виды, зачем нужен, принцип работы сопротивления

Из статьи станет понятно, что такое резистор, сопротивление, для чего он нужен, какие функции выполняет.
Просто и кратко, объяснено всё для начинающих об этом элементе в электротехнике.
Специалисты тоже найдут много полезного, необходимого в работе.

Содержание

1. Определение, что такое резистор
2. Описание для чего используется и что делает
3. Как выглядит
4. Из чего состоит
5. Основные виды резисторов
6. Постоянные
7. Переменные для регулировки напряжения
8. Зачем нужны термисторы и позисторы
9. Коэффициент термостойкости
10. PTC
11. NTC
12. Варисторы
13. Фоторезисторы
14. Тензорезисторы
15. Классификация резисторов
16. Назначение
17. Общее
18. Специальное
19. Характер изменения сопротивления
20. Защищенность от влаги
21. Способ монтажа элементов
22. Печатный
23. Навесной
24. Для микросхем и микромодулей
25. Вид вольт-амперной характеристики
26. Используемые проводящие элементы
27. Проволочные
28. Непроволочные
29. Тип применяемых материалов из чего делают резисторы
30. Проволочные
31. Цементные
32. Металлопленочные
33. Металлооксидные пленочные
34. Фольговые
35. Углеродные композиционные
36. Углеродные пленочные
37. В чем измеряется сопротивление
38. Обозначение резисторов на схемах
39. Соединения резисторов в электрической цепи
40. Последовательное
41. Параллельное
42. Смешанное
43. Маркировка резисторов
44. Цифро-буквенная
45. Цветовая
46. 4 полосы
47. 5 полос
48. 6 полос
49. SMD-резисторов
50. Допуск от номинала или класс точности
51. Мощность рассеивания тока
52. Зависимость сопротивления от температуры
53. Какие шумы имеют и способы их уменьшения
54. Как проверить резистор
55. Заключение

Определение, что такое резистор

Понятие резистор происходит от латинского слова “resisto”, английский вариант “resistor” и означает сопротивляться или противостоять.
Википедия дает такое определение:
“Резистор — это пассивный двухполюсный электрический компонент, который реализует электрическое сопротивление в качестве элемента схемы.”

Резистор часто называют сопротивлением.
Они оба эквивалентные названия, хотя сопротивление это выполняемая функция, а резистор деталь электрической цепи.
Принцип работы основан на рассеивании мощности тока и понижении за счет этого напряжения.

Описание для чего используется и что делает

Резистор выполняет роль пассивного элемента в цепи, который служит для уменьшения, протекающего через него тока и преобразования силы тока в напряжение.
Например, они могут использоваться как преобразователи питания.
Применяются для ограничения тока светодиодов.
В измерительных приборах можно использовать для деления выходного и входного напряжения.
Принцип делителя на 12 вольт на основе двух резисторов приведен на примерах ниже, для разных выходных показателей

Чтобы транзистор функционировал согласно установленным параметрам с помощью R выставляется необходимый ток коллектора и базы.
Некоторые способны уменьшать или полностью устранять радиопомехи.

Как выглядит

Как выглядят выпускаемые электронными заводами резисторы можно посмотреть на фото.

Из чего состоит

Резистор состоит из двух контактов (обычно из металлических проводников), разделенных изолятором (обычно из слоя пластика или керамики) и резистивного проводящего элемента, соединенного с ними, расположенного на изоляторе между этими контактами.

Основные виды резисторов

Перечислим основные виды резисторов

Постоянные

Если резистор относится к постоянным, то его R неизменно и он имеет два вывода для подключения.

