перечислим их ещё раз:

  • Номинальное сопротивление (маркируется как 100 Ом, 10кОм, 1МОм…)

  • Рассеиваемая мощность (измеряется в Ваттах: 1 Вт, 0,5 Вт, 5 Вт…)

  • Допуск (выражается в процентах: 5%, 10%, 0,1%, 20%).

Так же стоит отметить конструктивное исполнение резисторов. Сейчас можно встретить как микроминиатюрные резисторы для поверхностного монтажа (SMD-резисторы), которые не имеют выводов, так и мощные, в керамических корпусах. Существуют и невозгораемые, разрывные и прочее. Перечислять можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые: номинальное сопротивление, рассеиваемая мощность и допуск.

В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента. Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2. ..3 ватт. Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.

Новичкам в электронике хотелось бы рассказать и о том, что кроме резисторов, цветовыми полосами маркируют и миниатюрные конденсаторы в цилиндрических корпусах. Иногда это вызывает путаницу, так как такие конденсаторы ложно принимают за резисторы.

Таблица цветового кодирования.

Рассчитывается сопротивление по цветным полосам так. Например, три первых полосы – красные, последняя четвёртая золотистого цвета. Тогда сопротивление резистора 2,2 кОм = 2200 Ом.

Первые две цифры согласно красному цвету – 22, третья красная полоса, это множитель. Стало быть, по таблице множитель для красной полосы – 100. На множитель необходимо умножить число 22. Тогда, 22 * 100 = 2200 Ом. Золотистая полоса соответствует допуску в 5%. Значит, реальное сопротивление может быть в пределе от 2090 Ом (2,09 кОм) до 2310 Ом (2,31 кОм). Мощность рассеивания зависит от размеров и конструктивного исполнения корпуса.

На практике широкое распространение имеют резисторы с допуском 5 и 10%. Поэтому за допуск отвечают полосы золотого и серебристого цвета. Понятно, что в таком случае, первая полоса находится с противоположной стороны элемента. С неё и нужно начинать считывание номинала.

Но, как быть, если резистор имеет небольшой допуск, например 1 или 2% ? С какой стороны считывать номинал, если с обеих сторон присутствуют полосы красного и коричневого цветов?

Этот случай предусмотрели и первую полосу размещают ближе к одному из краёв резистора. Это можно заметить на рисунке таблицы. Полоски, обозначающие допуск расположены дальше от края элемента.

Конечно, бывают случаи, когда нет возможности считать цветовую маркировку резистора (забыли таблицу, стёрта/повреждена сама маркировка, некорректное нанесение полос и пр.).

В таком случае, узнать точное сопротивление резистора можно только, если измерить его сопротивление мультиметром или омметром. В таком случае вы будете 100% знать его реальную величину. Также при сборке электронных устройств рекомендуется проверять резисторы мультиметром для того, чтобы отсеить возможный брак.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Что такое резистор, классификация резисторов и их обозначения на схемах

Резистор (англ. resistor от лат. resisto — сопротивляюсь) —один из самых распространенных радиоэлементов. Даже в простом транзисторном приемнике число резисторов достигает нескольких десятков, а в современном теле-иизоре их не менее двух-трех сотен.

Резисторы используют в качестве нагрузочных и токоограничительных элементов, делителей напряжения, добавочных сопротивлений и шунтов в измерительных цепях и т. д.

Основным параметром резистора является сопротивление, характеризующее его способность препятствовать протеканию электрического тока. Сопротивление измеряется в омах, килоомах (тысяча Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).

Постоянные резисторы

Вначале резисторы изображали на схемах в виде ломаной линии — меандра (рис. 1,а, б), которая обозначала высокоомный прокол, намотанный на изоляционный каркас. По мере усложнения радиоприборов число резисторов в них увеличивалось, и, чтобы облегчить начертание, их с шли изображать на схемах в виде зубчатой линии (рис. 1,в).

На смену этому символу пришел символ в виде прямоугольника (рис. 1,г), который стали применять для обозначения любого резистора, независимо от его конструкции и особенностей.

Рис. 1. Постойнные резисторы и их обозначение.

Постоянные резисторы могут иметь один или несколько отводов от резистивного элемента. На условном обозначении такого резиетора дополнительные выводы изображают в том же порядке, как это имеет место в самом резисторе (рис. 2). При большом числе отводов длину символа допускается увеличивать.

   Рис. 2. Постоянные резисторы с отводами — обозначение.

Сопротивление постоянного резистора, как говорит само название, изменить невозможно. Поэтому, если в цепи требуется установить определенный ток или напряжение, то для этого приходится подбирать отдельные элементы цепи, которыми часто являются резисторы. Возле символов этих элементов на схемах ставят звездочку * — знак, говорящий о необходимости их подбора при настройке или регулировке.

Обозначение сопротивления резисторов

Нимннальную мощность рассеяния резистора (от 0,05 до 5 Вт) обозначают специальными знаками, помещаемыми внутри символа (рис. 3). Заметим, мм ни таки не должны касаться контура условного обозначения резистора.

Рис. 3. Обозначение мощности резисторов.

На принципиальной схеме номинальное сопротивление резистора указывают рядом с условным обозначением (рис. 4). Согласно ГОСТ 2.702—7S сопротивлении от 0 до 999 Ом указывают числом без единицы измерения (2,2; 33, 120. ..), от 1 до 999 кОм — числом с бумвой к (47 к, 220 к, 910к и т. д.),свыше 1 мегаома — числом с буквой М (1 М, 3,6М и т. д.).

   Рис. 4. Обозначение сопротивления для резисторов на схемах.

На резисторах отечественного производства номинальное сопротивление, допускаемое отклонение от него, а если позволяют размеры, и номинальную мощность рассеяния указывают в виде полного или сокращенного (кодированного) обозначения.

Согласно ГОСТ 11076—69 единицы сопротивления в кодированной системе обозначают буквами Е (ом), К (килоом) и М (мегаом). Так, резисторы сопротивлением 47 Ом маркируют 47Е, 75 Ом —75Е, 12 кОм — 12К, 82 кОм —82К и т. д.

Сопротивления от 100 до 1000 Ом и от 100 до 1000 кОм выражают в долях килоома и мегаома соответственно, причем на месте нуля и запятой ставят соответствующую единицу измерения:

  • 180 Ом = 0,18 кОм = К18;
  • 910 Ом = 0,91 кОм = К91;
  • 150 к0м = 0,15 МОм = М15;
  • 680 к0м = 0,68 МОм = М68 и т. д.

Если же номинальное сопротивление выражено целым числом с дробью, то единицу измерения ставят на месте запятой: 2,2 Ом — 2Е2; 5,1 кОм —5К1; 3,3 МОм — ЗМЗ и т. д.

Кодированные буквенные обозначения установлены и для допускаемых отклонений сопротивления от номинального. Допускаемому отклонению ±1% -соответствует буква Р, ±2%—Л, ±5%—И, ±10% —С, ±20%—В. Таким образом, надпись на корпусе резистора К75И обозначает номинальное сопротивление 750 Ом с допускаемым отклонением ±5%; надпись МЗЗВ — 330 кОм ±20% и т. д.

Переменные резисторы

Переменные резисторы, как правило, имеют минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и от щеточного контакта, который может перемещаться по нему. С целью уменьшения размеров и упрощения конструкции токопроводящий элемент обычно выполняют в виде незамкнутого кольца, а щеточный контакт закрепляют на валике, ось которого проходит через его центр.

Таким образом, при вращении валика контакт перемещается по поверхности токопроводящего элемента, в результате сопротивление между ним и крайними выводами изменяется.

В непроволочных переменных резисторах обладающий сопротивлением то-копроводящий слой нанесен на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или впрессован в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО).

В проволочных резисторах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе. Для надежного соединения между обмоткой и подвижным контактом провод зачищают на глубину до четверти его диаметра, а в некоторых случаях и полируют.

Существуют две схемы включения переменных резисторов в электрическую цепь. В одном случае их используют для регулирования тока в цепи, и тогда регулируемый резистор называют реостатом, в другом — для регулирования напряжения, тогда его называют потенциометром. Показанное на рис. 5 условное графическое обозначение используют, когда необходимо изобразить реостат в общем виде.

Для регулирования тока в цепи переменный резистор можно включить диумя выводами: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента (рис. 6,а). Однако такое включение не всегда допустимо.

Рис. 5. Реостаты и переменные резисторы — условное обозначение.

Если, например, в процессе регулирования случайно нарушится соединение щеточного контакта с токопроводящим элементом, электрическая цепь ока-1 жется разомкнутой, а это может явиться причиной повреждения при

бора. Чтобы исключить такую возможность, второй вывод токопроводящего элемента соединяют с выводом щеточного контакта (рис. 6,б). В этом случае даже при нарушении соединения электрическая цепь не будет разомкнута.

Общее обозначение потенциометра (рис. 6,в) отличается от символа реостата без разрыва цепи только отсутствием соединения выводов между собой.

Рис. 6. Обозначение потенциометра на принципиальных схемах.

К переменным резисторам, применяемым в радиоэлектронной аппаратуре, часто предъявляются требования по характеру изменения сопротивления при повороте их оси.

Так, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между выводом щеточного контакта и правым (если смотреть со стороны этого контакта) выводом токопроводящего элемента изменялось по показательному (обратному логарифмическому) закону.

Только в этом случае наше ухо воспринимает равномерное увеличение громкости при малых и больших уровнях сигнала. В измерительных генераторах сигналов звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов часто используют переменные резисторы, также желательно, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому или показательному закону.

Если это условие не выполнить, шкала генератора получается неравномерной, что затрудняет точную установку частоты.

Промышленность выпускает непроволочные переменные резисторы, в основном, трех групп:

  • А — с линейной,
  • Б — с логарифмической,
  • В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления между правым и средним выводами от угла поворота оси ф (рис. 47,а).

Резисторы группы А используют в радиотехнике наиболее широко, поэтому характеристику изменения их сопротивления на схемах обычно не указывают. Если же переменный резистор нелинейный (например, логарифмический) и это необходимо указать на схеме, символ резистора перечеркивают знаком нелинейного регулирования, возле которого (внизу) помещают соответствующую математическую запись закона изменения.

Рис. 7. Переменный резистор с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления.

Резисторы групп Б и В конструктивно отличаются от резисторов группы А только токопроводящим элементом: на подковку таких резисторов наносят токопроводящий слой с удельным сопротивлением, меняющимся по ее длине. В проволочных резисторах форму каркаса выбирают такой, чтобы длина витка высокоомного провода менялась по соответствующему закону (рис. 7,6).

Регулируемые резисторы

Регулируемые резисторы — резисторы, сопротивление которых можно изменять в определенных пределах, применяют в качестве регуляторов усиления, громкости, тембра и т. д. Общее обозначение такого резистора состоит из базового символа и знака регулирования, причем независимо от положения символа на схеме стрелку, обозначающую регулирование, проводят в направлении снизу вверх под углом 45 градусов.

Регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Кому из владельцев радиоприемника или магнитофона не приходилось после двух-трех лет эксплуатации слышать шорохи п треоки из громкоговорителя при регулировании громкости.

Причина этого неприятного явления — в нарушении контакта щетки с токопроводящим слоем или износ последнего. Поэтому, если основным требованием к переменному резистору является повышенная надежность, применяют резисторы со ступенчатым регулированием.

Такой резистор может быть выполнен на базе переключателя на несколько положений, к контактам которого подключены ре-, зисторы постоянного сопротивления. На схемах эти подробности не показывают, ограничиваясь изображением символа регулируемого резистора со знаком ступенчатого регулирования, а если необходимо, указывают и число ступеней (рис. 8).

Рис. 8. Изображение символа регулируемого резистора со знаком ступенчатого регулирования.

Некоторые переменные резисторы изготовляют с одним, двумя и даже с тремя отводами. Такие резисторы применяют, например, в тонкомпенсиро-ванных регуляторах громкости, используемых в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре. Отводы изображают в виде линий, отходящих от длинной стороны основного символа (рис. 9).

Рис. 9. Обозначение переменного резистора с отводами.

Для регулирования громкости, тембра, уровня записи в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов и т. д. применяют сдвоенные переменные резисторы, сопротивления которых изменяются одновременно при повороте общей оси (или перемещении движка). На схемах символы входящих в них резисторов стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 10,а).

   Рис. 10. Внешний вид и обозначение блоков с переменными резисторами.

Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на большом удалении один от другого, механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 10,6). Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку показывают в этом случае и в позиционном обозначении (R1.1—первый — по схеме — резистор сдвоенного переменного резистора R1, R1.2 — второй).

Встречаются и такие сдвоенные переменные резисторы, в которых каждым резистором можно управлять отдельно (ось одного проходит внутри трубчатой оси другого). Механической связи, обеспечивающей одновременное изменение сопротивлений обоих резисторов, в этом случае нет, поэтому и на схемах ее не показывают (принадлежность к сдвоенному резистору указывают только в позиционном обозначении).

В бытовой радиоаппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с обозначением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны прямоугольника, при перемещении к которой узел щеточного контакта (движок) воздействует на выключатель (рис. 11,а).

Рис. 11. Обозначение переменного резистора совмещенного с переключателем.

При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае, если символы резистора и выключателя удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 11,6).

Подстроечные резисторы

Подстроечные резисторы — разновидность переменных. Узел щеточного контакта таких резисторов приспособлен для управления отверткой. Условное обозначение подстроечного резистора (рис. 12) наглядно отражает его назначение: это, по сути, постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.

Рис. 12. Внешний вид и обозначение подстроечных резисторов.

Общее обозначение подстроечного резистора отличается тем, что вместо знака регулирования использован знак подстроечного регулирования.

Нелинейные резисторы

В радиотехнике, электронике и автоматике находят применение нелинейные саморегулирующиеся резисторы, изменяющие свое сопротивление поя действием внешних электричеоких или неэлектрических факторов: угольные столбы, варисторы, терморезисторы и tj д.

Угольный столб, представляющий собой пакет угольных шайб, изменяет свое сопротивление под действием механического усилия.

Рис. 13. Вид и обозначение нелинейных саморегулирующихся резисторов.

Для сжатия шайб обычно используют электромагнит. Изменяя напряжение на его обмйтке, можно в больших пределах изменять степень сжатия шайб и, следовательно, сопротивление угольного столба.

Используют такие резисторы в стабилизаторах и регуляторах напряжения. Условное обозначение угольного столба состоит из ба-зовцго символа резистора и знака нелинейного саморегулирования с буквой Р, которая символизирует механическое усилие — давление (рис. 13,а).

Терморезисторы, как говорит само название, характеризуются тем, что их сопротивление изменяется под действием температуры. Токопроводящие элементы этих резисторов изготовляют из полупроводниковых материалов.

Сопротивление терморезистора прямого подогрева изменяется за счет выделяющейся в нем мощности или при изменении температуры окружающей среды, а терморезистора косвенного подогрева — под действием тепла, выделяемого специальным подогревателем.

Зависимость сопротивления терморезисторов от температуры имеет нелинейный характер, поэтому на схемах их изображают в виде нелинейного резистора со знаком температуры —1° (рис. 13,6, в).

Знак температурного коэффициента сопротивления (положительный, если с увеличением температуры сопротивление терморезистора возрастает, и отрицательный, если оно уменьшается) указывают только в том случае, если он отрицательный (рис. 13,в).

В условное обозначение терморезистора косвенного подогрева кроме знака нелинейного регулирования входит символ подогревателя, напоминающий перевернутую латинскую букву U (рис. 13,г).

