Что такое резистор и зачем он нужен. Часть 1

Приветствую, друзья!

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

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

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

Но сначала немного теории «на пальцах».

Проводники, полупроводники и диэлектрики

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

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

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

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

Большинство металлов и их сплавов являются проводниками.

Проводники используются для доставки электрической энергию от генератора к потребителю.

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

Полупроводники в чистом виде плохо проводят электрический ток.

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

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

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

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

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

Процессор вашего компьютера содержит в себе несколько миллионов полупроводниковых транзисторов.

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

Что такое резистор

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

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

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

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

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

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

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

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

Постоянные, переменные и подстрочные резисторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Часто в рукоятке подстроечного резистора делают прорези под шлиц отвертки.

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

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

SMD резисторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Тепловое действие электрического тока

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

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

На этом принципе работают паяльники и всякого рода нагреватели.

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

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

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

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

Что такое резистор — простым языком

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

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

Принцип работы резистора

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

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

Ом – единица измерения сопротивления.  

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

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

Область применения 

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

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

Резистор иногда может выступать в роли делителя напряжения:

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

U=U1+U2

Виды резисторов

По способу монтажа бывают резисторы:

• Выводные. Такой вид резисторов используется в простых схемах. 

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

Маркировка резисторов

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

 

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

Что называется резистором. Что такое резистор и для чего он нужен

При создании радиоэлектронных схем применяется множество различных элементов. Одни из наиболее используемых, без которых практически невозможно обойтись, — это резисторы. Что они собой являют? Какие типы есть? Какой их параметр наиболее важен? И какие особенности есть при последовательном и параллельном соединении?

Что такое резистор?

Так называют пассивный элемент который оказывает сопротивление току во время его протекания. В больших схемах они применяются чаще, чем любой другой элемент электроники. Важным является обеспечение режима смещения транзисторов при использовании в усилительных каскадах. Но наиболее значимой функцией признают контроль и регулирование напряжения и значений токов в электрических цепях. Мы позднее рассмотрим, какие их типы бывают. В рамках статьи будет уделено внимание 5 основным, которые чаще всего используются, но могут быть и другие. Когда проводится расчет резисторов, то обязательно следует оценить, какая необходима мощность.

Хотите понять, что необходимо в конкретном случае?

Как узнать, какой резистор нужен при создании схем? Первоначально следует понять, что обязательным является знание силы тока или значение сопротивления нагрузки. В рамках статьи будет рассмотрено два варианта влияния на характеристики схемы:

1) Если ничего неизвестно, то берём и подключаем его последовательно с нагрузкой. Вращаем регулятор до того момента, пока у нас не будет нужное напряжение. Теперь вместо переменного сопротивления подключаем постоянное с необходимыми параметрами. Измерьте ток, что идёт после резистора и перемножает полученное значение с напряжением, что подаётся. Тогда будем знать, сколько и куда подавать.

2) Необходимо знать ранее указанные величины тока и нагрузки. Для повышения точности вычисления желательно также знать и значение источника питания.

Давайте смоделируем немного другие условия действий. Есть один резистор в качестве нагрузки, закон Ома и необходимость рассчитать необходимое для цепи сопротивление. Это довольно интересный момент и он заслуживает, чтобы ему было уделено внимание. Почему была выбрана именно такая формулировка? Дело в том, что люди, которые только начинают заниматься созданием схем, очень часто задают такой вопрос. Но, увы, цепь рассуждений, которой они идут, является немного неверной. Рассчитать необходимое значение с одним законом Ома здесь не выйдет. Необходимо дополнительно воспользоваться формулой вычисления добавочного резистора: СДБ = СН(НИП-НН)/НН=СН(х-1). Разберём формулу:

СДБ — сопротивление добавочного резистора;

НИП — напряжение источника питания;

СН — сопротивление нагрузки;

Х = НИП/НН;

НН — напряжение, что нужно получить на нагрузке.

Воспользуемся этой формулой. Допустим, что при сопротивлении в 1 Ом СДБ будет составлять 0,6 Ом. Если мы поставим 5 Ом, то конечный результат будет 3,3 Ом. Почему всё так? Это из-за того, что чем меньший показатель имеет сопротивление нагрузки, тем большая характеристика тока в цепи. При этом будет просаживаться источник питания, ведь он тоже создаёт определённые помехи для прохождения тока. А учитывая, что с этим будет падать и напряжение, то выходит, что нужен добавочный резистор с меньшими характеристиками для получения желаемого напряжения. Это напряжение буквально «на пальцах». Может быть сложно понять, что и как, но вы попробуйте.

Постоянный резистор

Так называют устройства, которые являются обладателями постоянного значения сопротивления. Эта характеристика резистора не меняется под действием внешних воздействий (температуры, протекающего тока, света, приложенного напряжения) в разумных рамках. Если так разобраться, то про все радиоэлементы можно сказать, что у них есть внутренние шумы и нестабильности из-за стороннего влияния. Но обычно это всё настолько ничтожно, что игнорируется любительской радиоэлектроникой и имеет смысл только при создании действительно сложных систем, которые даже не факт, что где-то собираются сейчас.

Переменный резистор

Так называют устройства, значение сопротивления которых можно изменить с помощью специальной ручки (она может быть ползункового, кнопочного или вращающегося типа). Зачем нужен резистор подобного типа? Хорошим примером применения данного элемента является на звуковых колонках компьютера или мобильного телефона.

Построечный резистор

Так называются устройства, режим работы которых меняется лишь изредка. Чтобы регулировать значения сопротивления, необходимо с помощью отвертки покрутить шлиц, который имеет резистор. Для чего он нужен? Широкое распространение они получили на печатных платах радиосхем в качестве делителя тока или напряжения.

Фоторезистор

Это специальные устройства, которые могут менять значение своего сопротивления под влиянием света. Фоторезисторы производятся из полупроводниковых материалов. Если необходимо реагировать на наличие видимого света, то применяют селенид и сульфид кадмия. Чтобы регистрировать инфракрасное излучение, используют германий.

Терморезистор

Это специальное устройство, с помощью которого можно измерять температуру внешней среды. Терморезистор также используется в цепях термостабилизации для транзисторных каскадов. Как уже можно было догадаться, его сопротивление может меняться под воздействием температуры. В инкубаторах для цыплят, оранжереях, производственных аппаратах — везде можно найти этот резистор. Для чего он нужен? Чтобы при достижении определенной температурной границы включались системы отопления\охлаждения.

Рассеиваемая мощность

Это поглощаемая резистором энергия, которая образовывается током и напряжением. Из-за того, что происходит именно рассеивание, а не сохранение, данное устройство и называется пассивным. Благодаря этому о резисторе можно говорить как об активном элементе, который одинаково может работать в цепях переменного и

Обозначение мощности рассеивания

Как понять, что может сделать постоянный резистор? Для этого необходимо посмотреть на его обозначение:

1. Когда есть две косые линии, мощность рассеивания составляет 0,125 Вт.
2. Есть одна косая линия — мощность рассеивания равняется 0,25 Вт.
3. Одна горизонтальная линия — мощность рассеивания 0,5 Вт.
4. Одна вертикальная линия — мощность рассеивания 1 Вт.
5. Две вертикальные линии — мощность рассеивания 2 Вт.
6. Две косые линии, что создают латинскую букву V, — мощность рассеивания 5 Вт.

Начиная от одного Ватта, для обозначения используются римские цифры.

Последовательное соединение

Когда имеет смысл применять подобный подход? Если надо получить значительное сопротивление, но есть резисторы с малым номиналом, то используют Чтобы оценить, что и как сделано в схеме, то нужно просуммировать их характеристики.

Параллельное соединение

А где необходим такой подход? Здесь общее сопротивление резисторов будет равняться сумме, которая является ему обратно пропорциональной. Эту величину также называют «проводимость». Вам может быть немного сложно понять, о чем автор ведёт речь, поэтому предлагаем взглянуть на такую формулу (С — сопротивление):

1/С общее =1/С 1 +1/С 2 +…+1/С х.

Применение

Вот мы и поняли, что такое резистор, для чего он нужен. Фото, размещённые в статье, позволяют понять, как он выглядит. Но хочется уделить внимание и его применению. Итак, резистор. Для чего он нужен в машине? Как вы знаете, в автомобилях используется значительное количество электроники. Вот для контроля её работы его и применяют. Для чего нужен резистор печки в автомобиле? Видели возможность переключения и настройки температурного режима? Вот для чего нужен резистор отопителя! Ведь без него можно было бы включить только заранее установленные настройки и всё. Теперь подумаем, зачем нужен резистор для светодиода? С его помощью можно регулировать яркость его свечения. Как вы могли догадаться, если внимательно читали статью, ответ на вопрос о том, какие резисторы нужны для светодиодов, — переменные!

Заключение

Как видите, резистор — это необходимая и полезная вещь, которая имеет широкие возможности применения. Теоретически обойтись без резистора можно в простейших схемах, на пару деталей, при том, что источники энергии будут очень точно выбраны. Но такое маловероятно, и для достижения необходимого значения этих показателей придётся длительное время подбирать их. Вот для упрощения процесса и применяются резисторы, ведь они позволяют проводить значительные перепады характеристик, открывая возможность даже кратного их изменения.

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.

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 , 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.

Это пассивный элемент электрических цепей, который имеет конкретное или переменное значение электрического сопротивления, резистор предназначен для линейного преобразования силы тока в напряжение и обратно, ограничения тока, поглощения электрической энергии и т.д. Резистор является наиболее часто встречающимся элементом. Ниже будет рассказано, что такое резистор и для чего он нужен, как резисторы обозначаются на радиосхемах и какие виды резисторов существуют.

Назначение резисторов — создание сопротивления электрическому току. Различают постоянные и переменные резисторы . В зависимости от мощности электрического тока, которую способен «рассеять» резистор, зависит и его размер.

На рисунке мы видим, как различаются резисторы. Резистор, находящийся справа — самый мощный среди представленных. Его мощность может составлять несколько киловатт. Правый резистор называется SMD-резистором. Его размер говорит сам за себя о его мощности. Нанесенные на резисторы надписи говорят о их видах и мощности.

Маркировка резисторов.

Обозначения резисторов на схемах различаются в зависимости от страны. В нашей стране можно понять, где обозначен резистор, по прямоугольнику с маркировкой в виде наклонных или вертикальных линий, знаков V или Х, с буквой «R» вверху прямоугольника. На зарубежных (американских) схемах резистор обозначается сплошной линией с несколькими изломами.

Ниже на рисунке видна маркировка резисторов :

Наклонные линии обозначают мощность резистора до 1 Вт. Вертикальные линии и знаки V и X (римские цифры), указывают на мощность резистора в несколько Ватт, в соответствии со значением римской цифры.

Переменный резистор.

Переменный резистор — это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом.

Переменные резисторы , их также называют реостатами или потенциометрами, предназначены для постепенного регулирования силы тока и напряжения. Выглядят они так:

Разница в том, что реостат регулирует силу тока в электрической цепи, а потенциометр — напряжение. На радиосхемах переменные резисторы обозначаются прямоугольником с пририсованной к их корпусу стрелочкой.

На схемах цифрами от 1 до 3 указывается расположение выходов резистора .

Регулировать мощность сопротивления переменных резисторов можно с помощью вращения специальной ручки. Те из резисторов, у которых регулировка сопротивления резистора может осуществляться только с помощью отвертки или специального ключа-шестигранника, называются подстроечными переменными резисторами. Выглядят они так:

Подстроечный резистор.

На радиосхемах подстроечные резисторы обозначаются следующим образом:

Чтобы переменный потенциометр использовать в качестве переменного реостата, нужно соединить два вывода между собой.

Термисторы, варисторы и фоторезисторы.

Кроме реостатов и потенциометров есть и другие виды резисторов: термисторы, варисторы и фоторезисторы . Это интересно, но термисторы, в свою очередь, делятся на термисторы и позисторы. Позистор — это термистор, у которого сопротивление возрастает вместе с ростом температуры окружающей среды. У термисторов, наоборот, чем выше температура вокруг, тем меньше сопротивление. Это свойство обозначают как ТКС — тепловой коэффициент сопротивления.

В зависимости от ТКС (отрицательный он или положительный) обозначают на схеме термисторы следующим образом:

Следующий особый класс резисторов — это варисторы. Они изменяют силу сопротивления в зависимости от подаваемого на них напряжения. Ни картинке ниже вы видите, как выглядят варисторы

Зная свойства варистора , можно догадаться, что такой резистор защищает электрическую цепь от перенапряжения . На схемах варисторы обозначаются так:

В зависимости от интенсивности освещения изменяет свое сопротивление еще один вид резисторов — фоторезисторы. Причем не важно, каков источник освещения: искусственный или естественный. Их особенность еще и в том, что ток в них протекает как в одном, так и в другом направлении, то есть еще говорят, что фоторезисторы не имеют p-n перехода. Выглядят фоторезисторы так:

А на схемах изображаются так:

Сегодня невозможно изготовить ни одно, сколько-нибудь функциональное, электронное устройство без резисторов . Они используются везде: от компьютеров до систем охраны.

Резистор – это наиболее распространенный электронный компонент. Он является важной частью практически каждой электронной схемы. Основная характеристика резистора — сопротивление, играющее главную роль в нашем любимом уравнении закона Ома.

Что такое резистор

Резистор — это электронный компонент, который имеет определенное, никогда не меняющееся электрическое сопротивление. Сопротивление резистора ограничивает поток электронов через цепь. Резистор пассивный компонент, т. е. он только потребляют энергию (не генерирует ее).

Резисторы обычно добавляют в цепь, где они дополняют активные компоненты, такие как операционные усилители, транзисторы, микроконтроллеры и.т.д.

Как правило, резисторы используются для ограничения тока, в схемах делителя напряжения и в качестве подтягивающих резисторов на линии ввода/вывода. Существует несколько .

Единицы измерения сопротивления резисторов

Электрическое сопротивление резисторов измеряется в омах. Символ сопротивления — греческая заглавная буква Омега: Ω .

Простое определение сопротивления резистора: 1Ом — это сопротивление между двумя точками, где 1 Вольт приложенной потенциальной энергия будет толкать 1 Ампер тока.

В международной системе единиц (СИ) большие или меньшие значения Ом могут быть обозначены с префиксом как кило-, мега- или гига-, чтобы облегчить обозначение и чтение больших номиналов сопротивлений.

Очень часто можно увидеть резисторы в кОм (1000 Ом) и МОм (1000000 Ом), и гораздо реже можно встретить мОм (0,0001 Ом). Например, 4700 Ом — эквивалентный резистор 4,7 кОм, резистор 5600000 Ом может быть записана в виде 5,600 кОм или (чаще) 5,6 МОм.

Обозначение резисторов на схеме

Все резисторы имеют два вывода, по одному на каждом конце корпуса резистора. Обозначение резисторов на схеме бывает 2 видов:

Обозначение резистора R1 представляет собой американский стандарт, а обозначение R2 представляет собой международный, в том числе и отечественный.

Выводами резистора являются линии, отходящие от зигзага (или прямоугольник), которыми резистор подключается к остальной части цепи.

Резистор на схеме обозначается двумя метками.

• Первая метка — с приставкой Ом (кОм, МОм), которая имеет решающее значение для оценки принципиальной схемы.
• Вторая метка — название резистора, как правило, обозначатся буквой R с уникальным порядковым номером на схеме. Например, вот несколько резисторов в цепи таймера NE555:

В этой цепи, резисторы (R1 и R2) играют ключевую роль в установке частоты сигнала на выходе таймера NE555. Другой резистор (R3) ограничивает ток, протекающий через светодиод.

Резисторы являются наиболее распространенными элементами в электронных схемах. Они состоят обычно из изоляционного корпуса с выводами соединенными материалом с известным удельным сопротивлением (ρ)

Резисторы обычно имеют вид стержня, трубки, пленки для поверхностного монтажа или проволоки определенной длины (l) и сечения (А).

Поэтому сопротивление резистора можно выразить следующей формулой:

Резисторы (сопротивление) оказывают сопротивление току, протекающему через них. Резисторы используют в основном для получения конкретных значений тока, а также применяются в делителях напряжения. И так основное предназначение резистора – это противодействие протеканию тока. Это действие они оказывают как для постоянного, так и для переменного тока.

Что такое резистор

Резисторы производят, в основном, в виде трубок из фарфора или керамики с металлическими выводами на обоих концах. На поверхности трубок может быть нанесен, например, слой углерода (у углеродных резисторов) или даже очень тонкий слой драгоценного металла (у металлизированных резисторов).

Так же резистор может быть выполнен из проволоки с высоким удельным сопротивлением (проволочные резисторы).

Основным параметром резистора является его постоянное сопротивление. В области больших частот у резистора, помимо сопротивления, появляются такие характеристики, как емкость и . Эти параметры резистора можно представить в виде следующей модели:

• R = сопротивление резистивного материала,
• CL = собственная емкость резистора,
• LR = индуктивность резистора,
• LS = индуктивность его выводов.

Здесь видно, что резистор имеет помимо собственного сопротивления еще и составляющие индукции и емкости. При применении в цепях переменного тока эти характеристики играют роль реактивного сопротивления, который в сочетании с собственным сопротивлением создают дополнительное сопротивление в схеме, которое в некоторых случаях необходимо учитывать.

Основными параметрами резисторов являются:

• Номинальное сопротивление — дано с учетом больших допустимых отклонений, содержащихся в диапазоне 0,1…20%.
• Номинальная мощность – максимально допустимая мощность рассеивания.

Номинальное напряжение – равно наибольшему напряжению, которое не вызывает изменения в свойствах резистора, и, в частности его повреждения. Номинальные значения напряжений для большинства резисторов составляет от нескольких десятков до нескольких сотен вольт.

На основании размера резистивного слоя или сечения проволоки можно определить значение сопротивления. В электронных схемах, в основном, используются резисторы многослойные. В случае работы с большими значениями тока и мощности, используются проволочные резистор.