Переменные для регулировки напряжения

Рассмотрим примеры переменных резисторов приведенных на рисунке ниже.
Номинальное сопротивление можно изменять (регулировать) поворотом, перемещением центрального элемента рукой или с помощью отвертки.
Иногда такой резистор называют переменный потенциометр, но это не правильное название.
Скорее сленг радиолюбителей путающих прибор и радиодеталь.
Переменные резисторы применяются двух видов:

Для регулировки. Переменный резистор служит для регулировки выходного напряжения.
На уроках физики 8 класса вы замечали такой под названием реостат.
А чем отличается резистор от реостата?
Да, реостат имеет три вывода.
На крайние подается ток, а со среднего и крайнего можно получить изменяемое напряжение с помощью перемещение рычага от одного края к другому.
Поэтому реостат это регулируемый резистор.

Для подстройки.
Построечные резисторы тоже нужны для регулировки напряжения, но в отличие от регулировочных они предназначены для нечастого использования.

Зачем нужны термисторы и позисторы

Термисторы и позисторы — это терморезисторы, которые основаны на полупроводниковых материалах.
Эти полупроводники используются для регулирования тока или напряжения в цепи в зависимости от температуры окружающей среды.

Термисторы могут уменьшать сопротивление при повышении температуры, в то время как позисторы могут его увеличивать.
Это делает их полезными для управления электрическими системами в различных областях, таких как автомобильная электроника, кондиционеры и тепловые пушки.
В зависимости от конкретных применений, термисторы и позисторы могут быть изготовлены из материалов, таких как металл-оксидные пленки, керамика или полимеры.
Они могут быть представлены в различных формах, включая дроссельные, дисковые или кольцевые.
Преимущества термисторов и позисторов в их универсальности и простоте использования.
Они могут быть интегрированы в широкий спектр электронных устройств и систем, и их регулирование может быть выполнено в автоматическом режиме.
Термисторы и позисторы важные компонентами в широком спектре электронных приложений, и их применение продолжает расти в связи с развитием технологий и усовершенствованием производств.

Коэффициент термостойкости

Коэффициент термостойкости, или β, важный параметр для термисторов и позисторов.
Он определяет способность элемента к изменению сопротивления в зависимости от температуры.
Чем выше значение β, тем больше чувствительность.
Оптимальное значение β зависит от конкретных применений и может зависеть от требований.
В некоторых случаях, например, в температурных датчиках, высокое значение β желательно, тогда как в других случаях, таких как контроль в кондиционерах, низкое значение β может быть предпочтительнее.

PTC

В целом, коэффициент термостойкости β параметр для оценки качества и эффективности.
Положительный температурный коэффициент PTC (Positive Temperature Coefficient) означает, что R увеличивается с увеличением t.
Это означает, что он работает как защитный выключатель при перегреве.
PTC терморезисторы используются во многих изделиях, таких как защита от перегрева в домашних и промышленных приборах, автомобильные системы и т.д.
Применение PTC терморезисторов предоставляет эффективный, надежный способ защиты от перегрева и перенапряжения.

NTC

Отрицательный температурный коэффициент NTC ( Negative temperature coefficient) означает, что R уменьшается с увеличением t.
Это означает, что терморезистор работает как термостат, контролируя температуру в устройстве.
NTC т-резисторы используются во многих предметах, таких как регулирование температуры в холодильных и кондиционерных системах, контроль температуры в двигателях и т.д.
Термисторы и PTCS отличаются высокой надежностью и долговечностью, но они также подвержены определенным ограничениям.
Например, они могут быть чувствительны к электромагнитным помехам, и значения их R могут меняться со временем из-за старения.
Чтобы преодолеть эти ограничения, термисторы часто комбинируют с другими датчиками, такими как термопары или RTDs (resistance temperature detectors) датчики температуры сопротивления, для повышения их производительности и точности.

Варисторы

Также существует особый класс резисторов, резко меняющих свое сопротивление при увеличении напряжения, — это варисторы.

Это свойство варисторов широко используется для защиты от перенапряжения в цепи.
Если вдруг возникла внештатная ситуация и поступающее напряжение на устройство сильно возросло.
Сопротивление варистора резко меняется.
При этом варистор берет на себя всю мощность импульса и чаще всего расплачивается за это своим ресурсом, поэтому сгорает намертво.
Корпус может просто разорвать.

