характеристики и обозначения на схемах

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

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

Основные определения

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

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

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

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

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

Виды резисторов: расчеты и применение

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

Параллельное соединение

Расчеты для последовательного соединения

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

Переменные и подстроечные резисторы, схема деления напряжения

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

Так выглядят дисковые варисторы

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

Особые типы резисторов

Группа изделий	Область применения	Примечания
Высокоомные	Дозиметрическая аппаратура, измерительные приборы улучшенной точности	Диапазон напряжения (рабочего) – от 250 до 350 V. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012-1013 Ом
Высоковольтные	Гашение искр в электрических установках с высоким напряжением, делители, разрядники конденсаторов	Рабочее напряжение – до 60 kV. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012 Ом
Высокочастотные	Радиорелейная, передающая и приемная аппаратура, антенные узлы, аттенюаторы, локаторы	Предназначены для работы с частотами более 5 МГц
Прецизионные	Такие резисторы устанавливают в измерительной технике	Погрешность изделий – лучше 0,5%. Как правило, они рассчитаны на небольшую мощность

Обозначения на электрических схемах и маркировка

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

Так обозначают на принципиальных схемах номинальную мощность резистора в Ваттах

Обозначения переменных резисторов разных модификаций

Специальные изделия: термисторы, варисторы и фоторезисторы

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

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

Цветовая маркировка резисторов

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

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

Особенности отдельных конструкций

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

Проволочный резистор

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

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

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

Характеристика резистивных слоев

Тип резистивного слоя	Особенности	Преимущества	Недостатки
Углеродистый	Слой создают при высокой температуре в условиях вакуума	Стабильность рабочих параметров, минимальные шумы, слабая зависимость от уровня напряжения и частоты	Сопротивление готовых изделий – не выше 10 МОм
Пленочные, окисные	Применяют металлы (сплавы), которые наносят тонким слоем на основу	Улучшенная стойкость к высокой температуре, широкий диапазон электрических сопротивлений, компактность	Сравнительно небольшая стойкость к нагрузкам импульсного типа
Композиционные	Используют графит в смеси с органическими и другими связующими компонентами	Создание изделий в любой форме без лишних трудностей. Демократичная стоимость	Сопротивление изменяется в зависимости от напряжения. Существенный уровень шумов. Некоторые модели реагируют на изменение уровня влажности и температуры

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

Видео

Оцените статью:

Виды и особенности резисторов

Резистор встречается практически в каждой конструкции. Она представляет собой фарфоровую трубочку (или  стержень), на которую изнутри нанесена тончайшая пленка  металла или сажи (углерода). Резистор имеет сопротивление и используется для того, чтобы установить нужный ток в  электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или другую скорость потока воды (электрический ток разной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление тока.

Самые популярные из резисторов – постоянные, подстроечные и переменные. Из постоянных чаще всего используются резисторы типа МЛТ (металлизированный лакированный  теплостойкий). Подстроечные резисторы предназначены для настройки аппаратуры, а резистор со сменным сопротивлением (переменный, или потенциометр) применяют для регулировки, например громкости в магнитофоне.

Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление измеряют в омах, килоомах и мегоомах, а мощность – в ваттах. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.

Внешний вид резисторов показан рисунке ниже.

А это их обозначение на принципиальных схемах.

Сопротивление резистора обозначают на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление меньше 1 кОм, цифрами указывают число омов без единицы измерения. При сопротивлении от 1 кОм до 1 МОм указывают число килоомов и ставят рядом букву «К». Сопротивление 1 МОм и больше выражают числом мегаомов с написанием буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора указано число 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к отвечает сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что  используются резисторы сопротивлением 1 МОм и 4,7 МОм.

Надо отметить, что чем больше размеры резистора, тем больше его мощность. Раньше на принципиальных схемах мощность резисторов обозначалась косыми линиями теперь ее указывают только в случае использования мощных резисторов. Если рядом с резистором не указана его мощность, можно смело ставить самый маленький размер.

В отличие от постоянных резисторов, которые имеют два вывода, у сменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами  сменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении оси резистора, которая выступает наружу. Причем, если ось вращают в одну  сторону, сопротивление между средним выводом и одним и крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между  средним выводом и другим крайним. Если же ось возвращают назад, происходит обратное. Это свойство сменного  резистора используют, например, для регулирования громкости звука, тембра в усилителях, приемниках, магнитофонах.

Резисторы издают шумы. Различают собственные шумы и шумы скольжения. Собственные шумы резисторов  складываются из тепловых и токовых шумов. Их возникновение  связано с тепловым движением свободных электронов и  прохождением электрического тока. Собственные шумы тем выше, чем больше температура и напряжение. Высокий  уровень шумов резисторов ограничивает чувствительность  электронных схем и создает помехи при воспроизведении полезного сигнала. Шумы скольжения (вращения) присущи переменным резисторам. Они возникают в динамическом режиме при движении подвижного контакта по резистивному элементу в виде напряжения помех. В приемных устройствах эти помехи приводят к различным шорохам и трескам. Поэтому в электронике стали использовать цифровую регулировку. В настоящее время в аппаратуре не часто встретишь регулятор громкости, построенный на потенциометре.

Кроме постоянных и переменных резисторов, существуют полупроводниковые нелинейные – изделия электронной техники, основное свойство которых заключается в способности изменять свое электрическое сопротивление под действием управляющих факторов: температуры, напряжения, магнитного поля и др. В зависимости от воздействующего фактора они получили название терморезисторы, варисторы, магниторезисторы. В последнее время их стали относить к управляемым полупроводниковым резисторам. Иными словами, это элементы, чувствительные к воздействию определенного управляющего фактора.

