Разновидности резисторов

Существует несколько основных категорий резисторов, о которых мы расскажем далее.

Постоянные резисторы имеют отличительное свойство: сопротивление в них слабо зависит от внешних условий. Незначительные изменения могут вызвать колебания температуры и резкие перепады работы электричества.

Подстроечный вид отличается наличием специального винта, который позволяет манипулировать током в электрической цепи.

Переменный механизм способен на самостоятельное изменение параметров, которое обычно регулируется с помощью ручки. Примером для этого может послужить регулятор силы излучаемого звука.

Фоторезистор способен менять излучаемое сопротивление, руководствуясь светом. Создается данный типаж из полупроводниковых веществ.

Терморезистор меняет свои параметры согласно колебаниям температуры воздуха. Он выполняет важнейшую функцию: а именно регулирует работу отопительных или охладительных систем по достижению температуры воздуха определенных показателей. Именно поэтому терморезисторы можно часто увидеть в инкубаторах и прочих системах.

Область применения резисторов

Резистор играет важнейшую функцию в работе электрических систем. Например, он способен контролировать распределение, мощность и прочие характеристики электричества в автомобиле. Резистор любого размера, находящийся в отопительной системе позволяет точно регулировать количество подаваемого тепла.

Элемент, расположенный в светодиодах, позволяет регулировать интенсивность освещения. Следовательно, данный механизм позволяет нам более точно регулировать параметры работы техники. В противном случае нам приходилось бы пользоваться заранее установленным режимом работы техники без возможности его изменения.

Ток и напряжение выделяет определенную энергию, которую поглощает резистор любого размера. В связи с тем, что энергия не поглощается, а рассеивается, резистор называют пассивной составляющей. Это позволяет резистору работать не только в рамках переменного, а и постоянного тока.

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.

Последовательность соединения резисторов

Существует несколько самых распространенных способов соединения данного элемента, которые мы укажем далее.

• Последовательное соединение актуально в случаях, когда механизм обладаем малым номиналом, однако требуется большое сопротивление.
• Параллельный тип соединения подразумевает мощность сопротивления резистора, равную его общей способности сопротивления.

Заключение

Резистор является важнейших элементов для работы любого электрика. Он позволяет регулировать работу существующей техники, тем самым избавляя от массы ненужных хлопот.

Для того, чтобы подобрать необходимый типаж резистора, необходимо обратить внимание на перечисленные рекомендации, приведенные в нашей статье.

Фото резистора

https://youtu.be/zsmrxsQKJqg

Переменные резисторы | Потенциометры

Все электронные компоненты делятся на два класса активные и пассивные. К классу пассивных относятся резисторы.

Резисторы относятся к наиболее распространенным деталям радиоэлектронной аппаратуры. На их долю приходится от 20 до 45%, т. е. почти до половины общего количества радиодеталей в устройстве. Напомним  основные  теоретические положения.

Принцип работы резистора.

Принцип работы резисторов основан на использовании свойства материалов оказывать сопротивление протекающему току. Функция резисторов — это регулирование и распределение электрической энергии между цепями и элементами схем.

В зависимости от выполняемых функций различают:

• резисторы постоянные, с фиксированной при изготовлении величиной сопротивления,
• и переменные резисторы, величина сопротивления которых может быть изменена путем перемещения подвижного контакта.

Известны два способа включения переменных резисторов в схему: потенциометрический и реостатный.

Под «потенциометром » понимают переменный резистор, предназначенный для работы в потенциометрической схеме.

На практике широкое распространение получили оба способа, используемые в равной мере. Производитель и поставщик электронных компонентов заранее не может знать, в какой именно схеме будет использоваться его изделие.

Напомним, что термин «потенциометр», имеет два совершенно различные значения:

1. электроизмерительный компенсатор, прибор для определения ЭДС или напряжений компенсационным методом измерений.

С использованием мер сопротивления потенциометр может применяться для измерения тока, мощности и др. электрических величин, а с использованием соответствующих измерительных преобразователей — для измерения различных неэлектрических величин: температуры, давления, состава газов ( со-потенциометр обратной связи представляет собой резистивный делитель напряжения, с включенными последовательно резистором и потенциометром между входным контактом контроллера и заземлением), плотности.

Различают потенциометры постоянного и переменного тока.

В потенциометре постоянного тока измеряемое напряжение сравнивается с эдс нормального элемента. Поскольку в момент компенсации ток в цепи измеряемого напряжения равен нулю, измерения производятся без отбора мощности от объекта измерения. Точность измерений при помощи таких потенциометров достигает 0,01%, а иногда и выше.

В электронных автоматических потенциометрах, как постоянного, так и переменного тока измерения напряжения выполняются автоматически; при этом компенсация измеряемого напряжения осуществляется посредством исполнительного механизма (электродвигателя), перемещающего соответствующие движки на сопротивлениях (реохордах) потенциометра.

Исполнительный механизм управляется напряжением небаланса (разбаланса) — разностью между компенсируемым и компенсирующим напряжениями.

Результаты измерений в электронных автоматических потенциометрах выводятся в цифровой форме, что позволяет вводить полученные данные непосредственно в ЭВМ. Помимо измерений, электронные автоматические потенциометры могут выполнять функции регулирования параметров производственных процессов.

В этом случае движок реохорда устанавливают в определённое положение, задающее, например, требуемую температуру объекта регулирования, а напряжение небаланса потенциометры подают на исполнительный механизм, соответственно увеличивающий (уменьшающий) электрический нагрев или регулирующий поступление горючего.

Цифровые потенциометры являются надежной альтернативой механическим потенциометрам и превосходят их по прочности конструкции, точности разрешения, низкому уровню шумов, а также по возможности дистанционного управления.

Конструктивно потенциометры выполнены в виде цепи последовательно соединенных резисторов с управлением токосъема посредством внешнего интерфейса. Выпускаются устройства с линейной или логарифмической зависимостью сопротивления от положения движка. Также, в корпусе микросхемы может быть интегрировано до шести цифровых потенциометров.

2. Делитель напряжения с плавным регулированием сопротивления, устройство (в простейшем случае в виде проводника с большим омическим сопротивлением, снабженного скользящим контактом), при помощи которого на вход электрической цепи может быть подана часть данного напряжения.

Такие делители напряжения применяются в радиотехнике и электротехнике, в аналоговой вычислительной и в измерительной технике, а также в системах автоматики, например в качестве датчиков линейных и угловых перемещений.

Мы используем второе значение термина «потенциометр».

Очень часто вместо термина «потенциометр» используют термин «переменный резистор». Однозначного подхода к использованию терминов нет.

Так ряд производителей в кодировке своих изделий потенциометров используют термин «переменный резистор» и первые символы кода представляют  как «RV» от слов «Resisror variable «, но в технической документации (спецификации, чертежах  описании и т. д. ) используют термин «потенциометр».

Переменный резистор как регулируемый делитель является универсальным изделием для различных приложений.

Основные принципы работы переменного резистора.

При помощи подвижного ползунка некоторый потенциал снимается с элемента сопротивления, имеющего определенное общее напряжение. Следуя этому принципу деления напряжения переменный резистор может использоваться как источник стандартных значений и как датчик позиций. Допустимое напряжение зависит от размера и общего сопротивления.

Элементы сопротивления переменного резистора

Различают следующие элементы сопротивления:

а) Проволока как элемент сопротивления — это очень традиционное исполнение.

В зависимости от значения общего сопротивления используются различные металлические легирующие элементы. Преимущества проволоки, как элемента сопротивления: возможны малые допуски на линейность, на сопротивление и на температурный коэффициент.

Сопротивления общего назначения могут изготавливаться малыми сериями. При этом переменные резисторы отличают прекрасные электрические данные, низкие затраты на изготовление, высокая гибкость.

Недостатками являются низкая разрешающая способность из-за перехода с витка на виток, относительно невысокий срок эксплуатации из-за стирания, высокий электрический уровень шума связанный с износом, малая пригодность при ударных и вибрационных нагрузках и высокой скорости перестановки.

б) Элементы сопротивления гибридной техники.

Эта техника предлагается на рынке лишь немногими изготовителями. Она представлена промежуточным решением между проволокой и проводящими искусственными материалами, как элементами сопротивления. Витки проволоки заполняются в специальном процессе в толстослойной массе и весь элемент покрывается этой пастой.

в) Проводящие искусственные материалы как элементы сопротивления.

Эта современная технология используется прежде всего в современных одновитковых переменных резисторах, и при этом может быть достигнут очень высокий срок их эксплуатации.

Преимущества этой техники: очень высокий срок эксплуатации, практически бесконечная разрешающая способность, высокая устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, высокое число оборотов.

Однако, малые допуски при этом реализовать достаточно трудно, отсюда дороговизна изделий. Плохой температурный коэффициент делает их пригодными только для потенциометров с <360° p=»»>

Механический угол поворота потенциометра

Очень часто и особенно рукой тяжело установить точное желаемое значение, так как это требует точного позиционирования оси переменного резистора, соединенной с ползунком на высокоразрешающем элементе сопротивления. Поэтому различают:

а) Многооборотный переменный резистор.

Примером таких резисторов являются СП5-35. Много лет уже широко известен прецизионный резистор на 10 механических оборотов, то есть с механическим углом поворота до 360°. Исполнение в проволочной гибридной технике может быть приобретено за очень низкую цену.

Из-за очень больших количеств таких переменных резисторов выпускаемых в мире они используются как точные регулировщики напряжения на передних платах измерительных, управляющих и регулирующих приборов. Чем больше механический угол поворота, и тем самым механическое число поворотов, тем выше точность установки.

б) Переменный резистор с одним механическим оборотом (угол поворота 360°)

Этот вид часто используется как аналоговый датчик угла поворота. Для многих применений вполне достаточно одного поворота для всего интервала сопротивления, особенно если весь интервал сопротивления должен быстро выставляться.

Механические виды — наиболее часто используемыми видами являются:

а) Крепления в одной точке
Такие крепления часто используются в сочетании с регуляторами ручного управления или при малых скоростях установки.

Прецизионные резисторы с одноточечным креплением почти всегда оснащены прецизионным подшипником скольжения в нарезной втулке. Поэтому оно рекомендуется только для медленной скорости установки без радиальных и аксиальных нагрузок на ось резистора. Эти переменные резисторы экономически более выгодны, чем соответствующие им резисторы с сервофланцем или с шарикоподшипником.

б) Прецизионный резистор с синхрофланцем (сервофланцем либо шарикоподшипником)
Такие подшипники используются чаще всего в сочетании с моторами и другими элементами привода. Подшипником почти всегда является прецизионный шарикоподшипник, который выдерживает намного более высокое число оборотов, как и более высокие аксиальные и радиальные нагрузки.

При этом монтаж происходит либо с тремя нарезными отверстиями в фланце, либо с тремя, так называемыми, синхронизационными скобами. Такое строение используется в первую очередь для применения потенциометра, как аналогового датчика угла.

Моторные переменные резисторы.

В измерительной, управляющей и регулирующей технике очень часто переменные резисторы используются с приводом от различных моторов.

Существуют различные моторы:

• маленькие моторы постоянного тока (якорь без железа), особенно пригодные для самых низких напряжений разбега,
• миниатюрные шаговые моторы,
• сервомоторы переменного тока.

Все эти моторы могут быть снабжены жесткой передачей с большим числом редуцирований. Основа моторных резисторов включает в себя прежде всего соответствующее сопряжение (а также скользящее сопряжение) как и необходимые детали крепления.

Переменные резисторы характеризуются следующими основными параметрами.

Номинальное значение сопротивления Rном. Измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм), мегаомах (мОм). Номинальные значения сопротивлений указывают на корпусе изделия.

Допустимое отклонение действительного сопротивления  от его номинального значения. Это отклонение измеряется в процентах, оно нормировано и определяется классом точности.

Номинальное значение мощности рассеивания переменного резистора Rном. Этот параметр измеряется в ваттах (Вт). Это наибольшая мощность постоянного или переменного тока, при протекании которого через переменный резистор он может работать длительное время без повреждений.

Мощность Рном, ток I, протекающий через резистор, падение напряжения U на резисторе и его сопротивление r связаны зависимостью: P=UI U=IRВ большинстве устройств радиоэлектронной аппаратуры применяют переменные резисторы с номинальной мощностью рассеивания от 0,05 до 2 Вт.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) резистора. Характеризует относительное изменение сопротивления  переменного резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С и выражается в процентах.

В резисторах ТКС незначительный и составляет в среднем десятые доли — единицы процента. Собственные индуктивность и емкость. Определяются габаритными размерами, конструкцией и влияют на частотный диапазон применения резисторов.

Функциональные и конструктивные особенности переменных резисторов.

Таких характеристик несколько. Перечислим их.

Функциональная зависимость (кривая регулирования). Кривая, которая показывает зависимость величины сопротивления между подвижным контактом и одним из неподвижных контактов проводящего элемента от угла поворота. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Характер нелинейной зависимости определяется схемными задачами, для решения которых предназначен резистор. Наиболее распространенные нелинейные зависимости — логарифмические и обратно-логарифмические.

Разрешающая способность.

Важная характеристика переменных резисторов, показывающая, какое наименьшее изменение угла поворота подвижной системы резистора может быть различимо.