Фоторезисторы

Фоторезисторы отличаются тем, что их сопротивление меняется в зависимости от освещенности.

Тензорезисторы

Тензорезисторы меняют номинал сопротивления в зависимости от растяжения.

Классификация резисторов

Классификация основана на гостах и регламентирующих документах.

Назначение

По назначению резисторы подразделяются на общие и специальные

Общее

К резисторам общего назначения относятся постоянные и переменные к которым не предъявляются какие либо специальные условия по точности, температуре, высокому напряжению и току.
Мощность резистора от 125 милливатт (мВт) до 100 Ватт (Вт).
R от 1 ом до 10 мегаом (Мом).

Специальное

К специальным относят полупрецизионные, прецизионные и сверхпрецизионные с точностью 1% и выше, высоковольтные 5-40 киловольт (кВ), высокоомные от 10 мегаом ( Мом), высокочастотные более 10 мегагерц (Мгц).
Следует учесть, что любой элемент электроники, включая провода не идеален с физической точки зрения.
Практически, кроме активного сопротивления мы имеем емкость и паразитную индуктивность реального resistor.
Поэтому в специальных резисторах этому придаётся особое значение.

Характер изменения сопротивления

Характер изменения сопротивления может быть переменным, подстроечным или просто постоянным

Защищенность от влаги

Защищенность от влаги предполагает от незащищенных до защищенных с помощью лака, пластмассы, вакуума, компаундера и других герметиков.

Способ монтажа элементов

Способ монтажа бывает навесной, печатный и предназначенный для микромодулей и микросхем.

Печатный

Печатный монтаж платы применяется в большинстве устройств бытовой техники.

Навесной

Навесной монтаж применяется в промышленном оборудовании.

Для микросхем и микромодулей

Применяется в современной компьютерной технике и микроэлектронике.

Вид вольт-амперной характеристики

Воль-амперные характеристики резистора могут быть линейные (обычный R) или нелинейные в зависимости от
Напряжения — варисторы;
Света — фоторезисторы;
Деформации — тензорезисторы;
Температуры – терморезисторы;
Магнитного поля – магниторезисторы;
От протекавшего через него заряда – мемристоры.

Используемые проводящие элементы

При изготовлении резисторов на производственных предприятиях как правило применяют проволочную и непроволочную технологию.

Проволочные

Проволочные резисторы называются потому, что изготавливаются из проволоки.

Непроволочные

Не проволочные основаны на не применении проволочной технологии изготовления.
Различают тонкослойные, композиционные. Разделены диэлектриком.

Тип применяемых материалов из чего делают резисторы

Типы резисторов разделяются по применяемому материалу резистивного сопротивления.
Тот тип материала, из чего состоят R, определяет его параметры и конструктивный вид.

Проволочные

При производстве проволочных резисторов используются: нихром, константан, никелин, никель с высоким удельным сопротивлением, сплавы манганина.

Цементные

Цементные резисторы отличаются тем, что резистивный материал, как правило, проволока, залит цементом.
Поэтому они способны рассеивать большое количество тепла и соответственно работать при повышенных температурах нагрева резистивного материала.
Отрицательная характеристика – высокая паразитная индуктивность и не способность работы на высоких частотах.

Металлопленочные

Такие детали как металлопленочные резисторы МЛТ изготавливаются из тонкой металлической пленки никелехромогова сплава, олова, сурьмы.
Структура плёночного проводящего элемента держится на изоляционном материале.

Металлооксидные пленочные

Основой металлооксидных резисторов является пленка из оксида олова и металлов.
За счет этого они обладают способностью выдерживать большую температуру эксплуатации, чем металлопленочные.

Фольговые

Фольговые резисторы изготавливаются из объемной металлической фольги на керамическом основании.
Отличаются малым коэффициентом температурного сопротивления и высокой точностью.