Терморезисторы, или термисторы, изменяют свое сопротивление в зависимости от температуры. Существуют  терморезисторы как с отрицательным, так и с положительным  температурным коэффициентом сопротивления – позисторы. Терморезисторы используются в системах дистанционного и централизованного измерения и регулирования  температур, противопожарной сигнализации, теплового «контроля и защиты машин, измерения мощности, измерения вакуума, скоростей движения жидкостей и газов, в схемах  размагничивания масок цветных кинескопов и др. Номинальное сопротивление RH – электрическое сопротивление, значение которого обозначено на терморезисторе или указано в нормативной документации, измеренное при определенной температуре окружающей среды (для большинства типов этих резисторов при 20 °С, а для терморезисторов с высокими рабочими температурами до 300 °С).

Варисторы – полупроводниковые резисторы, отличительной особенностью которых является резко выраженная  зависимость электрического сопротивления от приложенного к ним напряжения. Их используют для стабилизации и защиты от перенапряжений, преобразования частоты и напряжения, а также для регулирования усиления в системах автоматики, различных измерительных устройствах, в телевизионных приемниках.

Магниторезисторы – полупроводниковые резисторы с резко выраженной зависимостью электрического сопротивления от магнитного поля. Действие таких резисторов основано на использовании магниторезистивного эффекта, который заключается в изменении сопротивления резистора при внесении его в магнитное поле. Регулируя напряженность управляющего магнитного поля или перемещая резистор в поле постоянного магнита, можно управлять сопротивлением. Их используют в регуляторах громкости  высококачественной радиоаппаратуры, в качестве датчиков угла поворота в специальных устройствах автоматики и т.п.

SONY DSC

Поддержите проект

Друзья, сайт Netcloud каждый день развивается благодаря вашей поддержке. Мы планируем запустить новые рубрики статей, а также некоторые полезные сервисы. 

У вас есть возможность поддержать проект и внести любую сумму, которую посчитаете нужной.

Резистор — Вікіпедія

Вугільний плівковий резистор Tesla TR-212 1 КОм для навісного монтажу (без захисного лакофарбового покриття) Мікрозбірка резисторів

Рези́стор або о́пір  (від лат. resisto — опираюся) — пасивний елемент електричного кола, призначений для використання його електричного опору^[1]. Основною характеристикою резистора є величина його електричного опору. Для випадку лінійної характеристики значення електричного струму через резистор в залежності від електричної напруги описується законом Ома.

Резистори належать до електронних компонентів, що застосовуються в схемах електротехніки та електроніки для обмеження сили струму та розподілу напруги. Резистори — найпоширеніші пасивні компоненти електронної апаратури, що використовуються як навантаження, споживачі та подільники в колах живлення, як елементи фільтрів, шунти, в колах формування імпульсів і т. д.

Основні параметри резисторів[ред. | ред. код]

Резистори характеризують номінальним значенням електричного опору (від частин Ома до 1000 ГОм), прийнятним відхиленням від нього (0,001…20 %), максимальною потужністю розсіювання (від сотих часток Вт до декількох сотень Вт), граничною електричною напругою та температурним коефіцієнтом електричного опору.

Класифікація резисторів[ред. | ред. код]

В залежності від призначення резистори діляться на дві групи: резистори загального призначення та резистори спеціального призначення, до яких належать: високоомні резистори, високовольтні резистори, високочастотні резистори та прецизійні резистори.

За видом резистивного матеріалу резистори класифікуються на:

• дротяні резистори (найдавніші) — відрізок дроту з високим питомим опором, намотаний на неметалевий каркас. Можуть мати значну паразитну індуктивність;
• плівкові металеві резистори — тонка плівка металу з високим питомим опором, напилена на керамічне осердя, на кінці якого вдягнуті металеві ковпачки з дротяними виведеннями. Це найпоширеніший тип резисторів;
• металофольгові резистори — як резистивний матеріал використовується тонка металева стрічка;
• вугільні резистори — бувають плівковими і об’ємними. Використовують високий питомий опір графіту;
• напівпровідникові резистори — використовують опір слабколегованого напівпровідника. Ці резистори можуть бути як лінійними, так і мати значну нелінійність вольт-амперної характеристики. В основному використовуються в складі інтегральних мікросхем, де інші типи резисторів застосувати важче.

За характером зміни опору резистори поділяються на:

За видом монтажу резистори бувають:

За видом вольт-амперної характеристики:

Ом (Ω), 1Ω=1V1A=1J1s1C2{\displaystyle 1\Omega ={\frac {1V}{1A}}=1J{\frac {1s}{1C^{2}}}}

Для резистора з електричним опором R{\displaystyle R\,} при проходженні струму із силою I{\displaystyle I\,} падіння напруги U{\displaystyle U\,} на ньому складає:

U=IR{\displaystyle U=IR\,}.

Потужність P{\displaystyle P\,}, що розсіюється на резисторі, дорівнює

P=I2R{\displaystyle P=I^{2}R\,}.

Крім номінального значення опору, для резисторів важливі такі характеристики як допуск, номінальна потужність розсіювання, електрична міцність, температурний коефіцієнт опору, рівень шумів, стабільність резисторів (стійкість до старіння).