Нелинейные полупроводниковые резисторы, известные под названием варисторов, изменяют свое сопротивление при изменении приложенного к ним напряжения.

Существуют варисторы, у которых увеличение напряжения всего в 2—3 раза сопровождается уменьшением сопротивления в несколько десятков раз. На схемах их обозначают в виде нелинейного саморегулирующегося резистора с латинской буквой U (напряжение) у излома знака саморегулирования (рис. 13,3).

В системах автоматики широко используют фоторезисторы — полупроводниковые резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием света. Условное графическое обозначение такого резистора состоит из базового символа, помещенного в круг (символ корпуса полупроводникового прибора), и знака фотоэлектрического эффекта — двух наклонных параллельных стрелок.

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.

Как обозначаются сопротивления на электросхемах

Стремление к большим познаниям окружающего мира у современного человека вызывает желание к получению полной информации о неизвестном. Вся информация о мире нашем доступна нам никогда не будет, с каким бы напором мы к этому не стремились. Сама природа не хочет этого. Как бы между нами и ней установлено  некое сопротивление, изменяющее ход и направление нашего мышления.

Подобные обстоятельства наблюдаются при движении электрического тока по проводнику, которое  стремится достигнуть своей цели по пути наименьшего сопротивления с выделением энергии во внешнюю среду или для совершения какой-либо работы. Ограничить движение электрического тока можно, установив на его пути участок электрической цепи, обладающим большим электрическим сопротивлением, нежели вся электрическая цепь в целом.

Электрическое сопротивление характеризует свойство электрического проводника в проводимости электрического тока через себя и напрямую зависит от свойства материала, из которого изготовлено это сопротивление, от приложенного к нему электрического напряжения и геометрической формы самого сопротивления, именуемого в электрике резистором (от от лат. resisto — сопротивляюсь и англ. resistor).

Обратная величина сопротивлению — это электропроводность. Лучшей проводимостью электрического тока пока что обладает золото и платина. Но не весело будет смотреться, к примеру, когда электросистема автомобиля будет начинёна проводами из золота и платины. Наилучшей альтернативой таким материалам являются алюминий и медь.

Какие материалы используют для изготовления резисторов?

В качестве материалов используют сплавы высоко сопротивления, напыление материала на керамическую основу и уголь. Резисторы могут использоваться дискретно, как отдельный элемент, так и в составе интегральных электросхем.

В одном компьютере около нескольких тысяч резисторов и отобразить их все на схеме весьма сложно.

Как отличить резисторы на электросхемах?

Любой тип резистора на схемах отечественных производителей отображается в виде прямоугольника. На некоторых  зарубежных схемах в виде зигзагообразной линии. Подключение к схеме указывается линиями, нарисованными от середины сторон прямоугольника. Если резистор меняет своё сопротивление от воздействия внешних факторов (управление оператором или действие окружающей среды), то на схеме добавляется дополнительная линия или отрезок со стрелкой на конце или без, расположенный к середине прямоугольника или пересекает его.

Но есть ещё резисторы, изменяющие свои характеристики, которые можно использовать для своих целей. Когда в качестве материала для изготовления резистора используют высокотемпературные сплавы и подают на него напряжение, то такой резистор превращается в источник тепла. Как правило, такие элементы всегда проволочные и могут быть открытого и закрытого типа, то есть помещаться внутрь полости, изолирующей его от внешней среды.

Самый широко распространённый подобный элемент — это трубчатый электронагреватель (ТЭН). Используется везде, где требуется получить тепло. Ну, да. Вы догадались. Это бойлер, котёл, плита, чайник и многие другие электронагревательные приборы.

На схемах такие сопротивления обозначаются прямоугольником, разделённым внутри на четыре равные части. Буквенное обозначение термоэлемента всегда одно — EK.

Основными характеристиками резистора являются: указанное на нём величина сопротивления, которая является его номинальным значением; номинальная мощность рассеяния и возможные отклонения действительного значения сопротивления от номинального, указанного на корпусе.

Мощность электрического тока, которую резистор может длительное время выдержать и рассеивать в виде тепла без ущерба для его работы, принято называть мощностью рассеяния и обозначать её в ваттах.

К примеру: резистор с сопротивлением 100 Ом пропускающий через себя электрический ток силой 0,1А, рассеивает мощность в виде тепла около 1Вт. При меньшей расчётной характеристике мощности рассеяния резистора и большем токе, проходящем через него, данный резистор быстро сгорает, то есть электрически недостаточно прочен.

Обозначение мощности на рисунке с резистором наносится непосредственно в значок, отображающий резистор или рядом с ним и выражается в виде римских цифр, за исключением указанной мощности 0,5Вт — поперечная черта, 0,25Вт — одна косая черта, 0,125Вт — две косые черты.

Отклонение действительного сопротивления от номинального выражают в процентах. К примеру: номинал резистора 100Ом с допуском 10% означает, что фактическое — действительное сопротивление может находится в пределах от 90Ом до 110Ом. Чем меньше величина процента указана на корпусе резистора, тем более близка действительная величина сопротивления к указанной.

Как понять какой резистор?

Когда на схеме обозначены два вывода, это значит, что резистор постоянный и рабочее сопротивление его не изменяется в нормальном режиме. А вот третий вывод или пересекаемая линия говорят о переменном, подстроечном или нелинейном сопротивлении (зависит от внешних факторов: свет, влага, температура, магнитное поле,  напряжение, освещённость).

Обозначение у каждого типа своё: на рисунке постоянных, переменных и подстроечных резисторов рядом наносится буква R; нелинейные  — обозначаются буквой R с добавленным буквенного символом, в зависимости от типа воздействия физического фактора (температура — t, напряжение — u и т.д.). Пример: Ru, Rt. Символ может стоять рядом и может указываться на дополнительной линии, пересекаемой изображение резистора.

Варистор (сопротивление зависит от приложенного напряжения) — Ru.

Термистор (сопротивление зависит от температуры) — Rt.

Фоторезистор (сопротивление зависит от его освещённости) — Rf.

Величина сопротивления резисторов указывается на рисунке рядом с изображением резистора, в изображении или в специальной таблице величин, приложенной к схеме.

Маркировка на корпусе резисторов наносится цифровая или цветовая, которая более удобна при определении всех величин сопротивления.

Скачать программу для определения номинала резистора по цветовым меткам и программу для вывода цветовой маркировки резистора по указанному номиналу сопротивления.


«Как обозначаются сопротивления на электросхемах»

Любой тип резистора на схемах отечественных производителей отображается в виде прямоугольника. На некоторых  зарубежных схемах в виде зигзагообразной линии. Подключение к схеме указывается линиями, нарисованными от середины сторон прямоугольника. Если резистор меняет своё сопротивление от воздействия внешних факторов (управление оператором или действие окружающей среды), то на схеме добавляется дополнительная линия или отрезок со стрелкой на конце или без, расположенный к середине прямоугольника или пересекает его.

Игорь Александрович

«Весёлый Карандашик»

Типы резисторов

Слово «резистор» произошло от латинского « resisto », что значит сопротивляюсь. Резисторы относятся к наиболее распространенным деталям радиоэлектронной аппаратуры.

Основным параметром резисторов является их номинальное сопротивление, измеряемое в Омах ( Ом ), килоомах ( кОм ) или мегаомах ( МОм ). Номинальные значения сопротивлений указываются на корпусе резисторов, однако действительная величина сопротивления может отличаться от номинального значения. Эти, отклонения устанавливаются стандартом в соответствии с классом точности, определяющим величину погрешности.

Постоянные резисторы

Широко используются три класса точности допускающие отклонение сопротивления от номинального значения:

  • I класс – на ± 5 %
  • II класс – на ± 10 %
  • III класс – на ± 20 %

Существует так же так называемые прецизионные резисторы, они выпускаются с допусками:

  • ± 2 %
  • ± 1 %
  • + 0,2 %
  • ± 0,1 %
  • ± 0,5 %
  • ± 0,02 %
  • ± 0,01 %

Помимо сопротивления резисторы характеризуются предельным рабочим напряжением, температурным коэффициентом сопротивления и номинальной мощностью рассеяния.

Предельным рабочим напряжением называют максимально допустимое напряжение, приложенное к выводам резистора, при котором он надежно работает. Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) отражает относительное изменение величины сопротивления резистора при колебании температуры окружающей среды на 1 °С . В зависимости от материала, из которого изготовлен резистор, его сопротивление с увеличением температуры может возрастать либо уменьшаться. В первом случае ТКС оказывается положительным, а во втором – отрицательным.

Если на резисторе выделяется большая мощность, чем предусмотрено, его температура будет повышаться, и он даже может перегореть. В большинстве устройств РЭА применяются резисторы с номинальной мощностью рассеяния от 0,125 до 2 Вт.

Номинальное значение сопротивления и допускаемое отклонение указываются на резисторе с помощью специальных буквенных обозначений:

  • Е (К) – от 1 до 99 Ом
  • К – от 0,1 до 99 кОм
  • М – от 0,1 до 99 МОм

Пример обозначений номинальных сопротивлений резисторов:

  • 27Е27 Ом
  • 4Е74,7 Ом
  • К680680 Ом
  • 1К51,5 кОм
  • 43К43 кОм
  • 2М42,4 МОм
  • 3 МОм

Различают два основных вида резисторов: нерегулируемые ( постоянные ) и регулируемые ( переменные и подстроечные ). Особую группу составляют полупроводниковые резисторы.

Постоянные резисторы

Постоянные резисторы могут быть проволочными и непроволочными. Проволочные резисторы представляют собой цилиндрическое тело, на которое наматывается проволока из металла, обладающего большим удельным сопротивлением. Первыми элементами обозначения таких резисторов являются буквы:

  • ПЭ
  • ПЭВ
  • ПЭВ-Р
  • ПЭВТ

Из наиболее широко применяемых непроволочных резисторов можно назвать углеродистые, типа:

Металлизированные резисторы, лакированные эмалью, теплостойкие:

  • МЛТ
  • ОМЛТ
  • МТ
  • МТЕ

Композиционные резисторы, с стеклянным основанием, на которое наносится токопроводящий материал-смесь нескольких веществ:

На электрических схемах постоянные резисторы, независимо от их типа, изображаются в виде прямоугольников, выводы от концов резисторов – линиями, проведенными от середин меньших сторон. Допустимая рассеиваемая мощность резистора указывается внутри прямоугольника. Рядом с условным графическим обозначением наносят латинскую букву R, после которой следует порядковый номер резистора, согласно принципиальной схеме, а также номинальное его сопротивление.

Обозначение постоянного резистора

Для сопротивления от 0 до 999 Ом единицу измерения не указывают, для сопротивления от 1 кОм до 999 и от 1 МОм и выше к числовому его значению добавляют обозначения единиц измерения.

Сопротивление резистора ориентировочное

 

 

Если величина сопротивления резистора на схеме указана ориентировочно и в процессе настройки может быть изменена, к условному обозначению резистора добавляется звездочка *.

При необходимости подчеркнуть, что данный резистор должен обязательно быть проволочным, рядом с символом R делается надпись « пров ».

Переменные резисторы

Регулируемые, или переменные резисторы являются радиоэлементами, сопротивления которых можно изменять от нуля до номинальной величины. Как и постоянные, регулируемые резисторы могут быть проволочными и непроволочными.

Регулируемый резистор без отводов

Регулируемый непроволочный резистор представляет собой токопроводящее покрытие, нанесенное на диэлектрическую пластинку в виде дуги, по которому перемещается пружинящий контакт (движок), скрепленный с осью. От этого контакта и от краев токопроводящего покрытия сделаны выводы.

Функциональная характеристика переменного резистора

По виду зависимости сопротивления между начальным выводом от токопроводящей части и движком от угла поворота оси различают резисторы типов:

  • А – линейная зависимость
  • Б – логарифмическая
  • В – показательная зависимость

Регулируемый резистор с двумя дополнительными отводами

Сдвоенный переменный резистор

Двойной переменный резистор

Регулируемый резистор с выключателем

Подстроечные резисторы

Разновидностью регулируемых резисторов являются подстроечные резисторы, которые не имеют выступающей оси, скрепленной с движком. Изменять положение движка и, следовательно, сопротивление между ним и одним из концов токопроводящего слоя в подстроечном резисторе можно только с помощью отвертки.

Подстроечные резисторы

Терморезисторы

Терморезистор – полупроводниковый резистор, включаемый в электрическую цепь, сопротивление которого возрастает при уменьшении температуры и понижается при ее увеличении. Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) таких резисторов отрицательный.

Позистор – полупроводниковый резистор, включаемый в электрическую цепь, сопротивление которого увеличивается при увеличении температуры и уменьшается при ее уменьшении. Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) таких резисторов положительный.

Терморезисторы (термисторы)

Условное графическое обозначение варисторов

 

 

Варисторами – называют полупроводниковые резисторы, в которых используется свойство уменьшения сопротивления полупроводникового материала при увеличении приложенного напряжения.

Система обозначений варисторов включает буквы СН (сопротивление нелинейное) и цифры.

Первая из цифр обозначает материал

  • 1 – карбид кремния
  • 2 – селен

Вторая цифра – конструкцию

  • 1,8 – стержневая
  • 2, 10 – дисковая
  • 3 – микромодульная

Третья цифра – порядковый номер разработки. Последним элементом обозначения также является число. Оно указывает на классификационное напряжение в вольтах, например – СН-1-2-1-100.

Варисторы применяют для защиты от перенапряжений контактов, приборов и элементов радиоэлектронных устройств, высоковольтных линий и линий связи, для стабилизации и регулирования электрических величин и т. д.

Фоторезисторы

Фоторезисторами – называют полупроводниковые резисторы, сопротивление которых изменяется от светового или проникающего электромагнитного излучения. Более широко используются фоторезисторы с положительным фотоэффектом. Их сопротивление уменьшается при освещении или облучении электромагнитными волнами.

Условное графическое обозначение фоторезисторов

 

Благодаря высокой чувствительности, простоте конструкции, малым габаритам фоторезисторы применяются в фотореле различного назначения, счетчиках изделий в промышленности, системах контроля размеров и формы деталей, устройствах регулирования различных величин, телеуправлении и телеконтроле, датчиках различных величин и др.

Система обозначений фоторезисторов ранних выпусков содержит три буквы и цифру. Первые две буквы – ФС (фотосопротивление), за ними следует буква, обозначающая материал светочувствительного элемента:

  • А – сернистый свинец
  • К – сернистый кадмий
  • Д – селенистый кадмий

Затем идет цифра, указывающая на вид конструкции, например: ФСК-1.

В новой системе обозначений первые две буквы СФ (сопротивление фоточувствительное). Следующая за ними цифра указывает на материал чувствительного элемента, а последняя цифра означает порядковый номер разработки, например: СФ2-1.

Резистор. Резисторы постоянного сопротивления | Для дома, для семьи

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

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

1. Основные параметры резисторов.

Основными параметрами резистора являются: номинальное сопротивление, допускаемое отклонение фактической величины сопротивления от номинального (допуск), номинальная мощность рассеивания, электрическая прочность, зависимость сопротивления: от частоты, нагрузки, температуры, влажности; уровня создаваемых шумов, размерами, массой и стоимостью. Однако на практике резисторы выбирают по сопротивлению, номинальной мощности и допуску. Рассмотрим эти три основных параметра более подробно.

1.1. Сопротивление.