Углеродные композиционные

Углеродные композиционные резисторы состоят из смеси композита и мелкой углеродной пыли.
Имеют повышенную надежность, но не отличаются высокой точностью.

Углеродные пленочные

Углеводные пленочные резисторы, бороуглеродистые отличаются от композиционных высокой точностью.
Способностью работы на высоких частотах за счет технологии изготовления.
Тонкая углеродная пленка находится на каркасе из изоляции.
Её можно резать лазером, получая точные значения R.

В чем измеряется сопротивление

Основной параметр резистивного элемента это номинальное сопротивление.
Оно измеряется в Омах (Ом).
В одном коллооме 1 (кОм) — 1000 Ом
1 мегаомм (мОм) — 1 мом, 1000 кОм или 1000000 Ом
Вторая важная функциональная характеристика – это мощность резистора.
Мощность измеряется в ваттах (Вт).
Самые ходовые от 0,125 Вт до 2 Вт
Далее следует точность или точнее класс точности.
Измеряется в процентах (%).

Обозначение резисторов на схемах

Обозначается на схеме резистор очень просто.
Прямоугольник размером десять миллиметров в длину и четыре в ширину.
Размеры могут быть другие, но пропорции сохраняются.
Внутри прямоугольника ставится условное обозначение мощности.
Подстроечные, переменные, варисторы, термисторы, фоторорезисторы и т.д. резисторы обозначаются на принципиальных схемах согласно ГОСТ 2.728-74 или по зарубежным стандартам.

Обозначение тензорезисторов и варисторов на схемах

Обозначения резисторов в схемах по мощности.

Пример МЛТ-0,125, МЛТ-0,25, МЛТ-0,5, МЛТ-1, МЛТ-2

Соединения резисторов в электрической цепи

Соединения резисторов бывает последовательное, параллельное и смешенное

Последовательное

При последовательном соединении резисторов их сопротивление суммируется.

R общ. = R1 + R2 +R3 +R4 +R5 +R6 +R7 +R8 ….. + Rn

Параллельное

Параллельное соединение резисторов представлено формулой

Расчет:

R общ. = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3+ 1/R4+ 1/R5+ 1/R6+ 1/R7+ 1/R8+…..+ 1/Rn

Смешанное

Смешанное соединение нескольких резисторов в одной схеме, если присутствуют одновременно параллельно и последовательно соединённые сопротивления.

Общее сопротивление высчитывается путем деления на участки только параллельного или последовательного соединения.
Таким образом участки считаются далее как каждый за один элемент.
Элементы суммируется по формулам параллельного и последовательного соединения.
Величина R общ. между точками А и В рассчитывается путем деления на три участка.
В этом случае высчитываем по правилу параллельного соединения общее сопротивление резистора 1 , 2, 3 как N.
Далее по закону последовательного соединения суммируем N + R4+R5.

Маркировка резисторов

Маркировка резисторов бывает буквенная, цифровая и с помощью маркировочных цветных колец.

Цифро-буквенная

Цифро буквенная маркировка указывается на корпусе определённым кодом.

Буква в скобках русский код.

Цветовая

Маркировка с помощью цветовых полос, которые наносятся на корпус.
Самые распространенные 4,5 полос.

4 полосы

5 полос

6 полос

Обратите внимание на цвет и расположение крайних полос.
На рисунке видно как понять и не перепутать сторону отсчета.

SMD-резисторов

Кодирование 3 или 4 цифрами
Значение сопротивления smd резисторов 3цифры
3 цифры
ABC обозначаются так AB* 10 в степени С Ом
Если 102 ,то 10 умножить на 10 в квадрате равно 1кОм
4 цифры
ABCD обозначают ABD* 10 в степени D Ом
Если 1002 ,то 100 умножить на 10 в квадрате = 10 кОм

Допуск от номинала или класс точности

Каждый R имеет свой допуск по отклонению от номинала или другими словами класс точности. 2/R, ток в квадрате, деленное на R

Зависимость сопротивления от температуры

Сопротивление резистора зависит от его температуры.
R тек=R н+α (t-t н)
Где
R тек – сопротивление в данный момент времени
R н – номинальное начальное R
t тек – температура сейчас
t н – начальная температура
α – температурный коэффициент.
Как правило R тек линейное, но если в качестве нагрузки использовать электролампу с вольфрамовой спиралью, то в отключенной лампе R тек на порядок меньше, чем в работающей.