Резисторы многослойные металлизированные являются термически стабильными, они надежные в работе и имеют низкий уровень шума (важно в профессиональной электронике).

Единицей измерения сопротивления является Ом (символ омега), и в основном на схемах обозначается буквой – R.

Из закона Ома: сопротивление резистора в 1 Ом — это такое сопротивление, когда при напряжении на его выводах в 1 вольт через него протекает ток равный 1 амперу.

Номинальный ряд и цветовая маркировка резисторов

Большинство производимых в мире резисторов имеют сопротивление из так называемого номинального ряда (Е). Каждый из видов номинального ряда поделен на декады, и в каждой десятке есть 6 (ряд E6), 12(ряд E12), (ряд E24) 24 значения.

Эти значения в декаде подобраны так, что с учетом допуска, сопротивления двух соседних значений перекрывают друг друга, и благодаря этому вы можете подобрать любые промежуточные сопротивления.

Стандартные допуски сопротивления резисторов равны 5, 10 или 20%. Соседние значения пересекаются в следующих случаях:

• для ряда E6 с 20% допуском,
• для ряда E12 с 10% допуском,
• для ряда Е24 с 5% допуском.

Величина сопротивления и отклонение отмечаются на резисторе в виде нескольких цветных колец (или точек). Первые цветные кольца (2 или 3) определяют значение в Ом, а последнее кольцо – допуск (отклонение).У небольших резисторов, как правило, величина сопротивления, допуск и температурный коэффициент (ТКС) иногда наносится с помощью 4…6 цветных полос. Более подробно о цветовой маркировки резисторов читайте .

В типоразмер и мощность резисторов

Как известно, напряжение, поданное на резистор, вызывает протекание в нем тока, а значит, на таком резисторе выделяется определенная часть мощности в виде тепла. Для исправного функционирования, это тепло резистор должен рассеивать в окружающее пространство. Эта его способность напрямую зависит его размеров.

для чего он нужен? Как узнать, какой резистор нужен?

При создании радиоэлектронных схем применяется множество различных элементов. Одни из наиболее используемых, без которых практически невозможно обойтись, — это резисторы. Что они собой являют? Какие типы есть? Какой их параметр наиболее важен? И какие особенности есть при последовательном и параллельном соединении?

Что такое резистор?

Так называют пассивный элемент электрической цепи, который оказывает сопротивление току во время его протекания. В больших схемах они применяются чаще, чем любой другой элемент электроники. Важным является обеспечение режима смещения транзисторов при использовании в усилительных каскадах. Но наиболее значимой функцией признают контроль и регулирование напряжения и значений токов в электрических цепях. Мы позднее рассмотрим, какие их типы бывают. В рамках статьи будет уделено внимание 5 основным, которые чаще всего используются, но могут быть и другие. Когда проводится расчет резисторов, то обязательно следует оценить, какая необходима мощность.

Хотите понять, что необходимо в конкретном случае?

Как узнать, какой резистор нужен при создании схем? Первоначально следует понять, что обязательным является знание силы тока или значение сопротивления нагрузки. В рамках статьи будет рассмотрено два варианта влияния на характеристики схемы:

1) Если ничего неизвестно, то берём переменный резистор и подключаем его последовательно с нагрузкой. Вращаем регулятор до того момента, пока у нас не будет нужное напряжение. Теперь вместо переменного сопротивления подключаем постоянное с необходимыми параметрами. Измерьте ток, что идёт после резистора и перемножает полученное значение с напряжением, что подаётся. Тогда будем знать, сколько и куда подавать.

2) Необходимо знать ранее указанные величины тока и нагрузки. Для повышения точности вычисления желательно также знать и значение внутреннего сопротивления источника питания.

Давайте смоделируем немного другие условия действий. Есть один резистор в качестве нагрузки, закон Ома и необходимость рассчитать необходимое для цепи сопротивление. Это довольно интересный момент и он заслуживает, чтобы ему было уделено внимание. Почему была выбрана именно такая формулировка? Дело в том, что люди, которые только начинают заниматься созданием схем, очень часто задают такой вопрос. Но, увы, цепь рассуждений, которой они идут, является немного неверной. Рассчитать необходимое значение с одним законом Ома здесь не выйдет. Необходимо дополнительно воспользоваться формулой вычисления добавочного резистора: СДБ = СН(НИП-НН)/НН=СН(х-1). Разберём формулу:

СДБ – сопротивление добавочного резистора;

НИП – напряжение источника питания;

СН – сопротивление нагрузки;

Х = НИП/НН;

НН – напряжение, что нужно получить на нагрузке.

Воспользуемся этой формулой. Допустим, что при сопротивлении в 1 Ом СДБ будет составлять 0,6 Ом. Если мы поставим 5 Ом, то конечный результат будет 3,3 Ом. Почему всё так? Это из-за того, что чем меньший показатель имеет сопротивление нагрузки, тем большая характеристика тока в цепи. При этом будет просаживаться источник питания, ведь он тоже создаёт определённые помехи для прохождения тока. А учитывая, что с этим будет падать и напряжение, то выходит, что нужен добавочный резистор с меньшими характеристиками для получения желаемого напряжения. Это напряжение буквально «на пальцах». Может быть сложно понять, что и как, но вы попробуйте.

Постоянный резистор

Так называют устройства, которые являются обладателями постоянного значения сопротивления. Эта характеристика резистора не меняется под действием внешних воздействий (температуры, протекающего тока, света, приложенного напряжения) в разумных рамках. Если так разобраться, то про все радиоэлементы можно сказать, что у них есть внутренние шумы и нестабильности из-за стороннего влияния. Но обычно это всё настолько ничтожно, что игнорируется любительской радиоэлектроникой и имеет смысл только при создании действительно сложных систем, которые даже не факт, что где-то собираются сейчас.

Переменный резистор

Так называют устройства, значение сопротивления которых можно изменить с помощью специальной ручки (она может быть ползункового, кнопочного или вращающегося типа). Зачем нужен резистор подобного типа? Хорошим примером применения данного элемента является регулятор громкости на звуковых колонках компьютера или мобильного телефона.

Построечный резистор

Так называются устройства, режим работы которых меняется лишь изредка. Чтобы регулировать значения сопротивления, необходимо с помощью отвертки покрутить шлиц, который имеет резистор. Для чего он нужен? Широкое распространение они получили на печатных платах радиосхем в качестве делителя тока или напряжения.

Фоторезистор

Это специальные устройства, которые могут менять значение своего сопротивления под влиянием света. Фоторезисторы производятся из полупроводниковых материалов. Если необходимо реагировать на наличие видимого света, то применяют селенид и сульфид кадмия. Чтобы регистрировать инфракрасное излучение, используют германий.

Терморезистор

Это специальное устройство, с помощью которого можно измерять температуру внешней среды. Терморезистор также используется в цепях термостабилизации для транзисторных каскадов. Как уже можно было догадаться, его сопротивление может меняться под воздействием температуры. В инкубаторах для цыплят, оранжереях, производственных аппаратах — везде можно найти этот резистор. Для чего он нужен? Чтобы при достижении определенной температурной границы включались системы отопления\охлаждения.

Рассеиваемая мощность

Это поглощаемая резистором энергия, которая образовывается током и напряжением. Из-за того, что происходит именно рассеивание, а не сохранение, данное устройство и называется пассивным. Благодаря этому о резисторе можно говорить как об активном элементе, который одинаково может работать в цепях переменного и постоянного токов.

Обозначение мощности рассеивания

Как понять, что может сделать постоянный резистор? Для этого необходимо посмотреть на его обозначение:

1. Когда есть две косые линии, мощность рассеивания составляет 0,125 Вт.
2. Есть одна косая линия — мощность рассеивания равняется 0,25 Вт.
3. Одна горизонтальная линия — мощность рассеивания 0,5 Вт.
4. Одна вертикальная линия — мощность рассеивания 1 Вт.
5. Две вертикальные линии — мощность рассеивания 2 Вт.
6. Две косые линии, что создают латинскую букву V, — мощность рассеивания 5 Вт.

Начиная от одного Ватта, для обозначения используются римские цифры.

Последовательное соединение

Когда имеет смысл применять подобный подход? Если надо получить значительное сопротивление, но есть резисторы с малым номиналом, то используют последовательно соединение. Чтобы оценить, что и как сделано в схеме, то нужно просуммировать их характеристики.

Параллельное соединение

А где необходим такой подход? Здесь общее сопротивление резисторов будет равняться сумме, которая является ему обратно пропорциональной. Эту величину также называют «проводимость». Вам может быть немного сложно понять, о чем автор ведёт речь, поэтому предлагаем взглянуть на такую формулу (С — сопротивление):

1/С_общее=1/С₁+1/С₂+…+1/С_х.

Применение

Вот мы и поняли, что такое резистор, для чего он нужен. Фото, размещённые в статье, позволяют понять, как он выглядит. Но хочется уделить внимание и его применению. Итак, резистор. Для чего он нужен в машине? Как вы знаете, в автомобилях используется значительное количество электроники. Вот для контроля её работы его и применяют. Для чего нужен резистор печки в автомобиле? Видели возможность переключения и настройки температурного режима? Вот для чего нужен резистор отопителя! Ведь без него можно было бы включить только заранее установленные настройки и всё. Теперь подумаем, зачем нужен резистор для светодиода? С его помощью можно регулировать яркость его свечения. Как вы могли догадаться, если внимательно читали статью, ответ на вопрос о том, какие резисторы нужны для светодиодов, — переменные!

Заключение

Как видите, резистор — это необходимая и полезная вещь, которая имеет широкие возможности применения. Теоретически обойтись без резистора можно в простейших схемах, на пару деталей, при том, что источники энергии будут очень точно выбраны. Но такое маловероятно, и для достижения необходимого значения этих показателей придётся длительное время подбирать их. Вот для упрощения процесса и применяются резисторы, ведь они позволяют проводить значительные перепады характеристик, открывая возможность даже кратного их изменения.

Резисторы

Резистор (или сопротивление) — пассивный элемент электрической цепи. Он может обладать конкретным значением сопротивления или переменным. Резисторы используются практически во всех электронных и электрических устройствах. В электрических цепях резисторы используют в разных целях:

• Для преобразования силы тока в напряжение
• Для преобразования напряжения в силу тока
• Для ограничения тока
• Для поглощения эл. энергии

Их основные технические параметры — номинальное сопротивление (номинал) в Омах, максимальная рассеиваемая мощность, максимальное рабочее напряжение и класс точности. Есть и другие параметры, такие как температурный коэффициент, термостойкость, влагоустойчивость и другие. Так же имеются паразитные параметры — емкость и индуктивность. Эти параметры важно учитывать при разработке устройств, предназначенных для работы в сложных условиях или требующих высокой точности, но можно опустить при небольших самоделках на Arduino.

Обозначение резисторов

В мире есть несколько общепринятых условных графических обозначений резисторов на схемах. В США рисунок резистора похож на зигзаг, а в России и Европе он выглядит как прямоугольник.

Пример рисунка резисторов в России и Европе (а), и в США (б)

В России существует ГОСТ 2.728-74, в соответствии с которым постоянные резисторы на схемах должны обозначаться так:

Обозначения постоянных резисторов по ГОСТ 2.728-74

По тому же ГОСТу нелинейные, переменные и подстроечные резисторы должны обозначаться так:

Обозначение переменных резисторов по ГОСТ 2.728-74

Маркировка резисторов

Постоянные резисторы обычно имеют очень небольшие размеры. Есть и крупные резисторы, но они используются для более специфических задач, так как они способны выдерживать большие токи, напряжения и температуры.

Резистор большой мощности

Для удобства обозначения основных параметров мелких постоянных резисторов используют цветовая маркировка. На корпус резистора наносятся несколько цветных полос, цвета которых имеют свое значение. Для расшифровки используется либо таблица цветовой маркировки постоянных резисторов либо онлайн калькуляторы.

Цветовая маркировка резисторов

Виды резисторов

Классификаций резисторов очень много:

• По области применения:
  • Высокоомные (обладающие сопротивление более 10 МОм)
  • Высокочастотные (с уменьшенной паразитарной индуктивностью и емкостью)
  • Высоковольтные (способные пропускать через себя тысячи вольт)
  • Прецизионные (повышенной точности с допуском менее 1%)
• По способности изменять сопротивление
  • Переменные подстроечные
  • Постоянные
  • Переменные регулировочные
• По влагозащищенности
  • Обычные незащищенные
  • Покрытые лаком
  • Залитые компаундом
  • Впрессованные в пластмассу
  • Вакуумные
• По способу монтажа
  • Для навесного монтажа
  • Для монтажа на печатных платах
  • Для микромодулей и микросхем
• По виду ВАХ (вольт-амперной характеристики)
  • Линейные
  • Нелинейные (фоторезисторы, терморезисторы, варисторы и другие)
• В зависимости от используемых проводящих элементов
  • Проволочные
  • Непроволочные
• По виду используемых материалов
  • Углеродистые
  • Металлопленочные
  • Интегральные
  • Проволочные

Далее рассмотрим несколько видов резисторов такие как постоянные, переменные и некоторые нелинейные резисторы.

Постоянный резистор

Постоянный резистор — это тот резистор, характеристики которого предопределены и не изменяются. Иначе говоря это элемент электрической цепи с фиксированным сопротивлением, предельным напряжением, классом точности. Такие резисторы изображены на картинках выше.

Расчет постоянного резистора для светодиода

Постоянные резисторы мы использовали во многих проектах. Например в проекте с подключением светодиода к Ардуино. Выход ардуино имеет напряжение 5 вольт и способен подать ток гораздо выше допустимого для светодиода. Так же необходимо учитывать, что сопротивление светодиода и без того низкое, так еще и падает во время работы.

Используя закон Ома мы можем увидеть, что сила тока будет расти при падении сопротивления и при одинаковом напряжении. Это значит что светодиод требующий 20 мА для работы, будет пропускать через себя более сильный ток и попросту сгорит. Тут то нам и поможет обычный постоянный резистор.

Что бы вычислить необходимый номинал резистора нам необходимо знать характеристики источника питания и характеристики светодиода. Источником питания для нашего светодиода выступает плата Arduino Uno. А характеристики светодиода можно посмотреть в его техническом описании, или спросить у продавца. Обычно это ток 20 мА и падение напряжения 2 В.

• Vps — напряжение источника питания (5 Вольт)
• Vdf — падение напряжения на светодиоде (2 Вольта)
• If — номинальный ток светодиода (20 миллиампер или 0.02 Ампера)

Теперь подставим наши данные в формулу закона Ома для расчета сопротивления. Если кто забыл то напомню: R = U / I (сопротивление равно напряжению деленному на силу тока). Подставляем наши данные: R = (Vps — Vdf) / If = (5В — 2В) / 0.02А = 150 Ом

Теперь мы просто берем резистор на 150 Ом и ставим его перед или после светодиода (без разницы).

Подключение светодиода к Arduino

Переменный резистор

Переменный резистор — это электротехническое устройство, используемое для регулирования параметров электрической цепи (напряжение, сила тока) за счет заданного изменения сопротивления.

У переменного резистора есть множество названий и подвидов: реостат, потенциометр, переменное сопротивление, подстроечный резистор, регулировочный резистор. Попробуем разобраться в чем отличия. Переменное сопротивление, переменный резистор и реостат — это всё названия одного класса резисторов. «Потенциометр» — это жаргонное название переменного резистора, подключенного как делитель напряжения (о резисторных сборках и делителях напряжения мы расскажем в отдельной статье).

Реостат, потенциометр, переменный резистор, переменное сопротивление

• Регулировочный резистор — переменный резистор, предназначенный для многократной регулировки параметров электрической цепи.
• Подстроечный резистор — это тоже переменный резистор, который используется для подстройки параметров электрической цепи, у которого число перемещений подвижной системы значительно меньше, чем у регулировочного резистора.

Подстроечные резисторы в разных исполнениях

Нелинейные резисторы

Нелинейные резисторы — это резисторы сопротивление которых изменяется в зависимости от внешних факторов. Внешними факторами могут быть: температура, количество света, магнитное поле, напряжение в электрической цепи и другие. Вот некоторые примеры нелинейных резисторов, подробнее о которых вы сможете почитать по ссылкам в википедии:

• терморезисторы — сопротивление меняется в зависимости от температуры;
• варисторы — сопротивление меняется в зависимости от приложенного напряжения;
• фоторезисторы — сопротивление меняется в зависимости от освещённости;
• тензорезисторы — сопротивление меняется в зависимости от деформации резистора;
• магниторезисторы — сопротивление меняется в зависимости от величины магнитного поля.

Не путайте такие резисторы с датчиками, они не показывают реальные величины, воздействующих на них сил. Изменяется лишь сопротивление. Можно откалибровать данные и привязать значение сопротивления, например терморезистора, к определенной температуре, но это не лучший вариант.

На сегодня это всё. В отдельной статье мы поговорим о соединении резисторов в разных комбинациях, таких как делители напряжения, подключение резисторов последовательно и параллельно.

Для чего нужен резистор на светодиоде

Вот тут я обещал рассказать о том, как можно рассчитать номинал резистора для того, чтобы бортовая сеть вашего автомобиля не сожгла светодиоды, которые вы к ней подключите.
Для начала определимся с терминологией (люди, знакомые с электроникой, могут перейти к следующему пункту).

Падение напряжения — напряжение U (измеряется в вольтах, V) — которое потребляет светодиод (да-да, совершенно нагло съедает его!).
Оно же — напряжение питания. Не путать с напряжением источника питания.
Рабочий ток — ток I (измеряется в амперах, А. мы будем измерять в миллиамперах — 1 мА = 0.001 А).
Сопротивление — R измеряется в омах — Ом. Именно в этих единицах измеряются резисторы (сопротивления).
Напряжение источника питания — в нашем случае напряжение бортовой сети автомобиля и равно примерно 12V при заглушенном двигателе и 14V при заведённом (при условии исправной работы генератора).

С терминологией вроде всё. Перейдём к теории.
Вот примерное падение напряжения для каждого из основных цветов светодиодов.