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

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

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

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

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

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

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

Буквенно-цифровая маркировка.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

— 1 МОм
10М — 10 МОм
33М — 33 МОм

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

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

Цветовая маркировка.

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

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

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

Например. Резистор маркирован четырьмя кольцами:

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

Резистор маркирован пятью кольцами:

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

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

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

Цифровая маркировка.

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

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

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

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

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

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

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

1.2. Допуск (класс точности) резистора.

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

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

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

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

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

1.3. Номинальная мощность рассеивания.

Третьим важным параметром резистора является его мощность рассеивания

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

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

За единицу измерения мощности принят ватт (Вт).

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

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

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

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

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

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

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

2. Резисторы постоянного сопротивления (постоянные резисторы).

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

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

2.1. Непроволочные резисторы.

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

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

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

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

2.2. Проволочные резисторы.

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

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

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

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

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

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

3. Обозначение резисторов на принципиальных схемах.

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

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

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

15 — 15 Ом
680 – 680 Ом
920 — 920 Ом

На некоторых зарубежных схемах для обозначения Ом ставят букву R:

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

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

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

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

— 1 МОм
3,3М — 3,3 МОм
56М — 56 МОм

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

4. Последовательное и параллельное соединение резисторов.

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

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

Rобщ = R1 + R2 + R3 + … + Rn

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

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

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

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

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

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

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

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

Схемы соединения резисторов

Последовательное соединение резисторов

Последовательное соединение резисторов

 

 

Iобщ = I1 = I2 = I3

Uобщ = U1 + U2 + U3

 

Параллельное соединение резисторов

Параллельное соединение резисторов

 

 

Iобщ = I1 + I2 + I3

Uобщ = U1 = U2 = U3

 

Реостат

Реостат – это переменный резистор, который включается в цепь последовательно с потребителем нагрузки.

Изменяя положение ползунка, в цепи меняется ток от 0 до max.

Реостат применяется для изменения тока в цепи.

В электрических схемах встречается понятие – реостатное включение нагрузки.

Реостатное включение нагрузки

 

T1   I =

Uист

Rр + Rн

→ max

 

RP = 0

 

T2   I =

Uист

Rр + Rн

→ min

Гасящий резистор

В радиосхемах возникает необходимость подавать на потребитель напряжение меньше чем развивает источник, тогда между источником и нагрузкой включается гасящий резистор.

Применение – в схеме создания напряжения смещения на участке эмиттер-база транзистора.

Гасящий резистор

 

 

 

Uгас = Uист – U

 

 

PRгас = I2 – Rгас

Делитель напряжения

Делитель напряжения

 

 

Делитель напряжения – это цепь, состоящая из нескольких последовательно соединённых резисторов обеспечивающих подачу на потребитель некоторой части напряжения источника.

Потенциометр

Потенциометр – это переменный резистор, с части которого снимается напряжения источника.

Потенциометр

 

 

Применение – регулировка громкости на входе усилителя низкой частоты.

Резисторы

— learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 50

Примите стойку, стойкость сопротивления

Резисторы

— самые распространенные электронные компоненты. Они являются важной частью практически каждой цепи. И они играют важную роль в нашем любимом уравнении — законе Ома.

В этом разделе résistance мы рассмотрим:

  • Что такое резистор ?!
  • Блоки резисторов
  • Обозначение цепи резистора
  • Последовательные и параллельные резисторы
  • Различные варианты резисторов
  • Цветовое кодирование декодирование
  • Расшифровка резистора поверхностного монтажа
  • Примеры применения резистора

Считайте чтение…

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники. Прежде чем переходить к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотр) эти:


Хотите попробовать резисторы?

и nbsp

и nbsp

Основы резистора

Резисторы — это электронные компоненты, которые обладают постоянным постоянным электрическим сопротивлением. Сопротивление резистора ограничивает поток электронов через цепь.

Это пассивных компонента , то есть они только потребляют энергию (и не могут ее генерировать). Резисторы обычно добавляются в схемы, где они дополняют активных компонентов , таких как операционные усилители, микроконтроллеры и другие интегральные схемы. Обычно резисторы используются для ограничения тока, деления напряжений и подтягивания линий ввода / вывода.

Резисторные блоки

Электрическое сопротивление резистора измеряется в Ом . Символ ома — греческая заглавная буква омега: & ohm ;.(Несколько окольным) определение 1 & ohm; — это сопротивление между двумя точками, где 1 вольт (1 В) приложенной потенциальной энергии будет подталкивать 1 ампер (1 А) тока.

В единицах СИ большие или меньшие значения Ом могут быть сопоставлены с префиксом, например, кило-, мега- или гига-, чтобы облегчить чтение больших значений. Очень часто можно увидеть резисторы в диапазоне килоом (кОм;) и мегаом (М & Ом;) (гораздо реже можно увидеть резисторы в миллиомах (м & ом;)). Например, 4,700 Ом; резистор эквивалентен 4.7к & Ом; резистор и 5,600,000 Ом; резистор можно записать как 5,600 кОм; или (чаще) 5.6M & ohm ;.

Условное обозначение

Все резисторы имеют две клеммы, , по одной клемме на каждом конце резистора. При моделировании на схеме резистор отображается как один из этих двух символов:

Два общих условных обозначения резистора. R1 — это 1 кОм в американском стиле; резистор, а R2 — международный 47кОм; резистор.

Выводы резистора — это каждая линия, идущая от волнистой линии (или прямоугольника). Это то, что подключается к остальной части схемы.

Обозначения схемы резистора обычно дополняются значением сопротивления и именем. Значение, отображаемое в омах, очевидно, имеет решающее значение как для оценки, так и для фактического построения схемы. Название резистора обычно — R перед числом. Каждый резистор в цепи должен иметь уникальное имя / номер.Например, вот несколько резисторов в цепи таймера 555:

В этой схеме резисторы играют ключевую роль в установке частоты на выходе таймера 555. Другой резистор (R3) ограничивает ток через светодиод.


Типы резисторов

Резисторы

бывают разных форм и размеров. Они могут быть сквозными или поверхностными. Это может быть стандартный статический резистор, набор резисторов или специальный переменный резистор.

Прерывание и монтаж

Резисторы

будут иметь один из двух типов оконечной нагрузки: сквозное отверстие или поверхностный монтаж. Эти типы резисторов обычно обозначаются аббревиатурой PTH (сквозное отверстие с гальваническим покрытием) или SMD / SMT (технология или устройство для поверхностного монтажа).

Резисторы со сквозным отверстием поставляются с длинными гибкими выводами, которые можно вставить в макетную плату или вручную припаять к макетной плате или печатной плате (PCB). Эти резисторы обычно более полезны при макетировании, прототипировании или в любом другом случае, когда вы не хотите паять крошечные, маленькие 0.Резисторы SMD длиной 6 мм. Длинные выводы обычно требуют обрезки, и эти резисторы неизбежно занимают гораздо больше места, чем их аналоги для поверхностного монтажа.

Наиболее распространенные сквозные резисторы поставляются в аксиальном корпусе. Размер осевого резистора зависит от его номинальной мощности. Обычный резистор ½ Вт имеет диаметр около 9,2 мм, тогда как резистор меньшей Вт имеет длину около 6,3 мм.

Резистор мощностью полуватта (½Вт) (вверху) мощностью до четверти ватта (Вт).

Резисторы для поверхностного монтажа обычно представляют собой крошечные черные прямоугольники, оканчивающиеся с обеих сторон еще меньшими, блестящими, серебряными проводящими краями.Эти резисторы предназначены для установки на печатных платах, где они припаяны к ответным посадочным площадкам. Поскольку эти резисторы такие маленькие, их обычно устанавливает робот и отправляет через печь, где припой плавится и удерживает их на месте.

Крошечный 0603 330 & Ом; резистор, парящий над блестящим носом Джорджа Вашингтона на вершине [США квартал] (http://en.wikipedia.org/wiki/Quarter_ (United_States_coin).

Резисторы SMD

бывают стандартных размеров; обычно либо 0805 (0.08 «в длину на 0,05» в ширину), 0603 или 0402. Они отлично подходят для массового производства печатных плат или в конструкциях, где пространство является драгоценным товаром. Однако для ручной пайки им нужна твердая и точная рука!

Состав резистора

Резисторы

могут быть изготовлены из различных материалов. Чаще всего современные резисторы изготавливаются из углеродной, металлической или металлооксидной пленки . В этих резисторах тонкая пленка проводящего (но все же резистивного) материала намотана спиралью вокруг и покрыта изоляционным материалом.Большинство стандартных простых сквозных резисторов имеют углеродную или металлическую пленку.

Загляните внутрь нескольких резисторов из углеродной пленки. Значения сопротивления сверху вниз: 27 Ом, 330 Ом; и 3,3 МОм. Внутри резистора углеродная пленка обернута вокруг изолятора. Чем больше обертываний, тем выше сопротивление. Довольно аккуратно!

Другие сквозные резисторы могут быть намотаны проволокой или изготовлены из сверхтонкой металлической фольги.Эти резисторы обычно являются более дорогими, более дорогими компонентами, специально выбранными из-за их уникальных характеристик, таких как более высокая номинальная мощность или максимальный температурный диапазон.

Резисторы для поверхностного монтажа обычно бывают толстыми или тонкопленочными . Толстая пленка обычно дешевле, но менее точна, чем тонкая. В обоих типах резисторов небольшая пленка из резистивного металлического сплава помещается между керамической основой и стеклом / эпоксидным покрытием, а затем соединяется с концевыми токопроводящими краями.

Пакеты специальных резисторов

Существует множество других резисторов специального назначения. Резисторы могут поставляться в предварительно смонтированных пакетах из пяти или около того резисторных матриц. Резисторы в этих массивах могут иметь общий вывод или быть настроены как делители напряжения.

Массив из пяти 330 Ом; резисторы, соединенные вместе на одном конце.

Переменные резисторы (например, потенциометры)

Резисторы

также не обязательно должны быть статическими. Переменные резисторы, известные как реостаты , представляют собой резисторы, которые можно регулировать в пределах определенного диапазона значений.Аналогичен реостату потенциометр . Горшки соединяют два резистора внутри последовательно, и регулируют центральный отвод между ними, создавая регулируемый делитель напряжения. Эти переменные резисторы часто используются для входов, например регуляторов громкости, которые необходимо регулировать.


Маркировка декодирующего резистора

Хотя они могут не отображать свое значение сразу, большинство резисторов имеют маркировку, показывающую их сопротивление. Резисторы PTH используют систему цветовой кодировки (которая действительно добавляет немного изящества схемам), а резисторы SMD имеют свою собственную систему маркировки значений.

Расшифровка цветных полос

Осевые резисторы со сквозным отверстием обычно используют систему цветных полос для отображения своего значения. Большинство из этих резисторов будут иметь четыре цветных полосы, окружающие резистор, хотя вы также найдете пять полосных и шесть полосных резисторов.

Четырехполосный резистор

В стандартных четырехполосных резисторах первые две полосы обозначают две старшие цифры номинала резистора. Третья полоса — это весовое значение, при котором умножает две значащие цифры на десять.

Последняя полоса указывает допуск резистора. Допуск объясняет, насколько более или менее фактическое сопротивление резистора можно сравнить с его номинальным значением. Ни один резистор не может быть доведен до совершенства, и различные производственные процессы приведут к лучшим или худшим допускам. Например, 1 кОм; резистор с допуском 5% на самом деле может быть где-то между 0,95 кОм; и 1.05кОм ;.

Как определить, какая группа первая и последняя? Последний диапазон допусков часто четко отделен от диапазонов значений, и обычно это либо серебро, либо золото.

Пяти- и шестиполосные резисторы

Пятиполосные резисторы имеют третью полосу значащих цифр между первыми двумя полосами и полосой умножителя . Пятиполосные резисторы также имеют более широкий диапазон допусков.

Шестиполосные резисторы — это, по сути, пятиполосные резисторы с дополнительной полосой на конце, которая указывает температурный коэффициент. Это указывает на ожидаемое изменение номинала резистора при изменении температуры в градусах Цельсия. Обычно эти значения температурного коэффициента чрезвычайно малы, в диапазоне ppm.

Декодирующий резистор Цветовые полосы

При расшифровке цветовых полос резисторов обратитесь к таблице цветовых кодов резисторов, подобной приведенной ниже. Для первых двух полос найдите соответствующее цифровое значение этого цвета. 4,7 кОм; Резистор, показанный здесь, имеет в начале цветные полосы желтого и фиолетового цветов, которые имеют числовые значения 4 и 7 (47). Третья полоса 4,7 кОм; красный, что означает, что 47 следует умножить на 10 2 (или 100). 47 умножить на 100 — это 4700!

4.7к & Ом; резистор с четырьмя цветными полосами

Если вы пытаетесь сохранить код цветовой полосы в памяти, может помочь мнемоническое устройство. Существует несколько (иногда сомнительных) мнемоник, которые помогают запомнить цветовую кодировку резистора. Хороший, подчеркивающий разницу между b и b rown:

« B ig b rown r abbits o ften y ield g reat b ig v ocal g roans inger napped

Или, если вы помните «ROY G. BIV», вычтите индиго (бедный индиго, никто не помнит индиго) и добавьте черный и коричневый к передней части и серый и белый к задней части классической цветовой схемы радуги. .

Таблица кодов цветов резистора

Проблемы со зрением? Щелкните изображение для лучшего просмотра!

Калькулятор цветового кода резистора

Если вы предпочитаете пропустить математику (мы не будем судить!) И просто воспользуетесь удобным калькулятором, попробуйте один из них!

Четырехполосные резисторы
Диапазон 1 Диапазон 2 Диапазон 3 Диапазон 4
Значение 1 (MSV) Значение 2 Вес Допуск
Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (1) Коричневый (10) Красный (100) Оранжевый (1k) Желтый (10k) Зеленый (100k) Синий (1M) Фиолетовый (10M) Серый (100M) Белый (1G) Золото (± 5%) Серебро (± 10%)

Сопротивление: 1 кОм; ± 5%

Пяти- и шестиполосные резисторы
Примечание: Рассчитайте здесь свой шестиполосный резистор, но не забудьте добавить температурный коэффициент к окончательному значению резистора.33
Диапазон 1 Диапазон 2 Диапазон 3 Диапазон 4 Диапазон 5
Значение 1 (MSV) Значение 2 Значение 3 Вес Допуск
Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (1) Коричневый (10) Красный (100) Оранжевый (1k) Желтый (10k) Зеленый (100k) Синий (1M) Фиолетовый (10M) Серый (100M) Белый (1G) Золото (± 5%) Серебро (± 10%) Коричневый (± 1%) Красный (± 2%) Зеленый (± 0.5%) Синий (± 0,25%) Фиолетовый (± 0,1%) Серый (± 0,05%)

Сопротивление: 1 кОм; ± 5%

Расшифровка маркировки для поверхностного монтажа

Резисторы SMD

, как и в корпусах 0603 или 0805, имеют собственный способ отображения своего значения. Есть несколько распространенных методов маркировки этих резисторов. Обычно на корпусе печатается от трех до четырех символов — цифр или букв.

Если три символа, которые вы видите, это , все числа , вы, вероятно, смотрите на резистор с маркировкой E24 .Эти маркировки на самом деле имеют некоторое сходство с системой цветных полос, используемой на резисторах PTH. Первые два числа представляют собой первые две наиболее значимые цифры значения, последнее число представляет величину.