Какие шумы имеют и способы их уменьшения

Резистивные материалы, из которых сделаны резисторы издают токовые, электрические, тепловые шумы.
Шумы в виде электромагнитных интерференций (EMI) и шума Johnson-Nyquist.
Кроме того при повороте переменного или подстроечного R есть механический шум.
Эти шумы могут влиять на качество сигнала в электронных системах.
Способы уменьшения шумов резисторов:

• Использование R очень высоких номиналов
• Размещение R в защитных коробках
• Использование широкополосных фильтров
• Применение технологии сверхнизкошумящих R.
• Использование сетевых фильтров для подавления EMI.
• Увеличение расстояния между R и другими элементами цепи, такими как конденсаторы и индуктивности.
• Использование технологии SMT (Surface Mount Technology) для монтажа, чтобы уменьшить размер и повысить эффективность.
• Установка оптических или квантовых R, которые имеют низкий уровень шума.

Как проверить резистор

Для проверки работоспособности резистора понадобится мультиметр.

Переключаем на режим измерения сопротивления.
Щупы подсоединяем к резистору и видим результаты измерения в омах
Если какое-либо значение отсутствует и показывается бесконечность, то resistor неисправен.
Следующим способом определить неисправность — осмотр.
Его иногда достаточно, когда вместо измеряемого элемента обугленные остатки.

Заключение

Резисторы используются во многих электронных устройствах, таких как радиоприемники, компьютеры, телевизоры, электронные игрушки и т. д.
Они могут использоваться для регулирования или ограничения тока в электрической цепи, а также для регулирования потенциала.
Применяться с другими компонентами, такими как конденсаторы или диоды, чтобы создать более сложные электрические цепи.

Важно правильно выбрать resistor для конкретной задачи, так как неправильный выбор может привести к неработоспособности устройства или даже к его повреждению.
Это вызвано максимальным током или напряжением, которые он должен выдерживать.
В результате это может привести к перегреву R или его полному сгоранию.
Выбирайте для своих целей resistor с точными характеристиками, указанными производителем, и проверяйте их перед использованием.

Виды и устройство резисторов – RxTx.

su

Резисторы — это электрические устройства, которые уменьшают протекание тока и в то же время снижают уровень напряжения в цепях. Соотношение между напряжением, приложенным к резистору, и током через него определяется законом Ома ​\( U = IR \)​​ ​.

Резисторы могут иметь фиксированное сопротивление или могут быть сконструированы с переменным сопротивлением. Они также могут иметь сопротивления, которые изменяются при воздействии света или тепла (например, фоторезисторы, NTC-термисторы, PTC-термисторы).

Где применяются резисторы

Существует множество применений резисторов. Резисторы используются для:

• установки уровней рабочего тока и сигнала;
• обеспечения снижения напряжения;
• установки точных значений усиления в цепях прецизионной обработки;
• действуют как шунты в амперметрах и измерителях напряжения;
• действуют как шинные и линейные «терминаторы» в цифровых схема;
• обеспечивают обратной связью операционные усилители;
• и еще «куча» применений.

Рисунок 1. Разновидности резисторов

Как работает резистор

Электрический ток полон электронов, объединяющихся с кинетической энергией. Задача резистора состоит в том, чтобы поглощать часть этой энергии и направлять ее в другое место.

Когда электроны попадают на один конец резистора, некоторые из них “сталкиваются” с атомами внутри, передавая часть своей энергии в атомные колебания. Эти вибрации, в свою очередь, действуют как “барабан” и передают свою энергию соседним молекулам воздуха или, возможно, металлическому теплоотводящему радиатору. Общий эффект столкновений внутри резистора приводит к меньшему и менее энергичному току.