Красный — 1,6-2,03
Оранжевый — 2,03-2,1в
Жёлтый — 2,1-2,2в
Зелёный — 2,2-3,5в
Синий — 2,5-3,7в
Фиолетовый — 2,8-4в
Белый — 3-3,7в

Реальные значения могут немного колебаться в ту или иную сторону. О том, как точно выяснить сколько потребляет конкретный светодиод — ссылка ниже.
Разница связана с использованием в них разных материалов кристалла, что и даёт, собственно говоря, разную длину испускаемой волны, а равно и разный цвет.

Средний же рабочий ток для маломощных светодиодов составляет около 0.02А = 20мА.
В чём же, спросите вы, загвоздка? Всё ведь просто — подключил светодиод соблюдая полярность и он светит тебе.
Да, всё так, но светодиод – предмет тёмный, изучению не подлежит интересный.
Тогда как напряжения питания он забирает на себя ровно столько, сколько ему требуется, ток превышающий его рабочий ток, попросту сожжёт кристалл.

Давайте возьмём пример. Имеется светодиод оранжевого цвета, который, согласно приведённой выше таблице, имеет напряжение питания порядка 2,1V, и рабочий ток 20мА. Если мы обрушим на него всю мощь бортовой сети нашего автомобиля, то напряжение в цепи, в которую он включен, снизится на

2.1V, правда, избыточный ток тут же его сожжёт…
Как же быть, если нам, например, нужно установить светодиод для подсветки замка зажигания?
Всё просто – нужно лишить участок цепи, в которую включен светодиод, избыточного тока.

Как? – спросите вы. Всё просто. Был такой дядя, Георг Ом, который вывел известную любому старшекласснику формулу (закон Ома для участка цепи) – U=I*R (где U – напряжение, I – ток, R – сопротивление.)
Переворачиваем эту прекрасную формулу, получая R=U/I.
В нашем случае R – сопротивление (номинал резистора), которое нам потребуется; U – напряжение в участке цепи, I – рабочий ток нашего светодиода.
Vs – напряжение источника питания
Vl – напряжение питания светодиода
Таким образом R=(Vs-Vl)/I=(12-2.1)/0.02=9.9/0.02=495 Ом – номинал резистора, который необходимо включить в цепь, дабы напрямую подключить светодиод к бортовой сети при выключенном двигателе.
Для работы при включенном двигателе рассчитываем так же, только Vs берём уже 14В.
Настоятельно рекомендую производить расчёты для авто, беря за напряжение бортовой сети 14В, иначе ваши светодиоды достаточно быстро выйдут из строя.

Если взять номинал больше, например 550-600 Ом, то светодиод будет светить чуть менее ярко.
Если номинал будет меньше, то «свет твоей звезды будет коротким, хоть и очень ярким».

Достоверно узнать, сколько вольт потребляет конкретный светодиод, можно подключив его к источнику постоянного напряжения в 3-5 вольт, подсоединив последовательно вольтметр (можно использовать электронный мультиметр, включив его в соответствующий режим), после чего посчитать насколько снизилось напряжение в цепи. И исходя уже их этих, конкретных данных, рассчитать требуемый вам резистор. Подробнее об этом методе читайте здесь.

В конце хочу сказать вам, что настоятельно рекомендую использовать номинал резистора немного выше чем расчётный, что, несомненно, продлит жизнь светодиодам.
Для определения резистора по цветовой маркировке (а именно так обозначены все современные резисторы) рекомендую использовать этот онлайн-калькулятор.
www.chipdip.ru/info/rescalc

Спасибо, что читаете мой БЖ, мне очень приятно. Если остались вопросы — задавайте не стесняясь — всем отвечу.

Основным параметром, влияющим на долговечность светодиода, является электрический ток, величина которого строго нормируется для каждого типа LED-элемента. Одним из распространенных способов ограничения максимального тока является использование ограничительного резистора. Резистор для светодиода можно рассчитать без применения сложных вычислений на основании закона Ома, используя технические значения параметров диода и напряжение в цепи включения.

Особенности включения светодиода

Работая по одинаковому принципу с выпрямительными диодами, светоизлучающие элементы, тем не менее, имеют отличительные особенности. Наиболее важные из них:

1. Крайне отрицательная чувствительность к напряжению обратной полярности. Светодиод, включенный в цепь с нарушением правильной полярности, выходит из строя практически мгновенно.
2. Узкий диапазон допустимого рабочего тока через p-n переход.
3. Зависимость сопротивления перехода от температуры, что свойственно большинству полупроводниковых элементов.

На последнем пункте следует остановиться подробнее, поскольку он является основным для расчета гасящего резистора. В документации на излучающие элементы указывается допустимый диапазон номинального тока, при котором они сохраняют работоспособность и обеспечивают заданные характеристики излучения. Занижение величины не является фатальным, но приводит к некоторому снижению яркости. Начиная с некоторого предельного значения, прохождение тока через переход прекращается, и свечение будет отсутствовать.

Превышение тока сначала приводит к увеличению яркости свечения, но срок службы при этом резко сокращается. Дальнейшее повышение приводит к выходу элемента из строя. Таким образом, подбор резистора для светодиода преследует цель ограничить максимально допустимый ток в наихудших условиях.

Напряжение на полупроводниковом переходе ограничено физическими процессами на нем и находится в узком диапазоне около 1-2 В. Светоизлучающие диоды на 12 Вольт, часто устанавливаемые на автомобили, могут содержать цепочку последовательно соединенных элементов или ограничительную схему, включенную в конструкцию.

Зачем нужен резистор для светодиода

Использование ограничительных резисторов при включении светодиодов является пусть и не самым эффективным, зато самым простым и дешевым решением ограничить ток в допустимых пределах. Схемные решения, которые позволяют с высокой точностью стабилизировать ток в цепи излучателей достаточно сложны для повторения, а готовые имеют высокую стоимость.

Применение резисторов позволяет выполнять освещение и подсветку своими силами. Главное при этом – умение пользоваться измерительными приборами и минимальные навыки пайки. Грамотно рассчитанный ограничитель с учетом возможных допусков и колебаний температуры способен обеспечить нормальное функционирование светодиодов в течении всего заявленного срока службы при минимальных затратах.

Параллельное и последовательное включение светодиодов

С целью совмещения параметров цепей питания и характеристик светодиодов широко распространены последовательное и параллельное соединение нескольких элементов. У каждого типа соединений есть как достоинства, так и недостатки.

Параллельное включение

Достоинством такого соединения является использование всего одного ограничителя на всю цепь. Следует оговориться, что данное достоинство является единственным, поэтому параллельное соединение практически нигде не встречается, за исключением низкосортных промышленных изделий. Недостатки таковы:

1. Мощность рассеивания на ограничительном элементе растет пропорционально количеству параллельно включенных светодиодов.
2. Разброс параметров элементов приводит к неравномерности распределения токов.
3. Перегорание одного из излучателей ведет к лавинообразному выходу из строя всех остальных ввиду увеличения падения напряжения на параллельно включенной группе.

Несколько увеличивает эксплуатационные свойства соединение, где ток через каждый излучающий элемент ограничивается отдельным резистором. Точнее, это является параллельным соединением отдельных цепей, состоящих из светодиодов с ограничительными резисторами. Основное достоинство – большая надежность, поскольку выход из строя одного или нескольких элементов никаким образом не отражается на работе остальных.

Недостатком является тот факт, что из-за разброса параметров светодиодов и технологического допуска на номинал сопротивлений яркость свечения отдельных элементов может сильно различаться. Такая схема содержит большое количество радиоэлементов.

Параллельное соединение с индивидуальными ограничителями находит применение в цепях с низким напряжением, начиная с минимального, ограниченного падением напряжения на p-n переходе.

Последовательное включение

Последовательное включение излучающих элементов получило самое широкое распространение, поскольку несомненным достоинством последовательной цепи является абсолютное равенство тока, проходящего через каждый элемент. Поскольку ток через единственный ограничительный резистор и через диод одинаков, то и рассеиваемая мощность будет минимальной.

Существенный недостаток – выход из строя хотя бы одного из элементов приведет к неработоспособности всей цепочки. Для последовательного соединения требуется повышенное напряжение, минимальное значение которого растет пропорционально количеству включенных элементов.

Смешанное включение

Использование большого количества излучателей возможно при выполнении смешанного соединения, когда используют несколько параллельно включенных цепочек, и последовательного соединения одного ограничительного резистора и нескольких светодиодов.

Перегорание одного из элементов приведет к неработоспособности только одной цепи, в которой установлен данный элемент. Остальные будут функционировать исправно.

Формулы расчета резистора

Расчет сопротивления резистора для светодиодов базируется на законе Ома. Исходными параметрами для того, как рассчитать резистор для светодиода, являются:

• напряжение цепи;
• рабочий ток светодиода;
• падение напряжения на излучающем диоде (напряжение питания светодиода).

Величина сопротивления определяется из выражения:

где U – падение напряжения на резисторе, а I – прямой ток через светодиод.

Падение напряжения светодиода определяют из выражения:

где Uпит – напряжение цепи, а Uсв – паспортное падение напряжения на излучающем диоде.

Расчет светодиода для резистора дает значение сопротивления, которое не будет находиться в стандартном ряду значений. Брать нужно резистор с сопротивлением, ближайшим к вычисленному значению с большей стороны. Таким образом учитывается возможное увеличение напряжения. Лучше взять значение, следующее в ряду сопротивлений. Это несколько уменьшит ток через диод и снизит яркость свечения, но при этом нивелируется любое изменение величины питающего напряжения и сопротивления диода (например, при изменении температуры).

Перед тем как выбрать значение сопротивления, следует оценить возможное снижение тока и яркости по сравнению с заданным по формуле:

Если полученное значение составляет менее 5%, то нужно взять большее сопротивление, если от 5 до 10%, то можно ограничиться меньшим.

Не менее важный параметр, сказывающийся на надежности работы – рассеиваемая мощность токоограничительного элемента. Ток, проходящий через участок с сопротивлением, вызывает его нагрев. Для определения мощности, которая будет рассеиваться, используют формулу:

Используют ограничивающий резистор, чья допустимая мощность рассеивания будет превосходить расчетную величину.

Имеется светодиод с падением напряжения на нем 1.7 В с номинальным током 20 мА. Необходимо включить его в цепь с напряжением 12 В.

Падение напряжения на ограничительном резисторе составляет:

U = 12 – 1.7 = 10.3 В

R = 10.3/0.02 = 515 Ом.

Ближайшее большее значение в стандартном ряду составляет 560 Ом. При таком значении уменьшение тока по сравнению с заданным составляет чуть менее 10%, поэтому большее значение брать нет необходимости.

Рассеиваемая мощность в ваттах:

P = 10.3•10.3/560 = 0.19 Вт

Таким образом, для данной цепи можно использовать элемент с допустимой мощностью рассеивания 0.25 Вт.

Подключение светодиодной ленты

Светодиодные ленты выпускаются на различное напряжение питания. На ленте располагается цепь из последовательно включенных диодов. Количество диодов и сопротивление ограничительных резисторов зависят от напряжения питания ленты.

Наиболее распространенные типы светодиодных лент предназначены для подключения в цепь с напряжением 12 В. Использование для работы большего значения напряжения здесь также возможно. Для правильного расчета резисторов необходимо знать ток, идущий через единичный участок ленты.

Увеличение длины ленты вызывает пропорциональное увеличение тока, поскольку минимальные участки технологически соединены параллельно. Например, если минимальная длина отрезка составляет 50 см, то на ленту 5м из 10 таких отрезков придется возросший в 10 раз ток потребления.

Это вторая часть, посвященная доработке автомобильных светодиодных ламп.

В данной записи поговорим о так называемых резисторах-обманках.

Ряд автомобилей оборудован системой контроля исправности ламп, которая сигнализирует в случае перегорания штатных ламп накаливания, например, ламп стоп-сигналов, габаритов и т.д. В этом случае, на щитке приборов загорается соответствующий индикатор (фото 1):

Система контроля ламп ориентируется на ток, проходящий через лампу. Если нет тока через лампу, значит, она перегорела. Как известно, светодиоды потребляют намного меньший ток, чем лампы накаливания. Поэтому, при замене штатных ламп накаливания на светодиодные, система контроля может не увидеть светодиодную лампу и включит индикатор неисправности.

Чтобы обмануть систему контроля, производители светодиодных ламп устанавливают в свои изделия нагрузочные (балластные) резисторы-обманки, чтобы искусственно увеличить ток, потребляемый лампой. На рис. 2 показана схема простой светодиодной лампы без стабилизатора тока (драйвера), где R1-R3 — токоограничивающие резисторы в цепи питания светодиодов, а R0 — нагрузочный резистор-обманка. Нагрузочный резистор подключается параллельно контактам питания лампы и создает дополнительную нагрузку, обманывая систему контроля ламп.

Наличие резистора-обманки можно определить по надписи CANBUS на корпусе светодиодной лампы (фото 3). Однако, не все производители ламп наносят подобную маркировку, поэтому окончательный вывод о наличии обманки позволит сделать только изучение внутренностей лампы.

Рассмотрим типовую цилиндрическую светодиодную лампу типа C5W или C10W. Отпаиваем контактные колпачки. Под ними расположены токоограничивающие резисторы R1-R3 (фото 4). О них подробно рассказано в первой части.

С обратной стороны, как правило, находится резистор-обманка (фото 5, 6). Его сопротивление обычно не превышает 500 Ом. Так, на фото 6, сопротивление обманок двух разных ламп составляет 150 и 180 Ом соответственно.

На фото 7-9 показана бесцокольная светодиодная лампа T10 W5W с резистором-обманкой сопротивлением 470 Ом:

Казалось бы, все замечательно, резистор-обманка имитирует лампу накаливания, система контроля ламп не «ругается» на светодиодную лампу. Но такое техническое решение имеет и свои минусы.

Во-первых, обманка увеличивает ток потребления лампы, иначе систему контроля не обмануть. Так, при напряжении питания U=14 В и сопротивлении нагрузочного резистора, скажем, R = 200 Ом, дополнительный ток через резистор составит I= U/R = 14В / 200 Ом = 70 mA.2/R. При напряжении питания бортсети 14 В и сопротивлении резистора 200 Ом, на резисторе будет рассеиваться мощность P = 14В * 14В / 200 Ом = 0.98 Вт. В связи с небольшими габаритами светодиодных ламп, производители обычно устанавливают резисторы-обманки типоразмера SMD 2010 с максимальной рассеиваемой мощностью 0.75 Вт. В таком случае обманка работает с перегрузкой и греется как маленькая электроплитка.

Что с этим делать?

1. Если в автомобиле нет системы контроля исправности ламп, резистор-обманку можно просто удалить. Такая лампа будет потреблять значительно меньший ток и будет меньше нагреваться.

2. Если система контроля присутствует, то можно попытаться установить обманку с более высоким сопротивлением. Номинал резистора придется подбирать экспериментально, при каком наибольшем сопротивлении система контроля еще не срабатывает. В итоге получим меньший ток потребления и меньший нагрев лампы.

В-третьих, есть еще один существенный минус. Следует помнить, что обманка полностью дезинформирует систему контроля исправности ламп. Даже если светодиодная лампа перегорит, система контроля будет молчать, так как резистор-обманка по-прежнему будет имитировать лампу накаливания.

Для более мощных светодиодных ламп применяются внешние резисторы-обманки с большой рассеиваемой мощностью. Например, при замене ламп накаливания типа P21W номинальной мощностью 21 Вт на светодиодные (обычно устанавливаются в указателях поворота), применяются резисторы-обманки с рассеиваемой мощностью 25-50 Вт (фото 10). Подробнее об установке таких обманок см. мою запись Установка светодиодных ламп в сигналы поворота фар.

Бывает, что в конструкции светодиодной лампы резистор-обманка не предусмотрен (фото 11-13), или же из экономии просто не установлен (фото 14). В таком случае, при наличии системы контроля ламп, обманку придется устанавливать самостоятельно.

Отсутствие резистора-обманки в конструкции светодиодной лампы может привести к такому эффекту, как остаточное (паразитное) свечение светодиодов.

Проявляется это в том, что даже при отключении питания, лампа продолжает тускло светиться (фото 15):

Причина в том, что в современных автомобилях для коммутации ламп часто используются не механические выключатели, а электронные ключи, небольшой ток через которые остается даже после отключения нагрузки. Наличие остаточного свечения вызвано тем, что даже в выключенном состоянии, через лампу в этом случае будет протекать небольшой ток. Штатная лампа накаливания от такого тока светиться не будет, а светодиодам бывает достаточно.

Кроме того, паразитное свечение возникает не только по вине электронных ключей в цепи. Так, контроллер исправности электрических цепей в авто может короткими импульсами «просматривать» все потребители, вызывая мигание светодиодов в лампах. Так же, банальная грязь и влага в контактах разъемов, блоке предохранителей или светильнике может образовать шунты — мостики перетока электроэнергии. Даже грязный концевик двери может являться причиной свечения светодиодной лампы.

Резистор-обманка решает эту проблему. Так как этот резистор подключается параллельно светодиодам, то, при отключении питания, паразитные или контрольные токи будут протекать в основном через обманку, и светодиоды уже не будут светиться. На практике, для устранения остаточного свечения, достаточно резистора сопротивлением 1.0-2.2 кОм.

Поэтому, если в автомобиле нет системы контроля ламп, то целесообразно заменить заводские резисторы-обманки, которые имеют сопротивление 100-500 Ом, на резисторы сопротивлением 1.0-2.2 кОм (фото 16).

Если же заводские обманки отсутствуют, и при этом наблюдается остаточное свечение светодиодов, можно впаять такие обманки самостоятельно (фото 17, 18).

Некоторые наши коллеги идут еще дальше, и вместо доработки светодиодных ламп, впаивают обманки прямо в светильник, параллельно контактам лампы (фото 19, 20). Лично я не сторонник такого решения, но пусть каждый выберет свой вариант.