На приведенном выше примере резисторы обозначены 104 , 105 , 205 , 751 и 754 . Резистор с маркировкой 104 должен быть 100 кОм; (10×10 4 ), 105 будет 1M & ohm; (10×10 5 ) и 205 составляет 2M & Ом; (20×10 5 ). 751 — 750 Ом; (75×10 1 ) и 754 составляет 750 кОм; (75×10 4 ).

Еще одна распространенная система кодирования — E96 , и она самая загадочная из всех. Резисторы E96 будут обозначены тремя символами — двумя цифрами в начале и буквой в конце. Два числа сообщают вам первые , три цифры значения, соответствующие одному из не столь очевидных значений в этой поисковой таблице.

Код 9033 9033 9034 903 903 903 903 903 9034 903 903 903 903 89 590 931 9023 3 205 96233
902

Буква в конце представляет множитель, соответствующий чему-то в этой таблице:

Код Значение
Код Значение Код значения Значение Код значения Значение
Код Значение
Код Значение
01 100
17 49 316
65 464
81 681
02 102

102

50 324
66 475
82 698
03 105
19 154 154 154 332
67 487
83 715
04 107 9033 9033 9033 20 9034 903 902 902 902 902 902 902 903 903 902 902 902 902 903 902 52 340
68 499
84 732
05
53 348
69 511 90 234
85 750
06 113
22 165
38 243 243 243 243 523
86 768
07 115
23 169 9034 39234 39234 902 71 536
87 787
08 118
24 174
174

72 549
88 8 06
09 121
25 178
41 261
57 383 902 57 383 902 825
10 124
26 182
42 267
902 902 902 902 902 902
90 845
11 127
27 187
43 274 2 274 2
91 866
12 130
28 191
44 280
60 412 9033 902 902 902 902 902 133
29 196
45 287
61 422 902 902
902 77
14 137
30 200
46 294
62 432 9033 9033 432 9034
15 140
31
47 301
63 442
79 649
95 903 14234
95 903 14234
95 903 1432 902 32 210
48 309
64 453
80 665 665
3 001
Letter Множитель Letter Множитель Letter Множитель
A 1 D 1000
Y или R 0,01 B или H 10 E 902 902 902 902 902 0,1 C 100 F 100000

Итак, резистор 01C — наш хороший друг, 10 кОм; (100×100), 01B — 1 кОм; (100×10), а 01D — 100 кОм.Это просто, другие коды могут быть не такими. 85A на картинке выше 750 & Ом; (750×1) и 30C на самом деле составляет 20 кОм.


Номинальная мощность

Номинальная мощность резистора — одна из наиболее скрытых величин. Тем не менее это может быть важно, и это тема, которая возникает при выборе типа резистора.

Мощность — это скорость, с которой энергия преобразуется во что-то другое. Он рассчитывается путем умножения разности напряжений в двух точках на ток, протекающий между ними, и измеряется в ваттах (Вт).Лампочки, например, превращают электричество в свет. Но резистор может превратить только электрическую энергию, проходящую через него, в тепла . Хит обычно не лучший товарищ по играм с электроникой; слишком много тепла приводит к дыму, искрам и пожару!

Каждый резистор имеет определенную максимальную номинальную мощность. Чтобы резистор не перегревался слишком сильно, важно убедиться, что мощность на резисторе не превышает его максимального значения. Номинальная мощность резистора измеряется в ваттах и ​​обычно находится между & frac18; Вт (0.125 Вт) и 1 Вт. Резисторы с номинальной мощностью более 1 Вт обычно называют силовыми резисторами и используются специально из-за их способности рассеивать мощность.

Определение номинальной мощности резистора

Номинальная мощность резистора обычно определяется по размеру его корпуса. Стандартные сквозные резисторы обычно имеют номинальную мощность ¼ или ½ Вт. Резисторы мощности более специального назначения могут указывать свою номинальную мощность на резисторе.

Эти силовые резисторы могут выдерживать гораздо большую мощность, прежде чем они сработают.Сверху справа в нижний левый приведены примеры резисторов 25 Вт, 5 Вт и 3 Вт со значениями 2 Ом, 3 Ом; 0,1 & Ом; и 22к & Ом. Меньшие силовые резисторы часто используются для измерения тока.

О номинальной мощности резисторов для поверхностного монтажа обычно можно судить также по их размеру. Резисторы типоразмера 0402 и 0603 обычно рассчитаны на 1/16 Вт, а резисторы 0805 могут потреблять 1/10 Вт.

Измерение мощности на резисторе

Мощность обычно рассчитывается путем умножения напряжения на ток (P = IV).Но, применяя закон Ома, мы также можем использовать значение сопротивления при расчете мощности. Если нам известен ток, протекающий через резистор, мы можем рассчитать мощность как:

Или, если мы знаем напряжение на резисторе, мощность можно рассчитать как:


Серия

и параллельные резисторы

Резисторы постоянно соединяются вместе в электронике, как правило, в последовательной или параллельной схеме. Когда резисторы объединяются последовательно или параллельно, они создают общее сопротивление , которое можно рассчитать с помощью одного из двух уравнений.Знание того, как сочетаются значения резисторов, пригодится, если вам нужно создать конкретное значение резистора.

Резисторы серии

При последовательном соединении значения резисторов просто складываются.

резисторов Н. Общее сопротивление — это сумма всех последовательных резисторов.

Так, например, если у вас всего , у вас должно быть , 12,33 кОм; резистор, найдите некоторые из наиболее распространенных номиналов резисторов 12 кОм; и 330 Ом, и соединить их последовательно.

Параллельные резисторы

Определить сопротивление параллельно включенных резисторов не так-то просто. Общее сопротивление резисторов Н и , включенных параллельно, является обратной суммой всех обратных сопротивлений. Это уравнение может иметь больше смысла, чем последнее предложение:

резисторов Н, включенных параллельно. Чтобы найти общее сопротивление, инвертируйте каждое значение сопротивления, сложите их, а затем инвертируйте.

(Сопротивление, обратное сопротивлению, на самом деле называется проводимостью , поэтому короче: проводимость параллельных резисторов — это сумма каждой из их проводимостей).

В качестве частного случая этого уравнения: если у вас только два резистора , подключенных параллельно, их полное сопротивление можно рассчитать с помощью этого чуть менее инвертированного уравнения:

Как еще , более особый случай этого уравнения, если у вас есть два параллельных резистора равного значения , общее сопротивление составляет половину их значения. Например, если два 10k & ohm; резисторы включены параллельно, их полное сопротивление 5кОм.

Сокращенно сказать, что два резистора подключены параллельно, можно с помощью оператора параллельности: || .Например, если R 1 находится параллельно с R 2 , концептуальное уравнение может быть записано как R 1 || R 2 . Намного чище и скрывает все эти неприятные фракции!

Резисторные сети

В качестве специального введения в вычисление общего сопротивления, учителя электроники любят , когда они знакомят своих учеников с сумасшедшими запутанными цепями резисторов.

Приручить резисторный сетевой вопрос может быть что-то вроде: «какое сопротивление между выводами A и B в этой цепи?»

Чтобы решить такую ​​проблему, начните с задней части схемы и упростите ее к двум клеммам.В этом случае R 7 , R 8 и R 9 все идут последовательно и могут складываться вместе. Эти три резистора включены параллельно с R 6 , поэтому эти четыре резистора можно превратить в один с сопротивлением R 6 || (R 7 + R 8 + R 9 ). Делаем нашу схему:

Теперь четыре крайних правых резистора можно упростить еще больше. R 4 , R 5 и наша конгломерация R 6 — R 9 все последовательно и могут быть добавлены.Тогда все эти последовательные резисторы подключены параллельно R 3 .

И это всего лишь три последовательных резистора между клеммами A и B . Добавьте их! Таким образом, общее сопротивление этой цепи составляет: R 1 + R 2 + R 3 || (R 4 + R 5 + R 6 || ( 7 + R ) 8 + R 9 )).


Примеры приложений

Резисторы

присутствуют практически во всех электронных схемах.Вот несколько примеров схем, которые сильно зависят от наших друзей-резисторов.

Резисторы

— это ключ к тому, чтобы светодиоды не взорвались при подаче питания. Посредством соединения резистора последовательно со светодиодом ток, протекающий через два компонента, может быть ограничен до безопасного значения.

При выборе токоограничивающего резистора обратите внимание на два характеристических значения светодиода: типичное прямое напряжение и максимальный прямой ток .Типичное прямое напряжение — это напряжение, необходимое для включения светодиода, и оно варьируется (обычно где-то между 1,7 В и 3,4 В) в зависимости от цвета светодиода. Максимальный прямой ток обычно составляет около 20 мА для основных светодиодов; постоянный ток через светодиод всегда должен быть равен или меньше этого номинального тока.

После получения этих двух значений можно подобрать токоограничивающий резистор по следующему уравнению:

В S — это напряжение источника — обычно напряжение батареи или источника питания.V F и I F — это прямое напряжение светодиода и желаемый ток, который проходит через него.

Например, предположим, что у вас есть батарея на 9 В для питания светодиода. Если ваш светодиод красный, то прямое напряжение может быть около 1,8 В. Если вы хотите ограничить ток до 10 мА, используйте последовательный резистор примерно 720 Ом.

Делители напряжения

Делитель напряжения представляет собой схему резистора, которая преобразует большое напряжение в меньшее. Используя всего два последовательно подключенных резистора, можно создать выходное напряжение, составляющее часть входного напряжения.

Вот схема делителя напряжения:

Два резистора, R 1 и R 2 , соединены последовательно, и источник напряжения (V в ) подключен через них. Напряжение от В на выходе на GND можно рассчитать как:

Например, если R 1 было 1,7 кОм; и R 2 составлял 3,3 кОм, входное напряжение 5 В можно было преобразовать в 3,3 В на выводе V out .

Делители напряжения

очень удобны для считывания показаний резистивных датчиков, таких как фотоэлементы, гибкие датчики и силочувствительные резисторы.Одна половина делителя напряжения — это датчик, а часть — статический резистор. Выходное напряжение между двумя компонентами подается на аналого-цифровой преобразователь на микроконтроллере (MCU) для считывания значения датчика.

Здесь резистор R 1 и фотоэлемент создают делитель напряжения для создания переменного выходного напряжения.

Подтягивающие резисторы

Подтягивающий резистор используется, когда вам нужно смещать входной вывод микроконтроллера в известное состояние.Один конец резистора подключен к выводу MCU, а другой конец подключен к высокому напряжению (обычно 5 В или 3,3 В).

Без подтягивающего резистора входы на MCU можно было бы оставить плавающими . Нет гарантии, что на плавающем контакте высокий (5 В) или низкий (0 В) вывод.

Подтягивающие резисторы часто используются при взаимодействии с входом кнопки или переключателя. Подтягивающий резистор может смещать входной контакт, когда переключатель разомкнут. И это защитит цепь от короткого замыкания при замкнутом переключателе.

В приведенной выше схеме, когда переключатель разомкнут, входной вывод MCU подключен через резистор к 5 В. Когда переключатель замыкается, входной контакт подключается непосредственно к GND.

Обычно значение подтягивающего резистора не обязательно должно быть каким-либо конкретным. Но он должен быть достаточно высоким, чтобы не терять слишком много мощности, если к нему приложить 5 В или около того. Обычно значения около 10 кОм; работать хорошо.


Покупка резисторов

Не ограничивайте количество резисторов.У нас есть наборы, пакеты, отдельные детали и инструменты, которым вы просто не сможете противостоять против .

Наши рекомендации:

Щелкните здесь, чтобы просмотреть больше резисторов в каталоге
инструментов:

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники.Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Инструмент для гибки выводов резистора

В наличии ТОЛ-13114

Этот маленький кусочек пластика с зазубринами — инструмент для гибки выводов резистора. Этот маленький…

3

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы начинающий эксперт по резисторам, как насчет изучения некоторых более фундаментальных концепций электроники! Резисторы, конечно, не единственный базовый компонент, который мы используем в электронике, есть еще:

Или, может быть, вы хотите подробнее изучить применение резисторов?

Что такое резистор и для чего он нужен?

«Что такое резистор?» она спросила.

«Это компонент, который препятствует прохождению тока», — сказал я.

«Хм… я не понимаю. Что это делает с моей схемой? » она спросила.

«Ну, на самом деле ничего не делает активно, — сказал я.

Иногда бывает трудно понять, что делают основные электронные компоненты.

Ранее я писал о том, что делают катушки индуктивности и конденсаторы.

А что с резистором?

Резистор — это компонент, устойчивый к току.Если добавить резистор последовательно со схемой — ток в цепи будет ниже, чем без резистора.

БЕСПЛАТНЫЙ бонус: Загрузите основные электронные компоненты [PDF] — мини-книгу с примерами, которая научит вас, как работают основные компоненты электроники.

Что такое резистор?

В резисторе нет ничего волшебного. Возьмите длинный провод и измерьте сопротивление, и вы поймете, что сопротивление — это обычное свойство проводов (за исключением сверхпроводников).

Некоторые резисторы состоят именно из этого. Длинный провод.

Но вы также можете найти резисторы из других материалов. Как этот резистор из углеродной пленки:

Что резистор делает с моей схемой?

Резистор является пассивным устройством и не выполняет никаких активных действий с вашей схемой.

На самом деле это довольно скучное устройство. Если добавить к нему напряжение, ничего особенного не произойдет. Ну может потеплеет, но все.

НО, используя резисторы, вы можете спроектировать свою схему так, чтобы она имела токи и напряжения, которые вы хотите иметь в своей цепи.

Значит, резистор дает разработчику контроль над своей схемой! Как насчет этого?

Научиться работать с резисторами

В начале моей карьеры в электронике я думал, что резисторы были случайно размещены в цепи, и я подумал, что они вам не нужны.

Например, я помню, как видел схему с батареей 9 В, резистором и светодиодом. Затем я попытался использовать только батарею и светодиод, и он все еще работал!

Но через несколько секунд светодиод действительно стал горячим.Так жарко, что я чуть не обжег пальцы. Потом я начал понимать, что, возможно, в этих резисторах что-то есть.

Подробнее об использовании токоограничивающего резистора.

В электронике важно научиться работать с резисторами. Один фундаментальный навык, который вам следует изучить, — это использование закона Ома.

Узнайте о выборе резистора.

И когда вы будете готовы сделать еще один шаг, вот еще несколько статей о работе с резисторами и законе Ома:

Возвращение из «Что такое резистор?» в «Электронные компоненты онлайн»

Что такое резистор? — Основы схемотехники

Резистор — это пассивный двухконтактный электрический компонент, который ограничивает ток, протекающий в электрических или электронных цепях.Его свойство сопротивляться прохождению тока называется сопротивлением , выраженным в Ом (Ом), названным в честь немецкого физика Георга Симона Ома. Резисторы бывают разных размеров. Его размер прямо пропорционален его номинальной мощности. Номинальная мощность — это максимальная мощность, которую резистор может рассеять без повреждения из-за чрезмерного нагрева. Чем больше площадь поверхности, покрываемой резистором, тем больше мощности он может рассеять.

Типы резисторов

На самом деле существует два типа резисторов: постоянные и переменные.

Типы резисторов

Постоянные резисторы предназначены для установки правильных условий в цепи. Их значения никогда не следует изменять для настройки схемы, так как они были определены на этапе проектирования. Он может иметь углеродный состав или намотанный стружкой и проволокой. Он также может быть изготовлен из смеси тонко измельченного углерода или быть очень маленьким по размеру и иметь высокую мощность.