Ее характеризуют минимально допустимым изменением сопротивления при весьма малом перемещении подвижного контакта. У непроволочных резисторов разрешающая способность теоретически неограниченна и лимитируется дефектами и неоднородностями проводящего слоя, контактной щетки и величиной переходного контактного сопротивления.

Шумы вращения.

При вращении подвижной системы резистора, помимо тепловых и токовых шумов на выходное напряжение, зависящее от угла поворота, накладывается еще одна составляющая — напряжение шумов вращения. Их уровень значительно превышает тепловые и токовые шумы в резисторе и достигает 30 –40 дБ. Шумы вращения особенно характерны для непроволочных потенциометров.

Источниками шумов вращения могут быть: шумы переходного сопротивления, возникающие в результате появления контактной разности потенциалов между щеткой и резистивным элементом; термоэлектродвижущая сила, возникающая от нагрева проводящего элемента при быстром вращении подвижной системы.

Токочувствительные (current sensing) чип резисторы компании Panasonic

Введение

В современном мире электроники и автоматики люди не задумываются сколько процессов, связанных с их жизнью, происходят без участия человека. Будь то зарядка аккумуляторной батареи телефона или электрокара, переключение светофора или управление атомным реактором. Все эти процессы происходят без прямого участия человека, человек выполняет лишь функцию оператора, а управление осуществляется автоматически.

В настоящее время выпускается все больше и больше интеллектуальных устройств и очень часто, жизненно важно контролировать процессы, происходящие внутри электроники. Чтобы электроника работала без сбоев, не выходила из строя и служила максимально долго, крайне важно осуществлять контроль этих процессов.

Процесс контроля процессов, происходящих внутри электронных устройств, зачастую осуществляется методом контроль токов, протекающих в цепях. Существуют различные способы контроля токов, происходящих в электрических цепях электроники. Поэтому современные электронные устройства имеют в своем составе ряд сенсоров. Точность контроля зависит от точности выполняемых измерений, и точный контроль силы протекающего тока является одной из важнейших функций. Один из самых распространенных, простых, высокоточных и недорогих способов измерения токов, протекающих в электрических цепях с помощью резисторов.

Резистор и их типы

Резисторы являются самым используемыми компонентами в электронных схемах и занимают примерно 25% позиций в БоМе. В тоже время резистор считается самой простой деталью схемы, зачастую не требующей пристального внимания. Тем не менее незаметный, на фоне полупроводниковых микросхем и других компонентов, резистор выполняет очень важные функции и без резисторов не смогла бы работать практически ни одна электронная схема.

Резисторы — это пассивные элементы, выполняющие ряд второстепенных, но важных функций. Резистор, по определению – сопротивление (от латинского «resisto»), технологически же резистором можно считать любой материал, будь то кусок медного провода, вольфрамовая нить или полоска полупроводникового материала.

Казалось бы, что такого важного в резисторе, но сложно представить современные электронные схемы без тех функций, которые выполняют резисторы: преобразование силы тока в напряжение и наоборот, ограничение протекающего тока, создание делителей напряжения, подавление радиопомех и др.

Существует несколько различных типов резисторов, отличающихся своими параметрами, вариантами исполнения и функциональным назначением: SMD (чип) резисторы, выводные резисторы, проволочные резисторы, токочувствительные резисторы, термисторы, потенциометры и реостаты.

Особую роль играют резисторы в цепях прецизионных схем, где изменение параметров резистора ведет к негативным последствиям. Рассмотрим причины важности правильного выбора резисторов и варианты их применения на основе токочувствительных резисторов.

В качестве параметра, на основе которого можно проводить измерения, контроль и диагностику электронных схем является протекающий в них ток. Такой способ измерения является одним из самых распространенных, и недооценка важности корректного измерения силы тока приводит к дальнейшим проблема работы устройств и добавляет трудностей разработчикам и инженерам, обслуживающим электронику.

Измерение динамического тока всегда было важным параметром для управления производительностью системы и это стало еще более важным с распространением более интеллектуальных функций управления устройств и систем.

Основы измерения тока

Существуют различные способы измерения тока, но измерение тока, протекающего на участке цепи, путем измерения напряжения на резисторе, является самым простым, недорогим и достаточно точным способом. К тому же резисторы не восприимчивы к электромагнитным помехам и имеют компактные размеры.

Способ измерения тока с применением токочувствительного резистора основан на законе Ома (V=IxR), заключается он на измерении падения напряжения на встроенном последовательно с нагрузкой резистором с известным значением сопротивления, и последующим вычислением тока.

Несмотря на видимую простоту и эффективность, такой способ измерения тока имеет ряд конструктивных проблем и тонкостей, которые необходимо учитывать при конструировании устройства. Поскольку токочувствительный резистор включается в цепь последовательно нагрузке он не должен оказывать существенное влияние на ток в цепи, поэтому номинальные значения сопротивления таких резисторов составляют от единиц ом до долей миллимом. Однако, при выборе измерительного резистора с низким значением может сложится ситуация, что падение напряжения на резисторе может стать сопоставимым с входным напряжением смещения расположенной далее аналоговой цепи нормирования сигнала, что отрицательно скажется на точности измерения.

Если измеряемый ток содержит значимую высокочастотную составляющую, необходимо, что бы измерительный резистор обладал малой собственной индуктивностью, из-за возникшего реактивного напряжения на нем, которое может влиять на точность измерения.

Одним из ограничивающих факторов применения токоизмерительных резисторов является рассеиваемая на них мощность (Pрез. = I²xUрез.), и связанную с этим проблему теплоотведения, поэтому токочувствительные резисторы редко применяются в цепях с током более 100А.

Еще один важный вопрос, с которым приходится сталкиваться разработчикам электроники, это вопрос обеспечения электрической изоляции между силовой цепью и токоизмерительной схемой.

Существуют два основных способа измерения тока: со стороны нижнего плеча (low-side), когда измерительный резистор включается в цепь между нагрузкой и «землей» (Рис. 1) и со стороны верхнего плеча «high-side», когда резистор включается со стороны источника питания (между нагрузкой и источником питания). У каждого из этих методов измерения есть свои преимущества и недостатки.

Рисунок 1. Low-side принцип измерения тока (резистор между нагрузкой и «землей»).

Топологию измерения тока со стороны нижнего плеча (low-side), так же часто называют топологией с «общей» цепью, простая в исполнении и наиболее бюджетная, имеет низкое входное синфазное напряжение, но имеет свой недостаток, влияющий на точность измерений, она подвержена помехам от заземляющей цепи.

Так же такой способ измерения тока не дает возможности обнаружить протекание тока в «землю» через нагрузку при коротком замыкании.

Применение данной топологии измерения тока является целесообразным, когда требуется простота и дешевизна и не требуется контроль короткого замыкания, а помехи от заземляющей цепи допустимы.

Способ измерения тока со стороны верхнего плеча «high-side», когда резистор включается со стороны источника питания (между нагрузкой и источником питания) (Рис. 2), исключает попадание помех в токоизмерительную цепь, позволяет контролировать ток утечки в случае пробоя и возникновения короткого замыкания.

Рисунок 2. High-side принцип измерения тока (резистор между нагрузкой и источником).

Однако такая измерительная схема подвержена высоким динамическим изменениям синфазных входных напряжений, требует усложнения конструкции, повышает ее стоимость и требует компоненты с высоким рабочим напряжением.

Поскольку токочувствительный резистор не должен оказывать существенного влияния на протекающий в цепи ток, он имеет маленькое номинальное сопротивление, в результате чего падение напряжения на резисторе имеет малые величины и часто требует усиления перед преобразованием значений.

Таким образом конфигурация цепи для измерения тока основанная на токочувствительном резисторе включает в себя аналоговый усилитель (как правило операционный усилитель ОУ), АЦП для преобразования напряжения в цифровое представление и микроконтроллер.

Резистор, усилитель, АЦП и микроконтроллер могут быть как самостоятельными микросхемами, так и единым блоком системы на кристалле (SoC).

Важно при выборе токочувствительного резистора учитывать все его физические величины: номинальное сопротивление, точность, рассеиваемую мощность, тепловой коэффициент (TCR) и тепловую ЭДС, влияющие на точность измеряемых параметров. С учетом того, что на резисторе рассеивается мощность, вызывающая дополнительный нагрев микросхем, влияющий на конечную точность измерений, в системах с высоким током рекомендуется использовать внешние токочувствительные резисторы.

Выбор токоизмерительного резистора

При использовании токоизмерительного усилителя в разработке, весьма важен выбор параметров токочувствительного резистора. В первую очередь выбираются номинальное сопротивление и мощность этого резистора. Номинал резистора подбирают, исходя из желаемого максимального падения напряжения на нем при максимальном ожидаемом токе, или же исходя из планируемой потери мощности на этом резисторе.

После выбора величины и мощности токоизмерительного резистора определяется допустимое отклонение от номинального значения его сопротивления, так как это напрямую повлияет на точность воспринимаемого напряжения и измеряемый ток.

Тепловая ЭДС токочувствительного резистора является еще одной важной характеристикой. Токочувствительные резисторы должны работать в широком диапазоне токов. Когда ток низкий, тепловая ЭДС резистора добавляет измерительную ошибку к напряжению, создаваемому протекающим через резистор током. Это напряжение ошибки должно быть значительно меньше, чем наименьшее ожидаемое напряжение, создаваемое протекающим через токочувствительный резистор током, сводя к минимуму ошибку измерения.

Однако есть еще один параметр, на первый взгляд не вполне очевидный, о котором часто забывают – это температурный коэффициент резистора. Температурный коэффициент часто указывается в размерности миллионная доля на градус Цельсия (ppm/°C). Он важен, поскольку температура резистора будет расти за счет мощности, рассеиваемой при протекании большого тока через этот компонент. Часто в недорогих резисторах с классом точности менее 1% наблюдается изменение рабочих параметров под влиянием температуры.

Рекомендации по монтажу

Несмотря на их внешний вид, современные токочувствительные резисторы не так просты, как кажутся. В частности, сопротивление токочувствительного резистора фактически состоит из трех частей (рис. 3). Во-первых, есть сопротивление самого резистора. Затем, есть сопротивления выводов этого резистора и дорожек на печатной плате, подключаемых к резистору. Сопротивления выводов и дорожек незначительные, но и сами токочувствительные резисторы обычно имеют очень низкие значения сопротивления. При измерениях больших токов даже небольшие сопротивления выводов вносят в результаты измерения чувствительные погрешность, поскольку они не учтены производителем в спецификациях резистора.

Рисунок 3. Токовый резистор с двумя контактами фактически состоит из трех последовательно соединенных сопротивлений: сопротивление самого резистора (Rsens), 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 токочувствительному резистору (рис. 4).

При этом чрезвычайно большое значение для сохранения точности измерения имеет также правильная трассировка цепей между токоизмерительным резистором и усилителем тока на печатной плате. Чтобы достигнуть высокой точности измерения тока, необходимо использовать схему Кельвина, основанную на четырех точках подключения к токоизмерительному резистору. Первые два соединения нужны для контроля протекающего тока, а два других – для контроля падения напряжения на резисторе. На рисунке 4 показаны различные варианты подключений для контроля тока, протекающего через резистор.

Рисунок 4. Технология монтажа токоизмерительного резистора а), б), в), г

Одной из наиболее распространенных ошибок является подключение входов чувствительного по току усилителя к дорожкам печатной платы, показанное на рисунке 4а, вместо непосредственного подключения к резистору.

Другие допустимые варианты подключения к резистору для измерения тока представлены на рисунках 4б…г. Показанная на рисунке 4г компоновка использует независимое двухпроводное подключение для каждого вывода токоизмерительного резистора. Такой метод наиболее часто используется для резисторов с сопротивлением менее 0,5 мОм, когда паяное соединение способно серьезно изменить сопротивление цепи. Трудно сказать, какой метод компоновки точек подключения даст наилучшие результаты в окончательном варианте печатной платы, так как точность резистора во многом зависит от точки измерения, используемой при его производстве.

Если значение резистора было измерено с внутренней стороны контактных площадок, то наилучший результат измерения обеспечит компоновка, показанная на рисунке 4в. Если значение резистора было измерено на боковой стороне площадок – компоновка, показанная на рисунке 4б, даст наивысшую точность.

Резисторы Panasonic

Компания Panasonic – один из крупнейших мировых производителей электронных компонентов, предлагает более 35 серий токочувствительных резисторов с общим числом элементов более 13 000 наименований.

Все резисторы Panasonic выполнены по специальной технологии «мягкого контакта» (Soft Termination Technology) рис. 5, уменьшающей влияние разностного теплового расширения резистора и PCB, обеспечивающей высокую надежность резисторов и устройства в процессе эксплуатации.

Рисунок 5. Технология производства резисторов с использованием «мягкого контакта»

Разность теплового расширения материалов имеет коэффициент теплового расширения CTE (Coefficient of Thermal Expansion), в процессе пайки и эксплуатации резисторы подвергаются постоянному воздействию механических вибраций и температуры, в результате которых материалы резисторов и PCB сужаются и расширяются с разными значениями. На область припоя (галтели) рис.6 воздействует механическое напряжение, которое может привести к разрушению припоя и/или структуры резистора, увеличить контактное сопротивление, вызвать дополнительный нагрев, ухудшить параметры резистора и привести к выходу из строя как самого компонента, так и устройства в целом. Технология «мягкого контакта» в резисторах Panasonic нивелирует разницу TCE и обеспечивает целостность структуры в течение всего срока эксплуатации.