Рисунок 2. Принцип действия резистора

Реальный пример резистора — это простой резистор с проволочной обмоткой. Это устройство состоит из резистивного провода, общее сопротивление которого увеличивается с увеличением длины. Намотка провода на изолирующий цилиндр делает устройство компактным.

Резистор с углеродной композицией использует смесь углеродного порошка и клееподобного связующего для своего резистивного элемента. Когда в смесь добавляется больше углерода, устройство становится менее резистивным. В других резисторах в качестве резистивного элемента используются металлические пленки, смеси металлических частиц и другие материалы.

Виды и конструкция постоянных резисторов

Резисторы из углеродной пленки

Это один из самых популярных резисторов, используемых сегодня. Он изготавливается путем нанесения углеродной пленки на небольшой керамический цилиндр. Небольшая спиральная канавка, вырезанная в пленке, регулирует количество углерода между выводами, тем самым устанавливая сопротивление.

+ Преимущества таких резисторов:

• обладают превосходной надежностью;
• отлично паяются;
• шумостойкость;
• влагостойкость;
• термостойкость.

Типичная номинальная мощность варьируется от 1/4 до 2 Вт. Сопротивление колеблется примерно от 10 Ом до 1 МОМ с допусками около 5%.

Рисунок 3. Резистор из углеродной пленки

---

Композиционные углеродные резисторы

Это еще один очень популярный резистор, изготовленный из смеси углеродного порошка и клееподобного связующего. Для повышения стойкости добавляется меньше углерода.

+ Плюсы:

• производительность;
• низкая индуктивность;
• низкая емкость.

Номинальная мощность колеблется примерно от 1/8 до 2 Вт. Сопротивление в диапазоне от 1 Ом до примерно 100 МОМ с допусками около ±5%.

Рисунок 4. Композиционный углеродный резистор

---

Металлооксидные пленочные резисторы

Это резистор общего назначения, в котором используется керамический сердечник, покрытый пленкой оксида металла. Эти резисторы механически и электрически стабильны и «переносят» высокие температуры. Их наружная поверхность покрыта специальной краской, что делает их устойчивыми к воздействию пламени, растворителей, высокой температуры и влажности.

Типичные сопротивления варьируются от 1 Ом до 200 Ком, с типичными допусками в ±5 процентов.

Рисунок 5. Металлооксидный пленочный резистор

---

Металлопленочные прецизионные резисторы

Это очень точный резистор со сверхнизким уровнем шума

. В нем используется керамическая подложка, покрытая металлической пленкой, заключенная в эпоксидную оболочку.

Эти резисторы используются в прецизионных устройствах, таких как измерительные приборы, цифровые и аналоговые устройства, а также аудио- и видеоустройства. Сопротивления варьируются примерно от 10 Ом до 2 МОМ, при номинальной мощности от 1/8 до 1/2 Вт и допусках в ±1 процент.

Рисунок 6. Металлопленочный прецизионный резистор

---

Резисторы высокой мощности (2 и более Вт)

Эти резисторы используются в узлах схемы с высокой мощностью. Можно выделить следующие разновидности: резисторы покрытые стекловидной эмалью, цементные резисторы и алюминиевые резисторы с проволочной обмоткой

.

Резистивные элементы изготавливаются из резистивной проволоки, намотанной вокруг керамического цилиндра. Это самые прочные из резисторов, обладающие высоким тепловыделением и высокой температурной стабильностью.

Сопротивления варьируются от 0,1 Ом до примерно 150 Ком, при номинальной мощности примерно от 2 Вт до 500 Вт и более.

Рисунок 7. Резисторы высокой мощности

---

Фоторезисторы и термисторы

Это специальные типы резисторов, которые изменяют сопротивление при воздействии тепла или света.

Фоторезисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как сульфид кадмия. Увеличение уровня освещенности уменьшает сопротивление. Фоторезисторы более подробно рассматриваются в этой статье.

Термисторы — это чувствительные к температуре резисторы. Повышение температуры уменьшает сопротивление (NTC-термисторы), но может и увеличивать (PTC-термисторы).

Рисунок 8. Фоторезистор (слева) и термистор (справа)

Что делает резистор?

спросил 8 лет, 3 месяца назад

Изменено 5 лет, 2 месяца назад

Просмотрено 48 тысяч раз

\$\начало группы\$

OK, очень основной вопрос здесь.

Я прочитал много книг, довольно много искал, и каждое описание, которое я читал, казалось, говорило о потоке электронов и сразу слишком углублялось в теорию, чтобы я мог понять основной принцип их использования.

Насколько я понимаю, резистор ограничивает «поток», чтобы, например, светодиод не взорвался. Но я не могу точно понять, что резистор делает с током и напряжением…

Влияют ли резисторы и на ток, и на напряжение? Каким образом?

• резисторы

\$\конечная группа\$

14

\$\начало группы\$

Электрический поток — это движение электрических зарядов через материал. Сопротивление физическое препятствие этих движущихся зарядов.

Для удержания этих зарядов в движении требуется определенное количество энергии, и поскольку падение энергии пропорционально количеству заряда, удерживаемого в движении, это приводит к падению напряжения на материале, поскольку электродвижущая сила (в вольтах) энергия (в джоулях) на заряд (в кулонах).

Поскольку это физическое препятствие, оно также ограничивает скорость , с которой заряды могут перемещаться через заданную точку в единицу времени. Это приводит к максимальному току, поскольку ток (в амперах) представляет собой заряд (в кулонах) в единицу времени (в секундах).

И, как оказалось, если вы прикладываете большую или меньшую электродвижущую силу к одному и тому же сопротивлению, ток увеличивается или уменьшается точно линейно. Это приводит к закону Ома, который гласит, что электродвижущая сила пропорциональна произведению силы тока и сопротивления, то есть \$E = IR\$.

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Полезно думать о напряжении как о давлении или силе, которая толкает электроны по трубе, которая является проводом. Ток — это число или количество электронов, проходящих через данную точку в любой момент времени. Резисторы делают именно то, что говорит их название; они сопротивляются. Вы можете использовать их для ограничения тока или напряжения, в зависимости от того, подключены ли они последовательно (один за другим) или параллельно (имея одни и те же точки соединения, бок о бок). Представьте электроны как шарики для пинг-понга, проходящие через трубку, вставьте одну, а те, что уже внутри, вытолкните другую с другого конца.Удвоение длины трубки (последовательное подключение резистора) увеличивает усилие, необходимое для ее проталкивания, поэтому это ограничивает напряжение.Однако, если вы поместите трубки бок о бок, то одинаковое количество шариков должно пройти в два раза больше путей, ограничивая, сколько может пройти одновременно, и, таким образом, ограничивая ток. Я знаю, что это сильно упрощено и не учитывает все ситуации, но это может дать вашему воображению визуальное представление о теории потока электронов и о том, как резисторы могут на них влиять.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Надеюсь, это достаточно просто:

Напряжение возникает из-за потенциальной энергии при разделении зарядов (один узел положительный с меньшим количеством электронов, другой узел отрицательный с большим количеством электронов). Думайте об этом как о шаре для боулинга (заряде) на земле, а не на вершине лестницы. Мяч наверху лестницы обладает большей потенциальной энергией, большим напряжением.

Ток возникает из-за «потока» заряда.

Резисторы позволяют выбрать величину тока, протекающего при заданном напряжении, поскольку вы можете думать, что провода не имеют сопротивления (упрощенно).

Вкратце: Резисторы ограничивают поток электронов, уменьшая ток. Напряжение возникает из-за разности потенциалов на резисторе.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Математический ответ состоит в том, что резистор представляет собой двухполюсное электрическое устройство, которое подчиняется или, можно сказать, применяет закон Ома: V=IR.