Переменные резисторы имеют фиксированные резистивные элементы и ползунок.Ползунок касается основного элемента резистора, так что будет три соединения; два соединены с третьим элементом и один — с ползунком. Примеры этого — потенциометры, реостаты, триммеры и т. Д.

Как работают резисторы?

Подключение резистора в цепи уменьшит ток на определенную величину. Если посмотреть на резисторы снаружи, они, скорее всего, выглядят одинаково. Однако, если вы сломаете его, вы увидите изолирующий керамический стержень, проходящий через середину, с медной проволокой, обернутой вокруг.Сопротивление зависит от витков меди. Чем тоньше медь, тем выше сопротивление, так как электронам труднее проходить через нее. Как мы выяснили, электронам легче течь в некоторых проводящих материалах, чем в изоляторах.

Джордж Ом изучил взаимосвязь между сопротивлением и размером материала, из которого изготовлен резистор. Он доказал, что сопротивление (R) материала увеличивается с увеличением его длины. Это означает, что более длинные и тонкие провода обеспечивают большее сопротивление.С другой стороны, сопротивление уменьшается с увеличением толщины проводов. Сказав это, Георг Ом придумал уравнение, объясняющее эту взаимосвязь:

где ρ = удельное сопротивление (Ом-м)

Примечание: Проводники имеют гораздо более низкое удельное сопротивление, чем изоляторы. При комнатной температуре алюминий имеет сопротивление около 2,8 x 10 -8 Ом · м, а медь значительно ниже — 1,7 x 10 -8 Ом · м. Кремний имеет удельное сопротивление около 1000 Ом · м, а стекло — около 1012 Ом · м.Удельное сопротивление различается для разных материалов.

Цветовая маркировка резистора 4-полосный резистор с цветовой кодировкой

Для четырехполосного резистора с цветовой кодировкой 1-я и 2-я полосы представляют 1-ю и 2-ю значащие цифры, 3-я полоса представляет множитель, а 4-я полоса представляет допуск.

5-полосный резистор с цветовой кодировкой

Для пятиполосного резистора с цветовой кодировкой (высокоточного резистора) 1-я, 2-я и 3-я полоса представляют 1-ю, 2-ю и 3-ю значащую цифру, 4-я полоса — множитель, а пятая — допуск.

Для некоторых четырехполосных резисторов с цветовой кодировкой другая дополнительная полоса (5-я полоса) указывает надежность в процентах отказов на 1000 часов (1000 ч) использования.

Таблица цветовой кодировки резисторов

Резисторы SMD

SMD означает устройство для поверхностного монтажа . Он используется для создания технологии поверхностного монтажа. SMD имеют небольшие выводы или контакты, которые припаяны к контактным площадкам на поверхности платы, а не провода, проходящие через печатную плату.Это устраняет необходимость в отверстиях в доске и позволяет более полно использовать обе стороны доски. Поскольку SMD слишком малы, на них нет места для печати традиционного кода цветных полос. По этой причине были разработаны новые коды SMD.

Система EIA-96

Эта система основана на серии E96 и предназначена для резисторов с допуском 1%. Значения обозначаются двумя (2) числами для обозначения номинала резистора и одной (1) буквой для множителя. Два числа представляют собой код, который указывает значение сопротивления с помощью трех значащих цифр.В таблицах ниже показано значение каждого кода. Например, 38C = 24300 Ом ± 1%.

Код резистора SMD Таблица значений для системы EIA-96

Трех- и четырехзначная система

В этой системе первые две или три цифры указывают числовое значение сопротивления резистора, а последняя цифра дает множитель — степень десяти, на которую следует умножить данное значение сопротивления резистора. Например:

  • 273 = 27 Ом x 10 3 или 27000 Ом (27 кОм)
  • 7992 = 799 Ом x 10 2 или 79900 Ом (79.9 кОм)

Примечание: Буква «R» используется для обозначения положения десятичной точки для значений сопротивления ниже 10 Ом. Например, 0R5 будет 0,5 Ом, а 0R01 будет 0,01 Ом.

Номинальная мощность резистора

Каждый раз, когда через резистор проходит ток из-за наличия напряжения на нем, электрическая энергия теряется в виде тепла. Чем больше ток, тем горячее будет резистор. Резистор может работать при любой комбинации напряжения и тока до тех пор, пока он не превышает номинальную мощность, которую резистор может преобразовывать в тепло или поглощать без каких-либо повреждений.

Номинальная мощность резистора определяется как количество тепла, которое резистор может выдержать, не жертвуя своей производительностью за определенное время. По закону Ома, когда ток проходит через сопротивление, на нем падает напряжение, производя продукт, связанный с мощностью. Другими словами, если сопротивление подвергается действию напряжения или проводит ток, оно всегда будет потреблять электрическую мощность. Учитывая это, мы можем сказать, что эти три величины — мощность, напряжение и ток — находятся в треугольнике мощности.

Треугольник мощности резистора

Использование треугольника мощности резистора — лучший способ рассчитать мощность, рассеиваемую в резисторе, если нам известны значения напряжения и тока на нем. Кроме того, закон Ома позволяет нам рассчитать рассеиваемую мощность с учетом значения сопротивления резистора. Мы можем получить два альтернативных варианта приведенного выше выражения для мощности резистора, если нам известны значения по крайней мере двух из трех — напряжения, тока и сопротивления.

На основе треугольника мощности рассеиваемая электрическая мощность любого резистора в цепи постоянного тока может быть рассчитана по одной из следующих трех стандартных формул:

где V — напряжение на резисторе в вольтах, I — ток, протекающий через резистор, в амперах, а R — сопротивление резистора в омах (Ом).

Типы материалов резисторов

Ниже представлены различные типы материалов резисторов, их плюсы и минусы, а также их применение:

  1. Углеродный композит состоит из смеси мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала, спрессованного в цилиндрическую форму и обожженного. Величина сопротивления зависит от размеров корпуса и соотношения углеродного и керамического материала. Чем больше углерода вы добавите, тем ниже сопротивление.Резисторы из углеродного состава очень надежны, но имеют низкую точность с максимальным допуском около 5%.
  2. Углеродная пленка — это чистая углеродная пленка, заключенная в изолирующий цилиндрический сердечник, разрезанный по спирали для увеличения резистивного пути. Он точнее углепластика. Однако там, где требуется высокая импульсная стабильность, используются специальные углеродные пленочные резисторы.
  3. Металлические пленки производятся из нитрида тантала, но чаще они изготавливаются из нихрома.В качестве резистивного материала используется комбинация керамики и металла. Он имеет лучшую стабильность, температурный коэффициент и устойчивость, чем углеродные пленки. Типичные допуски составляют от 0,5% до 2% с температурным коэффициентом от 50 до 100 ppm / K. Стабильность ниже, чем с проволочной обмоткой, но его высокочастотные свойства лучше.
  4. Проволочная обмотка создается с использованием обмоточного провода сопротивления, имеющего спиральный непроводящий сердечник. Провод сопротивления изготовлен из хромоникелевого сплава, а сердцевина — из керамики или стекловолокна с покрытием, защищенным стекловидной эмалью.Он не подходит для приложений с частотой выше 50 кГц, поскольку спиральная обмотка имеет емкостные и индуктивные эффекты. Лучше всего использовать для высокой точности или для приложений с большой мощностью.
  5. Прецизионный резистор представляет собой тонкую объемную металлическую фольгу, приклеенную к керамической подложке. Это наиболее точный и стабильный тип, он отличается очень низкотемпературным коэффициентом сопротивления, который используется в приложениях с высокими требованиями к точности.
  6. Металлооксидная пленка .В отличие от металлической пленки, ее резистивный материал обычно представляет собой оксид металла, например оксид олова. Он полезен в приложениях, требующих более высокой износостойкости, поскольку он имеет более высокую рабочую температуру, что делает его более надежным и стабильным.
Сводка ключевых показателей эффективности для каждого материала резистора

Резисторы

: рабочие и как использовать в схемах

Резистор

— это самый базовый компонент, с которого начинает каждый энтузиаст электроники или инженер, вступая в мир электроники.Поэтому, чтобы помочь новичкам, я собрал руководство, в котором я собираюсь объяснить работу резистора и ответить на эти три важных вопроса о резисторах.

  1. Что такое резистор?
  2. Как работает резистор?
  3. Как использовать резистор в ваших схемах?

К концу этого руководства вы сможете объяснить, что такое резистор и как он работает, а также каковы наиболее важные области применения резистора в электронной схеме. Это руководство будет очень длинным, поэтому я настоятельно рекомендую вам добавить эту страницу в закладки и прочитать ее с небольшими перерывами.

ЧТО ТАКОЕ РЕЗИСТОР:

Резистор

— это пассивный компонент, который используется почти во всех печатных платах в электронике. Назначение резистора — показать сопротивление протекающему через него току, благодаря чему он получил название резистор (вы, должно быть, уже догадались). Сопротивление протеканию тока, проявляемое резистором, называется сопротивлением, и каждое сопротивление характеризуется значением сопротивления в Ом.

СОСТАВ РЕЗИСТОРА:

Состав резистора

Чтобы понять резистор, рассмотрите его как простой провод, который вместо того, чтобы позволить свободному потоку электронов через него, резисторы предлагают сопротивление и пытаются замедлить поток электронов AKA current.Резисторы обычно изготавливаются из таких материалов, как углерод, металл или пленка оксида металла. Свойство сопротивления резистора зависит от типа и количества смеси или материала, из которого он состоит. На приведенной выше диаграмме вы можете видеть смесь углерода между двумя выводами резистора, которая показывает сопротивление току. Подробнее о составе резисторов.

VI ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИСТОРА:

Напряжение-ток Характеристики резистора

Чтобы понять работу резистора, на мгновение понаблюдайте за приведенными выше характеристиками VI.VI — График вольт-амперных характеристик обычно показывает соотношение между напряжением и током для конкретного компонента. Характеристики VI для резистора довольно линейны. Как вы можете заметить, когда ток, протекающий через резистор, увеличивается, это приводит к увеличению напряжения, развиваемого на резисторе. Хотя разные резисторы с разным сопротивлением дают разные напряжения, когда через них протекает одинаковый ампер тока. Проще говоря, мы можем сказать, что напряжение на резисторе пропорционально току, протекающему через него.Да, резистор подчиняется закону Ома, поскольку их соотношение между током и напряжением является линейным по своей природе. Помните, что закон Ома гласит: «Ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален напряжению, развиваемому на нем. Это дает начало популярной формуле V = IR

РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО:

Использование более одного резистора может быть двух видов: последовательное и параллельное. На схеме выше показано подключение резисторов последовательно и параллельно.Важно помнить, что когда резисторы включены последовательно, сопротивление складывается. Между тем, когда резисторы включены параллельно, общее эквивалентное сопротивление уменьшается.

Эквивалентное сопротивление последовательных резисторов R1 и R2 будет Req = 10k + 10k = 20k

Эквивалентное сопротивление параллельных резисторов R1 и R2 будет 1 / Req = (1 / 10k + 1 / 10k) = 5K

Совет для быстрого решения проблемы параллельного сопротивления: если в цепи используются параллельные резисторы одинакового номинала, разделите значение резистора на количество резисторов, подключенных параллельно.Например, если 3 резистора по 10 кОм подключены параллельно, 10 кОм / 3 даст 3,33 кОм, что является эквивалентным сопротивлением.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗИСТОРА:

Теперь мы подошли к самой интересной части этого урока. К настоящему времени вы должны иметь четкое представление о том, что такое резистор и как он работает. Давайте посмотрим на его приложения и на то, как он используется в схемах. Используется резистор

  1. Как делитель напряжения для подачи опорного напряжения
  2. Ограничители тока для предотвращения повреждения компонентов
  3. Оставить отзыв
  4. Как фильтры для входных сигналов
  5. Цепи синхронизации для создания временной задержки
  6. Подтягивающие и понижающие резисторы для фиксации логических уровней в цифровых схемах.
  7. Нагрузочные резисторы

РАЗДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ:

Делитель напряжения

— довольно известная установка, использующая резисторы и широко применяемая в схемах. Основная задача делителя напряжения — разделить входное напряжение на выходные. Это особенно полезно для создания опорного напряжения в наших схемах. Эталонные напряжения часто используются в компараторах, цепях датчиков, цепях запуска и т. Д. Давайте посмотрим на пример схемы, в которой делитель напряжения используется для создания опорного напряжения.

Резисторы в делителе напряжения

Как вы можете видеть на приведенной выше принципиальной схеме. Входное напряжение от Vcc составляет около +9 В на делитель напряжения, а выходное напряжение составляет 3 В. Здесь происходит то, что на резисторе R1 падает 6 В, а на R2 падает 3 В, всего 9 В. Выходное напряжение делителя напряжения определяется уравнением

Vout = Vin x R2 / (R1 + R2).

Vout = 9V x 5K / (10K + 5K)

= 3V

Как уже говорилось, делитель напряжения широко используется в электронных схемах для создания опорного напряжения, смещения уровней сигналов и так далее.Но всегда помните, что делители напряжения не должны использоваться в качестве источника напряжения для силовых цепей. Если вы попытаетесь это сделать, напряжение на делителе значительно упадет. Это происходит из-за того, что делитель напряжения не может подавать ток для нужд цепей, поэтому он понижает напряжение, когда от него потребляется больше тока.

Еще несколько вещей, которые следует помнить о делителях напряжения: когда R1 и R2 равны, выходное напряжение будет составлять половину входного напряжения. Если R1 намного больше, чем R2 (R1 >> R2), то выходное напряжение будет близко или почти равно нулю.Когда R1 намного меньше, чем R2 (R1 << R2), результирующее выходное напряжение будет близко или почти равно входному напряжению. Эти вещи сэкономят вам время при анализе схем.

ОГРАНИЧИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТОР ТОКА:

Это еще одно важное применение резистора. Как следует из названия, он ограничивает ток через цепь. Причина, по которой мы это делаем, заключается в том, что есть несколько случаев, когда нам нужно пропускать только определенное количество тока, иначе цепь / компонент может быть поврежден.Токоограничивающие резисторы обычно используются для светодиодов, двигателей, зарядки аккумуляторов, реле и т. Д.

Резистор для ограничения тока

Здесь в приведенной выше схеме показан токоограничивающий резистор для светодиода. Перейдем к расчетной части описанного выше ограничивающего резистора. Схема питается от батареи 9 В, однако светодиод, который у нас здесь, имеет прямое напряжение 2,2 В и потребляет всего 20 мА для работы. Поэтому нам нужно ограничить ток от батареи 9 В до 20 мА с помощью резистора.

R = V — V светодиод / I светодиод

= 9 — 2.2/20 мА

6,8 / 20 мА

= 340 Ом

и в качестве R1 выбираем ближайшее значение 330 Ом. Этот резистор на 330 Ом ограничивает ток до 20 мА для светодиода и защищает его от повреждения током. Приведенная выше формула применима, когда вам нужно ограничить ток двигателя, реле, батарей и т. Д.

РЕЗИСТОР КАК ЭЛЕМЕНТЫ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ:

Обратная связь

— это концепция, используемая в операционных усилителях, широко известных как операционные усилители.Чтобы понять необходимость резистора в качестве элемента обратной связи, нам необходимо понять работу Opamp. Я не собираюсь вдаваться в подробности об операционных усилителях, но собираюсь немного поцарапать поверхность. Проще говоря, Opamp — это усилительное устройство, которое усиливает разницу между двумя входными клеммами (неинвертирующим и инвертирующим). Этот операционный усилитель имеет бесконечное усиление, что означает, что он способен бесконечно усиливать входной сигнал. Хотя это практически невозможно, но коэффициент усиления операционного усилителя настолько велик, что при подаче входного сигнала выходной сигнал достигает своего пикового напряжения насыщения.Мы не хотим этого в усилителе, потому что нам нужна усиленная копия нашего входного сигнала, и поэтому мы используем усилитель.