Итак, подведем итоги.

1. Часть светодиодных ламп имеет в своей конструкции резисторы-обманки, предназначенные для «обмана» штатной системы контроля исправности ламп. Часто такие лампы имеют на корпусе надпись CANBUS.
2. У обманок есть минусы — они увеличивают общий ток потребления светодиодной лампы и к тому же сильно нагреваются.
3. Поэтому, при наличии системы контроля ламп, для снижения потребляемого тока и уменьшения нагрева, целесообразно подобрать обманки с более высоким сопротивлением, при котором систем контроля еще не срабатывает.
4. При отсутствии в автомобиле системы контроля ламп, обманки целесообразно вообще удалить.
5. В то же время, обманки устраняют эффект остаточного (паразитного) свечения светодиодов при отключении питания, так как гасят паразитные токи в цепи лампы.
6. При отсутствии системы контроля ламп, но при наличии остаточного свечения, компромиссным решением будет замена заводских обманок на резисторы с более высоким сопротивлением, порядка 1.0-2.2 кОм.
7. При отсутствии заводских обманок в конструкции светодиодных ламп, эффект остаточного свечения можно устранить установкой дополнительных обманок либо в лампу, либо непосредственно в светильник.
8. Еще один минус — обманка полностью дезинформирует систему контроля исправности ламп. Даже если светодиодная лампа перегорит, система контроля будет молчать, так как резистор-обманка по-прежнему будет имитировать лампу накаливания.

Надеюсь, данный материал был для вас интересным и полезным.

Всем хорошего дня, до связи!

Recommendations

Хорошая статья. Подскажите, что бы не ошибиться. Я ставлю задние светодиодные фонари на грузовик 24в. Стандартные лампы 24в 21вт и 24в 10вт. Какие резисторы мне нужны? Параметры фонаря на фото

Здравствуйте. Уточните:
1. Где какие штатные лампы используются? Какой мощности лампы установлены в стоп, габарит, поворотник? Я предполагаю, что 21Вт в стоп, 21Вт в поворотник и 10Вт в габарит.
2. Для какой цели планируются резисторы а) чтобы не было быстрого мигания поворотниками или б) для обмана штатной системы контроля исправности ламп?
Просто для разных целей и расчеты резистора могут быть разные.

Здравствуйте. По первому пункту все так. Резисторы нужны для нормального мигания и для обмана штатной системы контроля.

По моим расчетам, на каждый фонарь нужно три резистора, по одному на каждую лампу:
1. Поворотник: 33 Ом/25-50Вт. Если есть возможность, чтобы резистор меньше грелся, лучше поэкспериментировать, увеличивая сопротивление до 43, 47, 51, 62, 75 Ом и т. д. Чем больше сопротивление, тем меньше будет греться резистор, но лампа может начать быстро мигать. Резистор лучше выбрать максимально большого сопротивления, при котором еще мигает с нормальной частотой.
2. Стоп: 33 Ом/50Вт. Здесь мощность резистора выше, т.к. стоп работает более продолжительное время и резистор будет сильнее греться. Но точно так же есть смысл поэкспериментировать, повышая сопротивление до тех пор, пока не начнет ругаться система контроля.
3. Габарит: 62 Ом/25Вт. Аналогично, поэкспериментировать с системой контроля, повышая сопротивление до 75, 82, 91, 100 Ом и т.д. Чем больше, тем лучше, но может начать ругаться система контроля.
Примечания:
а) Расчетные цифры гарантируют результат, так как полностью имитируют штатные лампы. Но резисторы будут греться, поэтому желательно максимально увеличить сопротивление от расчетного, чтобы снизить нагрев. На всех автомобилях системы контроля могут отличаться, поэтому не могу точно сказать, до какой величины можно увеличивать, нужен подбор.
б) Чтобы не покупать много резисторов для подбора (мощные резисторы довольно дорогие), я бы для начала взял по паре разных, например, для поворотника и стопа 47 Ом и 75 Ом, для габаритов 82 и 100 Ом, в итоге в наличии будут 47, 75, 82, 100 Ом, из них уже можно подбирать.
в) Если подойдет сопротивление больше расчетного, скажем, в 2 раза, то можно понизить в 2 раза расчетную мощность резистора, это будет дешевле. Например, если в поворотник подойдет резистор 75-100 Ом, его мощность можно снизить до 10Вт.
г) Резисторы устанавливаются параллельно лампе. Для лучшего охлаждения, лучше закрепить их на металле кузова.
д) При установке резисторов мы по сути отключаем систему контроля, т.е. уже не узнаем, когда перегорит светодиодная лампа.
Будут вопросы — пишите мне в личные сообщения.

что это такое и для чего нужен: виды, принцип работы, расчет сопротивления

Что такое резистор

Резистор – это самый распространенный радиоэлемент, который используется в электронике. Я могу со 100% уверенностью сказать, что абсолютно на любой плате какого-либо устройства вы найдете хотя бы один резистор. Резистор имеет важное свойство – он обладает активным сопротивлением электрическому току. Существует также и реактивное сопротивление. Подробнее про реактивное и активное сопротивление.

Что такое резистор?

Специальные компоненты, называемые резисторами, созданы специально для создания точного количества сопротивления, добавляемого в схему. Обычно они изготавливаются из металлической проволоки или углерода и спроектированы так, чтобы поддерживать стабильное значение сопротивления в широком диапазоне условий окружающей среды. В отличие от ламп, они не излучают свет, но выделяют тепло, поскольку в работающей схеме ими рассеивается электрическая энергия. Однако обычно резистор предназначен не для выработки полезного тепла, а просто для обеспечения точного количества электрического сопротивления.

Что такое резистор и для чего он нужен?

При передаче электрического тока на расстояние из-за сопротивления проводов теряется часть энергии. В таких случаях сопротивление является негативным фактором и его стараются свести к минимуму.

Другое дело электрические цепи в электронных устройствах. Там резистор выполняет много полезных функций. В электронных схемах используется свойства этих пассивных компонентов для ограничения тока в многочисленных цепях. С их помощью обеспечивается нужный режим работы усилительных каскадов.

Что такое резистор

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

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

Конструкция детали

Что такое сопротивление

Резисторы обладают сопротивление, а что такое сопротивление? Постараемся с этим разобраться.

Для ответа на этот вопрос поможет сантехническая аналогия. Под действием силы тяжести или под действием давления насоса, вода устремляется от точки большего давления в точку с меньшим давлением. Так и электрический ток под действием напряжения течет из точки большего потенциала в точку с меньшим потенциалом.

Что может помешать движению воды по трубам? Движению воды может помешать состояние труб, по которым она бежит. Трубы могут быть широкими и чистыми, а могут быть загажены и вообще представлять собой печальное зрелище. В каком случае скорость водного потока будет больше? Естественно, что вода будет течь быстрее если ее движению не будет оказываться никакого сопротивления.

В случае с чистым трубопроводом так и будет, воде будет оказываться наименьшее сопротивление и ее скорость будет практически неизменной. В загаженной трубе сопротивление на водный поток будет значительным, и соответственно скорость движения воды будет не очень.

Резистор с переменным сопротивлением.

Хорошо, теперь переносимся из нашей водопроводной модели в реальный мир электричества. Теперь становится понятно, что скорость воды в наших реалиях представляет собой силу тока, измеряемую в амперах. Сопротивление, которое оказывали трубы на воду, в реальной токоведущей системе будет сопротивление проводов, измеряемое в омах.

Как и трубы, провода могут оказывать сопротивление на ток. Сопротивление напрямую зависит от материала, из которого сделаны провода. Поэтому совсем не случайно провода часто изготавливают из меди, так как медь имеет небольшое сопротивление.

Резистор — это пассивный элемент электрической цепи, обладающий фиксированным или переменным значением электрического сопротивления.

Другие металлы могут оказывать очень большое сопротивление электрическому току. Так для примера, удельное сопротивление (Ом*мм²) нихрома составляет 1.1Ом*мм². Величину сопротивления нетрудно оценить, сравнив с медью, у которой удельное сопротивление 0,0175Ом*мм².

При пропускании тока через материал с высоким сопротивлением, мы можем убедиться, что ток в цепи будет меньше, достаточно провести несложные замеры.

Переменное сопротивление – назначение

Переменные сопротивления главным образом применяются для регулировки громкости в различной бытовой и профессиональной радиоаппаратуре. Можно сказать, что они предназначены для плавного изменения напряжения или тока в различных электросхемах посредством изменения собственного сопротивления. Например, с их помощью можно плавно регулировать яркость свечения электрической лампочки.

История открытия

Существование электричества было обнаружено ещё в VII веке до н. э. греческими философами, но сам термин «электричество» появился только в 1600 году. Учёный Уильям Гилберт, проводя эксперименты с янтарём, обнаружил его способность притягивать другие вещества (электростатический заряд). Это явление получило название «янтарность». А уже через 60 лет Отто фон Герике создал конструкцию с шаром, надетым на металлический стержень, и фактически изготовил первую электростатическую машину.

В течение следующих лет учёные, экспериментаторы и инженеры открывали всё новые и новые свойства электричества, изучая его природу возникновения. Так, в 1800 году итальянец Алессандро Вольта изобрёл источник тока. Через 20 лет датчанин Кристиан Эрстед открыл электромагнитное взаимодействие, а Андре-Мари Ампер установил связь между электричеством и магнетизмом.

Продолжая исследования Джоуля, Ленца, Фарадея, Гаусса, Ома и Майкла Фарадея, будущий лауреат Нобелевской премии Джозеф Томсон охарактеризовал понятие электричества, введя термин «электрон». Таким образом было установлено, что электричество — это способность физических тел создавать вокруг себя поле, воздействующее на предметы. В каждом теле существуют элементарные частички, которые могут быть как свободными, хаотично перемещающимися, так и привязанными к атомам.

Если же к материалу, имеющему свободные электроны, поднести электромагнитное поле, то движение частичек становится направленным, и возникает электрический ток. Чтобы заряд переместился из одной точки в другую, необходимо затратить работу, которая называется напряжением. При перемещении частички сталкиваются с различными неоднородностями кристаллической решётки. В результате часть их потенциала передаётся этим дефектам, величина заряда электронов уменьшается, а сила тока снижается.

Способность электронов беспрепятственно перемещаться по структуре материала была названа проводимостью, а величина обратная ей — резистори́ (сопротивление).

Применение токоограничивающего резистора для светодиода

Резистор применяют для ограничения силы тока

Для декоративного украшения, обеспечения хорошей видимости в затемненном коридоре и решения других практических задач используют светодиоды. Они намного экономичнее по сравнению с классическими лампами накаливания. Высокая прочность предотвращает заражение окружающей среды вредными химическими соединениями, что не исключено после повреждения колбы газоразрядного источника света.

С учетом односторонней проводимости полупроводникового перехода понятна необходимость подключения светодиода к аккумуляторной батарее, другому источнику питания постоянного тока. Напряжение стандартной бытовой сети выпрямляют, снижают до номинального уровня. Резистором ограничивают силу тока.

Переменные резисторы

Переменные резисторы должны иметь какие-то физические средства регулировки, либо вращающийся вал, либо рычаг, который можно перемещать, чтобы изменять величину электрического сопротивления. На фотографии ниже показаны устройства, называемые потенциометрами, которые можно использовать как переменные резисторы:

Рисунок 5 – Потенциометр

Обозначения на схемах

На схемах в Европе и СНГ обознается прямоугольником и латинской букой R. Согласно ГОСТу, на отечественных схемах не указывается номинал сопротивления, а только номер детали (R). Однако, если под изображением детали указано число, например 120, оно по умолчанию читается как 120 Ом.

В таблице примеры обозначений детали.

Подробный рассказ на видео: почему так широко используют резисторы

При создании радиоэлектронных схем применяется множество различных элементов. Одни из наиболее используемых, без которых практически невозможно обойтись, — это резисторы. Что они собой являют? Какие типы есть? Какой их параметр наиболее важен? И какие особенности есть при последовательном и параллельном соединении?

Виды резисторов

Виды резисторов можно разбить на следующие категории:

1. Нерегулируемые (постоянные) — проволочные, композитные, пленочные, угольные и др.
2. Регулируемые (переменные и подстроечные). Подстроечные резисторы предназначены для настройки электрических цепей. Элементы с переменным сопротивлением (потенциометры) применяются для регулировки уровней сигнала.

Отдельную группу представляют полупроводниковые резистивные элементы (терморезисторы, фоторезисторы, варисторы и пр.)

Характеристики резисторов определяются их назначением и задаются при изготовлении. Среди ключевых параметров:

1. Номинальное сопротивление. Это главная характеристика элемента, измеряется в омах (Ом, кОм, МОм).
2. Допустимое отклонение в процентах от указанного номинального сопротивления. Означает возможный разброс показателя, определяемый технологией изготовления.
3. Рассеиваемая мощность — предельная мощность, которую резистор может рассеивать при долговременной нагрузке.
4. Температурный коэффициент сопротивления — величина, показывающая относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С.
5. Предельное рабочее напряжение (электрическая прочность). Это максимальное напряжение, при котором деталь сохраняет заявленные параметры.
6. Шумовая характеристика — степень вносимых резистором искажений в сигнал.
7. Влагостойкость и термостойкость — максимальные значения влажности и температуры, превышение которых может привести к выходу детали из строя.
8. Коэффициент напряжения. Величина, учитывающая зависимость сопротивления от приложенного напряжения.

Номиналы резисторов

Элементы имеют свой допуск в отклонениях номинальных сопротивлений. В соответствии с допусками номиналы резисторов разбиты на 3 ряда, которые обозначаются: Е6, Е12, и Е24.

Компоненты ряда Е6 имеют допуск отклонения ± 20%; ряда Е12 – ± 10%, а ряда Е24 – ± 5%.

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

Постоянные, переменные и подстрочные резисторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Часто в рукоятке подстроечного резистора делают прорези под шлиц отвертки.

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

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

Система обогрева салона

Еще один элемент в конструкции автомобиля, где используется резистор – система отопления салона, а точнее, – управление работой электродвигателя печки.

В любом автомобиле используется переменный резистор для изменения скорости работы электромотора обогревателя.

В нем при помощи вращающегося элемента обеспечивается возможность изменения значения сопротивления.

При включении электродвигателя на 1-ю скорость вращения, резистор обеспечивает максимальное сопротивление, при переключении на 2-ю – оно уменьшается, а при переходе на 3-ю скорость — практически полностью убирается.

Обозначение резисторов

Существует цветная маркировка резисторов, которая позволяет определить способности функционирования постоянного резистора. Приведем ее ниже:

• Наличие двух скошенных линий подразумевают рассеивание мощности 0,125 Вт.
• Одна скошенная полоска свидетельствует о мощности рассеивания 0,25 Вт.
• Одна линия, расположенная горизонтально — рассеивание 0,5 Вт.
• Одна полоска, размещенная вертикально — 1 Вт.
• Две полосы, расположенные вертикально — 2 Вт.
• Еще один способ разметки — соединение скошенных линий по типу латинской буквы V. В таком случае рассеивание составляет 5 Вт.

SMD резисторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Три сопротивления в одном шунтовом резисторе

Несмотря на их внешний вид, современные шунтовые резисторы не так просты, как кажутся. В частности, сопротивление шунтового резистора фактически состоит из трех частей (рис. 2). Во-первых, есть сопротивление самого шунтового резистора. Затем, есть сопротивления выводов этого резистора и дорожек на печатной плате, подключаемых к шунтовому резистору. Обычно сопротивления выводов и дорожек незначительные, но и сами шунтовые резисторы обычно имеют очень низкие значения сопротивления. При измерениях больших токов даже небольшие сопротивления выводов вносят в результаты измерения погрешность, поскольку они не учтены производителем в спецификациях шунтового резистора.

Рис. 2. Токовый шунтовый резистор с двумя контактами фактически состоит из трех последовательно соединенных сопротивлений: сопротивление самого шунтового резистора (Rshunt), сопротивление двух выводов резистора (Rlead) и сопротивление подводящих дорожек на плате, подключенных к резистору (не показано). Сопротивление выводов может вызвать ошибку измерений для большого тока.

Одним из способов, позволяющих избежать ошибок измерения, вносимых внешними сопротивлениями выводов, является создание соединения Кельвина, выполнив раздельные токоизмерительные дорожки к двухконтактному шунтовому резистору (рис. 3).

Рис. 3. Соединение Кельвина с двухконтактным токочувствительным резистором уменьшает погрешность измерения, вызываемую сопротивлением выводов резистора и дорожек печатной платы. Пример изображения двухконтактных токовых шунтовых резисторов показан справа.

В этой конфигурации ток, протекающий через резистор токового шунта, проходит через широкие подводящие дорожки на печатной плате. Гораздо более узкие дорожки, которые находятся не в основном канале протекающего тока, но расположены непосредственно рядом с резистивным элементом шунтового резистора, снимают падающее на нем напряжение и передают его на вход AFE. Разделение токоведущих и токочувствительных контактов характеризует соединение Кельвина.

Полученное в результате схематическое представление соединения Кельвина с использованием двухконтактного шунтирующего резистора показано на рис. 4.

Рис. 4. Использование соединения Кельвина с двухконтактным шунтовым резистором выводит линии измерения напряжения из основной цепи тока, что приводит к более точному измерению напряжения на шунтовом резисторе

Очень малый ток протекает через два токочувствительных резистора (Rsense), показанных на рис. 4, потому что они подключены к имеющим высокий импеданс входам усилителя либо АЦП, что делает их сопротивления намного менее критичными, чем значения сопротивления выводов, через которые протекает большой ток шунтового резистора. Следовательно, падение напряжения на резисторах Rsense довольно небольшое и не является значительным источником ошибки при измерении тока.

Фильтры и резисторы

С помощью резисторов и конденсаторов можно делать фильтры. Так называются RC фильтры.

Эта пара может разделять сигнал на постоянные и переменные составляющие.

В качестве примера рассмотрим ФНЧ и ФВЧ.