Допуск[ред. | ред. код]

Допуском (англ. Tolerance) називають встановлені для даної сукупності резисторів граничні відхилення від номінальної величини опору. Сучасні резистори мають такі значення допусків: ±0.01% ±0.1% ±0.02% ±0.2% ±0.05% ±0.5% ±0.25% ±1% ±2% ±5% ±10%

Номінальна потужність розсіювання[ред. | ред. код]

Номінальна потужність розсіювання (англ. Power factor) У будь-який момент потужність P (Ватт), що споживається резистором опору R (Ом), обчислюється як: P=I2R=IV=V2R{\displaystyle P=I^{2}R=IV={\frac {V^{2}}{R}}} , де V (Вольт) — напруга на резисторі, а I (Ампер) — струм, що протікає через нього. Ця потужність перетворюється на тепло, яке повинно розсіюватися корпусом резистора до того, як його температура підвищиться до критичної. Дискретні резистори в електронних системах зазвичай мають потужність 1/10, 1/8 або 1/4 Вт. Зазвичай, вони поглинають набагато менше, ніж 1Ватт. Резистори, необхідні для розсіювання значної кількості енергії, особливо, що використовується в джерелах живлення, схемах перетворення потужності та підсилювачах потужності, як правило, називають резисторами живлення; це означення не застосовується для резисторів з номінальною потужністю менше 1 Вт. Якщо середня потужність, що розсіюється резистором, перевищує його потужність, може виникнути пошкодження резистора, постійно змінюючи його опір. Надмірне розсіювання потужності може підвищити температуру резистора до точки, де він може спалити друковану плату або сусідні компоненти, або навіть викликати пожежу. Є вогнестійкі резистори, які виходять з ладу перш, ніж вони небезпечно перегріваються.

SMD корпус	Розміри	Розміри	Потужність
дюйм	mm	дюйм	Вт
2512	6.3 x 3.2	0.25 x 0.125	1 Вт
2010	5.0 x 2.5	0.20 x 0.10	1/2 Вт
1812	4.5 x 3.2	0.18 x 0.125	1/3 Вт
1210	3.2 x 2.5	0.125 x 0.10	1/4 Вт
1206	3.2 x 1.6	0.12 x 0.06	1/8 Вт
0805	2.0 x 1.3	0.08 x 0.05	1/10 Вт
0603	1.6 x 0.8	0.06 x 0.03	1/16 Вт
0402	1.0 x 0.5	0.04 x 0.02	1/16 Вт
0201	0.6 x 0.3	0.02 x 0.01	1/20 Вт

Електрична міцність[ред. | ред. код]

Електричною міцністю резистора називають максимальну робочу напругу, яку короткочасно прикладають до висновків резистора без порушення його працездатності.

Температурний коефіцієнт опору[ред. | ред. код]

Температурний коефіцієнт опору резистора (ТКR або a) визначається зміною величини опору резистора при зміні температури на 1°С. Опір металевих і дротяних резисторів залежить від температури. При цьому залежність від температури практично лінійна  R=R0(1+α(t−t0)){\displaystyle ~R=R_{0}(1+\alpha (t-t_{0}))}, оскільки коефіцієнти 2-го й 4-го порядку достатньо малі і при звичайних вимірах ними можна знехтувати. Коефіцієнт  α{\displaystyle ~\alpha } — називають температурним коефіцієнтом опору. Така залежність опору від температури дозволяє використовувати резистори як термометри. Опір напівпровідникових резисторів може залежати від температури сильніше, можливо, навіть експоненційно, за законом Арреніуса, однак у практичному діапазоні температур і цю експоненційну залежність можна замінити лінійною.

Рівень шумів резистора.[ред. | ред. код]

Навіть ідеальний резистор при температурі вище абсолютного нуля є джерелом шуму. Це випливає з фундаментальної флуктуативно-дисипативної теореми (у застосуванні до електричних кіл це твердження відоме також як теорема Найквіста). При істотно меншій частоті, ніж kBT/h{\displaystyle k_{B}T/h} (де  kB{\displaystyle ~k_{B}} — стала Больцмана,  T{\displaystyle ~T} — абсолютна температура,  h{\displaystyle ~h} — стала Планка) спектр теплового шуму рівномірний («білий шум»), спектральна густина шуму (перетворення Фур’є від корелятора напруг шуму) |U|ω2=4RkBT{\displaystyle |U|_{\omega }^{2}=4Rk_{B}T}, де Uω2=∫dt⟨U(t)U(0)⟩eiωt{\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}}. Видно, що чим більший опір, тим більша ефективна напруга шуму, а також, що ефективна напруга шуму пропорційна квадратному кореню з температури. Навіть при абсолютному нулі температур у резисторів, складених з квантових точкових контактів буде шум, який зумовлений Фермі-статистикою. Однак такий шум усувається шляхом послідовного та паралельного підключення кількох контактів. Рівень шуму реальних резисторів вищий. В шумі реальних резисторів також завжди присутня компонента, інтенсивність якої пропорційна оберненій частоті, тобто 1/f шум або «рожевий шум». Цей шум виникає з кількох причин, одна з головних — перезарядження іонів домішок, на яких локалізовані електрони. Шуми резисторів виникають за рахунок проходження в них струму. У змінних резисторах є так звані «механічні» шуми, що виникають при роботі рухомих контактів.

Стабільність резистора.[ред. | ред. код]

Стабільність резисторів характеризується зміною величини опору в результаті впливу як зовнішніх (вологості, температури), так і внутрішніх (фізикохімічних процесів в провідному шарі) факторів. Ці зміни можуть бути як оборотними (властивості резисторів відновлюються при припиненні дії чинника), так і незворотними (властивості резисторів не відновлюються). Одним з сильнодіючих факторів, що впливають на стабільність резисторів, є вологість, що викликає як оборотні, так і необоротні зміни опору. Стабільність резисторів до дії вологи оцінюється коефіцієнтом вологостійкості, що виражає відносну зміну величини опору резистора в умовах підвищеної вологості, в порівнянні з величиною опору в нормальних умовах за певний період часу.

Старіння резистора.[ред. | ред. код]

Старіння резисторів характеризується зміною величини опору резистора від часу і відбувається як при зберіганні, так і при експлуатації. Причинами старіння є локальні перегріви резистивного елементу, електролітичні процеси, процеси деструкції матеріалів під дією електричного поля, нагрівання і несприятливих впливів навколишнього середовища (вологості, хімічного забруднення, сонячного світла і ін.).