Отрицательная обратная связь

Если нам нужно получить усиленный сигнал от операционного усилителя, нам нужно контролировать его усиление. Для этой цели часть выходного сигнала возвращается на инвертирующий вход операционного усилителя, что делает его системой с отрицательной обратной связью. В приведенной выше схеме R1 — резистор обратной связи. Это подает часть выходного сигнала обратно на инвертирующий вход операционного усилителя. Отрицательная обратная связь влияет на усиление операционного усилителя и держит усиление под контролем.Таким образом, мы получим усиленный сигнал, который все еще можно использовать для наших целей. Итак, в двух словах, обратная связь — это корректирующий механизм в цепи, позволяющий цепи работать в стабильном и равновесном состоянии.

Для системы с положительной обратной связью часть выходного сигнала возвращается на неинвертирующий вход операционного усилителя. Этот тип обратной связи используется для увеличения усиления. Положительная обратная связь не так широко используется, как конфигурация отрицательной обратной связи.

ФИЛЬТРЫ:

Резисторы

также используются для фильтрации входящих сигналов при использовании с конденсаторами.Фильтры широко используются во многих электронных схемах, где они пропускают сигнал определенной частоты и ослабляют нежелательные частоты. Есть две формы фильтров: пассивные и активные. Резистор является неотъемлемой частью пассивных фильтров вместе с конденсаторами и индукторами. Существует три важных типа фильтров, которые могут быть построены с использованием пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и индукторы. Фильтр низких частот, фильтр высоких частот и полосовой фильтр.

ФИЛЬТР НИЗКОГО ПРОХОДА:

Конструкция фильтра низких частот

Выше показан простой фильтр нижних частот, созданный с использованием резистора и конденсатора.Фильтр нижних частот пропускает только низкочастотные сигналы, то есть сигналы с частотой ниже частоты среза, и блокирует высокочастотные компоненты входящего сигнала. Здесь происходит то, что на низких частотах конденсатор демонстрирует высокое реактивное сопротивление по сравнению с резистором R. Напряжение на конденсаторе в этот момент очень высокое по сравнению с напряжением на резисторе. Поэтому он безопасно пропускает низкочастотные сигналы. На высоких частотах реактивное сопротивление конденсатора становится низким, и поэтому падение напряжения на резисторе становится большим, что ослабляет входящий сигнал.

ФИЛЬТР ВЫСОКОГО ПРОХОДА:

Конструкция фильтра высоких частот

Схема, показанная выше, представляет собой фильтр верхних частот, который ослабляет низкочастотный сигнал ниже точки отсечки и пропускает только высокочастотные сигналы. Здесь происходит то, что частота входящего сигнала очень низкая. Конденсатор показывает высокое реактивное сопротивление, поэтому действует как разомкнутая цепь, приводящая к затуханию. Когда входная частота выше, чем частота среза, конденсатор демонстрирует низкое реактивное сопротивление, что позволяет сигналу проходить через него.

ФИЛЬТР БАНДПАССА:

Конструкция полосового фильтра

Полосовой фильтр представляет собой комбинацию фильтров высоких и низких частот. В отличие от вышеупомянутых фильтров полосовые фильтры имеют две частоты среза. Следовательно, этот фильтр пропускает сигнал только в определенной полосе частот. Сигнал с частотой вне этого диапазона будет ослаблен.

Во всем вышесказанном очень важна частота среза, поскольку она определяет частоту, на которой сигнал будет проходить или ослабляться.Дизайн фильтра — довольно сложная концепция, которую нужно объяснить в этой статье, скоро для нее будет написано специальное руководство. В рамках данной статьи важно понимать роль резисторов в фильтрах.

ЦЕПИ ВРЕМЕНИ:

Использование резисторов в схемах синхронизации — довольно распространенное применение. Элементы синхронизации обычно известны как RC-цепи, в которых резистор и конденсатор работают вместе, чтобы генерировать определенную задержку времени на основе значений компонентов.

Цепь синхронизации RC

Выше приведена RC-схема, в которой только резистор и конденсатор используются для создания требуемой задержки по времени.Это время регулируется формулой T = RC, где T называется постоянной времени. Таким образом, применение приведенных выше значений в данной формуле даст 1 секунду задержки с использованием этой схемы. Но это еще не все, что касается этой схемы, чтобы полностью понять RC-схему, вам необходимо понять работу конденсатора, особенно его кривую зарядки. Я не собираюсь подробно обсуждать работу конденсатора, но коснусь поверхности, чтобы лучше понять эту схему синхронизации и какова роль в ней резистора.

Когда напряжение, приложенное к конденсатору, течет через него, конденсатор постепенно начинает заряжаться. Это вызывает увеличение напряжения на его выводах. Напряжение на конденсаторе увеличивается постепенно, а не мгновенно, что приводит к временной задержке. Как только конденсатор достигает напряжения питания или Vcc, он прекращает зарядку и пропускает ток. В этом состоянии конденсатор считается полностью заряженным. Время, затрачиваемое от состояния нулевого заряда до состояния полного заряда, приводит к временной задержке, что показано кривой зарядки конденсатора, как показано на диаграмме ниже.

КРИВАЯ ЗАРЯДА:

Кривая заряда конденсатора

Если вы посмотрите на приведенную выше кривую зарядки, мы можем сделать вывод, что для достижения 100% заряда, который является подаваемым напряжением, требуется 5 Постоянная времени или 5 Тл. Как мы видели ранее, одна постоянная времени T = R x C, которая дает период времени только 63% от общего заряда конденсатора. Таким образом, для расчета времени, необходимого для полной зарядки конденсатора, используется формула T = 5 x R x C или 5T. Основная функция резистора в RC или синхронизирующей цепи — управлять потоком тока к конденсатору.Это повлияет на генерируемую задержку времени.

Итак, переходя к схеме выше, требуется 1 секунда или 1Тл, чтобы зарядить конденсатор до 63% от Vcc (9В). Конденсатору требуется 5 секунд или 5Т, чтобы достичь подаваемого напряжения 9 В. Таким образом, эта простая RC-схема способна генерировать временную задержку в 5 секунд. Этот RC-элемент используется вместе с другими цепями таким образом, что напряжение на конденсаторе контролируется как входное и достигается желаемая временная задержка.

РЕЗИСТОРЫ НА ВЫТЯЖЕНИИ И ВЫДВИЖЕНИИ:

Применение подтягивающих резисторов

Pull Up и Pull down резисторы — это то, что вы найдете в большинстве цифровых схем.Все мы знали, что цифровые схемы работают на логических уровнях. Давайте рассмотрим логику TTL, чтобы лучше это объяснить. В 5-вольтовых TTL-логических устройствах для достижения логического 0 входное напряжение должно быть в пределах от 0 до 0,8 В, тогда как для логической 1 входное напряжение должно быть в пределах от 2 до 5 В. Итак, что происходит, цифровые входные контакты очень чувствительны к электромагнитным помехам от внешнего окружения. Эти электромагнитные помехи индуцируют напряжение на этих входных контактах, что приводит к тому, что IC считывает неверный уровень напряжения.

Чтобы избежать этой ситуации, мы используем резисторы двумя способами: подтягивать вверх и тянуть вниз.Подтягивающий резистор подтягивает уровень напряжения на входном выводе до уровня Vcc. Понижающий резистор понижает уровень напряжения на входных контактах до 0 В. Таким образом мы можем быть уверены, что наш цифровой входной контакт остается в предсказуемом состоянии.

Применение понижающих резисторов

Я написал подробное руководство по подтягивающим и понижающим резисторам и руководство по их использованию в схемах. Пожалуйста, прочтите это для получения дополнительной информации об этом.

НАГРУЗОЧНЫЙ РЕЗИСТОР:

В электронике Нагрузка относится к устройству или компоненту, который потребляет ток из цепи и подключается к ее выходу.Таким образом, резистор нагрузки — это резистор, который подключается к выходному каскаду цепи для отвода тока из схемы. Термин «нагрузочный резистор» часто используется на практике при математическом моделировании схемы. Здесь любое устройство может использоваться со схемой для получения тока с ее выхода. В таких случаях резистор определенного номинала выбирается в качестве резистора нагрузки для имитации потребляемого тока, эквивалентного устройству, которое предназначено для использования на выходе. Проще говоря, резистор нагрузки используется для выполнения математических расчетов и анализа схемы на ее способность выдерживать ток, потребляемый под нагрузкой.

Использование резистора в качестве нагрузки

Что касается резисторов нагрузки, то в некоторых случаях резисторы нагрузки будут частью практической схемы, а не использоваться только для математического моделирования. Есть регуляторы напряжения, где необходимо использовать нагрузочный резистор. В приведенной выше схеме резистор R1 используется в качестве резистора нагрузки. Это потребляет минимальный ток для поддержания стабильной работы регулятора. А в транзисторных усилителях обычно используется резистор нагрузки, чтобы предотвратить протекание избыточного тока между коллектором и эмиттером, что, в свою очередь, предотвращает повреждение транзистора.Таким образом, резисторы нагрузки используются для математического моделирования. Но есть случаи, когда он используется в практических схемах.

МОЩНОСТЬ РЕЗИСТОРА:

Это один из важных критериев резистора, о котором мы должны знать. Резисторы сопротивляются протеканию тока при заданном напряжении, когда это происходит, резистор нагревается из-за рассеиваемой мощности. Номинальная мощность — это не что иное, как количество мощности, которое резистор может безопасно рассеять. Когда рассеиваемая мощность превышает номинальную мощность резистора, он может быть разрушен или задымлен.У каждого резистора есть собственная номинальная мощность. Компоненты со сквозным отверстием обычно оцениваются как 0,25 Вт и имеют рейтинг выше этого.

Мощность, рассеиваемая на резисторе, может быть рассчитана по формулам P = I 2 R или P = V 2 / R. Предположим, вы последовательно подключаете светодиод 2,2 В с 12 В с резистором 330 Ом. В этом случае рассеиваемая мощность на резисторе составит

В Разрешение = 12 — 2,2 = 9,8 В

P = 9,8 2 /330 = 0.29 Вт

В этом случае вы должны использовать резистор 0,5 Вт для безопасной работы в цепи.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ СЛОВА:

Надеюсь, это руководство будет очень полезно для всех вас. Вышеупомянутые применения резисторов имеют большое значение и широко используются. Сделайте закладку на эту страницу и вернитесь позже. Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с этим руководством, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже. С радостью отвечу на них. Пожалуйста, поделитесь своими отзывами и мыслями об этом руководстве ниже.

Я работаю над учебниками по важным компонентам, используемым в электронике, и опубликую их в ближайшие дни. Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку и следите за нами через каналы социальных сетей, чтобы получать обновления об этих уроках. Счастливого обучения 🙂

Роль резисторов в электрических цепях

Роль резисторов в электрической цепи: ПРИМЕЧАНИЕ: диаграммы, ссылки и практические вопросы в этот документ еще не добавлены: В электрических цепях постоянного (DC) или переменного (AC) тока, у которых есть резистор, как следует из его названия, сопротивляется потоку электронов.Это один из самых основных электрических компонентов. Его можно использовать для уменьшения доступного напряжения или тока в цепи. Хотя существуют различия в том, как резистор влияет на два разных типа источников тока (постоянного или переменного тока), в зависимости от конструкции резистора и задействованной частоты переменного тока, можно предположить, что нижеследующее в равной степени применимо к обоим. Для цепей переменного тока может потребоваться указать, как представлено напряжение, среднее значение, пиковое значение или среднеквадратичное значение (RMS).Если не указывается тип напряжения переменного тока, обычно предполагается, что это значение (RMS).

Как обсуждалось в разделе Закона Ома, в электрической цепи напряжение (измеренное в вольтах и ​​обозначенное буквой V) равно току (измеренному в амперах и обозначенному буквой I), умноженному на сопротивление (измеренное в Ом и обозначенное буквой I). буквой R) присутствует в цепи. Это представлено следующей формулой.

 V = IR или E = IR (закон Ома)
 

(Напряжение иногда обозначается буквой «E», что означает электродвижущую силу)

Электрическая цепь может включать в себя множество резисторов.То, как эти резисторы воздействуют на цепь, зависит от того, как они расположены в цепи. Резисторы могут быть расположены последовательно или параллельно источнику напряжения. См. Пример ниже.

На рисунке 1 представлена ​​электрическая цепь с двумя последовательно включенными резисторами. Чтобы ток замкнул электрическую цепь, он должен течь от источника напряжения (B1) и проходить через резистор 1 (R1) и резистор 2 (R2), а затем обратно к B1.

Общее сопротивление в цепи — это сумма двух номиналов резисторов (измеряется в омах, обозначается греческой буквой Ω).Следовательно, на рисунке 1 полное сопротивление цепи (RT) равно R1 + R2, что равно 100 Ом.

На рисунке 2 представлена ​​электрическая цепь с двумя параллельными резисторами. Чтобы ток замкнул электрическую цепь, он должен течь от источника напряжения (B1), а затем у тока есть два доступных пути, чтобы вернуться к B1. Часть тока пройдет через резистор 1 (R1) обратно в B1, а часть пройдет через резистор 2 (R2), а затем обратно в B1.

Общее сопротивление в параллельной цепи не так просто, как в последовательной цепи.Общее сопротивление в схеме на рисунке 2 является обратной величиной суммы обратной суммы двух номиналов резисторов (измеряется в омах, обозначается греческой буквой Ω). Следовательно, на рисунке 2 полное сопротивление цепи (RT) равно 1 / (1 / R1 + 1 / R2), что равно 25 Ом.

Важно отметить влияние на схему расположения резисторов. Используя закон Ома, мы можем определить, что полный ток, протекающий в каждой из двух цепей, значительно отличается, даже если для обеих использовались одни и те же компоненты.

Применяя небольшую алгебру к уравнению закона Ома, мы можем определить полный ток для каждой цепи.

Для схемы на рисунке 1 полный ток в цепи выражается уравнением: I = V / R. Подставляя известные нам числа, где V = 10 вольт и R = 100 Ом, мы получаем общий ток, протекающий в цепи, равный 10/100, что равняется 0,1 ампера.

Для схемы на рисунке 2 полный ток в цепи снова выражается уравнением: I = V / R.Подставляя известные нам числа, где V = 10 вольт и R = 25 Ом, мы получаем общий ток, протекающий в цепи, равный 10/25, что составляет 0,4 ампера.

Последовательные резисторы:

При последовательном использовании резисторы можно назвать «сетью деления напряжения». Это связано с тем, что в последовательной цепи ток, протекающий через каждый резистор, имеет одинаковое значение, но напряжение, присутствующее на каждом резисторе, составляет только часть общего значения напряжения цепи. Снова посмотрев на схему с рисунка 1, мы можем определить напряжение на каждом резисторе.

<Схема>

Основываясь на том факте, что в последовательной цепи ток, протекающий через каждый резистор, одинаков, мы снова можем использовать закон Ома, чтобы предсказать, какое напряжение будет присутствовать на каждом резисторе. Поскольку мы уже знаем, что общий ток цепи равен 0,1 А, а R1 равен 50 Ом, общее напряжение на R1 равно 0,1 А X 50 Ом = 5 вольт. Поскольку R2 имеет то же значение, что и R1, на R2 также будет подаваться 5 вольт.