В схеме фильтра низких частот конденсатор C1 забирает на себя высокочастотные токи. Его сопротивление для них намного меньше, чем у нагрузки. Он шунтирует нагрузку. Таким образом, можно получить низкую частоту, отделив от нее все высокие составляющие.
В фильтре высоких частот наоборот. Высокие частоты свободно проходят через C1, и если в сигнале есть низкочастотные, то они пойдут через R1.

Такие фильтры бывают разные по конструкции. П образные, Г образные и т.п. Конкуренцию резистору может составить катушка индуктивности или дроссель. У них меньше активное сопротивление, но реактивное больше. Благодаря этому снижаются потери от активного сопротивления.

Post Views: 1 352

Мощность резисторов

Резисторы помимо сопротивления обладают ещё характеристикой мощности. Она определяет нагрузку, которуюспособен выдержать резистор. Среди обычных керамических резисторов наиболее распространены показатели0.25 Вт, 0.5 Вт и 1 Вт. Для расчёта нагрузки, действующей на резистор, используйте формулу:

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

Анализ резисторных схем

Чтобы обобщить то, что мы узнали в этой статье, давайте проанализируем следующую схему, определив всё, что можем, исходя из предоставленной информации:

Рисунок 8 – Пример схемы

Всё, что нам здесь дано для начала, – это напряжение батареи (10 вольт) и сила тока в цепи (2 ампера). Нам неизвестно сопротивление резистора в омах или рассеиваемая им мощность в ваттах. Вспоминая формулы закона Ома, мы находим два уравнения, которые дают нам ответы на основе известных значений напряжения и силы тока:

\(R=\frac{E}{I} \qquad и \qquad P=IE\)

Подставляя известные значения напряжения (E) и силы тока (I) в эти два уравнения, мы можем определить сопротивление цепи (R) и рассеиваемую мощность (P):

\(R = \frac{10 \ В}{2 \ А} = 5 \ Ом\)

\(P = (2 \ А)(10 \ В) = 20 \ Вт\)

Для заданных условий цепи (10 В и 2 А) сопротивление резистора должно быть 5 Ом. Если бы мы проектировали схему для работы при этих значениях, нам пришлось бы использовать резистор с минимальной номинальной мощностью 20 Вт, иначе бы он перегрелся и вышел из строя.

Принцип работы резистора печки автомобиля

Схема отопителя автомобиля

У обычной ВАЗовской печки четыре скорости. Как видим из рисунка скорость вращения мотора печки зависит от резисторов. Переключатель резисторов является переключателем скоростей отопителя. Для того, чтобы воздух, поступаемый в салон из печки был бы теплым, двигатель должен быть прогрет. Часто водители включают печку для охлаждения двигателя, в случае его перегрева.

Если не нужно нагревать салон автомобиля (в теплое время), то воздух нагнетается в салон напрямую, минуя радиатор печки, через фильтр отопителя. Для этого есть специальная заслонка, которая переключается из салона автомобиля водителем.

Зная схему подключения резистора печки, можно легко заменить это сопротивление, в случае выхода его из строя. Сделать это можно самостоятельно, а не платить большие деньги в автосервисе.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 6 чел.
Средний рейтинг: 4.5 из 5.

Фото резистора

https://youtu.be/zsmrxsQKJqg

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

Как маркируются резисторы

В основном для таких элементов используется цветовая маркировка, но SMD-резисторы имеют буквенную. Цветовая включает от 4 до 6 полос, несущих определенную информацию. Две первые цифры покажут номинальное сопротивление, а третья число, на которое умножаются первые два, в результате получается величина сопротивления. Четвертая говорит о точности проводника. Если полос больше, то меняется только первый показатель на одну цифру.

Цветовое обозначение на элементах

Внимание! Первой полосой считается та, которая ближе других расположена к краю элемента.

Терморезистор

Это специальное устройство, с помощью которого можно измерять температуру внешней среды. Терморезистор также используется в цепях термостабилизации для транзисторных каскадов. Как уже можно было догадаться, его сопротивление может меняться под воздействием температуры. В инкубаторах для цыплят, оранжереях, производственных аппаратах — везде можно найти этот резистор. Для чего он нужен? Чтобы при достижении определенной температурной границы включались системы отопленияохлаждения.

Теги

ОбучениеРассеиваемая мощностьРезисторСопротивлениеСхемотехникаТемпературный коэффициент сопротивления / ТКС

На сайте работает сервис комментирования DISQUS, который позволяет вам оставлять комментарии на множестве сайтов, имея лишь один аккаунт на Disqus.com.

В случае комментирования в качестве гостя (без регистрации на disqus.com) для публикации комментария требуется время на премодерацию.

Применеие на практике

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

Токоограничивающий резистор

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

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

Стягивающие и подтягивающие резисторы

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

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

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

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

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

Делитель напряжения

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

типов резисторов и их раскрашивание

Если вы собираете электрическую цепь (последовательную или параллельную), скорее всего, вам понадобится компонент, называемый резистором. Поставляется фиксированного или переменного типа, они являются важной частью вашего следующего проекта схемотехники. Поэтому сегодня мы постараемся помочь вам понять все, что вам нужно знать об этом крошечном электронном компоненте!

В сегодняшнем руководстве по резисторам мы рассмотрим следующее, что даст вам более глубокое представление о том, что такое резисторы и как их можно использовать.

• Что такое резистор
• Символы и единицы резистора
• Типы резисторов
• Как читать цветные полосы на резисторах
• Резисторы в последовательной цепи и резисторы в параллельной цепи

Что такое резистор?

Мы знаем, что резистор — это электронный компонент, но его функциональность заключается в сопротивлении потоку электричества, ограничивая количество электронов, проходящих через цепь.

Обратите внимание, что резисторы не генерируют мощность, а вместо этого потребляют мощность, полагаясь на сопряжение с другими компонентами, такими как микроконтроллеры и интегральные схемы.

• Можно сделать выводы или аналогии с проточной водопроводной трубой, внутри которой размещен резистор для уменьшения общего протока воды.

Какое устройство использует резистор? В резисторе

А для измерения электрического сопротивления используется единица измерения Ом (Ом). Установленный г-ном Омом на основании закона Ома в 1827 году, вы можете рассчитать сопротивление, просто разделив напряжение на ток.

Расчет сопротивления и какой резистор использовать?

Есть множество резисторов от 100 Ом, 200 Ом, 330 Ом, 470 Ом, 10 кОм, 4,7 кОм и так далее. Следовательно, чтобы понять, какой резистор подходит для вашей схемы, вам необходимо рассчитать необходимое сопротивление.

• Если вы хотите приобрести комплект со всеми необходимыми резисторами, обратите внимание на приведенный выше комплект резисторов. В нем 500 резисторов 20 различных номиналов!

Вот иллюстрация того, как выбрать резистор, который соответствует требованиям вашего проекта:

Простая электронная схема с батареей и светодиодом

• Напряжение светодиода: 20 мА
  • Преобразование в ток: 0.02A
• Источник питания: 5 В

Резистор, который вы должны использовать: 5 В / 0,02 А = резистор 250 Ом. Если у вас нет резистора 250, лучше использовать ближайшее ближайшее большее значение, чтобы быть в безопасности!

Как выглядит символ резистора

?

Как и все электронные компоненты, при формировании схемы вы будете использовать символы для упрощения иллюстрации. В зависимости от стиля, который вы чаще всего видите, символ резистора будет выглядеть примерно так:

• Резистор американского типа
• Резистор международного образца

Понимание того, как выглядят символы резисторов, поможет вам различать различные электрические компоненты при анализе принципиальной схемы.

Какие бывают типы резисторов

Что касается резисторов, то в основном есть два типа; Постоянные и переменные резисторы. В этой части руководства мы объясним оба типа и из чего они состоят.

Примечание. Существуют и другие типы резисторов, такие как фоторезистор, в котором датчик LDR используется для определения сопротивления при изменении уровня освещенности, а термистор — для изменения температуры.

1. Постоянные резисторы

• Резистор для сквозного отверстия
• Резистор для поверхностного монтажа

На сегодняшний день наиболее распространенными и широко используемыми резисторами на рынке являются фиксированные резисторы.Они могут быть либо сквозными, либо монтируемыми на поверхность, как показано выше.

Резисторы в сквозное отверстие

Среди двух типов постоянных резисторов, длинные подгоночные выводы резисторов со сквозным отверстием чаще всего интегрируются в макетные платы или другие макетные платы. Печатная плата и т. Д. Целью такой интеграции, как правило, является создание прототипов приложений; с подключенными платами микроконтроллеров или без них.

Резисторы для поверхностного монтажа

Как следует из названия, резисторы для поверхностного монтажа работают иначе, чем резисторы для сквозных отверстий, поскольку они устанавливаются на печатные платы, а не подключаются к электронной схеме, макетной плате и т. Д.Эти резисторы для поверхностного монтажа имеют крошечную прямоугольную форму с токопроводящими краями для функциональности.

2. Переменные резисторы

Когда говорят о переменных резисторах, на ум приходят три распространенные формы; Реостат, подстроечный резистор и потенциометр. Общие черты этих трех компонентов заключаются в том, что они представляют собой электрические компоненты со встроенными в них фиксированными резисторами, но обеспечивают вариации для более сложных приложений (например, ползунок на потенциометре для обеспечения разделения напряжения, расчета переменного сопротивления и т. Д.)

Из каких типов состоят резисторы?

Теперь, когда мы разобрались с типами резисторов, из чего они сделаны? Вот краткое описание трех распространенных составов резисторов!

Состав резистора	Пояснение
Состав углерода	Углеродные резисторы в прошлом были наиболее распространенными резисторами, но сейчас они используются редко из-за более нового состава. Отсутствие температуры и надлежащее управление нагревом сделали их плохим выбором и в наши дни. Получено путем смешивания гранул угля со связующим.
Металлооксидный состав	Металлооксидные пленочные резисторы являются наиболее распространенным вариантом при использовании резисторов в настоящее время. По сравнению с карбоном, у него лучший контроль температуры и более низкий уровень шума. что делает его лучшим вариантом с точки зрения производительности.
Состав металла	Подобно вышеуказанному металлооксидному составу, металлопленочные резисторы обеспечивают сопоставимые характеристики. Как следует из названия, вместо него используется металлическая пленка. Обычно используется, когда требуются резисторы с выводами.

Цветовой код резистора, полосы и как их читать?

Взял резистор и обнаружил, что на нем нет маркировки его номинала? Да, для резисторов, вместо того, чтобы отображать их полное значение, они отмечены цветными полосами, которые вы можете расшифровать!

Расшифровка цветовой полосы резистора на примере

Шаг 1. Определите, какой у вас резистор — четырех-, пяти- или шестиполосный.

Группа означает количество цветных меток на резисторах.

• Четыре полосы: первые две цветные метки — это номинал резистора, третья полоса — это значение множителя, а четвертая полоса — это значение допуска
• Пять полос: первые три цветные метки — это номиналы резисторов, четвертая полоса — это значение множителя, и последняя полоса — это значение допуска
• Шесть полос: дополнительная полоса для цветового коэффициента

Шаг 2: Обратитесь к таблице цветовых кодов, чтобы найти значение вашего резистора Ref

На основе примера 4-полосного резистора в таблице, вот как получить значение 560 кОм:

.

• Первая цветная полоса — зеленая, табличное значение: 5
• Вторая цветная полоса — синяя, табличное значение: 6
  • Значение после первой и второй цветных полос: 56
• Третий цвет — желтое, табличное значение (множитель): 10 кОм
• Четвертый цвет коричневого цвета, указывающий на допуск (насколько больше / меньше можно использовать фактическое сопротивление резистора): ± 5%

Значение резистора: 560 кОм с ± 5% допуск

Вам лень обращаться к таблице цветов и вам нужен бесплатный инструмент, который поможет вам рассчитать номинал резистора?

Используйте этот бесплатный инструмент для определения информации для резисторов с цветной полосой.Все, что вам нужно, это выбрать нет. полос вашего резистора и его соответствующего цвета. Калькулятор цветового кода резистора рассчитает значение за вас!

Резисторы в последовательной и параллельной цепях

Мы говорили о вычислении сопротивления в предыдущей части сегодняшнего руководства, но что, если вы соедините несколько резисторов вместе в последовательную или параллельную цепь? Как тогда можно рассчитать общее сопротивление ?

Расчет сопротивления в последовательной цепи

Здесь мы имеем три резистора в простой последовательной цепи.Все, что вам нужно сделать, чтобы рассчитать полное сопротивление, — это взять R1 + R2 + R3! Так просто!

Расчет сопротивления в параллельной цепи

Определение общего значения сопротивления в параллельной цепи не так просто, как в последовательной цепи. Однако, если вы будете следовать приведенной ниже формуле, это будет не так сложно!

• Общее сопротивление = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3
  • Если у вас есть только два резистора равного номинала, общее сопротивление = половина номинала резистора

Обратите внимание, что для параллельной цепи, если вы если продолжать добавлять резисторы, общее сопротивление упадет из-за обратной зависимости.

Сводка

На сегодня на резисторах все. Я надеюсь, что в сегодняшнем блоге вы получите более глубокое понимание того, что такое резистор, как он работает и как рассчитать полное сопротивление!

• Для получения дополнительной информации о цветовой кодировке полос см. Этот пост.

Поскольку резисторы являются таким важным компонентом каждой электронной схемы, вам обязательно понадобится один для вашего следующего проекта построения схемы! Следовательно, чтобы убедиться, что вы хорошо покрыты необходимыми резисторами, рассмотрите наш комплект резисторов!

Следите за нами и ставьте лайки:

Теги: резистор 10 кОм, резистор 1 кОм, углеродный пленочный резистор, металлопленочный резистор, металлооксидный резистор, параллельная схема, фоторезисторы, потенциометр, резистор, цветовой код резистора, калькулятор цветового кода резистора, таблица цветового кода резистора, делитель резистора, комплект резисторов, обозначение резистора, блок резистора, резисторы, последовательная цепь, резистор в сквозном отверстии, типы резистора, переменный резистор

Продолжить чтение

Конструкция, схема, работа, свойства и применение

Резисторы — важные компоненты в электрических и электронных схемах, которые используются в различных электронных устройствах.Доступны разные типы резисторов, но в зависимости от типа их свойства могут отличаться. Эти свойства помогут вам выбрать правильный тип резистора для проектирования любой схемы. Различные типы резисторов используются в разных приложениях в зависимости от требований. Таким образом, обязательно указать тип резистора, в котором он используется. Большинство схем может быть спроектировано с этими компонентами, поэтому невозможно спроектировать схему без использования этих компонентов.В этой статье обсуждается обзор резистора.

Что такое резистор?

Определение резистора — это двухконтактный электрический и электронный компонент, который используется для ограничения протекания тока в цепи, известный как резистор. Также резистор в основном используется для создания фиксированных значений тока и напряжения в цепи. При протекании тока в цепи резистор будет создавать сопротивление, которое измеряется в Ом (Ом).

Сопротивление в основном возникает, когда через резистор протекает ток силой 1 ампер из-за падения напряжения 1 вольт на его двух выводах.Символ резистора l показан ниже. Таким образом, ток пропорционален напряжению на двух выводах резистора, и это соотношение можно обозначить с помощью закона Ома:

Символы

Формула закона Ома: V = IR => R = V / I

Резисторы в основном используются для нескольких целей, включая ограничение электрического тока, выделение тепла, деление напряжения, схемы для загрузки и согласования, управление усилением и фиксирование постоянных времени.Резисторы доступны в продаже, включая значения сопротивления выше девяти порядков. Схема резистора показана ниже.

Резистор

Резисторы с высокими значениями сопротивления могут быть представлены в килоомах (K) и мегомах (M). Например, если сопротивление резистора составляет 120 000 Ом, то оно может быть представлено как 120 кОм, тогда как резистор с сопротивлением 1200 000 Ом может быть представлен как 1 МОм.

В некоторых электрических или электронных схемах резистор может обозначаться буквой «E» для сопротивления в омах вместо буквы «R», но оба они одинаковы.Например, 47E (47R) обозначает 47 Ом, 1E2 обозначает 1R2 и т. Д.

Существует различных типов резисторов , таких как термисторы, углеродный состав, металлическая пленка, проволочная намотка, переменная, углеродная пленка, LDR, варисторы, магнето, фиксированная и т. д.

Конструкция

Конструкция резистора будет меняться e в зависимости от типа, поскольку существуют разные типы резисторов. Обсудим некоторые из них.

Конструкция углеродного типа может быть выполнена путем размещения углеродного трубчатого стержня внутри изолирующей керамической трубки.Значения сопротивления и допусков обычно отмечаются на компоненте цветными полосами в диапазоне от 10 Ом до 1 МОм.

В проволочной обмотке резистивная проволока намотана по спирали на трубчатый керамический стержень и также покрыта термостойким стекловидным эмалевым или керамическим покрытием. Номинальная мощность и значение сопротивления обычно указываются на компоненте и обычно находятся в диапазоне от 0,1 до 10 кОм.

Конструкция проволочного резистора

Конструкция переменного типа может быть реализована путем размещения углеродной дорожки круглой формы через скользящий металлический контакт, который может приводиться в движение с помощью вращающегося управляющего вала.Он также известен как потенциометр и имеет три клеммы. Типичные значения сопротивления варьируются от 1 кОм до 1 мегаом.

Работающий резистор

Резистор, работающий в цепи, можно сравнить с потоком воды внутри насоса, потому что оба принципа работы аналогичны. В трубе, если диаметр уменьшается, поток воды в трубе будет уменьшаться.

Если давление воды увеличивается за счет увеличения силы, то энергия может рассеиваться подобно теплу.Таким образом, существует огромная разница в силе, приложенной к обоим концам трубы. Сила или давление, прилагаемое к воде в трубе, связано с протеканием тока через сопротивление. Приложенная сила аналогична напряжению.