Позначення резисторів на принципових електричних схемах[ред. | ред. код]

Умовні графічні позначення резисторів на принципових електричних схемах регламентуються ГОСТ 2.728-74^[3]. Згідно з ним постійні резистори у залежності від виду і потужності позначаються так:

Європейські симоволи для позначення
резисторів у електричних схемах,
у тому числі і за ГОСТ 2.728-74

За ГОСТ 2.710-81^[4] резистор, змінний резистор, потенціометр, варистор, терморезистор на електричних схемах позначаються буквою R. Наприклад: R2.

Види з’єднаннь резисторів[ред. | ред. код]

Еквівалентна схема послідовно сполучених резисторів Еквівалентна схема паралельно сполучених резисторів Змішане сполучення резисторів Приклади маркування резисторів кольоровими мітками

Послідовне з’єднання резисторів[ред. | ред. код]

При з’єднанні резисторів послідовно їх еквівалентною схемою буде резистор з опором, рівним сумі опору окремих резисторів:

R=R1+R2+⋯+RN=∑i=1NRi.{\displaystyle R=R_{1}+R_{2}+\dots +R_{N}=\sum _{i=1}^{N}R_{i}.}

Паралельне з’єднання резисторів[ред. | ред. код]

При паралельному з’єднанні резисторів обернена величина еквівалентного опору (провідність) дорівнює сумі обернених величин усіх опорів (провідностей).

1R=1R1+1R2+⋯+1RN=∑i=1N1Ri.{\displaystyle {\frac {1}{R}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\dots +{\frac {1}{R_{N}}}=\sum _{i=1}^{N}{\frac {1}{R_{i}}}.}

Змішане з’єднання резисторів[ред. | ред. код]

Схема складається з двох паралельно з’єднаних блоків, один з них складається з послідовно з’єднаних резисторів  R1{\displaystyle ~R_{1}} та  R2{\displaystyle ~R_{2}} загальним опором  R1+R2{\displaystyle ~R_{1}+R_{2}}, інший — з резистора  R3{\displaystyle ~R_{3}}; загальна провідність буде становити 1R=1(R1+R2)+1R3{\displaystyle {\frac {1}{R}}={\frac {1}{(R_{1}+R_{2})}}+{\frac {1}{R_{3}}}} . Таким чином загальний опір можна обчислити за рівнянням R=R3(R1+R2)R1+R2+R3{\displaystyle R={\frac {R_{3}(R_{1}+R_{2})}{R_{1}+R_{2}+R_{3}}}}.

Маркування резисторів[ред. | ред. код]

Промислові резистори одного й того ж номіналу різняться між собою за опором за законами розподілу випадкових величин. Величина можливого відхилення від номінального значення визначається точністю резистора. Випускають резистори з точністю 20 %, 10 %, 5 %, і т. д. аж до 0,01 %^[5]. Номінали резисторів не довільні: їх значення вибираються зі спеціальних номінальних рядів за ГОСТ 28884-90 (IEC 63-63)^[6], найчастіше з номінальних рядів E6 (20 %), E12 (10 %) або E24 (для резисторів з точністю до 5 %), для точніших резисторів використовуються точніші ряди (наприклад, E48).

Резистори, що випускаються промисловістю, характеризуються також певним значенням максимальної потужності розсіювання(випускаються резистори потужністю 0,065 Вт; 0,125 Вт; 0,25 Вт; 0,5 Вт; 1 Вт; 2 Вт; 5 Вт аж до 150 Вт).

Маркування резисторів для навісного монтажу[ред. | ред. код]

Відповідно до ГОСТ 28883-90 (IEC 62-74)^[7] кольорове маркування наноситься у вигляді 3, 4, 5 або 6 кольорових кілець.

Колір	Значення		Множник	Допустиме відхилення ± %	Темп.коеф.опору ± 10−6/K
	1 кільце	2 кільце	3 кільце	4 кільце	Останнє кільце
відсутнє				20
сріблястий			0,01 Ω	10
золотистий			0,1 Ω	5
чорний	0	0	x 1 Ω	20	200
коричневий	1	1	x 10 Ω	1	100
червоний	2	2	x 100 Ω	2	50
помаранчевий	3	3	x 1 kΩ	3	15
жовтий	4	4	x 10 kΩ	0,1	25
зелений	5	5	x 100 kΩ	0,5
блакитний	6	6	x 1 MΩ	0,25	10
фіолетовий	7	7	x 10 MΩ	0,1	5
сірий	8	8		0,05	1
білий	9	9

• якщо нанесено три кільця, вони позначають величину опору (у тому числі третє — множник), а допустиме відхилення становить ± 20 %;
• якщо нанесено чотири кільця, то перші три (як у пункті, наведеному вище) позначають значення опору, а четверте — допустиме відхилення;
• якщо є п’ять кілець, перші три позначають опір, четверте — множник, а п’яте — допустиме відхилення;
• якщо є шість кілець, — це точний резистор і перші три кільця позначають опір, четверте — множник, п’яте — допустиме відхилення, шосте — температурний коефіцієнт опору (це кільце може знаходитись на самому краю резистора).

Маркування резисторів поверхневого монтажу (SMD-резисторів)[ред. | ред. код]

SMD—резистор опором 2 МОм типорозміру 1206 Паяння SMD—резистора 0805 типорозміру за допомогою паяльного пінцета

Резистори для поверхневого монтажу випускаються з низкою типорозмірів: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1218 і т. д. Зазвичай, типорозмір корпусу складається з чотирьох цифр, які вказують на його довжину і ширину. Наприклад, корпус 0805 означає таке: 0805 = довжина х ширина = (0,08 х 0,05) дюйма. Іноді ці цифри задаються в міліметрах, наприклад корпус 5763 має габарити (5,7 х 6,3) мм. Корпуси з однаковою назвою можуть мати різну висоту, різні контактні площадки й бути виконані з різних матеріалів, але розраховані для монтажу на стандартне установче місце.