В — напряжение между двумя клеммами, I — ток, протекающий от одной клеммы к другой (через резистор), а R — значение, известное как сопротивление. Для идеального резистора R является константой и не зависит от V, I или чего-либо еще. Другой способ описать закон Ома — сказать, что напряжение на резисторе и ток через него пропорциональны. Константа пропорциональности R, сопротивление.

Фундаментальным следствием физики является то, что резисторы преобразуют потенциальную электрическую энергию в тепло. Поэтому они имеют тенденцию нагреваться, когда через них проходит ток. Реальные резисторы имеют максимально допустимую рассеиваемую мощность, а также могут иметь R, слабо зависящее от температуры, и другие недостатки от идеальных.

Что касается того, как изготавливаются резисторы, настоящие резисторы изготавливаются из материалов, которые имеют проводимость где-то между изоляторами (диэлектрическими материалами) и проводниками (такими как медная проволока). Если вы можете определить, какой путь тока проходит через резистор, увеличение длины этого пути увеличивает сопротивление. Расширение поперечного сечения снижает сопротивление.

Что касается того, что делает материалы хорошими проводниками… Как правило, хорошие проводники имеют подвижные электроны на молекулярном уровне. Хороших изоляторов нет. Хорошие резисторы находятся где-то посередине.

\$\конечная группа\$

Что происходит, когда резистор перегорает?

••• MarcoMarchi/iStock/GettyImages

Обновлено 13 марта 2018 г.

Автор Timothy Boyer

Резистор — это электронное устройство, предназначенное для ограничения потока электричества в цепи. Резистор выполняет эту задачу, будучи изготовленным из полупроводниковых материалов. Когда электричество проходит через резистор, выделяется тепло и рассеивается в окружающем воздухе. Под чрезмерным напряжением резистор выделяет так много тепла, что не может рассеять тепло достаточно быстро, чтобы предотвратить возгорание.

Обычный нагревательный резистор

Резисторы предназначены для работы при определенных напряжениях. Номинальное напряжение резистора определяется его значением мощности (мощности). Когда резистор работает при нормальной нагрузке по напряжению, он работает должным образом при напряжении, которое соответствует или ниже его номинальной мощности. На ощупь резистор будет холодным или теплым. Относительно низкая температура является результатом того, что резистор действует как полупроводник, а это означает, что он пропускает только определенное количество тока.

Ток — это поток электронов. Когда электроны встречают сопротивление, как в полупроводниковом материале, они выделяют тепло. Резисторы предназначены для рассеивания тепла, поэтому полупроводниковый материал не повреждается.

Перегрев резистора

Когда на резистор подается напряжение, приближающееся к верхнему пределу его номинальной мощности, резистор выделяет больше тепла, чем обычно. Это происходит из-за того, что напряжение пытается пропустить через резистор больший ток (электронов), чем он предназначен для прохождения. Резистор будет горячим на ощупь, и можно будет обнаружить слабый запах гари. Запах гари возникает из-за разрушения компонентов резистора: угля, глиняного связующего и пигмента цветового кода, нанесенного на резистор.

Сгорание резистора

Когда резистор перегружен напряжением, превышающим его номинальную мощность, резистор становится очень горячим на ощупь, значительно темнеет и, возможно, даже плавится или загорается. Хотя в этот момент резистор может показаться поврежденным, он все еще может работать. Однако он может работать с меньшим сопротивлением, чем было изначально рассчитано.

Сгоревший резистор

В этот момент резистор не может сопротивляться протеканию тока, вызванного чрезмерным напряжением, и резистор выходит из строя. Когда резистор выходит из строя, ток обычно протекает через сгоревший резистор без какого-либо сопротивления и, таким образом, проходит бесконтрольно. Другие компоненты в цепи могут быть повреждены из-за протекания избыточного тока.