Цепь резистора / применение резистора

Основная принципиальная схема резистора показана ниже. Эта схема может состоять из провода, батареи, резистора, переключателя и нагрузки. Схема начинается в одной точке и заканчивается в аналогичной точке.Обычно в этой схеме в качестве проводника используется медный провод без изоляции.

Схема резистора

Переключатель в основном используется для подключения или отключения цепи. Резистор ограничивает поток тока в цепи, которая просто использует мощность, но не производит ее, потому что это пассивный компонент. Наконец, нагрузка использует электрическую энергию для преобразования ее в другие формы энергии, такие как тепло, свет и т. Д. В этой схеме в качестве нагрузки используется электрическая лампочка.

Резисторы в последовательном соединении

Когда резисторы соединены последовательно в цепи, ток в резисторах будет одинаковым, а напряжение на каждом резисторе будет неодинаковым.В связи с этим, если какой-либо резистор выйдет из строя, вся цепь будет отключена. По сравнению с параллельной схемой подключение последовательной схемы очень просто. Последовательная схема показана ниже. Резисторы в последовательной формуле и все сопротивление можно представить как

Rtotal = R1 + R2 + R3 +… .. + Rn

Общее сопротивление системы — это просто сумма отдельных сопротивлений.

Пример:

Резистор с электрическим сопротивлением 80 Ом последовательно соединен с другим резистором 100 Ом, тогда каково будет общее сопротивление.

Мы знаем, что два значения сопротивления, такие как R1 = 80 Ом и R2 = 100 Ом

Формула для последовательно включенных резисторов может быть определена как

Rtotal = R1 + R2 +… + Rn

= 100 + 200 = 300 Ом

Резисторы в параллельном соединении

Когда резисторы включены в цепь параллельно, напряжение на резисторах будет одинаковым.
В связи с этим резистор или любой другой компонент можно легко отсоединить, не затрагивая другие компоненты.Как только ответвления в цепи обычно встречаются в одной точке, поток тока рекомбинирует и разветвляется. В следующей схеме количество резисторов подключено параллельно, и резисторы в параллельной формуле могут быть заданы как

1 / Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3…. + 1 / Rn

Пример:

Аналогично, те же значения сопротивления могут использоваться для параллельного соединения. Каким будет полное сопротивление при параллельном включении в цепь?

Мы знаем, что два значения сопротивления, такие как R1 = 80 Ом и R2 = 100 Ом

Формула для параллельных резисторов может быть определена как

Rtotal = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3… + 1 / Rn

= 1/100 + 1/200 = 2 + 1/200 = 3/200 = 0.015

Последовательные и параллельные соединения

Допуск резистора

Допуск резистора можно наблюдать в резисторе с 4-мя цветными полосами. Допуск — это процент ошибки в пределах сопротивления. Типичные значения допуска составляют 5%, 10% и 20%, но также 0,1%, 0,25%, 0,5%, 1%, 2%, 3% и 4%. Здесь допустимое значение для золота составляет 5%, а для серебра — 10%.

Например,

Резистор 220 Ом имеет серебряную полосу допуска.

Допуск = значение резистора x значение диапазона допуска = 220 Ом x 10% = 22 Ом

Значение допуска играет важную роль при определении резистора, чтобы узнать, какой из них даст вам более точное значение сопротивления.Когда процент допуска меньше, тогда точность в пределах ваших размеров будет выше. Представление допусков можно наблюдать в концепции цветового кода 4-полосного резистора типа , а значения допусков приведены в следующей таблице.

999

± 1%%

Цвета ремешка	Допуск
Черный
Коричневый		± 2%%
Оранжевый
Желтый	± 0.4% ± 5% 20%

Разница между резистором и сопротивлением

Основное различие между резистором и сопротивлением состоит в следующем.

• Это электрический компонент, включающий фиксированное значение электрического сопротивления в диапазоне от 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом и 10000 Ом и т. Д.
• Свойство проводника известно как сопротивление, которое определяет величину тока, который течет по нему, когда к нему применяется потенциальное изменение.
• Проектирование схемы с использованием резисторов может быть выполнено на основе суммы тока, которую вы хотите подавать по всей цепи.
• При проектировании физических плат или реальных схем, имеющих дело с физическими компонентами, эти два термина могут быть взаимозаменяемыми.Например, если мы говорим резистор 22 Ом, иначе мы можем сказать это как «сопротивление 22 Ом.
• Это один из видов компонентов, используемых для ограничения электрического тока, в то время как сопротивление является внутренним свойством материала сопротивляться прохождению тока.

Свойства резистора

Свойства резистора указаны ниже.

• Низкий TCR (температурный коэффициент сопротивления)
• Максимальное напряжение
• Номинальная мощность
• Термоэлектрический эффект
• Шум
• Механическая прочность
• В зависимости от частоты
• Значение сопротивления Допуск
• Провода
• Изоляция
• Стабильность импульсов
• Защита от окружающей среды
• Долговременная стабильность
• Удельное электрическое сопротивление материала

Характеристики резистора

Работу резистора можно легко понять по характеристикам VI (ток напряжения).Как правило, эти характеристики иллюстрируют основную взаимосвязь между напряжением (В) и током (I) для конкретного компонента. Для резистора эти характеристики довольно линейны, как показано на следующем графике.

Итак, мы можем наблюдать, что когда ток проходит через резистор, напряжение на нем увеличивается. Даже несмотря на то, что различные резисторы с разным сопротивлением будут обеспечивать разные напряжения, если один и тот же ампер тока будет по всей длине.

Итак, напряжение на резисторе сравнимо с протеканием через него тока.Резистор следует закону Ома, потому что соотношение между напряжением и током в природе линейно. Этот закон гласит, что ток через проводник может быть пропорционален напряжению, возникающему в нем (V = IR).

Приложения

Применение резисторов включает следующее.

• Проволочный тип используется там, где необходимы высокая чувствительность, точное измерение и сбалансированный контроль тока, например амперметры.
• Фоторезисторы используются в фотоаппаратах, охранной сигнализации, детекторах пламени и т. Д.
• Эти компоненты используются для контроля температуры, а также в вольтметрах.
• Используется в усилителях, цифровых мультиметрах, генераторах и телекоммуникациях.
• Применяется в передатчиках, модуляторах и демодуляторах.
• Они используются в электронных схемах и электрических сетях.
• Обычно в электрической цепи резистор создает определенное отношение напряжения к току.Если ток в цепи известен, то будет выявлено несоответствие потенциалов, пропорциональное току. С другой стороны, если выявлено несоответствие потенциалов между двумя точками в цепи, резистор может создать идентифицированный ток, который пропорционален этому несоответствию.
• Два или более резистора используются в аттенюаторе для уменьшения напряжения сигнала.
• Терминатор линии используется на конце линии передачи для согласования импеданса и уменьшения отражений сигнала.
• Резистор подключается последовательно со светодиодом, и затем ток через компонент может быть уменьшен до признанного безопасного значения.
• В электрических нагревателях резисторы отводят тепло.

Таким образом, это все о резисторе, конструкции, схеме, работе и ее применениях. Это электрический компонент, который используется для управления током в цепи. Когда доступный ток низкий для заданного напряжения, это называется высоким сопротивлением.В этом компоненте столкновение электронов может происходить с ионами, уменьшая ток и генерируя тепло. Вот вам вопрос, какие типы резисторов доступны сегодня на рынке?

Определение, что они делают и как их использовать

Добро пожаловать в полное руководство по резисторам!

В этом руководстве я расскажу вам все, что вам нужно знать о резисторах. Мы рассмотрим основы вплоть до того, как использовать их в схемах.

Это часть нашей основной серии по резисторам, конденсаторам и индукторам

Что такое резистор?

Часто задаваемый вопрос: как определить резистор? В простейшей форме определение резистора выглядит следующим образом:

резистор = электрический компонент, ограничивающий поток электронов (ток)

Хотя это звучит просто, вы можете спросить, что это на самом деле означает. Давайте рассмотрим несколько ключевых концепций, чтобы вы лучше их поняли.

Удельное сопротивление и проводимость

Помните, что ток — это поток электронов через цепь.

Каждый раз, когда происходит скопление электронов (напряжение), которое в одном месте выше, чем в другом, эти электроны захотят течь, в зависимости от того, сколько им позволено.

Сопротивление и проводимость действительно зависят от свойств материалов, которые мы используем.Если вам интересно, как они работают, есть много информации о физике, лежащей в основе этого.

Что такое удельное сопротивление?

Это просто «насколько плохо» материал пропускает ток.

Это означает, что материал не позволяет электронам легко прыгать от атома к атому, что способствует протеканию тока.

Что такое проводимость

Чтобы определить проводимость, мы просто думаем о ней как о обратной величине, и поэтому она является мерой того, «насколько хорошо» материал пропускает ток.

Электроны могут легко перескакивать с атома на атом в этом материале.

Чтобы дать вам хороший пример, металлы, такие как медь, обычно имеют очень низкое удельное сопротивление и высокую проводимость. Вот что делает их такими замечательными дирижерами. Они любят пропускать через себя электроны.

Напротив, изоляторы, такие как стекло и воздух, обладают высоким удельным сопротивлением и низкой проводимостью. Им не нравятся протекающие через них электроны

Ключевой вывод состоит в том, что эти два фактора зависят от материала.

Сопротивление

Оказывается, сопротивление — довольно простое понятие.

Если мы возьмем определенный материал, например, медь, и знаем, что удельное сопротивление очень низкое и имеет высокую проводимость, то мы можем начать играть с длиной, шириной и высотой этого куска меди, и мы начать менять свое сопротивление.

Именно поэтому медные провода большего диаметра имеют меньшее сопротивление по сравнению с медными проводами меньшего диаметра. Удельное сопротивление меди одинаково в обоих проводах, но размеры двух проводов разные.

Больше материала или большая длина, ширина и высота дают больше возможностей для прохождения электронов через материал, что снижает сопротивление.

Ключевой вывод заключается в том, что сопротивление зависит от материала, который мы используем, из-за его удельного сопротивления, но оно также зависит от длины, ширины и высоты материала.

Теперь пришло время для некоторых уравнений резистора .

Из закона Ома мы знаем, что существует хорошая взаимосвязь между сопротивлением, напряжением и током:

Сопротивление = напряжение / ток

Это уравнение обычно записывается как R = V / I.

Единицей измерения сопротивления является термин Ом, который имеет символ Ом.Что действительно интересно, так это то, что из приведенного выше уравнения мы можем видеть, что 1 Ом — это сопротивление, когда протекает ток 1 А и есть напряжение 1 Вольт.

Знание этого уравнения позволяет нам начать управлять величиной тока, протекающего в цепи.

Это означает, что для любого заданного напряжения мы можем изменить сопротивление в цепи в зависимости от материала, который мы выбираем, и размеров этого материала. В результате мы определяем, сколько тока будет протекать.

Как это круто?

Для чего нужен резистор?

Собирая всю эту теорию вместе, вы начинаете понимать, насколько удобны резисторы для управления величиной тока, протекающего в цепи.

Резистор просто противостоит проходящему через него потоку электронов, исходя из свойств материала, а также физических размеров.

Таким образом, мы помещаем в цепь предполагаемое устройство, зная физику, которое позволяет мы можем контролировать, какой ток протекает ..

Это означает, что резисторы имеют множество полезных целей.

А за счет силы тока сопротивления означает, что резисторы создают на них падение напряжения. Это снова просто из-за Закона Ома.

Если мы посмотрим на уравнение R = V / I, мы можем изменить его так:

Напряжение = Ток * Сопротивление

Это означает, что когда у нас есть резистор с известным сопротивлением, тогда текущий ток через этот резистор создаст напряжение на этом резисторе.

Мы всегда должны учитывать это падение напряжения в наших схемах. Часто мы даже используем это в наших интересах, чтобы помочь управлять напряжением.

Символ резистора

Резистор часто изображается как устройство с двумя выводами с зубчатым или прямоугольным символом, как показано ниже.

Потенциометры и реостаты, как описано в следующем разделе, имеют немного разные символы.

Переменные резисторы

Что может быть круче резистора? Ответ — переменный резистор.

Для многих схем идеально подходит постоянный резистор с установленным значением сопротивления. Однако иногда в цепи могут быть особые потребности, требующие изменения сопротивления, чтобы изменить поведение цепи.

Два основных устройства, которые могут это сделать, — это реостаты и потенциометры.

Реостат позволяет изменять сопротивление с целью изменения тока. Обычно они более мощные, поэтому могут выдерживать более высокие токи. Есть два соединения, так что вы действительно просто меняете одно значение резистора.

В то время как потенциометр позволяет изменять сопротивление с целью изменения напряжения. Он имеет три соединения, что означает, что это изящный маленький резисторный делитель, где вы можете переместить точку разделения сопротивления с помощью среднего соединения.

Отличным примером этого является ручка громкости, встроенная в кабель наушников. У большинства есть маленькое колесико для большого пальца, которое меняет сопротивление.

Если мы подумаем о том, что здесь происходит, если вы поворачиваете ручку регулировки громкости вниз, чтобы уменьшить громкость, вы увеличиваете сопротивление в этом резисторе, что снижает количество тока, который проходит через динамики в ваших наушниках.

Верно обратное, если повернуть ручку регулировки громкости вверх для увеличения громкости.Это эффективно снижает сопротивление и позволяет большему току течь в динамики, делая их громче.

Некоторые другие примеры включают в себя необходимость регулировки сопротивления для калибровки, которая не будет использоваться так часто, как наш пример с наушниками выше.

Упаковка резистора

Резисторы поставляются с множеством различных значений сопротивления, а также в физических корпусах. Это позволяет разработчику выбирать из множества вариантов при выборе резистора.

При выборе резистора следует учитывать несколько основных факторов.К ним относятся следующие:

1. значение сопротивления
2. материал резистора
3. тип корпуса
4. максимальная рассеиваемая мощность
5. физические размеры

Мы рассмотрим каждый из них в следующих разделах.

Значение сопротивления

Самым большим фактором является значение сопротивления. Единицы измерения сопротивления — Ом. Он определяет поведение схемы, воздействуя на ток.

Обычно средний резистор имеет точность сопротивления 5%.Это означает, что если вы выберете резистор на 1000 Ом (также обозначается как 1 кОм), тогда значение действительно может быть любым, от 950 Ом до 1050 Ом.

Если конструкция требует гораздо более точного значения, то есть варианты получить резисторы с более высокой точностью. Цена естественно растет, потому что для создания более точных резисторов требуется больше времени.

В большинстве чувствительных схем часто используются резисторы с точностью 1%, но в зависимости от конструкции резисторы с точностью 0,01% и даже 0.Доступна точность 001%.

Цель хорошего дизайна — получить только ту точность, которая необходима для схемы, чтобы снизить затраты.

Материал резистора

Есть много разных способов изготовления резистора. Производители часто используют разные материалы и методы.

Некоторыми распространенными примерами являются углеродная пленка, керамика, металлическая пленка, металлическая фольга, толстая пленка, тонкая пленка и проволочная обмотка.

Металлическая пленка является обычным типом для резисторов со сквозным отверстием, а толстая и тонкая пленка — для поверхностного монтажа. резисторы.

Тип упаковки

Есть три основных категории упаковки.

Сквозное отверстие: резисторы с двумя выводами, которые можно вставить через отверстия на печатной плате

Крепление на шасси: резисторы в металлическом или керамическом корпусе, которые можно установить на конструкцию, как правило, для отвода тепла

На следующем рисунке показано Сквозное отверстие и шасси устанавливаются вместе, чтобы показать разницу в размерах.

Поверхностный монтаж: меньший резистор прямоугольной формы, который можно припаять к поверхности печатной платы

Чтобы показать, насколько маленькими могут быть резисторы для поверхностного монтажа, см. Изображение ниже, где их несколько (см. R36) на печатной плате рядом к микросхеме IC.

Максимальное рассеивание мощности

Важно определить максимальный ток, который пропускает резистор. Таким образом, вы можете рассчитать максимальную мощность (Вт), которую резистор будет рассеивать в виде тепла.

Существует простое уравнение для мощности, рассеиваемой резистором. Это:

Мощность = (Ток) ² * Сопротивление

Если вы вернетесь из закона Ома, вы также можете получить уравнение мощности следующим образом:

Мощность = (Напряжение) ² / Сопротивление

Для в большинстве случаев вы просто сможете выбрать резистор с большей мощностью, чем требуется в цепи.

Большинство практических правил предполагают, что вы должны использовать коэффициент запаса прочности не менее 2, что означает, что вы выбираете резистор с как минимум вдвое большей рассеиваемой мощностью, чем то, что он будет испытывать в цепи.

Однако это не всегда на 100% безопасно. Многие схемы не имеют большой мощности, рассеиваемой на резисторах, но некоторые имеют.

Для того, чтобы сделать это правильно, необходимо учитывать среду, в которой будет находиться схема, сверх мощности, рассеиваемой резистором при максимальных условиях.Ключевым моментом является обеспечение того, чтобы тепло могло отойти от резистора до того, как резистор сгорит.

Возможно, потребуется провести много расширенного термического анализа, который выходит за рамки данной статьи.

Вы можете представить, как может выйти из строя схема, если она находится в вашей машине в жаркий день, по сравнению с тем, как если бы она была находится в холодильнике. Как разработчик, ваша задача — выполнить правильные тепловые расчеты, чтобы выяснить, что требуется, и соответственно выбрать детали.

Физические размеры

Физические размеры — это просто длина, ширина и высота резистора.

Резисторы для поверхностного монтажа — это наименьшие резисторы, затем резисторы для монтажа в сквозное отверстие, а затем резисторы для монтажа на шасси с точки зрения от наименьшего к наибольшему.

Для монтажа в сквозное отверстие и на шасси размер обычно определяется желаемой максимальной мощностью, которую он может рассеять.

Имеется много различных размеров резисторов для поверхностного монтажа. Коды упаковки указаны в британской или метрической системе.