• Маркування 3-ма цифрами

Перші дві цифри вказують значення в омах, остання — кількість нулів. Поширюється на резистори з ряду номіналів Е24 з допуском 1 % і 5 % типорозмірів 0603, 0805 та 1206. Буква R грає роль десяткової коми.

Приклад:

220 = 22 x 10⁰ (1) = 22Ω (не 220Ω!)

471 = 47 x 10¹ (10) = 470Ω

102 = 10 x 10² (100) = 1000Ω або 1kΩ

3R3 = 3.3Ω

• Маркування 4-ма цифрами

Перші три цифри вказують значення в омах, остання — число нулів. Поширюється на резистори з ряду номіналів Е96 з допуском 1 % типорозмірів 0805 та 1206. Буква R має значення десяткової коми.

Приклад:

4700 = 470 x 10⁰ (1) = 470Ω (не 4700Ω!) 2001 = 200 x 10¹ (10) = 2000Ω або 2kΩ 1002 = 100 x 10² (100) = 10000Ω або 10kΩ 15R0 = 15.0Ω

• Маркування 3-ма символами цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)

Розшифровка маркування резистора 3-ма символами цифра-цифра-буква

Ω	Код		Ω	Код		Ω	Код		Ω	Код		Ω	Код		Ω	Код		Код	Множник
100	01		147	17		215	33		316	49		464	65		681	81		Z	0.001
102	02		150	18		221	34		324	50		475	66		698	82		Y або R	0.01
105	03		154	19		226	35		332	51		487	67		715	83		X або S	0.1
107	04		158	20		232	36		340	52		499	68		732	84		A	1
110	05

Виды резисторов

Определение 1

Резистор — пассивный элемент электрических цепей, который обладает определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока и др.

Резисторы являются одними из наиболее распространенных компонентов в электрических цепях, большинство электронных устройств содержат их в большом количестве. Практические резисторы как дискретные компоненты могут состоять из различных соединений и форм. Резисторы также реализованы в интегральных схемах. Они изготовлены из различных химических веществ в виде компактных элементов, или в некоторых случаях — из витого проводника с большим удельным сопротивлением.

Замечание 1

Единица измерения электрического сопротивления резистора Ом, названная в честь немецкого физика Георга Симона Ома.

Типы резисторов

Существуют два основных типа резисторов.

• Линейные резисторы
• Нелинейные резисторы

Линейные резисторы.

Эти резисторы, у которых значения изменяются с приложенным напряжением и температурой, называются линейными резисторами. Другими словами, резистор, значение тока, которого прямо пропорционально приложенному напряжению известен как линейный резистор.

Замечание 2

Линейные резисторы делятся на фиксированные резисторы и переменные резисторы.

Фиксированные резисторы

Фиксированные резисторы на сегодняшний день, наиболее широко используемый тип резисторов. Они используются в схемах электроники, чтобы поставить правильные условия в цепи. Их значения определяются на этапе проектирования схемы, и они никогда не изменяются.

Фиксированные типы резисторов

Есть целый ряд различных типов фиксированных резисторов. На основе состава резисторы могут быть классифицированы следующим образом:

Углеродные композиционные резисторы

Типичный фиксированный резистор выполнен из смеси гранулированного или измельченного углерода или графита, изоляционного наполнителя, или смоляного связующего. Отношение изоляционного материала определяет фактическое сопротивление резистора. Изолирующий порошок, выполнен в виде стержней, и есть две металлические крышки на обоих концах стержня.

Есть два проводника на обоих концах резистора для соединения устройств в цепи с помощью пайки. Пластиковый слой покрывает стержни с различными цветовыми кодами (печатными буквами), которые обозначают величину сопротивления.

Проволочный резистор

Проволочный резистор выполнен из изоляционного сердечника или стержня, обернутый вокруг резистивной проволоки. Сопротивление проволоки представляет собой, как правило, вольфрам, манганин, нихром или хромовый сплав никеля или никель и изолирующий сердечник выполнен из фарфора, бакелита или керамического материала глины.

Тонкопленочные резисторы

В основном, все тонкие пленочные резисторы выполнены из высококачественного керамического стержня и резистивного материала. Очень тонкий проводящий слой материала накладывается на изолирующий стержень, пластину или трубку, которая сделана из высококачественного керамического материала или стекла.

Переменные резисторы

Как видно из названия, эти резисторы, значения которых могут быть изменены с помощью ручки, винта или вручную с помощью правильного метода. В этих типах резисторов, есть подвижная ручка, которая соединена с валом, и значение сопротивления можно изменить путем поворота рычага. Они используются в радиоприемниках для управления громкостью звука.

Примеры таких резисторов:

• Потенциометры
• Реостаты
• Триммеры

Нелинейные резисторы

Известно, что нелинейные резисторы это резисторы, где ток, протекающий, через них не изменяется в соответствии с законом Ома, но, изменяется при изменении температуры или приложенного напряжения.

• Варисторы — сопротивление зависит от приложенного напряжения;
• Терморезисторы — сопротивление зависит от температуры;
• Фоторезисторы — сопротивление зависит от освещённости;
• Тензорезисторы — сопротивление зависит от деформации резистора;
• Магниторезисторы — сопротивление зависит от величины магнитного поля.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резистор — это что такое? Резистор

В электротехнике, электронике, физике встречается такое понятие, как резистор. Это довольно распространенный элемент электронных схем. Тем, кто не сталкивался с принципами радиотехники, тяжело разобраться в большом количестве составляющих систем любого прибора. Для начала следует понять принцип работы такого простого и широко распространенного элемента, как резистор. Без него не функционирует практически ни одна электросхема.