Рисунок 6. Результат разрушения галтели при разности CTE

Для большего уменьшения влияния сторонних факторов на резисторы, компания Panasonic предлагает резисторы с широкими контактными площадками серии ERJA1, ERJB1, ERJB2, ERJB3, ERJD1, ERJD2 или двойным резистивным слоем серии ERJ2LW, ERJ3LW, ERJ6LW, ERJ2BW, ERJ3BW, ERJ6BW, ERJ8BW, ERJ6CW, ERJ8CW обеспечивающие дополнительную надежность компонентов и схемы в целом.

Резисторы, изготовленные в корпусах с широкой контактной площадкой, обеспечивают рассеивание тепла по всей площади элемента, снижают вероятность разрушения резистора и точек пайки. Кроме того в резисторах с широкими контактами используется технология разделения резистивного слоя на отдельные сегменты и применение компенсационных прорезей в резистивном слое, обеспечивающие превосходные температурные характеристики резистора рис. 7. Материала резистивного слоя, на основе медно-никелевого сплава, примененный при производстве резисторов, обладает низким температурным коэффициентом и позволяет достигнуть максимального уровня рассеивания тепла и отменных температурных характеристик резисторов в процессе эксплуатации рис.8.

Рисунок 7. Структура резистора с широкой контактной площадкой

Рисунок 8. а) теплоотведение резистора с раздельными сегментами, б) обычный резистор

Применение в резисторах двухстороннего резистивного слоя позволяет уменьшить размеры требуемой площади на плате до 45%, увеличить мощность рассеяния резисторов, улучшить характеристики резистора, уменьшить номинальное сопротивление резистора, обеспечить надежность и увеличить срок службы рис.9.

Рисунок 9. Структура резистора с двусторонним резистивным слоем

Т.к. мощность рассеяния резисторов с двусторонним расположением резистивного слоя выше, а допустимые номиналы сопротивления резисторов ниже, чем у обычных резисторов, такие резисторы способны работать с более высокими токами, что позволяет сохранить площадь платы, и повысить надежность устройства.

Применение

Современные электронные устройства, это сложные устройства с множеством внутренних процессов. И контроль этих процессов является важной и неотъемлемой частью. Основным способом осуществления контроля, является измерение тока, протекающего в цепях электронного устройства. Применение токоизмерительных резисторов в электронике один из самых распространенных, недорогих и высокоточных способов измерения тока.

Гигантская популярность современных мобильных телефонов, гаджетов, мобильных вычислительных машин, автономных и переносных устройств, счетчиков ресурсов, систем умного дома и другой электроники требует громадное количество элементов питания, используемых в этих устройствах. И очень важно осуществлять контроль разряда и заряда этих элементов питания, позволяющего продлить срок службы, как элементов питания, так и самих устройств. Простым, надежным, точным и не дорогим способом контроля, является контроль протекающего тока на основе токоизмерительных резисторов.

Большинство современных блоков питания или драйверов для светотехники являются достаточно интеллектуальными приборами, контролирующими массу входных и выходных параметров, таких как наличие короткого замыкания, наличие/отсутствие нагрузки, коррекция мощности, контроль заряда аккумулятора, контроль выходного напряжения и тока. Контроль многих параметров источников питания осуществляется на основе токоизмерительных резисторов.

Робототехника и автоматика неотъемлемая часть современной жизни человека, поднимается лифт, перемалывается кофе в кофе машине, крутится вентилятор, катится электросамокат, работает вытяжка на кухне, работает шуруповерт, все эти устройства используют электромоторы. Многие из схем управления электромоторов этих устройств включают в себя токочувствительные элементы на основе резисторов позволяющие осуществлять контроль и функции защиты.

Современный автомобиль, это порой серьезный вычислительный центр, со множеством мультимедийных, коммуникационных и силовых электронных блоков, содержащий десятки электромоторов, силовых и сигнальных цепей, и высокой степенью контроля средств управления и безопасности автомобиля. Для обеспечения высокой надежности систем автомобиля, крайне важно контролировать электрические процессы и протекающие токи в цепях. Системы контроля токов на основе токоизмерительных резисторов Panasonic способны обеспечить высокую точность и надежность.

Заключение

Технология измерения тока посредством преобразования напряжения с помощью токочувствительных резисторов, в силу простоты схемного решения, стоимости, точности и надежности, является наиболее распространенной в современной электронике.

Уникальная технология производства резисторов, их высокое качество, подтвержденное наличием сертификатов, регламентированных для применения в автомобильной электронике, AEC-Q200, позволяет проектировать и создавать высоконадежные системы контроля и управления с применением токочувствительных резисторов Panasonic. Широкая номенклатура токочувствительных резисторов позволит подобрать требуемые элемент.

Доступность:

Резисторы Panasonic находятся в массовом производстве и доступны для заказа.

Ресурсы:

Линейный резистор — это… Что такое Линейный резистор?

• Полупроводниковый резистор
• Циттель, Карл Альфред

Полезное

Смотреть что такое «Линейный резистор» в других словарях:

• линейный резистор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN linear resistor …   Справочник технического переводчика

• линейный переменный резистор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN linear pot …   Справочник технического переводчика

• ГОСТ 16110-82: Трансформаторы силовые. Термины и определения — Терминология ГОСТ 16110 82: Трансформаторы силовые. Термины и определения оригинал документа: 8.2. Аварийный режим трансформатора Режим работы, при котором напряжение или ток обмотки, или части обмотки таковы, что при достаточной… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Аттенюатор — (фр. attenuer  смягчить, ослабить)  устройство для плавного, ступенчатого или фиксированного понижения интенсивности электрических или электромагнитных колебаний, как средство измерений является мерой ослабления электромагнитного… …   Википедия

• Применение операционных усилителей — В статье описаны некоторые типовые применения интегральных операционных усилителей (ОУ) в аналоговой схемотехнике. На рисунках использованы упрощенные схемотехнические обозначения, поэтому следует помнить, что несущественные детали (соединения с… …   Википедия

• ГОСТ Р 52002-2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий — Терминология ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа: 128 (идеальный электрический) ключ Элемент электрической цепи, электрическое сопротивление которого принимает нулевое либо бесконечно… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Реостатно-контакторная система управления — (сокр. РКСУ) комплекс электромеханического оборудования, предназначенного для регулирования тока в обмотках тяговых электродвигателей (ТЭД) подвижного состава метрополитена, трамвая, троллейбуса и железных дорог. Содержание 1 Принцип действия …   Википедия

• РКСУ — Реостатно контакторная система управления (сокр. РКСУ) комплекс электромеханического оборудования, предназначенного для регулирования тока в обмотках тяговых электродвигателей (ТЭД) подвижного состава метрополитена, трамвая и троллейбуса.… …   Википедия

• Стабилизатор напряжения — У этого термина существуют и другие значения, см. Стабилизатор. Стабилизатор напряжения преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного… …   Википедия

• Трансформатор — У этого термина существуют и другие значения, см. Трансформатор (значения). Трансформатор силовой ОСМ 0,16 Однофазный сухой многоцелевого назначения мощностью 0.16 кВт …   Википедия

Основы измерения тока: Токоизмерительные резисторы. Часть 1

Начинаем публикацию статьи, состоящей из трех частей, в которой рассматриваются недооцениваемые особенности чувствительности при измерении тока. В первой части статьи обсуждаются общие настройки, выбор и реализация токоизмерительного резистора. Во второй части будут рассматриваться действующие совместно схемы, такие как необходимый аналоговый усилительный интерфейс (analog front-end (AFE)) и измерительный усилитель. В третьей части обсуждается использование усилителей при измерении тока в тех случаях, когда нагрузка находится под более высокими напряжениями.

Основы измерения тока

Сила тока является одним из наиболее распространенных параметров, используемых для оценки, контроля и диагностики эффективности работы электронных систем. Поскольку это широко распространенное измерение, разработчики часто сталкиваются с проблемами, если недооценивают особенности точного измерения силы тока.

Наиболее распространенным чувствительным элементом, используемым для регистрации тока, является прецизионный низкоомный резистор, устанавливаемый в разрыв цепи тока. На этом резисторе, обычно называемом шунтом, создается падение напряжения, пропорциональное проходящему через него току. Поскольку шунтовый резистор не должен оказывать существенного влияния на ток, он часто имеет довольно маленькое номинальное сопротивление, порядка нескольких миллиом или долей миллиом. В результате падающее на шунтовом резисторе напряжение также довольно маленькое и часто требует усиления перед преобразованием с помощью АЦП.

Таким образом, общая конфигурация сигнальной цепи для контроля тока включает аналоговый усилитель (AFE) падающего на шунтовом резисторе напряжения, АЦП для преобразования усиленного напряжения в цифровое представление и системный контроллер (рис. 1).

Рис. 1. Самый простой способ измерения протекающего тока связан с использованием шунтового резистора (крайний слева), на котором падает напряжение, пропорциональное протекающему через него току. Усилитель AFE усиливает низкое напряжение на шунтовом резисторе, чтобы использовать полный диапазон измерений АЦП. 

В качестве усилителя AFE обычно используется операционный усилитель или специализированный токовый усилитель, который преобразует небольшое, падающее на шунтовом резисторе дифференциальное напряжение, в повышенное выходное напряжение, которое использует в АЦП полный измерительный диапазон. АЦП, который может быть автономным устройством или встроенным блоком в микроконтроллере или системе на кристалле (SoC), оцифровывает сигнал напряжения и передает полученную информацию управляющему процессору. Системный контроллер использует оцифрованное измерение силы тока, чтобы оптимизировать характеристики системы или внедрить протоколы безопасности, чтобы предотвратить повреждение системы, если ток превышает заданный предел.

Поскольку для преобразования тока в напряжение использован сенсорный компонент в цепи, все физические характеристики резистора (сопротивление, допуск величины, мощность, тепловой коэффициент и тепловая ЭДС) влияют на точность. Следовательно, выбор подходящего шунтового резистора имеет решающее значение для оптимизации измерения тока.

Величина шунтового резистора и падающее на нем напряжение оказывают воздействие на систему. Например, шунтовый резистор со слишком большим сопротивлением может вызвать ненужные потери и понизить напряжение на нагрузке.

Например, при измерении тока, протекающего через обмотку двигателя, пониженное напряжение уменьшает доступную для двигателя электрическую мощность, влияет на его эффективность и/или крутящий момент. Кроме того, большие токи (десятки или сотни ампер), протекающие через шунтовый резистор, приводят к тому, что на резисторе рассеивается значительная энергия в виде выделяемого тепла, понижая точность и эффективность измерения. По этим причинам сопротивление шунта должно быть как можно меньше.

Выбор шунтового резистора для измерения тока

Тот факт, что на шунтовых резисторах рассеивается мощность при протекании через них тока нагрузки, требует минимального значения их сопротивления. Кроме того, для стабильности измерения токоизмерительные резисторы также должны иметь очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Малый ТКС приведет к высокой точности измерения при низкой зависимости от температуры.

Тепловая ЭДС токочувствительного резистора является еще одной важной характеристикой. Токовые шунтовые резисторы должны работать в широком диапазоне токов. Когда ток низкий, например, в приборе с батарейным питанием в режиме сна или ожидания, тепловая ЭДС шунта добавляет измерительную ошибку к напряжению, создаваемому протекающим через резистор током. Это напряжение ошибки должно быть значительно меньше, чем наименьшее ожидаемое напряжение, создаваемое протекающим через шунтовый резистор током, сводя к минимуму ошибку измерения.

Шунтовые резисторы для датчиков тока доступны с двумя или четырьмя контактами. Шунтовый резистор с двумя контактами является наиболее простым случаем для понимания, поскольку он работает так же, как и любой двухконтактный резистор. При протекании тока через двухконтактный шунтовый резистор на его контактах появляется напряжение, пропорциональное протекающему через него току.

Примерами двухконтактных шунтовых резисторов является серия шунтовых резисторов Bourns CSS2 и серия шунтовых резисторов Vishay WSLP. Серия Bourns CSS2 включает шунтовые резисторы с номинальной мощностью от 2 до 15 Вт, сопротивлением от 0,2 до 5 мОм и с максимальным диапазоном тока от 140 до 273 ампер. Типичный резистор из этих серий, CSS2H-2512R-L500F, поставляется в корпусе для поверхностного монтажа 2512, имеет сопротивление 0,5 мОм и номинальную мощность 6 Вт.

Семейство шунтовых резисторов Vishay WSLP включает устройства в нескольких типах корпусов для поверхностного монтажа в диапазоне размеров от 0603 до 2512, с допустимой мощностью от 0,4 до 3 Вт, с сопротивлениями от 0,5 мОм до 0,1 Ом, при допуске 0,5% или 1%. Типичным шунтовым токовым резистором Vishay является WSLP1206R0200FEA, который поставляется в корпусе 1206 с сопротивлением 20 мОм, допуском 1% и номинальной мощностью 1 Вт.

Обратите внимание, что эти токовые шунтовые резисторы для поверхностного монтажа (SMD) имеют незначительные размеры и занимают очень мало места на плате, но поскольку они могут рассеивать значительное количество тепла, их следует размещать достаточно далеко от чувствительных к нагреву компонентов.

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  (R_shunt), сопротивление двух выводов резистора (R_lead) 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 (R_sense), 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.

Что лучше, два вывода или четыре?

Как видно из монтажной схемы печатной платы на рис. 3, невозможно полностью исключить сопротивления выводов в двухконтактном шунтовом резисторе даже при использовании соединения Кельвина. Должен быть определен некоторый допуск для размещения печатной площадки, чтобы учесть ошибку позиционирования, когда шунтовый резистор устанавливается для впаивания на печатную плату.

Кроме того, ТКС медных дорожек печатной платы (3900 м.д. (миллионных долей)/ ?C) намного выше, чем ТКС резистивного элемента шунтового резистора (часто менее 50 м.д./ ?C).  Эти параметрические различия приводят к тому, что изменение сопротивления в дорожках печатной платы намного больше, чем в токочувствительном резисторе, что дает более высокую температурную зависимость токочувствительной цепи.

При использовании двухконтактного шунтового резистора с соединением Кельвина, часто уровень точности для чувствительности по току может оказаться недостаточным во многих случаях с очень высоким током. Для таких случаев производители предлагают шунтовые резисторы с четырьмя контактами, в которых соединение Кельвина реализовано внутри резистора. Таким образом, производитель может полностью контролировать все допуски и температурные коэффициенты, относящиеся к соединению Кельвина (рис. 5).

Токочувствительный резистор с четырьмя контактами, использующий соединение Кельвина, имеет отдельные выводы для протекающего через резистор большого тока и для измерения напряжения, что помогает повысить точность измерений. Кроме того, использование четырехконтактного шунтового резистора с соответствующим соединением Кельвина снижает влияние ТКС, обеспечивая улучшенную температурную стабильность, по сравнению с двухконтактным шунтовым резистором, использующим компоновку печатной платы для реализации соединения Кельвина.

Bourns предлагает несколько четырехконтактных шунтовых резисторов из серии для поверхностного монтажа CSS4 (рис. 6).

Рис. 6. Шунтовые резисторы Bourns CSS4 для поверхностного монтажа используют четырехконтактное соединение Кельвина для максимальной точности измерения тока.

В состав серии Bourns CSS4 входят шунтовые резисторы CSS4J-4026R-L500F 0,5 мОм, 1%, 5 Вт, и  CSS4J-4026K-2L00F 2 мОм, 1%, 4 Вт. Оба эти шунта имеют низкий ТКС, низкую тепловую ЭДС и занимают на плате площадку не более 10 мм × 7 мм.

Заключение

Первым шагом в процессе измерения тока является преобразование электрического тока в более легко измеряемый параметр – напряжение. Токовые шунтовые резисторы являются недорогими компонентами, которые выполняют эту задачу. Однако, как показано в статье, номинальное значение шунтового резистора должно быть низким, чтобы минимизировать его влияние на цепь и рассеиваемую мощность на самом резисторе.

К другим важным параметрам для токовых шунтовых резисторов относятся ТКС и тепловая ЭДС, которые могут значительно повлиять на точность измерения тока.

Наконец, для того, чтобы максимизировать точность измерения, крайне важно не допустить ограничения силы тока, протекающего через шунт, минуя токочувствительный тракт либо с помощью специальной компоновки печатной платы, которая создает соединение Кельвина для двухконтактного шунта, либо с помощью четырехконтактного шунтового резистора.

Поскольку низкое значение сопротивления подразумевает, что падение напряжения на токочувствительном резисторе будет небольшим, во второй части этой статьи будут обсуждаться соображения по проектированию AFE, который усиливает низкое напряжение, упрощая процесс измерения с помощью АЦП.

Принципы работы электрических резисторов

Основным качеством, определяющим рабочие характеристики электрического резистора, является электрическое сопротивление компонента. Это свойство определяет степень, в которой устройство может препятствовать прохождению заряда через цепь. Электрическое сопротивление измеряется в омах (Ом), где 1 Ом позволяет передавать ток в один ампер при воздействии разности потенциалов в один вольт. Это определение ссылается на закон Ома, который гласит, что ток в цепи постоянного тока обратно пропорционален ее сопротивлению и прямо пропорционален ее напряжению.Одно из предостережений в отношении этого устоявшегося правила состоит в том, что для его применения должны быть равны все остальные факторы. Это также может относиться к цепям переменного тока при определенных обстоятельствах.

В этом сообщении блога TT Electronics более подробно исследует принципы работы электрических резисторов.

Что такое электрические резисторы?

Электрические резисторы широко доступны в различных технологиях с различными креплениями и корпусами, и наиболее распространенными типами являются фиксированные резисторы.Они демонстрируют неизменное и заранее заданное электрическое сопротивление, которое нельзя отрегулировать. Общий импеданс подвержен влиянию посторонних явлений, таких как паразитная емкость и индуктивность, которые, как правило, смягчаются типом материала, используемым для предотвращения протекания тока, а также методами регулировки и прекращения.

Некоторые из первых постоянных резисторов были основаны на технологии углеродного состава. Внутри упаковки резистора из углеродной композиции находится смесь мелких углеродных частиц и связующего материала, такого как глина.Они обладают широкими характеристиками электрического сопротивления с плохими допусками и температурными коэффициентами сопротивления, но доказывают надежное регулирование тока и превосходную устойчивость к импульсам и скачкам энергии.

Электрические резисторы из углеродного состава в значительной степени были заменены устройствами, изготовленными методом напыления пленки. В них используется центральный керамический сердечник, покрытый функциональным материалом, таким как углерод, нитрид тантала (TaN) или металлический сплав, такой как нихром (NiCr).В области поверхностного монтажа преобладают толстопленочные чип-резисторы. Эти устройства являются одними из самых дешевых электрических резисторов, а также позволяют разработчикам достичь наивысшего электрического сопротивления.

Электрические резисторы с проволочной обмоткой являются альтернативой устройствам с углеродным составом и пленочным устройствам. Они построены путем наматывания провода на изолирующий сердечник. Они широко используются в цепях линейного ввода и в качестве предохранителей из-за их отказоустойчивых свойств, устойчивых к перенапряжениям. Как правило, они могут выдерживать более высокие скачки тока, чем другие типы резисторов, и хорошо подходят для приложений с высокой мощностью.

Резисторы электрические от TT Electronics

TT Electronics предлагает широкий ассортимент из почти 1000 различных электрических резисторов. Мы рассматриваем все типы монтажа, включая теплоотвод, клей, припой, проволочные резисторы и резисторы в сквозных отверстиях. Если вам нужна дополнительная информация о нашем обширном каталоге электрических резисторов, свяжитесь с нами напрямую.

Работа резисторов — сопротивление, единица, символ, типы, цветовая кодировка, использование

считаются наиболее часто используемым и самым важным компонентом всех электронных схем.Ознакомьтесь с работой, типами, а также применением резисторов в области электроники.

Мы знаем, что основная идея любой электронной схемы — это поток электричества. Он также делится на две категории — проводники и изоляторы. Проводники пропускают поток электронов, а изоляторы — нет. Но количество электричества, которое мы хотим пропустить через них, зависит от резисторов. Если высокое напряжение проходит через проводник, такой как металл, все напряжение проходит через него.Если установлены резисторы, можно контролировать величину напряжения и тока.

Таким образом, «сопротивление можно определить как легкость, с которой что-то пропускает через себя электричество».

Проводник имеет меньшее сопротивление, чем изолятор. Величина, используемая резистором для управления электрической цепью, называется сопротивлением.

Что такое сопротивление?

Определение сопротивления основано на законе Ома, данном немецким физиком Георгом Симоном Омом.

Закон Ома гласит, что напряжение [В] на резисторе прямо пропорционально току [I], протекающему через него. Здесь его сопротивление [R] является константой пропорциональности.

Следовательно, V = I * R

Единица сопротивления

Единица измерения сопротивления в системе СИ — Ом [Ом]. Более высокие кратные и подмножественные значения ом — это килоом [кОм], мегаом [МОм], миллиом и так далее.

Таким образом, сопротивление можно определить как напряжение, необходимое для протекания по цепи тока силой 1 ампер.Если схема требует 100 Вольт для протекания тока в 1 ампер, тогда сопротивление составляет 100 Ом.

Обозначение резистора

Резистор — это пассивное устройство с 2 выводами. Символ приведен ниже.

Обозначение резистора

Работа резистора

Работу резистора можно объяснить тем, что вода течет по трубе. Рассмотрим трубу, по которой может течь вода. Если диаметр трубы уменьшить, поток воды уменьшится.Если сила воды увеличивается за счет увеличения давления, тогда энергия будет рассеиваться в виде тепла. Также будет огромная разница в давлении в головном и хвостовом концах трубы. В этом примере сила, приложенная к воде, аналогична току, протекающему через сопротивление. Приложенное давление можно сравнить с напряжением.

Последовательные и параллельные схемы резисторов

Могут быть случаи, когда два или более резистора должны быть соединены в цепь.Самый простой способ их соединения — последовательно и параллельно.

При последовательном соединении резисторы будут подключены последовательно, и ток, протекающий через резисторы, будет таким же. Напряжение на резисторах будет равно сумме напряжений на каждом резисторе. Вот рисунок резисторов, включенных последовательно. Три резистора R ₁ , R ₂ и R ₃ соединены последовательно. Общее сопротивление _{R всего} дает

R _Итого = ₁ + ₂ + ₃

резисторы последовательно и параллельно

При параллельном соединении резисторы будут включены параллельно, и напряжение, приложенное к каждому компоненту, будет одинаковым.Ток на резисторах будет равен сумме токов на каждом резисторе. На приведенном выше рисунке показано параллельное соединение резисторов. Три резистора R ₁ , R ₂ и R ₃ соединены параллельно. Общее сопротивление _{R всего} дает

1/ _всего = 1/ ₁ + 1/ ₂ + 1/ ₃ .

Следовательно, R _Итого = R ₁ * R ₂ * R ₃ / R ₁ + R ₂ + R ₃

Рассеиваемая мощность резистора определяется уравнением

Мощность, P = I ² * R = V * I = V ² / R

Первое уравнение было получено из первого закона Джоуля, а два других — из закона Ома.

Виды резисторов

Наиболее часто используемые резисторы выглядят одинаково. Они похожи на маленького червяка с цветными полосками сбоку. Доступно множество типов резисторов. Чаще всего встречается керамический стержень, намотанный изнутри медной проволокой. Число витков меди и толщина меди определяют сопротивление компонента. Чем больше витков и меньше толщина, тем больше сопротивление. Существуют также резисторы со спиральным рисунком из углерода вместо медной обмотки.Такие резисторы используются для изготовления резисторов меньшего номинала. Рассмотрим подробнее все резисторы.

Резисторы с керамическим стержнем, намотанным медными проволоками, называются резисторами с проволочной обмоткой. Такие резисторы обладают эффектом индуктивности, поскольку имеют медные обмотки. Несмотря на то, что провода намотаны секциями с чередованием обратного состояния, индуктивность все же создается. Таким образом, используются разные типы обмоток. Один из типов намотки называется методом плоской тонкой формовки, который помогает в значительной степени уменьшить площадь поперечного сечения катушки.Существуют также другие типы обмоток, называемые обмоткой Айртона-Перри и бифилярной обмоткой. Некоторые резисторы с проволочной обмоткой имеют алюминиевый корпус, поэтому их можно подключать к радиаторам, рассеивающим тепло.

2. Резисторы из углеродного состава

Это обычные резисторы с резистивным элементом в форме цилиндра. Резистивный элемент представляет собой смесь углеродного порошка и керамики. Эта смесь скрепляется с помощью смолы. Эта смесь заделана проволочными выводами.Затем он прикрепляется к свинцовым проводам. Значение резистора можно узнать с помощью метода, называемого цветовым кодированием, которое наносится на внешний корпус резистора.

Если концентрация углерода увеличивается, сопротивление компонента снижается. Этот тип резистора сейчас не используется так часто. Хотя этот резистор был очень надежным, его характеристики перегрева и перенапряжения не так надежны.

3. Карбоновая пленка

Этот тип резистора применим для цепей, работающих в широком диапазоне температур.Резистор изготавливается путем нанесения углеродной пленки на изолирующую подложку. Они могут работать в диапазоне от -55 ° C до 155 ° C. Диапазон напряжения варьируется от 100 до 650 вольт при сопротивлении от 1 до 10 МОм.

4. Тонкие и толстопленочные резисторы

Этот тип резистора был основой популярных резисторов для поверхностного монтажа, используемых в настоящее время. Названия различаются по способу нанесения пленки на цилиндр.

Для тонкопленочного резистора используется метод вакуумного напыления, чтобы нанести резистивный материал на изолирующую подложку.Этот тип резистора обычно используется для изготовления печатных плат. Этот тип резистора обеспечивает точное сопротивление, так как можно контролировать весь процесс его изготовления.

Толстые пленки также производятся таким же образом, как и тонкие пленки. Но у них также есть некоторые дополнительные соединения, такие как стекло, а также жидкость для трафаретной печати.

Оба они различаются по диапазону температур, а также по ценам. Тонкие пленки дороже толстых.

5. Резисторы металлопленочные

Этот тип резистора изготавливается путем покрытия никель-хромом [NiCr].Процесс изготовления этого резистора аналогичен процессу изготовления тонкопленочных резисторов. Разница будет в используемых соединениях.

6. Шунтирующий резистор амперметра

Это самый уникальный тип резистора, который используется для измерения тока. Он имеет четыре клеммы и используется в миллиомах и микроомах. Хотя они используются для измерения малых токов, если ток проходит через шунтирующий механизм, их также можно использовать для измерения больших токов. С помощью этого механизма ток измеряется в соответствии с падением напряжения на нем.

Шунтирующий механизм состоит из двух латунных блоков. Между ними проложены полосы из низкотемпературных сплавов сопротивления. Большие болты, ввинченные в блоки, обеспечивают текущие соединения.

Существуют также резисторы других типов, такие как резисторы для размещения выводов, сеточные резисторы и т. Д. Существуют также переменные резисторы, такие как резисторы с ответвлениями, металлооксидный варистор (MOV) и тензодатчик. Чтобы узнать больше, нажмите на следующие ссылки.

ПОСМОТРЕТЬ: ПОТЕНЦИОМЕТР И РЕОСТАТ — РАБОТА И СРАВНЕНИЕ

СМОТРЕТЬ: ПЕРЕМЕННЫЕ РЕЗИСТОРЫ — РАБОТА И ПРИМЕНЕНИЕ

ПОСМОТРЕТЬ: ВАРИСТОР ОКСИДА МЕТАЛЛА (MOV)

Цветовое кодирование

Значение сопротивления определяется по цветовой кодировке.Резисторы имеют цветовую полосу, показанную на их внешнем покрытии. Вот шаги, чтобы определить номинал резистора.

• Все резисторы имеют три цветных полосы, за которыми следует пробел, а затем четвертая цветная полоса. Четвертая полоса цвета будет коричневой, красной, золотой или серебряной.
• Чтобы прочитать цвета, поверните его так, чтобы слева были три последовательных цвета, затем пробел и остальные цвета.
• Первые два цвета слева обозначают первые две цифры значения.Третий цвет представляет собой цифровой множитель. То есть он показывает, на сколько вам нужно умножить первые два числа. Таким образом, если у вас есть сопротивление с первыми тремя цветами, коричневым, черным и красным, значение сопротивления будет 10 * 100 = 1000 Ом или 1 кОм.
• Последняя полоса после пробела указывает допуск резистора. Это указывает на диапазон точности резистора. Таким образом, наряду с тремя цветами выше, если четвертый цвет — золотой, это означает, что у вас есть допуск в пределах +/- 5%.Таким образом, фактическое значение сопротивления может составлять от 950 Ом до 1 кОм.
• Также могут быть резисторы пяти цветов. Если это так, первые три представляют собой цифры, четвертая — множитель, а пятая — процент допуска. Это указывает на то, что более точное значение используемого резистора может быть получено с помощью 5-цветного резистора.

Обратите внимание на цвета и соответствующие им номера, приведенные ниже.

Цветовая кодировка резисторов

Применение резисторов

Хотя резисторы могут вызывать потери электричества, они имеют множество преимуществ и применений в нашей повседневной жизни.

• Сопротивление — один из основных ингредиентов в работе лампочки. Когда электричество проходит через нить накала лампы, она ярко горит, так как становится очень горячей из-за своего меньшего размера. Хотя этот механизм расходует много электроэнергии, мы вынуждены использовать его для получения света. Свет, используемый в настоящее время, более эффективен, чем старые лампы накаливания.
• Аналогичная нить накала является основным ингредиентом в работе некоторых из наших обычных бытовых приборов, таких как электрические чайники, электрические радиаторы, электрические души, кофеварки, тостеры и так далее.
• Нам также помогает применение переменного сопротивления. Наши телевизоры, радиоприемники, громкоговорители и т. Д. Работают по этому принципу.

— принцип работы, характеристики, применение, преимущества

Два типа цепей, которые обычно используются для подачи электроэнергии, — это последовательные цепи и параллельные цепи. Главный принцип любой электрической схемы — подача электричества на электрическое устройство. Эта статья дает вам представление о последовательной схеме, принципе работы, характеристиках последовательной схемы, приложениях, преимуществах и недостатках.

Цепь, в которой электричество должно проходить через все компоненты в цепи и не имеет альтернативного пути, называется последовательной цепью.

В этой схеме все компоненты соединены в один контур. Самый распространенный пример последовательной схемы — это необычные светильники или струнные светильники.

Рис. 1 — Пример последовательной схемы

Как построена последовательная схема (принцип работы)

Путь для потока электронов (электричества) называется схемой.Назначение любой электрической цепи — подавать электричество для прибора или любого другого электрического устройства. Эти устройства называются нагрузками. Прежде чем нагрузка сработает, электричество должно пройти определенный путь от источника к нагрузке и обратно к источнику.

На рисунке ниже показана типичная последовательная цепь, в которой резисторы (R1, R2, R3) последовательно подключаются, а конец одного резистора соединяется с другим концом следующего резистора, образуя петлю. Ток течет от отрицательной клеммы. батареи через резисторы, и, следовательно, ток одинаков во всех компонентах в последовательной цепи.

Общее сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений. Напряжение на разных резисторах разное, а сумма падений напряжения на каждом компоненте (резисторе) равна приложенному напряжению. Разрыв в последовательной цепи остановит ток через цепь.

Рис. 2 — Схематическое изображение последовательной цепи

Ниже приведены важные характеристики последовательных схем:

Сопротивление

R _T = R1 + R2 + R3 +…..R _n

Где R _T = общее сопротивление

Если R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 40 Ом

R _T = 10 + 20 + 40

R _T = 70 Ом

Предположим, что приложенное напряжение (В) = 10 В, тогда ток (I) можно рассчитать по формуле:

I = V / R = 10/70 = 1/7 Ампер = 0,1428 Ампер = 142,8 мА

I = 142,8 мА

Поскольку значения сопротивления и тока известны, напряжение можно рассчитать по формуле:

В = IR

Назовем напряжение на резисторе 1, 2, 3 как E _R1, E _R2 и E _R3 соответственно.

E _R1 = IxR1 = 0,142 x 10 = 1,42 В

E _R2 = IxR2 = 0,142 x 20 = 2,84 В

E _R3 = IxR3 = 0,142 x 40 = 5,6 v

Поскольку мы знаем, что сумма падений напряжения на каждом резисторе равна приложенному напряжению,

E _T = E _R1 + E _R2 + E _R3 = 1,42 + 2,84 + 5,68

= 9,94 В (с ошибкой округления) ≈ 10 В (приложенное напряжение)

Применения последовательной цепи

Применения последовательных схем включают:

• Последовательные резистивные цепи используются в маломощных схемы.
Цепи серии
• используются в схемах делителя напряжения.

К преимуществам последовательной схемы относятся:

• Простота проектирования и изготовления схемы.
• Если компонент выходит из строя, текущий поток останавливается.
• Он действует как регулятор тока.
• Стоимость построения последовательной цепи меньше по сравнению с параллельной схемой.

К недостаткам последовательной схемы относятся:

• Если одна лампочка в последовательном соединении перегорела, то в цепи не будет протекать ток.
• При увеличении нагрузки, т. Е. При подключении большего количества ламп, свет становится тусклее.

  Также прочтите:  
  Что такое цифровой вольтметр - как он работает, типы, применения, преимущества  
  Что такое технология Li-Fi - как это работает, области применения и преимущества  

10 видов использования резисторов — DewWool

Резистор — это электрический компонент с двумя выводами, который препятствует прохождению электрического тока. Резистор уменьшает ток, регулирует уровни сигнала, делит напряжения и замыкает линии передачи.Резисторы используются в системах управления двигателями, в системах распределения питания, а также в качестве испытательных нагрузок для генераторов. Резисторы — один из самых распространенных элементов, которые вы встретите в любой электрической сети или цепи. В этой статье мы рассмотрим 10 вариантов использования резисторов.

Ток в цепи можно контролировать с помощью резисторов. Этот тип компоновки обычно полезен для управления функциями схемы, такими как изменение скорости двигателя, высоты тона музыкального тона, громкости усилителя и т. Д.

Когда резисторы соединены последовательно, напряжение на каждом резисторе падает, чтобы обеспечить требуемые значения потенциала устройства. Это становится критичным, когда входной потенциал очень высок по сравнению с рабочим потенциалом устройства.

Вы могли заметить, что нить накаливания таких устройств, как обогреватель, тостер, электрическая плита, микроволновая печь и т. Д., Светится из-за высокой температуры.Это связано с тем, что металлическая нить накала действует как резистор, и при прохождении тока через нее выделяется тепло.

Полупроводниковые устройства, такие как светодиоды и транзисторы, чувствительны к значениям входного тока. Следовательно, в цепи используются резисторы для регулирования входного значения тока.

Согласно закону нагрева в джоулях, тепло прямо пропорционально сопротивлению, квадрату тока и времени [H = I ² Rt].Это можно использовать для регулирования температуры путем изменения факторов тока и времени.

Плавкие резисторы используются для защиты от короткого замыкания. Когда мощность превышает установленный предел, то предохранитель сгорает и спасает остальные компоненты в цепи. Когда мощность ниже установленных пределов, он работает как обычный резистор.

Термисторы широко используются в датчиках температуры.Эти резисторы изменяют свое значение сопротивления в зависимости от температуры. Обычно они состоят из оксидов металлов.

В электрических лампах и других подобных осветительных элементах для генерации света используется резистивная нить. Хотя сегодня большинство осветительных элементов построено на светодиодах.

• Большинство устройств на основе электрических цепей в наших домах используют резисторы, такие как пульт дистанционного управления, мобильные зарядные устройства, телевизоры, фены и т. Д.
• В электрооборудовании, таком как нагревательные стержни, чайник, утюг, лампочка и т. Д., Использовались резистивные нити.

Схема моста Уитстона | Теория, пример и приложения

В этом уроке мы узнаем о мосте Уитстона. Мы увидим принцип работы моста Уитстона, несколько примеров схем и некоторые важные приложения.

Введение

В мире аналоговой электроники мы сталкиваемся с различными сигналами, некоторые из которых измеряются изменениями сопротивления, а некоторые — изменениями индуктивности и емкости.

Если мы рассмотрим сопротивление, большинство промышленных датчиков, таких как температура, деформация, влажность, смещение, уровень жидкости и т. Д., Выдают изменение значения сопротивления для эквивалентного изменения соответствующей величины. Следовательно, существует потребность в формировании сигнала для каждого датчика, основанного на сопротивлении.

Например, простейшее устройство, которое мы можем придумать, — это светозависимый резистор или LDR. Как следует из названия, LDR — это устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от количества падающего на него света.

Обычно измерение сопротивления делится на три типа:

• • Измерение низкого сопротивления
  • Измерение среднего сопротивления
  • Измерение высокого сопротивления

Если измерение сопротивления составляет от нескольких микроом до миллиомов, то это считается измерением низкого сопротивления. Это измерение фактически используется в исследовательских целях. Измерение сопротивления от 1 Ом до нескольких сотен кОм обычно относится к измерению сопротивления среды.Под эту категорию подпадают измерения обычных резисторов, потенциометров, термисторов и т. Д.

Считается, что измерение очень высокого сопротивления составляет от нескольких мегаом до более 100 мегаом. Для определения среднего значения сопротивления используются разные методы, но в основном используется мост Уитстона.

Что такое мост Уитстона?

являются одними из самых популярных и популярных электрических инструментов, часто используемых в схемах измерения, схемах преобразователей, схемах переключения, а также в генераторах.

Мост Уитстона — одна из самых распространенных и простых мостовых сетей / схем, которые можно использовать для очень точного измерения сопротивления. Но часто мост Уитстона используется с датчиками для измерения физических величин, таких как температура, давление, деформация и т. Д.

Мост Уитстона используется в приложениях, где небольшие изменения сопротивления должны измеряться датчиками. Это используется для преобразования изменения сопротивления в изменение напряжения преобразователя. Комбинация этого моста с операционным усилителем широко используется в промышленности для различных преобразователей и датчиков.

Например, сопротивление термистора изменяется при изменении температуры. Аналогичным образом, тензодатчик, когда он подвергается давлению, силе или перемещению, его сопротивление изменяется. В зависимости от типа применения мост Уитстона может работать как в сбалансированном, так и в несбалансированном состоянии.

Мост Уитстона состоит из четырех резисторов (R ₁ , R ₂ , R ₃ и R ₄ ), которые соединены в форме ромба с источником питания постоянного тока, подключенным через верхнюю и нижнюю точки. (C и D в цепи) ромба, и выходной сигнал берется через два других конца (A и B в цепи).

Этот мост используется для очень точного определения неизвестного сопротивления путем его сравнения с известным значением сопротивлений. В этом мосту для поиска неизвестного сопротивления используется состояние Null или Balanced.

Чтобы этот мост находился в сбалансированном состоянии, выходное напряжение в точках A и B должно быть равно 0. Из приведенной выше схемы:

Мост находится в сбалансированном состоянии, если:

В _ВЫХ = 0 В

Чтобы упростить анализ приведенной выше схемы, перерисуем ее следующим образом:

Теперь для сбалансированного состояния напряжение на резисторах R ₁ и R ₂ равно.Если V ₁ — это напряжение на R ₁ , а V ₂ — это напряжение на R ₂ , то:

В ₁ = В ₂

Точно так же равны напряжения на резисторах R ₃ (назовем его V ₃ ) и R ₄ (назовем его V ₄ ). Итак,

В ₃ = В ₄

Соотношения напряжений можно записать как:

В ₁ / В ₃ = В ₂ / В ₄

Из закона Ома получаем:

I ₁ R ₁ / I ₃ R ₃ = I ₂ R ₂ / I ₄ R ₄

Так как I ₁ = I ₃ и I ₂ = I ₄ , получаем:

R ₁ / R ₃ = R ₂ / R ₄

Из приведенного выше уравнения, если мы знаем номиналы трех резисторов, мы можем легко вычислить сопротивление четвертого резистора.

Альтернативный способ расчета резисторов

Из перерисованной схемы, если V _IN является входным напряжением, тогда напряжение в точке A будет:

В _IN (R ₃ / ( _R + R ₃ ))

Аналогично, напряжение в точке B:

V _IN (R ₄ / (R ₂ + R ₄ ))

Для балансировки моста V _OUT = 0. Но мы знаем, что V _OUT = V _A — V _B .

Итак, в состоянии сбалансированного моста,

В _А = В _В

Используя приведенные выше уравнения, получаем:

V _IN (R ₃ / (R ₁ + R ₃ )) = V _IN (R ₄ / (R ₂ + R ₄ ))

После простых манипуляций с приведенным выше уравнением получаем:

R ₁ / R ₃ = R ₂ / R ₄

Из приведенного выше уравнения, если R ₁ — неизвестный резистор, его значение можно рассчитать на основе известных значений R ₂ , R ₃ и R ₄ .Как правило, неизвестное значение называется R _X , а из трех известных сопротивлений один резистор (в основном R ₃ в приведенной выше схеме) обычно является переменным резистором, называемым R _V .

Найдите неизвестное сопротивление с помощью сбалансированного моста Уитстона

В приведенной выше схеме предположим, что R ₁ — неизвестный резистор. Итак, назовем его R _X . Резисторы R ₂ и R ₄ имеют фиксированное значение. Это означает, что соотношение R ₂ / R ₄ также является фиксированным.Теперь, из приведенного выше расчета, чтобы создать сбалансированное состояние, соотношение резисторов должно быть равным, то есть

R _X / R ₃ = R ₂ / R ₄

Поскольку соотношение R ₂ / R ₄ является фиксированным, мы можем легко настроить другой известный резистор (R ₃ ) для достижения вышеуказанного условия. Следовательно, важно, чтобы R ₃ был переменным резистором, который мы называем R _V .

Но как определить состояние равновесия? Здесь можно использовать гальванометр (амперметр старой школы).Поместив гальванометр между точками A и B, мы можем определить состояние равновесия.

Включив в цепь R _X , отрегулируйте R _V до тех пор, пока гальванометр не будет указывать на 0. На этом этапе запишите значение R _V . Используя следующую формулу, мы можем рассчитать неизвестный резистор R _X .

R _X = R _V (R ₂ / R ₄ )

Несбалансированный мост Уитстона

Если V _OUT в приведенной выше схеме не равно 0 (V _OUT ≠ 0), говорят, что мост Уитстона является несбалансированным мостом Уитстона.Обычно несбалансированный мост Уитстона часто используется для измерения различных физических величин, таких как давление, температура, деформация и т. Д.

Для того, чтобы это работало, преобразователь должен быть резистивного типа, т.е. сопротивление преобразователя изменяется соответствующим образом при изменении измеряемой величины (температуры, деформации и т. Д.). Вместо неизвестного резистора в предыдущем примере расчета сопротивления мы можем подключить преобразователь.

Мост Уитстона для измерения температуры

Давайте теперь посмотрим, как мы можем измерить температуру с помощью несбалансированного моста Уитстона.Преобразователь, который мы собираемся использовать здесь, называется термистором, который представляет собой резистор, зависящий от температуры. В зависимости от температурного коэффициента термистора изменения температуры будут увеличивать или уменьшать сопротивление термистора.

В результате выходное напряжение моста V _OUT станет ненулевым значением. Это означает, что выходное напряжение V _OUT пропорционально температуре. Калибровав вольтметр, мы можем отображать температуру в терминах выходного напряжения.

Мост Уитстона для измерения деформации

Одним из наиболее часто используемых приложений моста Уитстона является измерение деформации. Тензодатчик — это устройство, электрическое сопротивление которого изменяется пропорционально механическим факторам, таким как давление, сила или деформация.

Обычно диапазон сопротивления тензодатчика составляет от 30 Ом до 3000 Ом. Для данной деформации изменение сопротивления может составлять лишь часть полного диапазона. Поэтому для точного измерения частичных изменений сопротивления используется конфигурация моста Уитстона.

На схеме ниже показан мост Уитстона, в котором неизвестный резистор заменен тензодатчиком.

Из-за внешней силы сопротивление тензодатчика изменяется, и в результате мост становится неуравновешенным. Выходное напряжение можно откалибровать для отображения изменений деформации.

Одна из популярных конфигураций тензодатчиков и моста Уитстона — это весы. При этом тензодатчики тщательно устанавливаются как единый блок, называемый тензодатчиками, который является преобразователем, преобразующим механическую силу в электрический сигнал.

Обычно весы состоят из четырех тензодатчиков, где два тензодатчика расширяются или растягиваются (тип растяжения) при воздействии внешней силы, а два тензодатчика сжимаются (тип сжатия) при приложении нагрузки.

Если тензодатчик либо растянут, либо сжимается, сопротивление может увеличиваться или уменьшаться. Следовательно, это вызывает разбалансировку моста. Это дает показание напряжения на вольтметре, соответствующее изменению деформации. Если напряжение, приложенное к тензодатчику, больше, то разница напряжений на выводах измерителя больше.Если деформация равна нулю, мост уравновешивается, и счетчик показывает нулевые показания.

Речь идет об измерении сопротивления с помощью моста Уитстона для точного измерения. Из-за дробного измерения сопротивления мосты Уитстона в основном используются при измерениях тензодатчиков и термометров.

Приложения

1. Мост Уитстона используется для точного измерения очень низких значений сопротивления.
Мост Уитстона
2. вместе с операционным усилителем используется для измерения физических параметров, таких как температура, деформация, свет и т. Д.
3. Мы также можем измерить величины емкости, индуктивности и импеданса, используя вариации моста Уитстона.

Заключение

Путеводитель по мосту Уитстона для начинающих. Вы узнали, что такое схема моста Уитстона, в чем смысл сбалансированного моста, как рассчитать неизвестное сопротивление с помощью моста Уитстона, а также как несбалансированный мост Уитстона можно использовать для измерения различных физических величин, таких как температура и деформация.

Функции и применение резисторов

Введение

Многие предметы в нашей повседневной жизни связаны с резисторами, но некоторые из них очень большие, а некоторые очень маленькие. Резистор, о котором мы здесь говорим, представляет собой резистор в электронном устройстве, но резистор часто называют резистором. Резистор — практически незаменимая часть любой электронной схемы. Как следует из названия, роль резистора заключается в блокировании действия электронов.Основными функциями схемы являются: буферизация, нагрузка, деление напряжения и шунтирование, защита и так далее.

Значение сопротивления резистивного элемента обычно зависит от температуры, материала, длины и площади поперечного сечения. Физической величиной, которая измеряет величину сопротивления сопротивления, является температурный коэффициент, который определяется как процентное изменение значения сопротивления при каждом повышении температуры на 1 ℃. Основная физическая характеристика резистора заключается в том, что он преобразует электрическую энергию в тепловую.Также можно сказать, что это энергоемкий компонент, через который генерируется ток для выработки внутренней энергии. Резистор обычно работает как парциальное давление или шунт в цепи. Что касается сигналов, то через резистор могут проходить как сигналы переменного, так и постоянного тока.

Каталог

I Функции резистора

Влияние объекта, препятствующего прохождению тока, называется сопротивлением, и элемент, образованный таким элементом Препятствие называется резистором, или просто резистором.

Резистор — это наиболее широко используемый тип схемных компонентов, составляющий более 30% от общего количества компонентов в электронных устройствах. Качество резисторов имеет большое влияние на стабильность схемы. В схеме основной функцией резисторов является стабилизация и регулирование тока и напряжения в цепи, то есть снижение напряжения, деление напряжения, ограничение тока, шунтирование, изоляция, фильтрация (с конденсаторами), согласование и регулировка амплитуды сигнала. .

1.1 Ограничение тока

Чтобы гарантировать, что ток, проходящий через устройство, не превышает номинальное значение или требуемое значение для фактической работы, чтобы обеспечить нормальную работу устройства, обычно в цепи последовательно подключается переменный резистор. . При изменении сопротивления изменяется и величина тока. Мы называем этот резистор, который может ограничивать величину тока, резистором ограничения тока.

1.2 Токовый шунт

Когда несколько электроприборов с разными номинальными токами необходимо подключить к главной цепи одновременно, резистор может быть подключен параллельно на обоих концах электрического устройства с небольшим номинальным током, который действует как «шунт».

1.3 Подразделение по току

Общие электрические приборы имеют маркировку номинального напряжения. Если напряжение источника питания выше номинального напряжения электроприбора, электроприбор нельзя напрямую подключать к источнику электропитания.

В этом случае прибор можно подключить последовательно с резистором подходящего сопротивления, чтобы разделить часть напряжения, и прибор может работать при номинальном напряжении. Такой резистор мы называем резистором делителя.

II Состав резистора

Это двухконтактный электронный компонент, сделанный из резистивного материала, имеющий определенную структуру и способный ограничивать ток в цепи. Резистор, сопротивление которого нельзя изменить, называется постоянным резистором, а переменное сопротивление называется потенциометром или переменным резистором. Идеальный резистор является линейным, то есть мгновенный ток резистора пропорционален приложенному мгновенному напряжению.Некоторые специальные резисторы, такие как термистор, варистор и чувствительный элемент, нелинейны по отношению к току. Резисторы — это наиболее широко используемые компоненты в электронных схемах. Обычно они формируются в разных сериях в зависимости от мощности и сопротивления, которые выбирают разработчики схем. В основном они используются в цепи для регулирования и стабилизации тока и напряжения. Их также можно использовать в качестве шунта и делителя напряжения или в качестве согласующей нагрузки. В зависимости от требований схемы, они также могут использоваться для отрицательной или положительной обратной связи усилительных цепей, преобразования напряжение-ток, компонентов защиты по напряжению или току от входной перегрузки и RC-цепей для генерации, фильтрации, обхода, дифференцирования, интеграции и время.Постоянные элементы и т. Д.

III Основные принципы резистора

Резистор состоит из трех частей: резистора, каркаса и выводного конца (резистор и каркас резистора с твердым сердечником объединены в одну ), а величина сопротивления определяется только резистором. Для резистора с однородным поперечным сечением значение сопротивления равно

ρ — удельное сопротивление резистивного материала (Ом · см)

L — длина корпуса резистора (см)

A — поперечное площадь поперечного сечения резистора (квадратный сантиметр)

Толщина d тонкопленочного резистора мала, ее трудно измерить, а ρ зависит от толщины, поэтому ее считают константой, связанной с материалом пленки, т.е. называется сопротивлением пленки.Фактически, это сопротивление квадратной пленки, поэтому его также называют квадратным сопротивлением (Ом / квадрат).

W — ширина пленки (см). Обычно Rs должно быть в ограниченном диапазоне, и Rs будет влиять на стабильность работы резистора, если оно слишком велико. Следовательно, на цилиндрическом корпусе резистора есть канавки, а плоский корпус резистора используется для травления меандрирующего рисунка, чтобы расширить диапазон сопротивления и выполнить точную настройку сопротивления.

IV Классификация резисторов

4.1 Классификация по характеристикам сопротивления:

постоянный резистор, регулируемый резистор, специальный резистор (чувствительный резистор).

4,2 Классификация по форме:

цилиндрический резистор, кнопочный резистор, резистор SMD и т. Д.

4.3 Классификация по материалам изготовления:

(сопротивление углеродной пленки, сопротивление металлической пленки, сопротивление металлооксидной пленки, сопротивление синтетической пленки), проволочный резистор, цементный резистор и т. Д.

4,4 Классификация по способу установки:

и резистор SMD.

4,5 Классификация по функциям:

нагрузочный резистор, резистор выборки, шунтирующий резистор, защитный резистор и т. Д.

4,6 Классификация по проводам:

Резистор с осевым выводом и резистор без вывода.

V C характеристики и приложения из C ommon R esist ors

5.1 Углеродный пленочный резистор

Углеродный пленочный резистор является одним из пленочных резисторов. Он использует технологию высокотемпературного вакуумного покрытия, чтобы прикрепить углерод к поверхности керамического стержня, чтобы сформировать углеродную пленку, а затем разрезать ее с помощью подходящего соединения, а поверхность покрыта эпоксидной смолой для защиты. Поверхность часто покрывают зеленым защитным лаком. Толщина углеродной пленки определяет величину сопротивления, а толщина контрольной пленки и канавки обычно используются для управления резистором.Сопротивление углеродной пленки также называют «сопротивлением углеродной пленки термическому разложению». Это тонкопленочный резистор, в котором углеводород термически разлагается при высокой температуре в вакууме и откладывается на подложке.

Характеристики

(1) Точность: 2% ~ 5%, высокая точность, прецизионные резисторы могут быть получены путем регулировки значения сопротивления резьбы для обрезки пленки.

(2) Диапазон сопротивления: широкий, обычно 2,1 Ом ~ 10 МОм.

(3) Номинальное сопротивление: E-48.

(4) Верхний предел напряжения.

(5) Превосходная долговременная стабильность, изменение напряжения мало влияет на значение сопротивления и имеет отрицательный температурный коэффициент.

(6) Он обладает хорошими высокочастотными характеристиками и может быть изготовлен из высокочастотных резисторов и резисторов сверхвысоких частот с низким ЭДС собственного шума ниже 10 мкВ / В.

(7) Импульсная нагрузка стабильна, адаптируемость к импульсу хорошая. Он широко используется в цепях переменного, постоянного и импульсного тока.

Приложения

Углеродные пленочные резисторы раньше были наиболее часто используемыми резисторами для электроники, электроприборов и информационных продуктов. Они самые дешевые и обладают высокой надежностью и стабильностью качества. Поскольку это свинцовый резистор, его легко установить и отремонтировать вручную, а также он является самым дешевым из свинцовых резисторов. Сейчас он используется в недорогих продуктах, таких как блоки питания и адаптеры, или в продуктах ранних разработок.

5.2 Металлопленочный резистор

Металлопленочный резистор изготавливается путем нанесения слоя порошка сплава на фарфоровую подложку в вакууме. Различные значения сопротивления можно получить, изменяя толщину или длину металлической пленки. К металлопленочным резисторам в основном относятся КН, РС и РК.

По своей термостойкости, шумовому потенциалу, температурному коэффициенту, коэффициенту напряжения и другим электрическим свойствам он превосходит углеродные пленочные резисторы. Процесс изготовления металлопленочного резистора относительно гибкий.Он может не только регулировать состав материала и толщину пленки, но и регулировать значение сопротивления путем проточки канавок, что позволяет превратить его в резистор с хорошими характеристиками и широким диапазоном сопротивления.

Характеристики

(1) Фарфоровый сердечник с высокой теплопроводностью.

(2) Высокопрочная металлическая пленка.

(3) Хорошая прессовая посадка: высокая надежность торцевой крышки.

(4) Высокая изоляция.

(5) Соответствие MIL и EIA: стандартный цветовой код.

(6) Хорошая паяльная проволока.

Применения

По сравнению с сопротивлением углеродной пленки этот вид сопротивления имеет небольшие размеры, низкий уровень шума и хорошую стабильность, но его стоимость высока. Он широко используется в качестве прецизионного и высокостабильного резистора, а также широко используется в различных радиоэлектронных устройствах.

5.3 Прецизионный металлопленочный резистор

Он изготовлен из никель-хромовых или аналогичных сплавов, плотно прикрепленных к поверхности керамических стержней с помощью технологии нанесения высокотемпературного вакуумного покрытия.После вырезания и отладки значения сопротивления может быть достигнуто окончательное требуемое прецизионное значение сопротивления. Затем нарезаются соответствующие стыки и поверхность покрывается эпоксидной смолой для защиты.

Характеристики

(1) Усовершенствованная технология тонких пленок.

(2) Низкий температурный коэффициент.

(3) Хороший отвод тепла.

(4) Превосходная общая стабильность.

(5) Высокая производительность и низкая стоимость.

Приложения

Поскольку это резистор свинцового типа, он удобен для ручной установки и обслуживания и используется в большинстве бытовых приборов, средств связи и контрольно-измерительных приборов.

5.4 Резистор с проволочной обмоткой

Резистор с проволочной обмоткой изготовлен из никель-хромовой, марганцево-медной проволоки и константановой проволоки на фарфоровой трубке и делится на фиксированный и регулируемый. К общим резисторам обмотки относятся цементные резисторы, предохранительные резисторы и т. Д.

Характеристики

(1) Негорючий резистор покрытия обмотки.

(2) Устойчив к высокому давлению.

(3) Быстрый отвод тепла.

(4) Превосходная перегрузочная способность за короткое время.

(5) Низкий уровень шума.

(6) Значение сопротивления не меняется с годами.

Приложения

Он в основном используется в низкочастотной цепи переменного тока, чтобы играть роль снижения напряжения, шунтирования, нагрузки, обратной связи, преобразования энергии, согласования, или в цепи источника питания, чтобы играть роль поглотителя и напряжения делитель, может также использоваться в качестве колебательного контура и регулировки затухания трансформатора и шунта цепи формирования импульсов.Кроме того, он также может использоваться для разряда и искрогашения конденсаторов ступеней фильтра в выпрямителях. В то же время его можно широко использовать в бытовой технике, медицинском оборудовании, автомобильной промышленности, железной дороге, авиации, военной технике и других областях.

5.5 Страховой резистор

Страховой резистор также известен как предохранительный резистор. Плавкий резистор выполняет функцию как резистора, так и предохранителя. Обычно используется только как резистор.Когда ток становится слишком большим, для защиты машины используется предохранитель. Патч-предохранитель обычно зеленого цвета и имеет белый номер «000» или номинальный ток. Когда нагрузка цепи закорочена и возникает перегрузка по току, температура плавкого резистора повышается до 500 ~ 600 C за очень короткое время. В это время резистивный слой сдувается теплом и действует как страховка для достижения цели повышения безопасности всей машины.

5.6 Цементный резистор

Цементный резистор также представляет собой своего рода плавкий предохранитель, который намотан на термостойкий фарфор и защищен термостойкими, влагостойкими и коррозионно-стойкими материалами. Цементный резистор формируется путем помещения корпуса резистора в прямоугольный фарфоровый каркас и заполнения его специальным негорючим термостойким цементом. Он быстро срабатывает при перегрузке по току для защиты цепи.

Характеристики

(1) Ударопрочный, влагостойкий, термостойкий, хороший отвод тепла и низкая цена.

(2) Полностью изолированный, подходит для печатных плат.

(3) Керамический стержень наматывается на проволоку, а затем приваривается к стыку для получения точных значений сопротивления и продления срока службы.

(4) Высокое значение сопротивления сделано МО вместо намоточного метода.

(5) Сверхвысокое тепловыделение, малый линейный температурный коэффициент.

(6) Превосходная перегрузочная способность за короткое время, низкий уровень шума и сопротивление не меняется с годами.

(7) Хорошая взрывозащищенность для защиты.

Приложения

Цементные резисторы обычно используются для больших мощностей и больших токов. Есть 2 Вт, 3 Вт, 5 Вт, 10 Вт или даже больше. В таких приборах, как кондиционеры и телевизоры мощностью более 100 Вт, в основном будут использоваться цементные резисторы.

Резистор с нулевым сопротивлением 5,7

Резистор с нулевым сопротивлением, также известный как резистор-перемычка, является резистором специального назначения.Значение его сопротивления не равно нулю, это фактически резистор с небольшим сопротивлением. Благодаря значению сопротивления он имеет ту же точность погрешности, что и обычные чип-резисторы. В конструкции печатной платы две точки не могут быть соединены печатной схемой, и соединение кросс-линии часто используется на лицевой стороне. Это часто наблюдается в обычных досках. Для нормальной работы автоматической укладочной машины и автоматической сменной машины вместо поперечной линии используется нулевое сопротивление.

Функции

(1) В схеме нет функции, только для удобства отладки или совместимого дизайна на печатной плате.

(2) Может использоваться как перемычка, чтобы избежать высокочастотных помех, вызванных перемычкой.

(3) Если параметры согласующей цепи не определены, замените их резистором с нулевым сопротивлением. Когда выполняется фактическая отладка, параметры определяются и заменяются конкретными числовыми компонентами.

(4) Резистор с нулевым сопротивлением на самом деле является резистором с небольшим значением сопротивления.При измерении потребления тока определенной части схемы снимите резистор нулевого сопротивления и подключите амперметр, что удобно для измерения потребления тока и большого тока.

(5) Можно добавить резистор нулевым сопротивлением в проводку.

(6) Действует как катушка индуктивности или конденсатор при воздействии высокочастотных сигналов.

(7) Одноточечное заземление: относится к защитному заземлению, рабочее заземление и заземление постоянного тока отделены друг от друга на оборудовании и становятся независимыми системами.

(8) Используется для токовых петель при пересечении. При разделении заземляющего слоя кратчайший обратный путь сигнала нарушается. В это время необходимо обойти сигнальную петлю, чтобы сформировать большую площадь петли, и влияние электрического поля и магнитного поля становится сильнее, что легко мешает / мешает. Подключив резистор с нулевым сопротивлением к перегородке, можно обеспечить более короткий обратный путь для уменьшения помех.

5.8 Сетевой резистор

Сетевой резистор — это резистор с проволочной обмоткой.Это комбинация нескольких резисторов с точно такими же параметрами. Один из их выводов соединен вместе как общий вывод. Остальные штифты обычно вытянуты. Итак, если сетевой резистор состоит из n резисторов, то он имеет n + 1 контакт. Вообще говоря, тот, который находится слева, — это публичный значок. Обычно он помечается цветной точкой на исключении. Сетевой резистор имеет преимущества удобной сборки и высокой плотности установки и широко используется в телевизорах, мониторах, материнских платах компьютеров и небольших приборах.Сетевой резистор обычно имеет общий конец, который представлен маленькой белой точкой на поверхности упаковки. Цвет его обычно черный или желтый.

Приложения

Сетевой резистор обычно используется в цифровых схемах, схемах приборов и компьютерных схемах, таких как аттенюатор в схемах приборов. Удобнее использовать массив резисторов, чем несколько постоянных резисторов.

5.9 Терморезистор

Термистор представляет собой тип чувствительного компонента и делится на термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) и термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) в соответствии с температурным коэффициентом.Термистор обычно чувствителен к температуре и показывает разные значения сопротивления при разных температурах. Термистор с положительным температурным коэффициентом (PTC) имеет более высокое значение сопротивления при более высоких температурах, а значение сопротивления термистора с отрицательным температурным коэффициентом (NTC) ниже при более высоких температурах. Они относятся к полупроводниковому устройству.

Характеристики

(1) Чувствительность высокая. Температурный коэффициент сопротивления в 10 — 100 раз больше, чем у металла, и можно обнаружить изменение температуры на 10-6 ℃.

(2) Широкий диапазон рабочих температур. Устройство с нормальной температурой подходит для температур от -55 ℃ до 315 ℃. Высокотемпературное устройство подходит для температуры выше 315 ℃ (до 2000 ℃ в настоящее время), а низкотемпературное устройство подходит для -273 ℃ ～ -55 ℃.

(3) Он достаточно мал, чтобы измерять температуру пустот, полостей и кровеносных сосудов, которую другие термометры не могут измерить.

(4) Он прост в использовании, значение сопротивления может быть произвольно выбрано из 0.От 1 до 100 кОм.

(5) Из него легко придать сложную форму, и его можно производить в больших количествах.

(6) Хорошая устойчивость и сильная перегрузочная способность.

VI Тенденция развития резисторов

(1) Миниатюризация и высокая надежность.

(2) Отдельные небольшие резисторы по-прежнему имеют широкий спектр применения, но они еще больше уменьшат размер, улучшат характеристики и снизят цену.

(3) Углеродные пленочные резисторы по-прежнему доминируют в продукции бытовой электроники, тогда как резисторы с металлической пленкой будут преобладать в прецизионных резисторах, и большинство маломощных резисторов с проволочной обмоткой будет заменено.

(4) Чтобы адаптироваться к развитию интеграции и планаризации схем, потребность в микросхемных резисторах значительно возрастет; универсальный тип будет иметь тенденцию к разработке толстопленочных резисторов, в то время как прецизионный тип будет по-прежнему ориентирован на металлические пленки и металлическую фольгу в пленочных типах.

(5) Разработайте комбинированную резисторную сеть.

Вам также может понравиться:

Подтягивающий резистор и понижающий резистор

Что такое гигантское магнитосопротивление (GMR)?

Как проверить сопротивление заземления?

Каковы функции и применение варистора?

Определение, типы резисторов, символы и обозначения

В этом посте вы узнаете о резисторе, его типах, символах резисторов, выборе резисторов и их применении.

Резистор и его типы

В основном электронные компоненты подразделяются на активные и пассивные компоненты. Компоненты, которые подают энергию в схему, называются активными компонентами.

Пример: Аккумуляторные полупроводниковые устройства и т. Д.

В обратном порядке пассивные компоненты — это те, которые потребляют энергию от источника либо в форме капли, либо в форме накопленной энергии.

Ex: Резисторы, конденсаторы, индукторы и т. Д.

Пассивные компоненты используются для ограничения тока цепи, изменения тока или напряжения в любой электрической цепи. Применение этих компонентов зависит от их конструкции и принципа работы.

Резисторы

Резистор — это электрический / электронный пассивный компонент, используемый для ограничения протекания тока. На рисунке представлены резисторы различных типов.

Спецификация резисторов:

Спецификация резисторов:

1. Значение сопротивления
2. Допуск
3. Номинальная мощность
4. Температурная стабильность

1) Значение сопротивления (омическое значение):

Величина резистора составляет выражается через значение сопротивления.Значение сопротивления определяет количество противодействующего тока. Таким образом, значение сопротивления выражается в омах (Ом), килоомах (кОм) или мегаомах (МОм). Значение сопротивления печатается либо на поверхности резистора, либо на цветных полосах.

2) Допуск:

Допуск представляет собой максимальное и минимальное значения сопротивления. Он указывается в процентах. Он выражается либо как ±% на поверхности резистора, либо с помощью четвертой цветной полосы.

3) Номинальная мощность (номинальная мощность):

Номинальная мощность указывает максимальную мощность в ваттах, с которой резистор может справиться без разрушения или повреждения. Он также представляет собой рассеиваемую мощность в резисторе с точки зрения потерь I2R (или тепла).

4) Термическая стабильность:

Термическая стабильность указывает на стабильность значения сопротивления при максимальной указанной температуре. или Это способность резистора поддерживать одно и то же значение сопротивления при изменении температуры.

Типы резисторов и их обозначения:

Типы резисторов определяются в зависимости от их работы:

1. Постоянный резистор
   1. Резисторы с проволочной обмоткой
      1. Силовой резистор с проволочной обмоткой
      2. Прецизионный резистор с проволочной обмоткой
   2. Углеродные резисторы
   Угольные резисторы
   3. с трещинами или угольные пленочные резисторы
   Металлооксидные резисторы
   4. Металлооксидные резисторы
   5. Металлопленочные резисторы
2. Переменный резистор
   1. Переменные резисторы
      1. Потенциометры16
      2. Регулируемые резисторы
      4. 1. Ящики сопротивления Decade
         2. Термисторы
         3. Варисторы.
   2. Ответвленные резисторы

   1) Постоянные резисторы

   В этих типах резисторов, значение сопротивления которых не может быть изменено, называются постоянными резисторами. В зависимости от конструкции и используемого материала постоянные резисторы далее подразделяются на:

   1. Резисторы с проволочной обмоткой
   2. Углеродные резисторы
   Угольные резисторы
   3. с трещинами или углеродные пленочные резисторы
   4. Металлооксидные резисторы
   5. Металлопленочные резисторы

   a) Резисторы с проволочной обмоткой:

   Само название указывает на то, что эти типы резисторов изготавливаются путем наматывания резистивного провода на стержень или трубку.Есть два типа, такие как тип мощности и тип точности.

   i) Проволочный резистор силового типа:

   Проволочный резистор силового типа изготавливается путем намотки резистивного провода из нихрома, манганина или константана и отжига при высокой температуре для ограничения механической деформации керамического стержня, как показано на рисунке.

   Во избежание короткого замыкания между витками на провод нанесено тонкое изоляционное покрытие. Два конца провода припаяны к клеммам из луженого сплава для внешнего подключения.Вся сборка покрыта эмалью.

   Недостатком резистора силового типа является то, что он не применим на частотах выше 200 кГц из-за индуктивности, а на высоких частотах будет существовать эффект емкости. Поэтому для высокочастотных применений используются прецизионные резисторы с проволочной обмоткой.

   ii) Прецизионный резистор с проволочной обмоткой:

   Эти типы резисторов используются на частотах выше 200 кГц и производятся с использованием двух технологий, таких как метод « π » и метод биполярного сопротивления.

   Пи-техника (Техника π):

   В этой технике ровные секции изготавливаются в керамической трубке, а резистивный провод из манганина наматывается как по часовой стрелке (1, 3 секции), так и против часовой стрелки. направление (2, 4 секции) поочередно, чтобы избежать индуктивного эффекта. Вся установка покрыта стекловидной эмалью.

   Бифулярная техника:

   В этой технике вся длина манганиновой проволоки складывается пополам, а загнутый конец прикрепляется к одному концу керамической трубки.Проволока наматывается в одном направлении. Этот провод имеет изоляционное покрытие, предотвращающее короткое замыкание.

   Приложения:

   • Резисторы силового типа используются в источниках питания и цепях управления.
   • Прецизионные резисторы используются в телевизионных приемниках, вольтметрах, мультиметрах и т. Д.

   б) Резисторы углеродного состава:

   • Смесь тонкого порошка графитового лака и смолы в качестве связующего материала формуют в стержни.
   • Эти стержни обожжены в водороде при температуре 1400 ° C, к ним прикреплены медные провода.
   • Вся сборка покрыта лаком и цветными полосами.

   Применения: Они используются в электронных схемах и в усилителях малой мощности.

   c) Угольные резисторы с трещинами или угольные пленочные резисторы:

   • Угольные резисторы с высокой стабильностью.
   • Сделайте пасту из кальцинированного керамического порошка с водой. Сделайте из этой пасты стержни.
   • Выпекать их при 1100 ° C и пропускать углеводородный газ с некоторым процентным содержанием азота для образования углеродной пленки на стержнях.
   • Закрепите металлические заглушки на концах стержней и подсоедините медные провода. Нанесите спираль на поверхность и нанесите смолу.

   Применения: Используются в,

   • Компьютерах
   • Усилители
   • Телефон
   • Телевизионные цепи

   d) Оксид металла:

   • Оксиды олова и сурьмы распыляются на керамический стержень при 1200 ° C.
   • К концам прикреплены металлические заглушки, а к ним подсоединены медные выводы.
   • Смоляное покрытие нанесено на поверхность с помощью цветных полос.

   e) Металлопленочные резисторы:

   • Керамические стержни, поддерживаемые при температуре 300 ° C, хранятся в вакуумированной камере, содержащей никель-хромовый сплав.
   • Пропустите ток через этот сплав, чтобы пары нихрома осаждались на поверхности стержня, образуя тонкий слой нихрома.
   • Подсоедините медные провода и нанесите на смолу цветные полосы.

   Приложения:

   • Используются в высокочастотных испытательных и измерительных приборах.
   • Используется в усилителях высокой частоты.

   2) Переменные резисторы:

   Эти типы резисторов, значение которых может изменяться непрерывно или ступенчато, называются переменными резисторами.

   В зависимости от режима работы они подразделяются на:

   1. Постоянно регулируемые резисторы:
      1. Потенциометры
      2. Реостаты
   2. Регулируемые или предварительно настроенные резисторы
      1. Десятилетние резисторы
      2. Терморезисторы

   a) Постоянно регулируемые резисторы:

   i) Потенциометры (Pot) :

   Это постоянно регулируемые резисторы, используемые в качестве делителя напряжения в электрических и электронных схемах. Потенциометры бывают углепленочные и проволочные.

   Потенциометры с углеродной пленкой:

   • Используется в цепях малой мощности.
   • Детали конструкции показаны на рисунке.
   • Смесь углеродного порошка и смолы нанесена на круглую кольцевую пластину из изоляционного материала.Два вывода подключены к концам кольца, которые называются фиксированными клеммами (1 и 3).
   • Переменная клемма (2) прикреплена к подвижному рычагу (вращающемуся рычагу), который соединен с валом на одном конце и грязесъемником из латуни на других концах.
   • Вся установка заключена в металлический корпус.

   Приложения: Они используются:

   • В радиоприемниках, усилителях и телевизионных приставках.
   • Для регулировки громкости и тона в радио и телевизоре.и т. д.
   • Для регулировки яркости и контрастности телевизионных наборов.

   Потенциометры с углеродной пленкой подразделяются на линейные и логарифмические потенциометры.

   Линейный потенциометр: В этих потенциометрах значение сопротивления изменяется линейно, т.е. его значение остается неизменным на всем протяжении.

   Логарифмический потенциометр: В этих потенциометрах значение сопротивления не является линейным, т.е. на одном конце оно изменяется постепенно, а на другом конце — резко.

   Потенциометры с проволочной обмоткой:

   • Конструктивные детали потенциометра с проволочной обмоткой показаны на рисунке.
   • Нихромовая проволока наматывается на асбестовый цемент или керамическое кольцо. Два конца кольца соединены с фиксированной клеммой 1 и 3.
   • Переменная клемма (2) подключена к подвижному рычагу и вращающемуся валу через контактное кольцо для обтирания провода от одного конца к другому. . Применения остаются такими же, как потенциометры из углеродной пленки.

   ii) Реостаты:

   • Реостат — это переменный резистор с проволочной обмоткой, подключенный последовательно с нагрузкой для ограничения протекания тока.
   • Детали конструкции показаны на рисунке.
   • Нихромовая проволока прочно наматывается на керамическую или цементную трубку. Два конца провода подключаются к 2 соединительным клеммам. (1 и 2).
   • Значение сопротивления можно изменять с помощью скользящего контакта, который перемещается по проводу.

   Приложения: Они используются:

   • В электрических и электронных схемах для ограничения тока.
   • Используется как резистивная нагрузка.
   • В лабораториях, из-за их небольшого диапазона значений сопротивления (10 Ом — 100 Ом)

   b) Регулируемые или предварительно установленные резисторы:

   i) Десятилетний резистор (DRB):

   • Десятичный резистор представляет собой регулируемый резистор, значение сопротивления которого можно изменять ступенчато.
   • Конструктивные детали показаны на рисунке, который состоит из 3-6 секций из углеродных резисторов.
   • Сопротивление каждой секции ступенчато изменяется переключателями, закрепленными на дисках.

   Приложения:

   • Используется в качестве испытательного и калибровочного оборудования для калибровки мультиметра.
   • Также используется в лабораториях для проведения экспериментов.

   ii) Термисторы:

   • Термисторы являются термочувствительными резисторами, то есть значение сопротивления изменяется с повышением температуры.
   • Если значение сопротивления уменьшается с повышением температуры, такие термисторы известны как термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC).
   • В термисторах с положительным температурным коэффициентом (PTC) значение сопротивления увеличивается с увеличением температуры.
   • Оксиды никель-марганца и меди смешиваются со связующим и образуются стержни или диски. д) Эти стержни или диски нагреваются до 1200 ° C. Серебро распыляется по поверхности, выводы припаиваются к серебряным контактам и смоле, покрытие предназначено для внешней защиты.

   Приложения:

   Используются,

   • Для измерения температуры, теплопроводности, скорости ветра и т. Д.
   • Переключающие устройства, активируемые по температуре.
   • В реле задержки времени и тепловые реле.
   • В регуляторах напряжения.

   c) Варисторы (VDR):

   • Варистор — это резистор, чувствительный к напряжению, то есть его значение сопротивления изменяется с изменением приложенного напряжения. Его еще называют резистором, зависящим от напряжения.
   • Они производятся путем смешивания кремния или карбида, оксида металла (оксид цинка + висмут) с керамической связкой.Затем его прессуют в диски или стержни и подвергают термообработке при 1200 ° C в контролируемой атмосфере.
   • Выводы подсоединяются к концам, и весь блок помещается в керамический корпус.

   Применения:

   Используются,

   • В качестве чувствительного элемента, в стабилизаторе напряжения ТВ, цепях управления двигателем и т. Д.
   • В схемах переключателей, реле и т. Д.
   • Для защиты компонентов от индуктивных перенапряжений

   3) Резисторы с ответвлениями:

   • Резистор, в котором значение сопротивления может быть измерено на фиксированной длине, называется резистором с ответвлениями.
   • резисторы этого типа состоят из прочно намотанной резистивной проволоки на керамическом стержне. На проводе предусмотрены ответвления фиксированной длины.

   Применения: Используется в регуляторах вентиляторов для получения переменной скорости.

   Светозависимый резистор (LDR):

   Зависимый от длины резистор — это биполярный полупроводниковый резистор, значение сопротивления которого зависит от интенсивности падающего света. то есть, когда LDR подвергается воздействию света, его значение сопротивления уменьшается, а когда он не освещен, его значение сопротивления очень велико (100 кОм или более).Это более высокое значение сопротивления LDR известно темновым сопротивлением.

   LDR изготавливается путем нанесения тонкой пленки сульфида кадмия или селенида кадмия на керамическую подложку. К концам наплавленного слоя припаиваются выводы из олова или индия. Тонкий слой формируется зигзагообразно для увеличения длины и, следовательно, значения сопротивления. Окно закреплено на слое, чтобы свет падал на тонкий слой сульфида кадмия.

   Сопротивление

   Цветовая маркировка:

   Резисторы изготавливаются разных размеров и форм.Если они большого размера, то их значения можно распечатать на самой поверхности резисторов. Но если они небольшого размера, то значения распечатать сложно. Поэтому Ассоциация электронной промышленности (EIA) приняла метод стандартной цветовой кодировки для обозначения значения сопротивления.

   В этом методе различные цветные полосы печатаются на левом конце корпуса резистора для обозначения числовых значений. Таблица цветовых кодов приведена в таблице (A). Чтобы определить значение сопротивления, предпринимаются следующие шаги.

   • Удерживайте резистор так, чтобы цветные полосы начинались с левой стороны.
   • Считайте цветные полосы слева направо.
   • Первая полоса показывает первую цифру значения сопротивления.
   • Вторая стрелка указывает вторую цифру, третья полоса указывает множитель или количество нулей, добавляемых после второй цифры.
   • Четвертая полоса указывает допуск в процентах.

   Ex: Запишите цветовой код для следующих резисторов:

   Ans: i) 1 кОм допуск 10%: коричневый черный красный серебристый

   ii) 3.3 кОм 5%: оранжево-красное золото

   Буквенный код сопротивления

   (код BS 1852) Метод:

   Обычно на более мощных резисторах значение сопротивления, допуск и даже номинальная мощность написаны на корпусе резистора, а не на цветовом коде. . Но когда компонент загрязнен, трудно прочитать позицию десятичной точки или запятой, поэтому для преодоления этого неверного прочтения используется система кодирования British Standard BS 1852 Standard .

   Позиция десятичной точки этого метода заменяется буквами суффикса « K » для тысяч или килоомов, буква « M » для миллионов или мегаомов и для обоих множителей обозначается буквой « R », когда множитель равно или меньше 1.