Вот самые популярные варианты кода в британской системе мер и их размеры:

Код упаковки (британская система мер)	Длина (дюймы)	Ширина (дюймы)	Высота (дюймы)
1206	0.12	0,06	0,022
0805	0,08	0,05	22 0,018 0,05	22 0,018 0,05	0,018
0402	0,04	0,02	0.014
0201	0,024	0,012	0,01

Цветовая схема резистора часто показывает значение сопротивления со сквозным отверстием

Некоторые резисторы со сквозным отверстием не имеют этой цветовой полосы, но вместо этого имеют числовой код.

В следующем видео показано отличное руководство о том, как определить номинал резистора по цветовой кодировке.

Значения для поверхностного монтажа

На резисторах для поверхностного монтажа будет нанесен числовой код, обозначающий их значение. Узнайте, как определить стоимость, в следующем видео.

Стандартные номиналы резисторов

Существует стандарт, который был установлен для определения номиналов резисторов. Стандарт известен как IEC 60063: 1963.

Это изящная система с увеличивающимся значением сопротивления на 20% для перехода к следующему стандартному значению.Это было сделано грамотно, чтобы значения резисторов с точностью 10% перекрывали друг друга.

Чтобы понять это, возьмем на примере резистор 10 Ом. Если сделать следующий шаг вверх на 20%, мы получим резистор на 12 Ом.

Если мы посмотрим на тот факт, что это могут быть значения точности 10%, то максимальный резистор 10 Ом может быть 11 Ом, а резистор минимальным 12 Ом может быть 10,8 Ом.

Таким образом, значения сопротивления между двумя ступенями перекрываются, если принять во внимание точность 10%.

Резистор 10 кОм, что означает сопротивление 10 000 Ом, является одним из наиболее часто используемых

Часто резистор 10 кОм удобен для ситуаций, когда повышается и понижается напряжение, которые мы обсудим позже.

Еще одно популярное значение — резистор на 100 Ом. Они полезны для ограничения тока.

Другие примеры включают резистор 1 Ом, резистор 220 Ом и резистор 1 кОм. Все они могут использоваться по-разному в зависимости от схемы.

Как разработчик, вам нужно будет рассчитать, какие значения резисторов вам нужны для ваших схем, а затем посмотреть, какие стандартные значения доступны, и выбрать самые близкие из них.

Использование резисторов

Теперь мы перейдем к самой интересной части, где мы увидим, как резисторы используются в схемах.Давайте сначала поговорим о том, что происходит, когда мы подключаем резисторы последовательно и параллельно.

Сопротивление параллельно

Самый простой способ подумать об этой ситуации — это создать несколько путей для прохождения тока.

Эквивалентное уравнение сопротивления для параллельных резисторов:

Давайте посмотрим на примерную схему параллельных резисторов на следующей диаграмме и вычислим новое сопротивление.

Здесь мы просто вычисляем: 1/100 + 1/200 + 1/300 = 0,01833, а затем получаем обратную величину, так что 1 / 0,01833 = 54,5 Ом.

Как вы можете видеть, добавляя резисторы параллельно, мы эффективно уменьшили общее сопротивление, потому что теперь было создано больше путей тока.

Последовательные резисторы

В этой ситуации удобно понимать, что тот же самый ток будет протекают через каждый из резисторов. Исходя из этого, логично, что нам просто нужно сложить резисторы для получения общего сопротивления.

Эквивалентное уравнение сопротивления для последовательно соединенных резисторов:

Вот пример схемы на следующей диаграмме.

Это просто. Новое сопротивление = 100 + 200 + 300 = 600 Ом.

Нагрузочный резистор

Это общий термин, который люди обычно объединяют в разные варианты использования резисторов.

Наиболее подходящее использование этого термина — анализ простых цепей, когда у вас есть источник напряжения и вам нужно сопротивление, чтобы продемонстрировать некоторые основы электроники.

В промышленности он часто используется как ссылка на сопротивление, которое будет подключено к чему-то в будущем, и вы можете не знать значение сопротивления.

Например, если вы разрабатываете источник питания, который выдает 10 вольт, а затем кому-то нужно использовать эту схему для питания чего-либо, они подключат к нему нагрузку.

Эта нагрузка будет иметь сопротивление.Это удобный способ для разработчика понять, на что схема должна быть способна.

Многие люди используют этот термин для описания любого резистора, через который проходит ток. Однако в любой включенной цепи, скорее всего, есть резисторы, через которые протекает ток.

Другие примеры этого термина — когда люди хотят, чтобы резистор создавал определенное желаемое падение напряжения на резисторе. Они создают нагрузку, вставляя резистор, который снижает напряжение, так что другие компоненты в цепи имеют меньшее напряжение и меньший ток, с которым приходится иметь дело.

Больше нет правильного или неправильного использования этого термина.Это стало скорее электронным сленгом, чем чем-либо еще.

Силовой резистор

Силовые резисторы — это название, которое люди обычно называют резисторами, которые предназначены для рассеивания мощности и имеют более высокую максимальную номинальную мощность.

Обычно в эту группу попадают резисторы с максимальной номинальной мощностью 1/2 Вт и выше

Обычно это резисторы в корпусе для монтажа на шасси. Этот пакет позволяет вам прикрепить резистор к панели болтами, чтобы отвести тепло от резистора за счет теплопроводности в окружающую среду.

Для передачи тепла от резистора в окружающую среду часто можно использовать воздух. Хорошим примером этого является обычный фен для волос.

В других конструкциях часто выделяется много тепла в качестве побочного продукта электроники, и его необходимо удалить.

Подтягивающий резистор

Подтягивающий резистор полезен, когда вы используете входной цифровой вывод для устройства и не хотите, чтобы сигнальная линия была «плавающей».

Это просто означает, что что-то не активно управляет этим входным контактом.Уровень напряжения может дрейфовать вверх и вниз и пересекать логические уровни вывода устройства, вызывая ложные срабатывания.

Если у вас есть резистор между этим выводом и шиной питания, входной вывод будет поднят до высокого уровня и не сможет перемещаться по диапазону напряжения, что предотвращает проблемы.

Эти резисторы не мешают нормальному функционированию вывода, когда он приводится в движение. Обычно используются значения 10 кОм или 5 кОм, но вы также можете найти наиболее подходящее значение в технических характеристиках используемого вами чипа.

Еще одно место, где используются эти резисторы, — это транзисторная логика с открытым стоком или открытым коллектором. Иногда эти устройства слишком слабы для достижения определенных уровней напряжения, и подтягивание позволяет безопасно поднять эти сигналы на высокий уровень.

Понижающий резистор

Понижающие резисторы

аналогичны тем, что вы можете разместить резистор между входным цифровым контактом и устройством и подключите другой конец к земле.

Это гарантирует, что неуправляемое состояние по умолчанию является низким, поскольку оно заставляет напряжение заземляться.

Они реже подтягиваются, но все же могут быть полезны, особенно если вы имеете дело с необходимостью установки по умолчанию низкого уровня или заземления.

Токоограничивающий резистор

Токоограничивающий резистор — это именно то, что описывает его название . Каждый раз, когда вам нужно ограничить ток, идущий к другому компоненту, вы можете сделать это, вставив резистор последовательно с этим компонентом.

Как мы видели из наших уравнений, этот недавно вставленный резистор увеличивает сопротивление существующего компонента и, следовательно, уменьшает ток, протекающий через оба из них.

Нагрузочный резистор для светодиодов

Резистор, ограничивающий ток через светодиод, является обычным требованием, когда в вашей цепи есть светодиоды. Обычно у вас есть несколько различных шин питания на выбор, например, 5 В, 3,3 В, 2,4 В и т. Д.

Светодиод будет иметь определенное прямое напряжение (Vf) и определенный ток, который требуется для включения. и испуская свет.

Следовательно, чтобы обеспечить светодиоду его необходимые требования, а также использовать уже существующее напряжение питания в вашей цепи, вам понадобится резистор, включенный последовательно со светодиодом.Резистор снизит избыточное напряжение между источником напряжения и светодиодом.

Посмотрите на схему ниже, на которой показаны типичный резистор и светодиод.

Здесь у нас средний зеленый светодиод с прямым напряжением 2 В и прямым током 20 мА

Как определить, какой резистор R1 нам нужен? Что ж, мы знаем, что у нас напряжение питания 3,3 Вольт. Мы также знаем, что для зеленого светодиода требуется 2 Вольта и 0,02 Ампера. Итак, мы можем немного посчитать.

Если взять 3.3 вольта минус 2,0 вольта, которые мы хотим на светодиодах, мы получаем 1,3 вольта, которые нам нужно, чтобы потреблять резистор.

Затем мы используем V = I * R и решаем относительно R. Это уравнение принимает вид R = V / I. Мы подставляем наши известные значения и решаем для R = 1,3 В / 0,02 А = 65 Ом.

Бинго, теперь мы знаем, что резистор на 65 Ом ограничит ток светодиода до 0,02 А и упадет на 1,3 В. Таким образом, светодиод будет иметь оставшиеся 2,0 В, а также 0,02 А.

Довольно симпатичная штука.

Шунтирующий резистор

Шунтирующий резистор — это компонент с очень низким сопротивлением и очень высокой точностью. Его часто используют для измерения силы тока.

Это достигается включением резистора последовательно с цепью, ток которой измеряется.

На этом прецизионном резисторе будет падение напряжения, и затем вы можете измерить падение напряжения, чтобы определить точный ток.Падение напряжения будет небольшим, потому что сопротивление низкое.

Часто разработчик должен измерять напряжение с помощью специальных сигнальных линий на резисторе для максимальной точности.Эти дифференциальные линии можно подать на специальный чип или схему операционного усилителя, а затем оцифровать

Есть какие-нибудь отличные наконечники для резисторов? Дайте мне знать, что вы думаете, в комментариях ниже.

Если вы готовы перейти к более сложным темам, проверьте диоды или транзисторы дальше.

Резисторы

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ УПРАЖНЕНИЙ ПО РАБОТЕ НИЖЕ
Резисторы определяют протекание тока в электрическая цепь.Если в цепи высокое сопротивление, поток ток небольшой, при низком сопротивлении протекание тока большой. Сопротивление, напряжение и ток соединены в электрическую Схема Закон Ома .
Когда в цепь вводится резистор, поток ток снижен.Чем выше номинал резистора, тем меньше / меньше ток.
Резисторы используются для регулирования тока и они сопротивляются текущему потоку, и степень, в которой они это делают, измеряется в омах (Ом). Резисторы есть можно найти почти в каждой электронной схеме. Самый Обычный тип резистора состоит из небольшой керамической (глиняной) трубки, покрытой частично проводящей углеродной пленкой. Состав углерода определяет, сколько тока может пройти.
Резисторы слишком малы, чтобы на них можно было напечатать цифры. их, поэтому они отмечены рядом цветных полос.Каждый цвет обозначает число. Три цветные полосы показывают номинал резисторов в Ом, а четвертый показывает толерантность. Резисторы никогда не могут быть точное значение и полоса допуска (четвертая полоса) говорят нам, используя в процентах, насколько близко резистор к его кодированному значению. Резистор слева 4700 Ом.
ФАЙЛ PDF — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ВОПРОСОВ ПО РЕЗИСТОРУ ЗАКОН О ЦЕННОСТЯХ И ОМ
Номинал резистора может быть написано разными способами.Некоторые примеры приведены ниже:
47R означает 47 Ом 5R6 означает 5,6 Ом 6k8 означает 6800 Ом 1M2 означает 1200000 Ом
Общее значение — K . что означает тысячу Ом. Итак, если резистор имеет номинал 7000 Ом можно также сказать, что он имеет значение 7K .
РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО
Резисторы можно соединить между собой двумя способами: дают разные общие значения.Это особенно полезно, если вы не иметь резистор правильного номинала и заменить его другим доступные.
1. Резисторы СЕРИИ — Когда резисторы подключены последовательно их значения складываются:	рэндов Итого = 1 + 2
Например: 1K + 1K + 3K9 = 5K9 (общая стоимость)
2.Резисторы в ПАРАЛЛЕЛЬНОМ -Когда резисторы подключены в параллельно, их общее сопротивление определяется как:	1 / R всего = 1 / R 1 + 1 / R 2
Например: 1 / R всего = 1 / 1К + 1 / 1К = 0.5 кОм или 500 Ом ИЛИ = R1 x R2 R1 + R2 = 1 x 1 = 1 1 +1 = 2 = 0,5к
Нажмите здесь для дополнительных резисторов параллельно вопросы
ПЕРЕМЕННЫЕ РЕЗИСТОРЫ
	Переменные резисторы имеют регулируемые значения.Корректирование обычно выполняется поворотом шпинделя (например, регулятор громкости на радио) или перемещая ползунок.
СИМВОЛ
Поворотный переменный резистор самый дешевый тип переменного резистора. Уменьшенная версия этого переменного резистора — предварительно установленный резистор.Предустановленный резистор — это тип обычно используется в небольших электронных проектах (вы, вероятно, будете использовать этот тип в школьные проекты).
	ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТОР
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПОТЕНЦИАЛА РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЛИСТ (РЕЗИСТОРЫ ПРОДОЛЖЕНИЕ)
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИНДЕКСА ЭЛЕКТРОНИКИ СТР.

Что такое резистор?

Резисторы являются важными компонентами практически в каждой цепи, но что вы на самом деле знаете о них? Мы рассмотрим этот базовый электронный компонент, чтобы понять, что это такое и как они работают.

Резисторы

— это специальные компоненты с определенным электрическим сопротивлением, которые можно использовать для ограничения потока электронов через цепь. Как пассивные компоненты, которые могут только потреблять мощность, но не генерировать ее, резисторы отлично подходят для ограничения тока, разделения напряжений и многого другого. Используя резисторы, становится возможным управлять величиной тока и напряжения в цепи, тем самым управляя схемой в целом.

Декодирующий резистор цветов

Поскольку основное назначение резистора — ограничить прохождение электрического тока, ключевым параметром резисторов является их значение сопротивления.Таким образом, резисторы обычно называют в зависимости от их номинального сопротивления (Ом) и могут быть идентифицированы полосами разного цвета.

Большинство сквозных резисторов имеют четыре цветных полосы. Первые две полосы указывают две старшие цифры номинала резистора. Третья полоса представляет собой весовое значение, в котором две значащие цифры умножаются на степень 10. Последняя полоса указывает допуск резистора.

Допуск объясняет, насколько большее или меньшее 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, резистор 1 кОм с допуском 5% на самом деле может иметь значение от 0,95 кОм до 1,05 кОм.

Вот пример резистора 4,7 кОм с четырьмя цветными полосами:

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

Если вы пытаетесь сохранить код цветовой полосы в памяти, может помочь мнемоническое устройство. Существует несколько (иногда сомнительных) мнемоник, которые помогут вам запомнить цветовой код резистора. Хороший, который даже различает черный и коричневый:

.

«Большие коричневые кролики часто издают громкие вокальные стоны, когда их осторожно щелкают.«

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

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

---

К концу раздела вы сможете:

• Определите термин эквивалентное сопротивление
• Рассчитайте эквивалентное сопротивление резисторов, включенных последовательно
• Вычислить 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 цепи последовательного соединения 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 заряды проходят только по одному пути, 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, последовательно подключенных 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 равно

.

(6.2.1)

Одним из результатов включения 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 резистора, соединенных последовательно (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, обеспечиваемую 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 могли бы использовать 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:

Сопротивления серии
1. 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, протекающих в переходе, 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, что приводит 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) Полная мощность также может быть рассчитана 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 составляет:

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

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 6.3

---

Рассмотрим одну и ту же 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 подключенным резистором, 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 находится из

   и меньше любого отдельного сопротивления в комбинации.

2. Падение потенциала на каждом параллельном резисторе одинаковое.
3. Параллельные резисторы не получают суммарный ток каждый; 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 занимает больше времени, чем труден.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 индексы. Здесь эквивалентное сопротивление и равно

.

Схема теперь 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), можно не заметить 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

Полная 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 значение

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 гаснет свет при включении большого прибора? 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. Определите, что именно 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 подключений, 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 батареи равен току через 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, выделяемой 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. Д.

Кандела Цитаты

Лицензионный контент CC, особая атрибуция

• Загрузите бесплатно по адресу http: // cnx.org/contents/[email protected]. Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution

Что делает резистор

Определение резистора — двусторонний пассивный электронный компонент. Это линейная составляющая, что означает, что падение напряжения прямо пропорционально току, протекающему через него. Резистор используется для уменьшения или достижения желаемого значения тока, протекающего в электрической цепи.Он может работать при постоянном, переменном или импульсном токе (тип цепи существенно влияет на ее свойства). Кроме того, резистор — это компонент, в котором происходит процесс преобразования электрической энергии в тепловую.

Символ резистора в европе

Резистор — это резистивный материал с изоляционным покрытием, прикрепленный к двум выводам, которые используются для соединения его в электрическую цепь. В зависимости от конструкции можно найти основные типы резисторов, например:

• углерод — что резистивная функция выполняется посредством покрытия из углерода, которое может быть нанесено на фарфоровую трубку при коррозии,
• Металлическая пленка — покрытие из металла используется в качестве компонента сопротивления, который может быть нанесен на фарфоровую трубку при коррозии, фольга
• — резистивный компонент здесь представляет собой фольгу из металлического сплава, обернутую вокруг изоляционного тела.

Кабель (точность) — кабель с более высоким сопротивлением наматывается на сердечник из изолятора.

Что делает резистор

Основой для понимания того, как резистор работает в электрической цепи, является базовое физическое явление в электронном оборудовании и электричестве, обнаруженное между 1825 и 1826 годами немецким преподавателем математики и физики Георгом Симоном Омом. Это явление обычно называют законом Ома.

Пропорциональность тока и напряжения можно выразить формулой:

U = I x R

Где U — электрическое напряжение, выраженное в вольтах [В], а ток, протекающий по проводнику, выраженный в амперах [A].Мы видим, что коэффициент пропорциональности заключается в том, что сопротивление R выражается в единицах Ом [Ом].