Мы можем дважды проверить нашу математику, сложив вместе все напряжения, присутствующие на всех резисторах.В этом случае 5 В + 5 В = 10 В, что соответствует общему присутствующему напряжению.

Сопротивление параллельно:

При параллельном использовании резисторы можно назвать «токораспределительной сетью». Это связано с тем, что в параллельной цепи напряжение на каждом резисторе имеет одинаковое значение, но ток, протекающий через каждый резистор, составляет лишь часть общего значения тока цепи. Снова посмотрев на схему на рисунке 2, мы можем определить ток, протекающий через каждый резистор.

Основываясь на том факте, что в параллельной цепи напряжение на каждом резисторе одинаково, мы снова можем использовать закон Ома, чтобы предсказать, сколько тока будет протекать через каждый резистор. Поскольку мы уже знаем, что полное напряжение цепи равно 10 вольт, а R1 равно 50 Ом, общий ток, протекающий через R1, равен 10 В / 50 Ом = 0,2 ампера. Поскольку R2 имеет то же значение, что и R1, на R2 также будет подаваться 0,2 ампер.

Мы можем дважды проверить нашу математику, сложив вместе все токи, протекающие через все резисторы.В этом случае 0,2 А + 0,2 А = 0,4 А, что согласуется с общим током, который мы ранее определили для рисунка 2.

Сопротивление сложной цепи:

В некоторых схемах вы найдете как последовательные, так и параллельные резисторы. Те же правила применяются в этих более сложных схемах, где присутствуют оба типа схем, как и в более простых схемах, где присутствует только одна. В случае сложных последовательных / параллельных резистивных цепей лучше всего переопределить параллельные части цепи в последовательную эквивалентную цепь, а затем использовать закон Ома для определения общего тока и присутствующего сопротивления.Затем вы можете использовать значения общего тока и напряжения для определения напряжений и токов, присутствующих на каждом из резисторов в цепи.

<ДИАГРАММА>

Начните с определения общего сопротивления параллельной комбинации R2 и R3, которое равно:

 [R2 & 3 = 1 / (1 / R2 + 1 / R3)] → [R2 & 3 = 1 / (1/100 + 1/400)] → [R2 & 3 = 1 / (0,01 + 0,0025)] → [R2 & 3 = 1 / (0,0125)] → R2 и 3 = 80 Ом
 

Затем вы можете перерисовать схему на рисунке 3 в последовательную эквивалентную схему, которая выглядит как рисунок 4.

<ДИАГРАММА>

Теперь мы можем определить полное сопротивление цепи, просто сложив все резисторы в последовательной эквивалентной схеме:

 [RT = R1 + R2 & 3 + R4 + R5] → [RT = 50 + 80 + 100 + 20] → RT = 250 Ом
 

Вооружившись общим сопротивлением цепи и полным напряжением цепи, теперь мы можем вычислить полный ток цепи, используя закон Ома:

 [VT = ITRT] → [IT = VT / RT] → [IT = 10 В / 250 Ом] → IT = 0,04 A
 

Теперь мы можем вычислить напряжение и ток, присутствующие на каждом из резисторов, используя закон Ома и два правила для цепей сопротивления:

1) В последовательной цепи ток одинаков на всех резисторах — цепи делителя напряжения.2) В параллельной цепи присутствующее напряжение одинаково для всех резисторов — цепи делителя тока.

Для R1:

 [VR1 = IT X R1] → [VR1 = 0,04 A X 50 Ом] → VR1 = 2 В
 

Для R2 и 3:

 [VR2 & 3 = IT X R2 & 3] → [VR2 & 3 = 0,04 A X 80 Ом] → VR2 и 3 = 3,2 В
 

Для R2:

 [IR2 = VR2 и 3 / R2] → [IR2 = 3,2 В / 100] → I R2 = 0,032 A
 

Для R3:

 [IR3 = VR2 & 3 / R3] → [IR2 = 3.2V / 400] → I R2 =.008A
 

Для R4:

 [VR4 = IT X R4] → [VR4 = 0,04 A X 100 Ом] → VR4 = 4 В
 

Для R5:

 [VR5 = IT X R5] → [VR5 = 0,04 A X 20 Ом] → VR5 = 0,8 В
 

Двойная проверка для проверки точности нашего анализа схемы подтверждает, что все отдельные напряжения, присутствующие на каждом резисторе в последовательной эквивалентной схеме, составляют в сумме 10 вольт, доступных от источника, а все токи в параллельной части схемы составляют полный ток по цепи 0.04А.

Краткое руководство по электронике

УРОК 2 — РЕЗИСТОРЫ

При приложении напряжения электроны проходят через одни материалы легче, чем через другие. В металлах электроны удерживаются настолько свободно, что движутся почти беспрепятственно. Мы измеряем сопротивление электрическому току как сопротивление .

Резисторы находятся где-то между проводниками, которые легко проводят, и изоляторами, которые вообще не проводят.Сопротивление измеряется в Ом после того, как открыл закон, связывающий напряжение с током. Ом представлены греческой буквой омега.

Вернитесь к модели воды, текущей в трубе. Толщина трубы должна отражать сопротивление. Чем уже труба, тем труднее проходить воде и, следовательно, тем выше сопротивление. Для конкретного насоса время, необходимое для заполнения пруда, напрямую зависит от толщины трубы. Сделайте трубу вдвое больше, и скорость потока увеличится вдвое, и пруд наполняется вдвое.

Резисторы, используемые в наборах MadLab, изготовлены из тонкой пленки углерода, нанесенной на керамический стержень. Чем меньше углерода, тем выше сопротивление. Затем на них наносят прочное внешнее покрытие и наносят цветные полосы.

Основная функция резисторов в цепи — регулировать прохождение тока к другим компонентам. Возьмем, к примеру, светодиод (свет). Если через светодиод проходит слишком большой ток, он разрушается. Таким образом, резистор используется для ограничения тока.

Когда через резистор протекает ток, энергия тратится и резистор нагревается.Чем больше сопротивление, тем горячее становится. Батарея должна выполнять работу, чтобы заставить электроны проходить через резистор, и эта работа превращается в тепловую энергию в резисторе.

Важное свойство резистора — это то, сколько тепловой энергии он может выдержать до того, как будет поврежден. Резисторы MadLab могут рассеивать около 1/4 Вт тепла (сравните это с бытовым чайником, который использует до 3000 Вт для кипячения воды).

Трудно сделать резистор на точное значение (да и в большинстве схем это все равно не критично).Сопротивления даны с определенной точностью или допуск . Это выражается как положительное или отрицательное значение процента. 10% резистор с заявленным значением 100 Ом может иметь сопротивление в диапазоне от 90 до 110 Ом. Резисторы MadLab составляют 5% (это то, что означает золотая полоса), что более чем достаточно точности.

Реальные сопротивления варьируются в огромном диапазоне. В детекторе лжи есть резистор на 1 000 000 Ом рядом с резистором на 470 Ом.На принципиальных схемах вы часто видите букву «R» вместо омега для обозначения сопротивления. Это соглашение возникло еще до появления компьютеров и лазерных принтеров, когда греческие буквы редко можно было встретить на пишущих машинках. Буква «k» означает тысячу, а ее позиция показывает положение десятичной точки.

Вот несколько примеров:

     10R = 10 Ом
     10 кОм = 10 кОм = 10 000 Ом
     4k7 = 4,7 кОм = 4700 Ом
 

Закон Ома

Закон Ома на самом деле очень прост.Это говорит о том, что чем больше напряжения приложено к резистору, тем больше тока проходит через него. Если напряжение удваивается, то ток удваивается, если напряжение утроится, то увеличивается ток и т. Д. Для конкретного резистора всегда существует постоянное соотношение между напряжением и током. Это значение сопротивления, измеренное в Ом.

Чтобы определить сопротивление чего-либо, просто измерьте напряжение на нем и ток через него. Разделите первую цифру на вторую, и вы получите сопротивление.

Если вы знаете сопротивление и напряжение, вы можете рассчитать ток. Или, если вы знаете сопротивление и ток, вы можете рассчитать напряжение. Это делает закон Ома очень полезным.


Цветовой код резистора

Цветовой код резистора — это способ показать номинал резистора. Вместо обозначения сопротивления на его корпусе, которое часто было бы слишком мало для чтения, используется цветовой код. Десять разных цветов представляют числа от 0 до 9. Первые две цветные полосы на теле — это первые две цифры сопротивления, а третья полоса — «множитель».Множитель просто означает количество нулей, добавляемых после первых двух цифр. Красный представляет собой цифру 2, поэтому резистор с красными, красными и красными полосами имеет сопротивление 2, за которым следуют 2, за которыми следуют 2 нуля, что составляет 2 200 Ом или 2,2 кОм.

Последняя полоса — это допуск (точность). Все резисторы MadLab составляют 5%, что показано золотой полосой.

Вот полный список цветов:

  1-я полоса 2-я полоса 3-я полоса 
     Черный 0 0 x 1
     Коричневый 1 1 x 10
     Красный 2 2 x 100
     Апельсин 3 3 x 1000
     Желтый 4 4 x 10000
     Зеленый 5 5 x 100000
     Синий 6 6 x 1000000
     Фиолетовый 7 7
     Серый 8 8
     Белый 9 9
 

Вот несколько примеров:

     Желтый, фиолетовый, красный, золотой = 47 x 100 = 4700 Ом = 4.7 кОм
     Коричневый, черный, желтый, золотой = 10 х 10 000 = 100 кОм
     Желтый, фиолетовый, черный, золотой = 47 x 1 = 47 Ом
     Коричневый, черный, красный, золотой = 10 x 100 = 1000 Ом = 1 кОм
     Коричневый, черный, зеленый, золотой = 10 x 100 000 = 1000 кОм = 1 МОм
     Все +/- 5%
 

Переменные резисторы

Неудивительно, что переменные резисторы — это резисторы, сопротивление которых можно изменять. Переменные резисторы MadLab (называемые пресетами ) имеют металлический стеклоочиститель, покоящийся на круговой дорожке из углерода.Стеклоочиститель движется по дорожке при повороте предустановки. Ток проходит через стеклоочиститель, а затем через часть углеродистой дорожки. Чем больше трасса должна пройти, тем больше сопротивление.

Пресеты

MadLab имеют три ножки. Верхняя опора соединяется со стеклоочистителем, а две другие опоры — с двумя концами гусеницы. Обычно фактически используется только одна из опор гусеницы.

Переменные резисторы используются в схемах для изменения параметров, которые необходимо изменить, например, громкости и т. Д.


СЛЕДУЮЩИЙ УРОК | СОДЕРЖАНИЕ

6.2 Последовательные и параллельные резисторы — Введение в электричество, магнетизм и схемы

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

По окончании раздела вы сможете:
  • Определите термин эквивалентное сопротивление
  • Рассчитайте эквивалентное сопротивление резисторов, включенных последовательно
  • Рассчитайте эквивалентное сопротивление резисторов, включенных параллельно

В статье «Ток и сопротивление» мы описали термин «сопротивление» и объяснили основную конструкцию резистора.По сути, резистор ограничивает поток заряда в цепи и представляет собой омическое устройство, где. В большинстве схем имеется более одного резистора. Если несколько резисторов соединены вместе и подключены к батарее, ток, подаваемый батареей, зависит от эквивалентного сопротивления цепи.

Эквивалентное сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от способа их подключения. Простейшие комбинации резисторов — это последовательное и параллельное соединение (рисунок 6.2.1). В последовательной схеме выходной ток первого резистора течет на вход второго резистора; следовательно, ток одинаков в каждом резисторе. В параллельной цепи все выводы резистора на одной стороне резисторов соединены вместе, а все выводы на другой стороне соединены вместе. В случае параллельной конфигурации каждый резистор имеет одинаковое падение потенциала на нем, и токи через каждый резистор могут быть разными, в зависимости от резистора.Сумма отдельных токов равна току, протекающему по параллельным соединениям.

(рисунок 6.2.1)

Рисунок 6.2.1. (a) При последовательном соединении резисторов ток одинаков в каждом резисторе. (b) При параллельном соединении резисторов напряжение на каждом резисторе одинаковое.

Резисторы серии

Считается, что резисторы

включены последовательно, когда ток течет через резисторы последовательно. Рассмотрим рисунок 6.2.2, на котором показаны три последовательно включенных резистора с приложенным напряжением, равным.Поскольку существует только один путь для прохождения зарядов, ток через каждый резистор одинаков. Эквивалентное сопротивление набора резисторов при последовательном соединении равно алгебраической сумме отдельных сопротивлений.

(рисунок 6.2.2)

Рисунок 6.2.2 (a) Три резистора, подключенные последовательно к источнику напряжения. (b) Исходная схема сокращается до эквивалентного сопротивления и источника напряжения.

На рисунке 6.2.2 ток, идущий от источника напряжения, протекает через каждый резистор, поэтому ток через каждый резистор одинаков.Ток в цепи зависит от напряжения, подаваемого источником напряжения, и сопротивления резисторов. Для каждого резистора происходит падение потенциала, равное потере электрической потенциальной энергии при прохождении тока через каждый резистор. Согласно закону Ома падение потенциала на резисторе при протекании через него тока рассчитывается по формуле, где — ток в амперах (), а — сопротивление в омах (). Поскольку энергия сохраняется, а напряжение равно потенциальной энергии на заряд, сумма напряжения, приложенного к цепи источником, и падения потенциала на отдельных резисторах вокруг контура должны быть равны нулю:

Это уравнение часто называют законом петли Кирхгофа, который мы рассмотрим более подробно позже в этой главе.На рисунке 6.2.2 сумма падения потенциала каждого резистора и напряжения, подаваемого источником напряжения, должна равняться нулю:

Поскольку ток через каждый компонент одинаков, равенство можно упростить до эквивалентного сопротивления, которое представляет собой просто сумму сопротивлений отдельных резисторов.

Любое количество резисторов может быть подключено последовательно. Если резисторы соединены последовательно, эквивалентное сопротивление составляет

Ом.

(6.2.1)

Одним из результатов подключения компонентов в последовательную цепь является то, что если что-то происходит с одним компонентом, это влияет на все остальные компоненты. Например, если несколько ламп подключены последовательно и одна лампа перегорела, все остальные лампы погаснут.

ПРИМЕР 6.2.1


Эквивалентное сопротивление, ток и мощность в последовательной цепи

Батарея с напряжением на клеммах подключена к цепи, состоящей из четырех и одного последовательно соединенных резисторов (рисунок 6.2.3). Предположим, что батарея имеет незначительное внутреннее сопротивление. (а) Рассчитайте эквивалентное сопротивление цепи. (б) Рассчитайте ток через каждый резистор. (c) Рассчитайте падение потенциала на каждом резисторе. (d) Определите общую мощность, рассеиваемую резисторами, и мощность, потребляемую батареей.

(рисунок 6.2.3)

Рисунок 6.2.3 Простая последовательная схема с пятью резисторами.
Стратегия

В последовательной цепи эквивалентное сопротивление представляет собой алгебраическую сумму сопротивлений.Ток в цепи можно найти из закона Ома и равен напряжению, деленному на эквивалентное сопротивление. Падение потенциала на каждом резисторе можно найти с помощью закона Ома. Мощность, рассеиваемая каждым резистором, может быть найдена с помощью, а общая мощность, рассеиваемая резисторами, равна сумме мощности, рассеиваемой каждым резистором. Мощность, подаваемую аккумулятором, можно найти с помощью.