Что такое резистор

Это название берет свое начало от англ. resist, что переводится как «сопротивляться». Поэтому резистор еще называют сопротивлением.

Электрический ток, поступающий к различным приборам, в силу разных причин испытывает сдерживающий эффект. Его величина зависит от типа проводника и внешних условий.

Величина такого влияния на электроток измеряется в омах. Чем лучше резистор способен рассеять мощность в тепловую энергию, тем он больше. Его работа не должна мешать соседним деталям схемы, поэтому учитывается тот нагрев, который выделяется при уменьшении силы тока.

Роль, которую играет в цепи этот элемент, переоценить трудно. Резистор позволяет обеспечить стабильность работы системы и контролирует напряжение.

Другие составляющие схемы также несколько рассеивают силу тока, однако у него это главная задача. Вот почему резистор — это сопротивление.

Это пассивный элемент электронной схемы. Но его роль тяжело переоценить.

Виды

Продвигаясь по пути изучения вопроса о том, что такое резистор, следует рассмотреть их разновидности. Эти элементы бывают переменными, постоянными и подстроечными.

Постоянные резисторы не меняют своего сопротивления (внизу на схеме: I — американское обозначение; II — европейское).

Переменные их разновидности бывают потенциометрами (манипулируют напряжением) и реостатами (манипулируют силой тока).

Подстроечный резистор – это проводник, который относится к классу переменных элементов схемы, но его настройку производят вручную при помощи отвертки или шестигранника.

Чтобы понять, является резистор материалом или оборудованием, следует рассмотреть его подвиды.

Встречаются фоторезисторы, термисторы, варисторы. Они различны по своему устройству и области применения.

Термисторы производят на основе полупроводников. Их функции находятся в зависимости от температуры кружащей среды.

Варисторы резко изменяют сопротивление при увеличении напряжения. Такое свойство просто незаменимо в цепях, подвергающихся скачкам напряжения.

Фоторезисторы, соответственно, меняют сопротивление при попадании на них солнечных лучей.

Опираясь на все перечисленные качества, можно смело ответить на вопрос о том, резистор — это материал или оборудование. В электросхеме это прибор сопротивления.

Идеальный резистор

Существует понятие того, каким должен быть идеальный резистор. В действительности его не существует, но некоторые элементы схемы могут быть приближенно похожи на безупречный вариант.

Идеальный резистор является проводником со строго обозначенным, не меняющимся сопротивлением, надписанным на корпусе. Данная функция оборудования не зависит в этом случае от силы тока и окружающих условий. Такой прибор не имеет внутренней емкости, но при этом он отличается идеальной технологией полного отвода тепла при работе.

Размеры его должны быть нулевыми, чтобы не занимать место на электросхеме. Идеальный резистор является электротехническим элементом, имеющим систему бесшумной работы.

Но в реальности такие приборы не соответствуют подобному образу.

Реальный резистор

Резонно возникает следующий вопрос: «Реальный резистор – это что?» В жизни это оборудование, стремясь к идеальному, предполагает наличие всего нескольких совершенных качеств.

В зависимости от типа оборудования применяются соответствующие разновидности резисторов. Они выполняют строго определенные функции, которые обеспечат правильную работу в конкретно взятых условиях.

Для этого разработчикам резисторов приходится либо жертвовать площадью, которую оборудование занимает на схеме, либо учитывать влияния окружения, а также предусматривать дополнительные внутренние емкости и т. д.

Реальные резисторы имеют сопротивление, отличное от указанного на корпусе, что связано с влиянием разных внешних условий.

Показатели, влияющие на тип резистора

Любой резистор постоянного сопротивления включает ряд характеристик, обозначенных на корпусе при его производстве. Основными из них являются сопротивление, класс точности, а также мощность рассеивания.

Существуют и другие характеристики, но они разнятся в зависимости от типа оборудования.

Резистор – это источник тока, величина которого зависит от таких факторов, как длина и площадь поперечного сечения проводника, температура. Имеет значение напряжение, которое было приложено к концам проводника. Величина резистора также зависит от силы тока и материала, из которого выполнен проводник.

Электронные конструкции используют разные резисторы. В соответствии с определенными условиями применяют соответствующие разновидности приборов.

Сопротивление

В электротехнике применяют резисторы, имеющие различное сопротивление. Приборы, у которых оно меньше 1000 Ом, имеют на корпусе букву R. Встречаются экземпляры, на которых вообще не указывают никакой буквы. Однако они все равно относятся к подобной разновидности оборудования.

Если прибор имеет сопротивление больше 1000 Ом, применяют для обозначения величины килоомы, мегаомы.

Резистор – это электротехнический элемент, имеющий довольно маленькие размеры. Поэтому, даже написав на их корпусе маркировку, производители понимают, что прочесть ее будет сложно. Широко используется цветовая маркировка резисторов, которую можно рассмотреть на фото ниже.

Класс точности

Большинство резисторов изготавливается из особого материала. Но даже в условиях промышленного производства практически нереально сделать их абсолютно идентичными.

В силу разных обстоятельств происходит разброс параметров оборудования для электросхем. Производитель рассчитывает величину отклонения от номинального значения и указывает его в процентах. Допустимая погрешность может находиться в указанном диапазоне, который резистор не превышает.

Для определенного типа устройств необходимо соблюдать более точные показатели сопротивления. Поэтому резистор имеет неодинаковые показатели погрешности для каждого типа электроприборов.

Указанная в процентах величина отклонения подразумевает, что погрешность может быть как в положительную, так и в отрицательную сторону.

Мощность рассеивания

Резистор – это прибор, применяющийся в цепях с различной силой тока. Для маломощных схем подойдут резисторы любой мощности. Их работа будет стабильной и не приведет к негативным последствиям.

Совсем другая картина наблюдается в цепи, по которой осуществляется течение тока значительной силы. Если резистор будет иметь недостаточную мощность, он перегреется, выйдет из строя, а то и может стать причиной пожара.

Расчет мощности рассеивания для подобных систем является обязательным действием. Это обеспечит страховку в процессе эксплуатации техники и позволит подобрать подходящий прибор сопротивления.

На маломощных резисторах производители обычно не указывают величину рассеивания. На более крупных экземплярах этот показатель указан в обязательном порядке и может быть обозначен римскими или арабскими цифрами.

Опираясь на такие обозначения, а также на расчет мощности цепи, подбирают требуемое оборудование.

Крепление резисторов

Резистор – это электротехнический элемент, который чаще всего имеет два выхода для подсоединения к схеме. Существуют также разновидности оборудования с тремя выводами. Их можно встретить среди переменных и подстроечных резисторов.

Используются также специальные их разновидности, имеющие отводы. Обычно их несколько.

В современной электронике все чаще применяются резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. Они выглядят как крохотные детали прямоугольной формы и не имеют привычных проволочных выводов. Вместо этого для подключения подобной детали предназначены две полоски из металла, расположенные по краям резистора.

Поверхностный монтаж производится путем припаивания элемента сопротивления на печатные проводники, находящиеся на плате.

Популярность подобных деталей объясняется их минимальными размерами, что соответствует современным требованиям электротехнического оборудования. Их маркировка имеет отличную от проволочных резисторов систему.

Роль резисторов в схеме

Резистор – это элемент, который может выполнять в электросхеме различные функции. Самыми распространенными являются токоограничивающая, стягивающая и разделительная роль.

Токоограничивающий резистор представляет собой прибор, предназначенный для обеспечения требуемой силы тока, при которой компонент оборудования будет функционировать бесперебойно.

Стягивающий (растягивающий) резистор применяют на входе логических компонентов схемы, которым важно знать только наличие или отсутствие напряжения (логическая единица или ноль). Резистор в подобной схеме нужен для обеспечения нормальной работы системы, чтобы она не оставалась в подвешенном состоянии. Нежелательный ток, поступающий извне на вход, будет при помощи стягивающего резистора уходить в землю. Это гарантирует определение входом позиции «логический ноль».

Делитель напряжения требуется для взятия только определенной части тока, необходимой для правильной работы электрокомпонента.

Маркировка

Существует определенный принцип выделения основных качеств резисторов. Его широко применяют во всем мире.

Резистор – это (фото представлено ниже) небольшая деталь, имеющая цветовую или знаковую маркировку.

Главной характеристикой детали электросхемы является ее сопротивление, поэтому именно данный показатель определен на корпусе. Буквенные обозначения характеризуют систему измерений: R – омы, К – килоомы, М – мегаомы.

В последнее время многие производители переходят на другой тип маркировки – цветовой. Он проще в нанесении при больших объемах производства.

Самые точные резисторы имеют до 6 цветов на корпусе. Две первые полосы соответствуют номиналу напряжения.

Рассмотрев, что собой представляет элемент сопротивления в схеме приборов различной техники, следует сделать вывод, что резистор – это оборудование, обеспечивающее всю систему необходимой для работы силой тока.

Технология производства резистора (стр. 1 из 2)

Министерство образования и молодежи РМ

Бельцкий Политехнический Колледж

Кафедра радиоэлектроники и электромеханики

Практическая работа

Тема: Технология производства резистора

Рези́стор(англ. resistor, отлат.resisto — сопротивляюсь), — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполнятьсязакон Ома: мгновенное значениенапряженияна резисторе пропорциональнотокупроходящему через него

. На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитнойёмкостью,паразитной индуктивностьюи нелинейностьювольт-амперной характеристики.

Классификация резисторов

Три резистора разных номиналов для поверхностного монтажа (SMD) припаянные на печатную плату

Резисторы являются элементами электронной аппаратуры и могут применяться как дискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем. Дискретные резисторы классифицируются по назначению, виду ВАХ, характеру изменения сопротивления, технологии изготовления

По назначению:

— резисторы общего назначения

— резисторы специального назначения

— высокоомные (сопротивления от десятка МОм до единиц ТОм, рабочие напряжения 100..400 В)

— высоковольтные (рабочее напряжения — десятки кВ)

— высокочастотные (имеют малые собственные индуктивности и ёмкости, рабочие частоты до сотен МГц)

— прецизионные и сверхпрецизионные (повышенная точность, допуск 0,001 — 1%)

По виду вольт-амперной характеристики:

линейные резисторы

нелинейные резисторы

варисторы — сопротивление зависит от приложенного напряжения

терморезисторы — сопротивление зависит от температуры

фоторезисторы — сопротивление зависит от освещённости

тензорезисторы — сопротивление зависит от деформации резистора

магниторезисторы — сопротивление зависит от величины магнитного поля

По характеру изменения сопротивления:

— постоянные резисторы

— переменные регулировочные резисторы

— переменные подстроечные резисторы

По технологии изготовления:

Проволочные резисторы. Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы иногда изготавливают из микропровода.

Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. Иногда, для повышения сопротивления, в плёнке прорезается винтовая канавка. Это наиболее распространённый тип резисторов.

Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлическая лента.

Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.

Интегральный резистор. Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов невозможно или не технологично.

Резисторы, выпускаемые промышленностью

Выпускаемые промышленностью резисторы одного и того же номинала имеют разброс сопротивлений. Значение возможного разброса определяется точностью резистора. Выпускают резисторы с точностью 20 %, 10 %, 5 %, и т. д. вплоть до 0,01 %. Номиналы резисторов не произвольны: их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E6 (20 %), E12 (10 %) или E24 (для резисторов с точностью до 5 %), для более точных резисторов используются более точные ряды (например E48).

Резисторы, выпускаемые промышленностью характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0,125Вт 0,25Вт 0,5Вт 1Вт 2Вт 5Вт) (Согласно ГОСТ 24013-80 и ГОСТ 10318-80 советской радиотехнической промышленностью выпускались резисторы следующих номиналов мощностей, в Ваттах, Вт.: 0.01, 0.025, 0.05, 0.062, 0.125, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 500)

Производство резисторов

Резисторы — это элементы электрической схемы, обладающие активным электрическим сопротивлением. Они составляют от 16 до 50% общего числа элементов схемы радиоэлектронной аппаратуры. В зависимости от материала элемента, проводящего электрический ток, различают непроволочные и проволочные резисторы.

Непроволочные резисторы — одни из самых массовых видов резисторов (40% от общего числа резисторов). Поэтому надёжность работы радиоэлектронной аппаратуры в значительной степени зависит от их качества. Непроволочные резисторы разделяют на следующие группы: углеродистые, металлоплёночные и металлоокисные, композиционные и полупроводниковые.

Углеродистыми называют резисторы, проводящий слой которых образован графитоподобной плёнкой, осаждённой на изоляционное основание, преимущественно фарфор. При изготовлении углеродистых резисторов применяют поточный метод науглероживания оснований в специальных камерах при высокой температуре. Массовый выпуск углеродистых резисторов ведётся на автоматизированных линиях.

Металлопленочные резисторыпредставляют собой изоляционные основания — цилиндрические трубки из керамики, стекла, слоистых пластиков, ситаллов, на которые нанесены пленки специальных сплавов или металлов различной толщины.

Металлическую пленку наносят на основание резистора осаждением металла при высокой температуре в специальной камере, химическим восстановлением из растворов солей, травлением, оксидированием и др.

Основные материалы для изготовления пленочных резисторов — титан и тантал. Важнейшее их преимущество в том, что в процессе производства можно управлять их электрическими свойствами: получить титановую пленку, обладающую одним из свойств металла, полупроводника или диэлектрика. Для повышения стабильности характеристик резистора плёнку напыляют на нагретое до определенной температуры основание. Сопротивление металлических пленок обратно пропорционально их толщине. Для получения необходимой величины удельного сопротивления в процессе напыления ведётся постоянный контроль толщины наносимой плёнки.

Металлоокисные резисторы

Плёнку двуокиси олова осаждают на керамические или стеклянные основания путем термического разложения паров хлористого олова или пульверизатором наносят на нагретое основание водный раствор четыреххлористого олова. В последнее время производство металлоокисных резисторов ведется на автоматических установках. Композиционные резисторы изготовляют на основе смеси проводящего материала (например, графита и сажи) с органическими и неорганическими связующими, наполнителем и отвердителем. Композиционные смеси наносят на основание резистора. Наиболее распространен метод погружения основания резистора в ванну со смесью и извлечения его из ванны с определенной скоростью. Нанесенную таким образом пленку подвергают термической обработке.

Проволочные резисторы

Проволочные резисторы (постоянного и переменного сопротивлений) отличаются высокой стабильностью электрических параметров, повышенной точностью, но резисторы этого типа имеют значительные индуктивность и ёмкость (так как они имеют вид катушки), большие габариты и сравнительно дороги. Основной элемент проволочных резисторов — тонкая проволока (диаметром в несколько сотых долей миллиметра) из сплавов, обладающих высоким удельным сопротивлением, достаточной механической прочностью, пластичностью и термостойкостью. Все элементы конструкций проволочных резисторов выполняют из термостойких материалов (так как при прохождении электрического тока резистор нагревается), а проводящий элемент (проволоку) защищают от климатических и механических воздействий стеклоэмалевыми и другими электроизоляционными покрытиями. Основной операцией при изготовлении проволочных резисторов является процесс наматывания проволоки на керамический или пластмассовый каркас. Полупроводниковые резисторы изготавливают (наиболее широко) из кремния, который обеспечивает высокую рабочую температуру изделия. Исходными заготовками служат кремниевые пластины различных размеров. После промывки и травления на концах пластин создают никелевые контактные площадки. Для этого химическим путем вжигают никель в слой кремния при температуре 780—800°С. Затем еще раз покрывают никелем контактные площадки и припаивают выводы.

На рис. представлено устройство пленочного резистора. На диэлектрическое цилиндрическое основание 1 нанесена резистивная пленка 2. На торцы цилиндра надеты контактные колпачки 3 из проводящего материала с припаянными к ним выводами 4. Для защиты резистивной пленки от воздействия внешних факторов резистор покрывают защитной пленкой 5.

Конструкции переменных резисторов гораздо сложнее, чем постоянных. На следующем рисунке представлена конструкция переменного непроволочного резистора круглой формы.

Он состоит из подвижной и неподвижной частей. Неподвижная часть представляет собой пластмассовый корпус 2, в котором смонтирован токопроводящий элемент 3, имеющий подковообразную форму. Посредством заклепок 6 он крепится к круглому корпусу. Эти заклепки соединены с внешними выводами 4. Подвижная часть представляет собой вращающуюся ось, с торцом которой 7 посредством чеканки соединена изоляционная планка 8, на которой смонтирован подвижный контакт 1 (токосъемник), соединенный с внешним выводом. Угол поворота оси составляет 270° и ограничивается стопором 5.