Составляя этот закон Что касается пропорциональности тока напряжению, мы теперь получаем:

I = G x U

, где I — ток, протекающий по проводнику, выраженный в амперах [A], U — это электрическое напряжение, выраженное в вольтах [V], а также коэффициент пропорциональности — это то, что проводимость G выражается в Siemens [S]. обратное сопротивление R.

Параметры резистора

Как и любая электронная часть, резистор имеет несколько параметров, которые его объясняют. Основными из них являются сопротивление и номинальная мощность (снижение мощности). Как известно, сопротивление выражается в Ом [Ом]. Резисторы изготавливаются с использованием сопротивлений от долей ома до гигаомов (1000000000 Ом). Мощность уменьшения, выраженная в ваттах [Вт], будет максимально допустимой энергией, передаваемой резистору при постоянной работе и температуре ниже + 700 ° C.Типичные значения варьируются от тысяч ватт. Кроме того, для его резистора определен допуск (класс точности). Он определяет, насколько истинное сопротивление может отличаться от номинального сопротивления, указанного производителем. Допуск определяется в [процентах] от их минимальной цены и может варьироваться от долей процента около 20 [процентов]. Например, если резистор с номинальным сопротивлением 220 [Ом] включает допуск в 10 [процентов], это означает, что производитель разрешает фактическому значению сопротивления резистора различать 198 и 242 [Ом]! Другой параметр этого резистора — это температурный коэффициент этого сопротивления, который сообщает, насколько значение этого сопротивления изменяется при колебаниях температуры.В действительности физическое возникновение тока, протекающего по проводнику, сопровождается генерацией возобновляемой энергии. Было продемонстрировано, что в проводящих веществах величина сопротивления проводника изменяется из-за изменения температуры. На этом теория заканчивается и начинается клиника. Резистор является составной частью только в некотором упрощении, и этого предположения достаточно для многих программ. Возвращаясь к температурному коэффициенту сопротивления, как температура может повлиять на резистор? Сопротивление уменьшается с повышением температуры в соответствии с атрибутом ниже.

Температурный коэффициент сопротивления в основном выражается в [ppm / K]. Что такое ppm? Это части на тысячу, поэтому 1 [ppm] = 1/1000000 = 10-6. Если мы хотим выразить [ppm] в процентах, мы получим: 1 [процент] = 10000 [ppm] = 104 [ppm]. K] — это кельвин — единица измерения температуры в абсолютной шкале: T [K] = t [C] +273,15, следовательно, например, 373,15 K] 1000C.

Резистор последовательно

Последовательное соединение

Эквивалентное сопротивление последовательного соединения нескольких резисторов «R» равно сумме сопротивлений резисторов, образующих это соединение.

R = R1 + R2 +… Rn

Когда множество резисторов размещено позади другого и соединено кабелями, чтобы обеспечить возможный зазор U, который может быть приложен к одиночному и противоположному концу массива резисторов такого типа, этот тип соединения резисторов называется последовательным звеном. На рисунке ниже показана простая электрическая схема, содержащая идеальный источник электродвижущей силы и резистор, включенные последовательно между факторами A и B, где источник SEM поддерживает постоянный потенциальный зазор ε.

Согласно рисунку выше, носители заряда могут перемещаться в цепь только по одному маршруту (без узлов в цепи), поэтому ток точно такой же интенсивности, как I, должен проходить через каждый резистор.

Последовательные резисторы могут быть заменены заменяющим резистором с сопротивлением Rz, с помощью которого точно в точном потенциальном промежутке ток точно такой же интенсивности будет течь через каждый из резисторов, которые являются частью этой группы резисторов. прилагается последовательно.На следующем рисунке показана электрическая схема, в которой 3 резистора на предыдущем рисунке заменены одним идентичным резистором с сопротивлением Rz.

Чтобы вывести выражение для вычисления сопротивления Rz заменяющего резистора (заменяя резисторы последовательно), мы применим второй закон Кирхгофа к двум схемам, показанным в приведенной выше статистике. Начиная и заканчивая точкой анализа A и двигаясь, мы попадаем на начальную схему:

в свою очередь для цепи с заменяющим резистором Rz:

Поскольку ток I, протекающий по обеим цепям, принимает одинаковое значение, поэтому после преобразования приведенных выше выражений относительно тока I и приравнивания их по сторонам получаем:

Резистор в пареллеле

Параллельное соединение

Для двух параллельно соединенных резисторов уравнение для общего комбинированного эквивалентного сопротивления показано ниже:

R = R1,2 = R1 * R2 / R1 + R2

Одним из способов соединения резисторов является их параллельное соединение резисторов, поэтому i.е. где резисторы на одной стороне и вокруг противоположной стороны соединены общими кабелями на концах, на концах которых установлена ​​возможная разница U. Соединение резисторов таким образом приводит к тому, что точно идентичное напряжение U будет реализовано на каждом резисторе, что генерирует ток различной силы на каждом резисторе (в случае резисторов с эквивалентным сопротивлением ток, протекающий через эти резисторы, явно будет иметь точно такое же значение, как и у резисторов. идентичное значение). Обратите внимание, что на основании рисунка ниже, ток в источнике SEM может проходить по нескольким направлениям (ток, текущий к узлу, подвергается разветвлению), что подтверждает факт предыдущего объявления.

Возможный зазор ε (или U), используемый для резисторов, подключенных параллельно, равен разности потенциалов на каждом резисторе в отдельности.

Как и в случае последовательно соединенных резисторов, мы можем даже заменить параллельный резистор одним эквивалентным резистором с сопротивлением RZ. Точно такая же разность потенциалов U подается на концы резистора, что приводит к току I, эквивалентному величине этих токов, генерируемых во всех параллельно подключенных резисторах.

Чтобы вывести формулу для расчета эквивалентного сопротивления резисторов Rz, включенных параллельно, мы используем первый закон Кирхгофа. Написание этого закона для системы резисторов, соединенных параллельно, даст нам.

I = I1 + I2 + I3

Токи I1, I2 и I3, протекающие через резисторы R1, R2 и R3 соответственно, вычисляются с определением электрического сопротивления. Как мы писали ранее, разность потенциалов источника ε SEM, реализованная методом параллельного включения резисторов, равна разности потенциалов на каждом резисторе в отдельности, поэтому:

Подставляя каждый ток в уравнение I = I1 + I2 + I3, получаем:

Аналогичное уравнение получается для цепи с эквивалентным сопротивлением Rz:

Сравнивая стороны двух приведенных выше уравнений, получаем:

Основные уравнения

Закон Ома

R = V / I

R — сопротивление (Ом — Ом)
В — ток между концами элемента (В– Вольт)
I — ток (А — Ампер)

Мощность, рассеиваемая на резисторе:

P = V * I

P — электрическая мощность (Вт — Ватт)

Примечание: Более подробное объяснение закона Ома и более важные темы можно найти в нашем 911electronic Базовом электронном курсе .

Делитель напряжения

Делитель напряжения — два последовательно соединенных резистора. Он используется для разделения напряжения, подаваемого на его вход, поэтому его выходное напряжение будет частичным входным напряжением. Входное напряжение подается на резисторы R1 и R2, а выходное напряжение равно падению напряжения на резисторе R2:

Выход = Vin * R2 / R1 + R2

Подразделение резисторов

Резистор памяти (управляемый током) называется мемристором .Резистор с регулируемым электрическим сопротивлением называется потенциометром . Это трехконтактный элемент, используемый в качестве делителя напряжения. На картинке ниже вы можете узнать больше о большом семействе резисторов.

Технические параметры

Наиболее важные технические параметры резистора записаны ниже:

• номинальное сопротивление (также часто используется параметр проводимости «G» [S — siemens], где G = 1 / R) — указывается производителем на элементе корпуса, который может быть измерен с помощью мультиметра,
• точность класс (допуск) — возможное отклонение фактического значения резистора от номинального значения (в процентах),
• номинальная мощность — максимально допустимая мощность, которая может рассеиваться в виде тепла от резистора при определенных условиях,
• температурный коэффициент сопротивления (TCR) — определяет изменение сопротивления под действием температуры (чем меньше TCR, тем устойчивее резистор),
• ограничение напряжения — максимальное значение постоянного напряжения (или максимальное эффективное значение переменного тока AC), что не вызовет повреждения компонента.Это значение зависит от материала, из которого изготовлен резистор — для популярных резисторов малой мощности оно составляет от 150 до 500 В.

Резистор Таблица цветового кода

Могу поспорить, что многие из вас задавались вопросом, что на самом деле означают эти «цветные полосы» на резисторе? Ниже вы можете узнать и «расшифровать» номинал собственного резистора.

Возьмем для примера резистор с рис. 4.. Согласно таблице цветов на рис. 5. первая полоса (пурпурная) имеет значение «7».Вторая полоса (желтая) имеет значение «4». Третья полоса (оранжевая) означает значение множителя, поэтому в основном нам нужно написать первые две цифры рядом друг с другом и умножить это число на 1000 (1k). Итак, 7 и 4 умножаем на 1000: 74 * 1000 = 74000 Ом = = 74 кОм Допуск этого резистора имеет значение +/- 0,05% (серый цвет).

Второй пример:

Первая полоса (зеленая) имеет значение «5». Вторая полоса (черная) имеет значение «0». Третья полоса (оранжевая) означает значение множителя 1k.

5 и 0, умноженные на 1 кОм: 50 * 1000 = 50 кОм. Допуск этого резистора составляет +/- 1% (коричневый цвет).

Третий пример:

Первая полоса (желтая) имеет значение «4». Вторая полоса (фиолетовая) имеет значение «7». Третья полоса (коричневая) означает значение множителя 10.

4 и 7 умножить на 10: 47 * 10 = 470 Ом. Допуск этого резистора составляет +/- 2% (красный цвет).

Это было легко, правда?

Типы резисторов

Проволочные резисторы

Кабельный резистор, как следует из названия, состоит из резистивного провода, намотанного на корпус из керамики или пластика.Концы этого кабеля также будут концами резистора. В целях безопасности такая конструкция помещается в соответствующий корпус.

Подобные резисторы, хотя и все реже и реже, отличаются высокой стабильностью, устойчивостью к электростатическим разрядам и долговечностью, которая может достигать ± 0,005 процента. Но их выносливость, особенно температура, не так уж и важна. Более того, паразитные параметры, такие как емкость и индуктивность, могут возникать из-за компоновки. Конечным эффектом является фактор импеданса, возникающий на частоте около 50 кГц.

Резисторы тонкопленочные

Тонкопленочные резисторы — это ответ производителей клиентам, которые хотели минимальную цену. Но, как это часто бывает, падение качества сопровождается падением цены. Подобные резисторы создаются путем нанесения тонкого резистивного покрытия на керамическую подложку. Такая процедура достаточно чувствительна к разного рода дефектам, поэтому резисторы, изготовленные по этой технологии, не отличаются высшими параметрами, однако их цена невысока.

Толстопленочные резисторы Резисторы

, созданные по этой технологии, также будут одними из самых доступных в отрасли. Но их параметры ненамного лучше, чем у тонкопленочных резисторов. Они производятся с использованием пасты, состоящей из керамической ткани и металлических частиц в керамической подложке из практики трафаретной печати. После этого оба слоя спекаются вместе, образуя законченный резистор.

Резисторы фольговые Резисторы этого типа

известны прежде всего своими исключительными характеристиками.Они производятся методом фотолитографии, при котором резистивный слой оборачивается фольгой из сплава Ni / Cr (хромоникеля) с небольшими добавками и наносится на керамическую подложку. Такой метод позволяет производить резистор с лучшими параметрами.

Лестница резисторная

Даже резисторная лестница — это ничто иное, как множество резисторов в одном корпусе. Такое решение, благодаря его размеру, значительно упрощает размещение компонентов на печатной плате.Лестницы резисторов можно найти как в вариантах SMD, так и в вариантах THT, их также можно найти выпрямленными в ситуации DIP, называемой IC.

Потенциометры

Потенциометр также описан среди этих подтипов резисторов. Это три клеммы: у двух из них значение сопротивления постоянное, следующий присоединяется с помощью ручки или ползунка, поэтому мы можем скорректировать значение сопротивления. Для потенциометров существует множество программ, но наиболее частыми являются делители напряжения.

Нагревательные резисторы и резисторы мощности

Нагревательные резисторы и силовые резисторы выполняют особую функцию — излучать тепло. В первом виде тепло очень желательно, эти резисторы обычно используются как легкие обогреватели. Благодаря своему небольшому размеру они идеально подходят для систем отопления, например, 3D-принтер.

Силовые резисторы отличаются очень большой мощностью, которую они могут излучать. Обычно это кабельные резисторы, заключенные в подходящий корпус. В основном они используются в схемах с более высокой нагрузкой.

Интересные программы резисторов — помимо традиционного программного обеспечения резисторов в цифровых схемах, есть еще ряд интересных программ, описанных ниже.

Тормозные резисторы

Тормозные резисторы, известные в основном в транспортной отрасли, используются для отвода тепла и, следовательно, являются электрическими резисторами. Иногда их обнаруживают на трамваях, кранах, подъемниках, поездах и инверторах. В результате их программы они должны быть достаточно мощными, а энергия, которую они должны рассеивать, может достигать нескольких мегаватт.

Пусковые резисторы

Поэтому в старых сооружениях, таких как краны, мостовые краны и ленточные конвейеры, были использованы пусковые резисторы, которые были заменены инверторами. Это были силовые резисторы, как правило, из чугуна. Независимо от их вытеснения от инверторов, они продолжают производиться.

Резисторы заземления

Резисторы заземления широко используются на энергетическом рынке. Они используются для заземления трансформатора на независимую ступень с одной стороны и на рабочее заземление с другой стороны.Кроме того, существуют резисторы среднего и низкого напряжения, индуцирующие напряжение. Они также используются для заземления тостера, но вместе с дросселем подавления помех, так называемой катушкой Петерсена.

Нагрузочный резистор Нагрузочные резисторы

, известные среди других специалистов из медицинского и научного секторов, в основном используются для создания искусственной нагрузки или для создания желаемого тока. Больницы, например, должны иметь генераторы аварийного питания.Такие устройства подвергаются регулярным проверкам, где нагрузка моделируется соответствующими силовыми резисторами.

Распространенной программой для оконечных резисторов является Тестирование аварийных генераторов электроэнергии, которые следует периодически анализировать под нагрузкой. Используя нагрузочный резистор, можно нагружать генератор различными коллекциями собственной мощности. Такие резисторы могут быть переносными, например. на прицеп или в фургоне, или на статике, постоянно подключенной к генератору.

В последнем случае, наряду с целью обеспечения минимальной нагрузки на ваш генератор, они также выполняют роль устройства оценки эффективности резистора, время от времени оценивая его. Во многом нагрузочные резисторы предназначены для определенных требований заказчика.

Нагрузочные резисторы для лабораторий, технологического оборудования

— Согласующие резисторы для гидроэлектростанций, бензиновых электростанций,

— Тестовые резисторы для каналов управления генератором

— согласующие резисторы для генераторов

— Резисторы балластные для аварийных генераторных установок

— Разрядные резисторы для получения конденсаторных батарей.

Сопротивление резистора

При анализе электрических цепей переменного тока появляется сопротивление Z. Импеданс — это векторная величина. Импеданс состоит из трех компонентов:
• сопротивление R [Ом]
• индуктивное реактивное сопротивление X _L = ω · L [Ом]
• емкостное реактивное сопротивление X _C = 1 / (ω · C) [Ω]

Вектор импеданса записывается с использованием комплексных чисел:

Z = R + j · X _L -j · X _C
Z = R + j · ω · L> -j · 1 / (ω · C)

Значение вектора импеданса определяется по формуле:
Z = (R ² + (X _L -X _C ) ² ) ^1/2
Z = (R ² + (ω · L-1 / (ω · C)) ² ) ^1/2

_{А после выполнения вычитания между индуктивным реактивным сопротивлением XL и емкостным реактивным сопротивлением XC}
Z = (R ² + X ² ) ^1/2
где
• ω = 2 · π · f — пульсация (круговая частота) [рад / с]
• L — индуктивность [H]
• C — электрическая емкость [F = A · s / V]
• j — мнимая единица → j ² = -1

Для расчета эквивалентного импеданса электрической цепи мы используем те же самые принципы, что и сопротивление, за исключением того, что импеданс на самом деле является векторной величиной, а сопротивление — скалярной величиной.После расчета равного импеданса связь между импедансом Z и проводимостью Y весьма полезна.

Y = 1 / Z
Z = 1 / Y

Единица допуска — Сименс [S].

Допуск также имеет компоненты
Y = G + j · B
, где

• G — проводимость [S]
• B — подстановка [S]
• j — мнимая единица → j ² = -1

В общем, мы различаем два простейших способа подключения импедансов.

— Последовательное соединение импедансов → одинаковый ток течет через резисторы, эквивалентное полное сопротивление равно геометрической сумме импедансов компонентов.
Z = Z ₁ + Z ₂ +… + Z _n

— параллельное соединение импедансов компонентов → одинаковое напряжение подается на выводы импедансов компонентов, тогда величина, обратная эквивалентному импедансу, равна геометрической сумме обратных импедансов компонентов
1 / Z = 1 / Z ₁ + 1 / Z ₂ +… + 1 / Z _n
При параллельном подключении импедансов удобно использовать соотношение между полным сопротивлением и проводимостью.
Y = Y ₁ + Y ₂ +… + Y _n

Компоненты полного сопротивления Z

Импеданс состоит из трех компонентов: сопротивления R, индуктивного реактивного сопротивления XL и емкостного реактивного сопротивления XC.Импеданс — это вектор, математическая форма которого имеет следующий вид:
Z = R + j · X _L -j · X _C , где
— R = ρ · l / S
— X _L = ω · L
— Х _С = 1 / (ω · С)

Применение резистора

Артикул:

Typy rezystorów i ich zastosowanie w nowoczesnym przemyśle

Szeregowe i równoległe łączenie rezystorów

Rezystory (oporniki) – jak to działa?

Impedancja

.