Решение

а. Эквивалентное сопротивление — это алгебраическая сумма сопротивлений:

г.Ток в цепи одинаков для каждого резистора в последовательной цепи и равен приложенному напряжению, деленному на эквивалентное сопротивление:

г. Падение потенциала на каждом резисторе можно найти с помощью закона Ома:

.

Обратите внимание, что сумма падений потенциала на каждом резисторе равна напряжению, подаваемому батареей.

г. Мощность, рассеиваемая резистором, равна, а мощность, отдаваемая аккумулятором, равна:

Значение

Есть несколько причин, по которым мы использовали бы несколько резисторов вместо одного резистора с сопротивлением, равным эквивалентному сопротивлению цепи.Возможно, резистора необходимого размера нет в наличии, или нам нужно отводить выделяемое тепло, или мы хотим минимизировать стоимость резисторов. Каждый резистор может стоить от нескольких центов до нескольких долларов, но при умножении на тысячи единиц экономия затрат может быть значительной.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.2

Некоторые гирлянды миниатюрных праздничных огней закорачиваются при перегорании лампочки. Устройство, вызывающее короткое замыкание, называется шунтом, который позволяет току течь по разомкнутой цепи.«Короткое замыкание» похоже на протягивание куска проволоки через компонент. Луковицы обычно сгруппированы в серию по девять луковиц. Если перегорает слишком много лампочек, в конечном итоге открываются шунты. Что вызывает это?

Кратко обозначим основные характеристики последовательно соединенных резисторов:

  1. Сопротивления серии суммируются, чтобы получить эквивалентное сопротивление:

  2. Одинаковый ток протекает последовательно через каждый резистор.
  3. Отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его.Общее падение потенциала на последовательной конфигурации резисторов равно сумме падений потенциала на каждом резисторе.

Параллельные резисторы

На рисунке 6.2.4 показаны резисторы, включенные параллельно, подключенные к источнику напряжения. Резисторы включены параллельно, когда один конец всех резисторов соединен непрерывным проводом с незначительным сопротивлением, а другой конец всех резисторов также соединен друг с другом непрерывным проводом с незначительным сопротивлением.Падение потенциала на каждом резисторе одинаковое. Ток через каждый резистор можно найти с помощью закона Ома, где напряжение на каждом резисторе постоянно. Например, автомобильные фары, радио и другие системы подключены параллельно, так что каждая подсистема использует полное напряжение источника и может работать полностью независимо. То же самое и с электропроводкой в ​​вашем доме или любом здании.

(рисунок 6.2.4)

Рисунок 6.2.4 (a) Два резистора, подключенных параллельно источнику напряжения.(b) Исходная схема сокращается до эквивалентного сопротивления и источника напряжения.

Ток, протекающий от источника напряжения на рисунке 6.2.4, зависит от напряжения, подаваемого источником напряжения, и эквивалентного сопротивления цепи. В этом случае ток течет от источника напряжения и попадает в переход или узел, где цепь разделяется, протекая через резисторы и. По мере того, как заряды проходят от батареи, некоторые проходят через резистор, а некоторые — через резистор. Сумма токов, текущих в переход, должна быть равна сумме токов, текущих из перехода:

Это уравнение называется правилом соединения Кирхгофа и будет подробно обсуждено в следующем разделе.На рисунке 6.2.4 показано правило соединения. В этой схеме есть две петли, которые приводят к уравнениям и Обратите внимание, что напряжение на резисторах, включенных параллельно, одинаковое (), а ток является аддитивным:

Обобщая для любого количества резисторов, эквивалентное сопротивление параллельного соединения связано с отдельными сопротивлениями на

(6.2.2)

Это соотношение приводит к эквивалентному сопротивлению, которое меньше наименьшего из отдельных сопротивлений.Когда резисторы подключены параллельно, от источника течет больше тока, чем протекает для любого из них по отдельности, поэтому общее сопротивление ниже.

ПРИМЕР 6.2.2


Анализ параллельной цепи

Три резистора, и соединены параллельно. Параллельное соединение подключается к источнику напряжения. а) Какое эквивалентное сопротивление? (b) Найдите ток, подаваемый источником в параллельную цепь. (c) Рассчитайте токи в каждом резисторе и покажите, что в сумме они равны выходному току источника.(d) Рассчитайте мощность, рассеиваемую каждым резистором. (e) Найдите выходную мощность источника и покажите, что она равна общей мощности, рассеиваемой резисторами.

Стратегия

(a) Общее сопротивление для параллельной комбинации резисторов определяется с помощью.
(Обратите внимание, что в этих вычислениях каждый промежуточный ответ отображается с дополнительной цифрой.)

(b) Ток, подаваемый источником, можно найти из закона Ома, заменив полное сопротивление.

(c) Отдельные токи легко вычислить по закону Ома, поскольку каждый резистор получает полное напряжение.Полный ток — это сумма отдельных токов:.

(d) Мощность, рассеиваемую каждым резистором, можно найти с помощью любого из уравнений, связывающих мощность с током, напряжением и сопротивлением, поскольку все три известны. Давайте использовать, так как каждый резистор получает полное напряжение.

(e) Общую мощность также можно рассчитать несколькими способами, используйте.

Решение

а. Общее сопротивление для параллельной комбинации резисторов находится с помощью уравнения 6.2.2.Ввод известных значений дает

Общее сопротивление с правильным количеством значащих цифр составляет. Как и предполагалось, меньше минимального индивидуального сопротивления.

г. Полный ток можно найти из закона Ома, заменив полное сопротивление. Это дает

Ток для каждого устройства намного больше, чем для тех же устройств, подключенных последовательно (см. Предыдущий пример). Схема с параллельным соединением имеет меньшее общее сопротивление, чем резисторы, включенные последовательно.

г. Отдельные токи легко вычислить по закону Ома, поскольку на каждый резистор подается полное напряжение. Таким образом,

Аналогично

и

Общий ток складывается из отдельных токов:

г. Мощность, рассеиваемую каждым резистором, можно найти с помощью любого из уравнений, связывающих мощность с током, напряжением и сопротивлением, поскольку все три известны.Давайте использовать, так как каждый резистор получает полное напряжение. Таким образом,

Аналогично

и

e. Суммарную мощность также можно рассчитать несколькими способами. Выбор и ввод общей текущей доходности

Значение

Общая мощность, рассеиваемая резисторами, также:

Обратите внимание, что общая мощность, рассеиваемая резисторами, равна мощности, подаваемой источником.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.3


Рассмотрим одинаковую разность потенциалов, приложенную к одним и тем же трем последовательно включенным резисторам. Будет ли эквивалентное сопротивление последовательной цепи больше, меньше или равно трем резисторам, включенным параллельно? Будет ли ток в последовательной цепи выше, ниже или равен току, обеспечиваемому тем же напряжением, приложенным к параллельной цепи? Как мощность, рассеиваемая последовательно подключенными резисторами, будет сравниваться с мощностью, рассеиваемой параллельно резисторами?

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.4


Как бы вы использовали реку и два водопада, чтобы смоделировать параллельную конфигурацию двух резисторов? Как разрушается эта аналогия?

Суммируем основные характеристики резисторов параллельно:

  1. Эквивалентное сопротивление найдено из

    и меньше любого отдельного сопротивления в комбинации.

  2. Падение потенциала на каждом параллельном резисторе одинаковое.
  3. Не каждый параллельный резистор получает полный ток; они делят это.Ток, поступающий в параллельную комбинацию резисторов, равен сумме токов, протекающих через каждый резистор, включенный параллельно.

В этой главе мы представили эквивалентное сопротивление резисторов, соединенных последовательно, и резисторов, соединенных параллельно. Вы можете вспомнить, что в разделе «Емкость» мы ввели эквивалентную емкость конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно. Цепи часто содержат как конденсаторы, так и резисторы. В таблице 6.2.1 приведены уравнения, используемые для эквивалентного сопротивления и эквивалентной емкости для последовательных и параллельных соединений.

(таблица 6.2.1)

Комбинация серий Параллельная комбинация
Эквивалентная емкость
Эквивалентное сопротивление

Таблица 10.1 Сводка по эквивалентному сопротивлению и емкости в последовательной и параллельной комбинациях

Сочетания последовательного и параллельного

Более сложные соединения резисторов часто представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного соединения.Такие комбинации обычны, особенно если учесть сопротивление проводов. В этом случае сопротивление провода включено последовательно с другими сопротивлениями, включенными параллельно.

Последовательные и параллельные комбинации можно уменьшить до одного эквивалентного сопротивления, используя методику, показанную на Рисунке 6.2.5. Различные части могут быть идентифицированы как последовательные или параллельные соединения, уменьшенные до их эквивалентных сопротивлений, а затем уменьшенные до тех пор, пока не останется единственное эквивалентное сопротивление. Процесс более трудоемкий, чем трудный.Здесь мы отмечаем эквивалентное сопротивление как.

(рисунок 6.2.5)

Обратите внимание, что резисторы и включены последовательно. Их можно объединить в одно эквивалентное сопротивление. Один из методов отслеживания процесса — включить резисторы в качестве индексов. Здесь эквивалентное сопротивление и равно

.

Теперь схема сокращается до трех резисторов, показанных на Рисунке 6.2.5 (c). Перерисовывая, мы теперь видим, что резисторы и составляют параллельную цепь.Эти два резистора можно уменьшить до эквивалентного сопротивления:

Этот шаг процесса сокращает схему до двух резисторов, показанных на Рисунке 6.2.5 (d). Здесь схема сводится к двум резисторам, которые в данном случае включены последовательно. Эти два резистора можно уменьшить до эквивалентного сопротивления, которое является эквивалентным сопротивлением цепи:

Основная цель этого анализа схемы достигнута, и теперь схема сводится к одному резистору и одному источнику напряжения.

Теперь мы можем проанализировать схему. Ток, обеспечиваемый источником напряжения, равен. Этот ток проходит через резистор и обозначен как. Падение потенциала можно найти с помощью закона Ома:

Глядя на рис. 6.2.5 (c), остается отбросить параллельную комбинацию и. Проходной ток можно найти с помощью закона Ома:

Резисторы и включены последовательно, поэтому токи и равны

.

Используя закон Ома, мы можем найти падение потенциала на двух последних резисторах.Потенциальные падения равны и. Окончательный анализ — это посмотреть на мощность, подаваемую источником напряжения, и мощность, рассеиваемую резисторами. Мощность, рассеиваемая резисторами

Общая энергия постоянна в любом процессе. Следовательно, мощность, подаваемая источником напряжения, равна. Анализ мощности, подаваемой в схему, и мощности, рассеиваемой резисторами, является хорошей проверкой достоверности анализа; они должны быть равны.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.5


Рассмотрите электрические цепи в вашем доме. Приведите по крайней мере два примера схем, которые должны использовать комбинацию последовательных и параллельных схем для эффективной работы.

Практическое применение

Одним из следствий этого последнего примера является то, что сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемую на резистор. Если сопротивление провода относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными. Если протекает большой ток, провал в проводах также может быть значительным и проявляться в виде тепла, выделяемого в шнуре.

Например, когда вы роетесь в холодильнике и включается мотор, свет холодильника на мгновение гаснет. Точно так же вы можете увидеть тусклый свет в салоне, когда вы запускаете двигатель вашего автомобиля (хотя это может быть связано с сопротивлением внутри самой батареи).

Что происходит в этих сильноточных ситуациях, показано на Рисунке 6.2.7. Устройство, представленное значком, имеет очень низкое сопротивление, поэтому при его включении протекает большой ток.Этот увеличенный ток вызывает большее падение в проводах, представленных значком, уменьшая напряжение на лампочке (которая есть), которое затем заметно гаснет.

(рисунок 6.2.7)

Рисунок 6.2.7 Почему свет тускнеет, когда включен большой прибор? Ответ заключается в том, что большой ток, потребляемый двигателем прибора, вызывает значительное падение напряжения в проводах и снижает напряжение на свету.

Стратегия решения проблем: последовательные и параллельные резисторы


  1. Нарисуйте четкую принципиальную схему, обозначив все резисторы и источники напряжения.Этот шаг включает список известных значений проблемы, поскольку они отмечены на вашей принципиальной схеме.
  2. Точно определите, что необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен.
  3. Определите, включены ли резисторы последовательно, параллельно или в комбинации последовательно и параллельно. Изучите принципиальную схему, чтобы сделать эту оценку. Резисторы включены последовательно, если через них должен последовательно проходить один и тот же ток.
  4. Используйте соответствующий список основных функций для последовательных или параллельных соединений, чтобы найти неизвестные.Есть один список для серий, а другой — для параллелей.
  5. Проверьте, являются ли ответы разумными и последовательными.

ПРИМЕР 6.2.4


Объединение последовательных и параллельных цепей

Два резистора, соединенных последовательно, подключены к двум резисторам, включенным параллельно. Последовательно-параллельная комбинация подключается к батарее. Каждый резистор имеет сопротивление. Провода, соединяющие резисторы и аккумулятор, имеют незначительное сопротивление.Ток проходит через резистор. Какое напряжение подается от источника напряжения?

Стратегия

Используйте шаги предыдущей стратегии решения проблем, чтобы найти решение для этого примера.

Решение
  1. Нарисуйте четкую принципиальную схему (рисунок 6.2.8).

    (рисунок 6.2.8)

    Рисунок 6.2.8 Чтобы найти неизвестное напряжение, мы должны сначала найти эквивалентное сопротивление цепи.
  2. Неизвестно напряжение аккумулятора.Чтобы определить напряжение, подаваемое батареей, необходимо найти эквивалентное сопротивление.
  3. В этой схеме мы уже знаем, что резисторы и включены последовательно, а резисторы и включены параллельно. Эквивалентное сопротивление параллельной конфигурации резисторов и последовательно с последовательной конфигурацией резисторов и.
  4. Напряжение, подаваемое батареей, можно найти, умножив ток от батареи на эквивалентное сопротивление цепи.Ток от аккумулятора равен току через него и равен. Нам нужно найти эквивалентное сопротивление, уменьшив схему. Чтобы уменьшить схему, сначала рассмотрите два резистора, включенных параллельно. Эквивалентное сопротивление составляет. Эта параллельная комбинация включена последовательно с двумя другими резисторами, поэтому эквивалентное сопротивление цепи равно. Таким образом, напряжение, подаваемое батареей, составляет.
  5. Один из способов проверить соответствие ваших результатов — это рассчитать мощность, подаваемую батареей, и мощность, рассеиваемую резисторами.Мощность, подаваемая аккумулятором, составляет

    Поскольку они включены последовательно, сквозной ток равен сквозному току. Т.к. ток через каждый будет. Мощность, рассеиваемая резисторами, равна сумме мощности, рассеиваемой каждым резистором:


    Поскольку мощность, рассеиваемая резисторами, равна мощности, подаваемой батареей, наше решение кажется последовательным.

Значение

Если проблема имеет комбинацию последовательного и параллельного соединения, как в этом примере, ее можно уменьшить поэтапно, используя предыдущую стратегию решения проблемы и рассматривая отдельные группы последовательных или параллельных соединений.При поиске параллельного подключения необходимо соблюдать осторожность. Кроме того, единицы и числовые результаты должны быть разумными. Эквивалентное последовательное сопротивление должно быть больше, а эквивалентное параллельное сопротивление, например, должно быть меньше. Мощность должна быть больше для одних и тех же устройств, подключенных параллельно, по сравнению с последовательными и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *