Site Loader

Содержание

ГОСТ 2.728-74 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ
ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

ГОСТ 2.728-74

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ.
РЕЗИСТОРЫ
, КОНДЕНСАТОРЫ

Unified system for design documentation.
Graphical symbols in diagrams.
Resistors, capacitors

ГОСТ

2.728-74*
(CT СЭВ 863-78 и
СТ СЭВ 864-78)

Взамен
ГОСТ 2.728-68,
ГОСТ 2.729-68
в части п. 12 и
ГОСТ 2.747-68
в части подпунктов 24, 25 таблицы

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26 марта 1974 г. № 692 срок введения установлен

с 1975-07-01

1. Настоящий стандарт устанавливает условные графические обозначения (обозначения) резисторов и конденсаторов на схемах, выполняемых вручную или автоматизированным способом во всех отраслях промышленности.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 863-78 и СТ СЭВ 864-78.

2. Обозначения резисторов общего применения приведены в табл. 1.

Таблица 1

Наименование

Обозначение

1. Резистор постоянный

Примечание . Если необходимо указать величину номинальной мощности рассеяния резисторов, то для диапазона от 0,05 до 5 В допускается использовать следующие обозначения резисторов, номинальная мощность рассеяния которых равна:

0,05 В

0,125 В

0,25 В

0,5 В

1 В

2 В

5 В

2. Резистор постоянный с дополнительными отводами:

а) синим симметричным

б) одним несимметричным

в) с двумя

Примечание. Если резистор имеет более двух дополнительных отводов, то допускается длинную сторону обозначения увеличивать, например, резистор с шестью дополнительными отводами

3. Шунт измерительный

Примечание. Линии, изображенные та продолжения коротких сторон прямоугольника, обозначают выводы для включения в измерительную цепь

4. Резистор переменный

Примечания :

1. Стрелка обозначает подвижный контакт

2. Неиспользуемый вывод допускается не изображать

3. Для переменного резистора в реостатном включении допускается попользовать следующие обозначения:

а) общее обозначение

б) с нелинейным регулированием

5. Резистор переменный с дополнительными отводами

6. Резистор переменный с несколькими подвижными контактами, например, с двумя:

а) механически не связанными

б) механически связанными

7. Резистор переменный сдвоенный

Примечание к пп. 4-7.

Если необходимо уточнить характер регулирования, то следует применять обозначения регулирования по ГОСТ 2.71-74; например, резистор переменный:

а) с плавным регулированием

б) со ступенчатым регулированием

Для указания разомкнутой позиции используют обозначение, например, резистор с разомкнутой позицией и ступенчатым регулированием

в) с логарифмической характеристикой регулирования

г) с обратно логарифмической (экспоненциальной) характеристикой регулирования

д) регулируемый с помощью электродвигателя

8. Резистор переменный с замыкающим контактом, изображенный:

а) совмещенно

б) разнесенно

Примечания :

1. Точка указывает положение подвижного контакта резистора, в котором происходят срабатывание замыкающего контакта. При этом замыкание происходит при движении от точки, а размыкание — при движении к точке.

2. При разнесенном способе замыкающий контакт следует изображать

3. Точку в обозначениях допускается не зачернять

9. Резистор подстроечный

Примечания :

1. Неиспользуемый вывод допускается не изображать

2. Для подстроечного резистора в реостатном включении допускается использовать следующее обозначение

10. Резистор переменный с подстройкой

Примечание . Приведенному обозначению соответствует следующая эквивалентная схема:

11. Тензорезистор:

а) линейный

б) нелинейный

12. Элемент нагревательный

13. Терморезистор:

а) прямого подогрева с положительным температурным коэффициентом

с отрицательным температурным коэффициентом

б) косвенного подогрева

14. Bap истор

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).

3. Обозначения функциональных потенциометров, предназначенных для генерирования нелинейных непериодических функций, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Наименование

Обозначение

1. Потенциометр функциональный однообмоточный (например, с профилированным каркасом)

Примечание. Около изображения подвижного контакта допускается записывать аналитическое выражение для генерируемой функции, например, потенциометр для генерирования квадратичной зависимости

2. Потенциометр функциональный однообмоточный с несколькими дополнительными отводами, например, с тремя

Примечания :

1. Линии, изображающие дополнительные отводы, должны делить длинную сторону обозначения на отрезки, приблизительно пропорциональные линейным (или угловым) размерам соответствующих участков потенциометра

2. Линия, изображающая подвижный контакт, должна занимать промежуточное положение относительно линий дополнительных отводов

3. Потенциометр функциональный многообмоточный, например, двухобмоточный, изображенный:

а) совмещенно

б) разнесенно

Примечание . Предполагается, что многообмоточный функциональный потенциометр конструктивно выполнен таким образом, что все обмотки находятся на общем каркасе, а подвижный контакт электрически контактирует одновременно со всеми обмотками

4. Потенциометр функциональный многообмоточный, например, трехобмоточный с двумя дополнительными отводами от каждой обмотки, изображенный:

а) совмещенно

б) разнесенно

Примечание к пп. 3 и 4. При разнесенном изображении применяют следующие условности:

а) подвижный контакт следует показывать на обозначении каждой обмотки потенциометра;

б) линии механической связи между обозначениями подвижных контактов не изображают;

в) линию электрической связи, изображающую цепь подвижного контакта, допускается изображать только на одной из обмоток, например, двухобмоточный потенциометр с последовательно соединенными обмотками

Примечание . Обозначения, установленные в табл. 2, следует применять для потенциометров, у которых подвижный контакт перемещается между двумя фиксированными (начальным и конечным) положениями. При этом конструктивное пополнение потенциометра может быть любым: линейным, кольцевым или спиральным (многооборотные потенциометры).

4. Обозначения функциональных кольцевых замкнутых потенциометров, предназначенных для циклического генерирования нелинейных функций, приведены в табл. 3.

Таблица 3

Наименование

Обозначение

1. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый однообмоточный (например, с профилированным каркасом) с одним подвижным контактом и двумя отводами

Примечание . Около изображения подвижного контакта допускается записывать аналитическое выражение для генерируемой функция. например, синусный потенциометр

2. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый однообмоточный с несколькими подвижными контактами, например, с тремя:

а) механически не связанными

б) механически связанными

3. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый однообмоточный с изолированным участком

Примечание . На изолированном участке электрический контакт между обмоткой и подвижным контактом отсутствует

4. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый однообмоточный с короткозамкнутым участком

Примечания .

1. На короткозамкнутом участке потенциометра сопротивление равно нулю.

2. Кольцевой сектор, соответствующий короткозамкнутому участку, допускается не зачернять

3. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый многообмоточный, например, двухобмоточный с двумя отводами от каждой обмотки, изображенный:

а) совмещенно

б) разнесенно

Примечания :

1. Предполагается, что многообмоточный функциональный потенциометр конструктивно выполнен таким образам, что все обмотки находятся на общем каркасе, а подвижный контакт электрически -контактирует одновременно со всеми обмотками.

2. При разнесенном изображении действуют условности, установленные в примечании к п.п. 3 и 4 табл. 2

Примечание . Все угловые размеры в обозначениях (углы между линиями отводов, между подвижными механически связанными контактами, размеры и расположение секторов изолированных или короткозамкнутых участков) должны быть приблизительно равны соответствующим угловым размерам в конструкции потенциометров.

5. Обозначения конденсаторов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Наименование

Обозначение

1. Конденсатор постоянной емкости

Примечание . Для указания поляризованного конденсатора используют обозначение

1а. Конденсатор постоянной емкости с обозначенным внешним электродом

2. Конденсатор электролитический:

а) поляризованный

б) неполяризованный.

Примечание . Знак «+» допускается опускать, если это не приведет к неправильному чтению схемы

3. Конденсатор постоянной емкости с тремя выводами (двухсекционный), изображенный:

а) совмещенно

б) разнесенно

4. Конденсатор проходной

Примечание . Дуга обозначает наружную обкладку конденсатора (корпус)

Допускается использовать обозначение

5. Конденсатор опорный. Нижняя обкладка соединена с корпусом (шасси) прибора

6. Конденсатор с последовательным собственным резистором

7. Конденсатор в экранирующем корпусе:

а) с одной обкладкой, соединенной с корпусом

б) с выводом от корпуса

8. Конденсатор переменной емкости

9. Конденсатор переменной емкости многосекционный, например, трехсекционный

10. Конденсатор подстроечный

11. Конденсатор дифференциальный

11а. Конденсатор переменной емкости двухстаторный (в каждом положении подвижного электрода С=С)

Примечание к пп. 8 — 11а. Если необходимо указать подвижную обкладку (ротор), то ее следует изображать в виде дуги, например

12. Вариконд

13. Фазовращатель емкостный

14. Конденсатор широкополосный

16. Конденсатор помехоподавляющий

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6. Условные графические обозначения резисторов и конденсаторов для схем, выполнение которых при помощи печатающих устройств ЭВМ установлено стандартами Единой системы конструкторской документации, приведены и табл. 5.

Таблица 5

Наименование

Обозначение

Отпечатанное обозначение

1. Резистор постоянный, изображенный:

а) в горизонтальной цепи

б) в вертикальной цепи

2. Конденсатор постоянной емкости, изображенный:

а) в горизонтальной цепи

б) в вертикальной цели

3. Конденсатор электролитический поляризованный изображенный:

а) в горизонтальной цепи

б) в вертикальной цепи

Примечание . Линии электрической связи - по ГОСТ 2.721.-74.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

7. Размеры условных графических обозначений приведены и табл. 6.

Все геометрические элементы условных графических обозначений следует выполнять линиями той же толщины, что и линии электрической связи.

Таблица 6

Наименование

Обозначение

1. Резистор постоянный

2. Резистор постоянный с дополнительными отводами:

а) одним

б) с двумя

3. Резистор переменный

4. Резистор переменный с двумя подвижными контактами

5. Резистор подстроечный

6. Потенциометр функциональный

7. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый:

а) однообмоточный

б) многообмоточный, например, двухобмоточный

8. Потенциометр функциональный кольцевой замкнутый с изолированным участком

9. Конденсатор постоянной емкости

10. Конденсатор электролитический

11. Конденсатор опорный

12. Конденсатор переменной емкости

13. Конденсатор проходной

Обозначение резисторов. Виды резисторов. | AUDIO-CXEM.RU

В данной статье мы наглядно посмотрим основные виды резисторов и их обозначения на схеме.  Резисторы бывают постоянными, переменными, подстроечными, термисторы, варисторы, фоторезисторы.

Постоянные резисторы. Самый распространенный вид, используемый в электронике.

Обозначаются на схеме следующим образом:

Выглядят постоянные резисторы так:

Данные элементы могут отличаться мощностью, которая на схеме тоже может быть указана следующим образом:

Вот наглядные примеры резисторов различной мощности:

На 0.125 Вт резисторы у нас не продают в городе, так как они в корпусе 0.25 Вт и с виду их не различить. Привожу пример зарубежных резисторов, так как, элементы времен СССР уже в большинстве случаев не применяются. Резисторы могут быть и более 2 Ватт, и 10, и 25 Ватт, вот например на 7 Ватт:


Данные сопротивления я использовал для измерения мощности импульсного блока питания.

Пример постоянных сопротивлений на плате:

Высокоточные сопротивления, с погрешностью 0.25%:

Также есть чип резисторы, еще их называют SMD резисторами, они применяются в поверхностном монтаже. Они различаются по размерам и рассеиваемой мощностью.

Переменные резисторы.  Резисторы, изменяющие свое сопротивление, при вращении рукоятки называются переменными.  На схеме они отображаются следующим образом:

Так же переменники могут выполнять две роли, роль реостата и потенциометра, все зависит от соединения:

В роли потенциометра, резистор работает как делитель напряжения, а в роли реостата как делитель тока.

Выглядят переменные резисторы вот так:

Подстроечные резисторы.  Они похожи на переменные,  могут быть потенциометрами,  либо  реостатами.  Отличаются размерами и тем , что у подстроечных резисторов вместо рукояти пазы под отвертку, шестигранник и так далее. Хотя есть и с рукоятью, но с пазом под отвертку.

На схеме обозначаются следующим образом:

Выглядят так:

Варистор. Является полупроводниковым резистором, который изменяет свое сопротивление от приложенного к нему напряжения. Изменение сопротивления происходит нелинейно.  Например, варистор, рассчитанный на напряжение 275 Вольт, при скачке напряжение более 275 Вольт, сопротивление варистора будет резко (нелинейно) уменьшаться, от сотни МОм до нескольких Ом.

Обозначаются на схеме варисторы следующим образом:

Выглядят так:

Применяются варисторы в основном для защиты цепей от перенапряжения. Варистор ставят параллельно в  цепь, а до варистора в цепи ставят последовательно предохранитель. При скачке напряжения, сопротивление варистора падает до десятков Ом, тем самым варистор замыкает цепь, вследствие короткого замыкания (К.З.), сгорает предохранитель.

Термистор.  Также является резистором на основе полупроводниковых материалов, сопротивление которого зависит от температуры полупроводника.  Одним из важных параметров термисторов является- тепловой коэффициент сопротивления (ТКС).  ТКС может быть положительным и отрицательным. У термисторов с  отрицательным ТКС, при увеличении температуры,  сопротивление падает, называют такие термисторы – термисторами.  У термисторов с положительным ТКС, при увеличении температуры, сопротивление увеличивается и такие термисторы называют – позисторами.

Термисторы NTC (Negative Temperature Coefficient) и позисторы PTC (Positive Temperature Coefficient) на схеме обозначаются следующим образом:

Выглядит термистор так:

Фоторезистор. Является полупроводниковым элементом, который изменяет свое сопротивление при попадании на него лучей света, в том числе искусственных. Фоторезисторы можно увидеть в видеокамерах с инфракрасной подсветкой, среди инфракрасных светодиодов стоит один фоторезистор, который является датчиком света, управляющий реле. Реле в свою очередь включает подсветку, когда видеокамера в темноте.

Так же фоторезистор может  использоваться в автоматах ночного освещения, регуляторах мощности фар автомобиля, фотоэлектронном контроле оборотов, датчиках дыма  и других электронных устройствах.

На схеме отображаются следующим образом:

Внешне выглядят так:

Резисторная сборка.  Это сборка из нескольких постоянных резисторов. Вот пример резисторной сборки на 15 кОм с общим выводом:

Теперь вы имеете представление о том, как выглядят различные сопротивления.

Условное обозначение реостата на схеме

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

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

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

Постоянные резисторы

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

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

Рис. 1. Постойнные резисторы и их обозначение.

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

Рис. 2. Постоянные резисторы с отводами – обозначение.

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

Обозначение сопротивления резисторов

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

Рис. 3. Обозначение мощности резисторов.

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

Рис. 4. Обозначение сопротивления для резисторов на схемах.

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

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

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

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

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

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

Переменные резисторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 6. Обозначение потенциометра на принципиальных схемах.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Регулируемые резисторы

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

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

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

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

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

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

Рис. 9. Обозначение переменного резистора с отводами.

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

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

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

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

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

Рис. 11. Обозначение переменного резистора совмещенного с переключателем.

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

Подстроечные резисторы

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

Рис. 12. Внешний вид и обозначение подстроечных резисторов.

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

Нелинейные резисторы

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

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

Рис. 13. Вид и обозначение нелинейных саморегулирующихся резисторов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto—сопротивляюсь) — радиокомпонент, основное назначение которого оказывать активное сопротивление электрическому току. Основные характеристики резистора — номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность. Наиболее широко используются постоянные резисторы, реже — переменные, подстроечные, а также резисторы, изменяющие свое сопротивление под действием внешних факторов.

Постоянные резисторы бывают проволочными (из провода с высоким и стабильным удельным сопротивлением) и непроволочными (с резистивным элементом, например, в виде тонкой пленки из оксида металла, пиролитического углерода и т. д.). Однако на схемах их обозначают одинаково — в виде прямоугольника с линиями электрической связи, символизирующими выводы резистора (рис. 1). Это условное графическое обозначение — основа, на которой строятся обозначения всех разновидностей резисторов. Указанные на рис. 1 размеры резисторов установлены ГОСТом и их следует соблюдать при вычерчивании схем.

На схемах рядом с обозначением резистора (по возможности сверху или справа) указывают его условное буквенно-цифровое позиционное обозначение и номинальное сопротивление. Позиционное обозначение состоит из латинской буквы R (Rezisto) и порядкового номера резистора но схеме. Сопротивление от 0 до 999 Ом указывают числом без обозначения единицы измерения (51 Ом —> 51), сопротивления от 1 до 999 кОм — числом со строчной буквой к (100 кОм —> 100 к), сопротивления от 1 до 999 МОм — числом с прописной буквой М (150 МОм —> 150 М).

Если же позиционное обозначение резистора помечено звездочкой (резистор R2* на рис.1), то это означает, что сопротивление указано ориентировочно и при налаживании устройства его необходимо подобрать по определённой методике.

Номинальную рассеиваемую мощность указывают специальными значками внутри условного графического обозначения (рис. 2).

Постоянные резисторы могут иметь отводы от резистивного элемента (рис. 3, а), причем, если необходимо, то символ резистора вытягивают в длину (рис. 3, б).

Переменные резисторы используют для всевозможных регулировок. Как правило, у такого резистора минимум три вывода: два — от резистивного элемента, определяющего номинальное (а практически — максимальное) сопротивление, и один — от переметающегося по нему токосъемника — движка. Последний изображают в виде стрелки, перпендикулярной длинной стороне основного условного графического изображения (рис. 4, а). Для переменных резисторов в реостатном включении допускается использовать условное графическое изображение рис. 4, б. Переменные резисторы с дополнительными отводами обозначаются так, как показано на рис. 4, е. Отводы у переменных резисторов показывают так же, как и у постоянных (см. рис. 3).

Для регулирования громкости, тембра, уровня в стереофонической аппаратуре, частоты в измерительных генераторах сигналов применяют сдвоенные переменные резисторы. На схемах условных графических изображений входящие в них резисторы стараются расположить возможно ближе друг к другу, а механическую связь показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной штриховой (рис. 5, а). Если же сделать этого не удается, т. е. символы резисторов оказываются на удалении один от другого, то механическую связь изображают отрезками штриховой линии (рис. 5, б). Принадлежность резисторов к сдвоенному блоку указывают в позиционном обозначении (R2.1 — первый резистор сдвоенного переменного резистора R2, R2.2 — второй).

В бытовой аппаратуре часто применяют переменные резисторы, объединенные с одним или двумя выключателями. Символы их контактов размещают на схемах рядом с условным графическим изображением переменного резистора и соединяют штриховой линией с жирной точкой, которую изображают с той стороны обозначения, при перемещении к которой движок воздействует на выключатель, (рис. 6, а). При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней. В случае если обозначение резистора и выключателя на схеме удалены один от другого, механическую связь показывают отрезками штриховых линий (рис. 6, б).

Подстроенные резисторы — это разновидность переменных. Узел перемещения движка таких резисторов чаще всего приспособлен для управления отверткой и не рассчитан на частые регулировки. Обозначение подстроечного резистора (рис. 7) наглядно отражает его назначение: практически это постоянный резистор с отводом, положение которого можно изменять.

Из резисторов, изменяющих свое сопротивление под действием внешних факторов, наиболее часто используют терморезисторы (обозначение RK) и варисторы (RU). Общим для условного графического изображения резисторов этой группы является знак нелинейного саморегулирования в виде наклонной линии с изломом внизу (рис. 8).

Для указания внешних факторов воздействия используют их общепринятые буквенные обозначения: f (температура), U (напряжение) и т. д.

Знак температурного коэффициента сопротивления терморсзисторов указывают только в том случае, если он отрицательный (см. рис. 8, резистор RK2).

Из предыдущих статей мы с вами узнали, что такое резистор, какие виды и типы реристоров выпускаются современной промышленностью. Как выглядят резисторы, вы тоже увидели, теперь рассмотрим обозначение резисторов на схемах или условно-графическое обозначение резисторов (УГО).

Условно-графическое обозначение резисторов на схемах отображается согласно ГОСТа 2.728-74.

На рисунке 1. показано общее обозначение постоянного резистора и приведены размеры, согласно которых резистор наносится на принципиальные схемы.

Рисунок 1. Общее обозначение резистора на схеме.

Над УГО резистора наносится его порядковый номер, латинская буква R показывает на принадлежность к классу резисторов. Под УГО наносится номинальное сопротивление резистора.

Все резисторы имеют значение номинальной мощности рассеяния. Это значение мощности тока на резисторе, при которой он может работать длительное время и не перегреваться (обычно берут в расчет комнатную температуру ?23°).

Обозначение мощности резисторов на схемах показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Обозначение мощности резисторов на схеме. а)0,125 Вт; б)0,25 Вт; в)0,5 Вт; г)1 Вт; д)2 Вт; е)5 Вт.

Обозначение переменных резисторов на схемах показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Обозначение переменных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)при неленейном регулировании.

Обозначение педстроечных резисторов на схемах показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Обозначение подстроечных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)переменный с подстройкой.

Приведенные обозначения резисторов на схемах, как уже было сказано соответствуют ГОСТу, однако в настоящее время в летературе (особенно в зарубежной) можно встретить другие обозначения резисторов.

Эти обозначения приведены на рисунке 5.

Рисунок 5. Обозначение резисторов используемое в зарубежной литературе. а)постоянный резистор; б)переменный резистор.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Условное графическое обозначение и маркировки мощностей резисторов на схемах

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 529 Опубликовано

Если вы строите электрическую цепь (последовательную или параллельную), скорее всего, вам потребуется компонент, называемый резистором. Поставляется с фиксированным или переменным типом, они являются важной частью вашего следующего проекта по сборке схем. Поэтому сегодня мы стремимся помочь вам легко понять все, что вам нужно знать об этом крошечном электронном компоненте!

В этом руководстве по резисторам мы рассмотрим следующее, давая вам более глубокий взгляд на то, что такое резисторы и как вы можете их использовать:

  • что такое резистор;
  • символы и единицы измерения резистора;
  • типы резисторов;
  • как читать цветные полосы на резисторах;
  • резисторы в последовательной цепи и резисторы в параллельной цепи.

Какие бывают резисторы

Когда дело доходит до резисторов, есть в основном два типа – фиксированные и переменные резисторы. В этой части руководства мы объясним оба типа и то, из чего они состоят.

Примечание: есть еще другие типы резисторов, такие как фоторезистор, который использует датчик LDR для определения сопротивления от изменений уровня света и термистор для изменений температуры.

Что такое резистор? Описание

Мы знаем, что резистор является электронным компонентом, но его функциональность заключается в сопротивлении потоку электричества, ограничивая количество электронов, проходящих через цепь.

Обратите внимание! Резисторы не генерируют энергию, а вместо этого потребляют энергию, полагаясь на сопряжение с другими компонентами, такими как микроконтроллеры и интегральные схемы.

Вы можете сделать выводы или аналогии с проточной водопроводной трубой, в которой расположен резистор, чтобы уменьшить общий расход воды.

Какой блок использует резистор?

Резистор использует единицы измерения Ом (Ω) для измерения электрического сопротивления. Установленный г-ном Омом по закону Ома в 1827 году, вы можете рассчитать сопротивление, просто взяв напряжение, деленное на ток.

Условное графическое обозначение переменных резисторов

Как и все электронные компоненты, когда цепь сформирована, вы будете использовать символы для упрощения иллюстрации. В зависимости от стиля, который вы чаще всего видите, графическое обозначение мощности резисторов на схеме будет изображаться так:

УГО в американском стилеМеждународная маркировка резисторов

Понимание того, как выглядят символы резисторов, поможет вам различать различные электрические компоненты при анализе принципиальной схемы. Постоянный ток крайне хаотичен, поэтому нужно правильно применять резисторы.

Как определить по внешнему виду

Они представляют собой множество резисторов в диапазоне от 100 до 200 Ом, 330 Ом, 470 Ом, 10 кОм, 4,7 кОм и т. Д. Следовательно, чтобы понять, какой резистор подходит для вашей схемы, вам необходимо рассчитать требуемое сопротивление, чтобы подключить резистор.

Разница в резисторах определяется по маркировке, которая нанесена на корпус. Очень редко производитель делает нестандартную окраску.

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

Простая электронная схема с аккумулятором и светодиодом
  • Напряжение светодиода: 20 мА
  • Преобразование в Amps: 0.02A
  • Источник питания: 5 В

Резистор, который вы должны использовать: 5 В / 0,02 А = 250 Ом резистор. Если у вас нет резистора 250, это будет обозначать, что лучше использовать следующее ближайшее более высокое значение, чтобы быть в безопасности! Для более точного измерения применяют потенциометр.

Расчет резистора для светодиода смотрите здесь.

Расшифровка цветовой маркировки резисторов

Хотя они могут не отображать свою ценность напрямую, большинство резисторов размечены, чтобы показать их сопротивление. Резисторы из ПТГ используют систему цветовой кодировки, а резисторы SMD имеют свою собственную систему маркировки значений.

В сквозных отверстиях в осевых резисторах обычно используется система цветных полос для отображения их значения. Большинство из этих резисторов будут иметь четыре полосы цвета, окружающие резистор, хотя вы также найдете пяти-полосные и шести-полосные резисторы.

Резистор со стрелкой на схеме – обозначение, которое чаще всего используется в СНГ, чтобы отметить элемент электрической цепи. За границей они обозначаются по-другому, хотя можно встретить исключения.

Четырехполосные резисторы

В стандартных четырехполосных резисторах первые две полосы показывают две наиболее значимые цифры значения резистора. Третья полоса – это значение веса, которое умножает две значащие цифры на степень десяти.

Последняя полоса указывает на допуск резистора. Допуск объясняет, насколько больше или меньше фактического сопротивления резистора можно сравнить с его номинальным значением. Нет идеального резистора, и различные производственные процессы приведут к лучшим или худшим вариантам измерений допуска. Например, резистор 1 кОм с допуском 5% может быть где-то между 0,95 кОм и 1,05 кОм.

Как указать, какая группа первая и последняя? Последняя полоса сопротивления часто четко отделена от полос, и обычно это либо серебро, либо золото. Рассмотрим, какие бывают резисторы, какой размер нужен для конкретной цепи, как расчитывать параметры без калькулятора и подбирать на ходу параметры для обустройства конкретного участка цепи.

Пяти- и Шестиступенчатые Резисторы

Пяти-полосные резисторы имеют третью полосу значащих цифр между первыми двумя полосами и полосой умножителя . Пяти-полосные резисторы также имеют более широкий диапазон доступных условных допусков. Если не умножать полученное число на допускной коэффициент, результат будет искажаться.

Шести-полосные резисторы – это в основном пять полосных резисторов с дополнительной полосой на конце, которая указывает температурный коэффициент. Это указывает на ожидаемое изменение значения резистора при изменении температуры в градусах Цельсия. Как правило, эти значения температурного коэффициента чрезвычайно малы в своем диапазоне.

При декодировании цветовых полос резисторов обращайтесь к таблице цветовых кодов резисторов, как показано ниже. Для первых двух полос найдите соответствующее цифровое значение этого цвета. Резистор 4,7 кОм, показанный здесь, имеет начальные цветовые полосы желтого и фиолетового цвета, которые имеют цифры 4 и 7 (47). Третья полоса 4,7 кОм красного цвета , что означает, что 47 следует умножить на 10 2 (или 100). 47 раз 100 – это 4700!

Таблица цветовых кодов резисторов

Переменный резистор (обозначение на схеме), подстроечный резистор на схеме. Номенклатуру определяет ГОСТ 28883-90.

Цифровая маркировка на корпусе резисторов

Резисторы SMD, как и в пакетах 0603 или 0805, имеют свой собственный способ отображения их значения. Есть несколько распространенных методов маркировки, которые вы увидите на этих резисторах. Они обычно имеют от трех до четырех символов – цифры или буквы – напечатанные в верхней части корпуса.

Если все три символа, которые вы видите, являются цифрами , вы, вероятно, смотрите на резистор с маркировкой вида E24 . Эти маркировки на самом деле имеют некоторое сходство с системой цветовых полос, используемой на резисторах ПТГ. Первые два числа представляют первые две наиболее значимые цифры значения, последнее число представляет величину. Цифровая маркировка резисторов будет выглядеть так:

На приведенном выше примере изображения резисторы обозначены 104 , 105 , 205 , 751 и 754 . Резистор, помеченный 104, должен быть 100 кОм (10×10 4 ), 105 будет 1 МОм (10×10 5 ), а 205 – 2 МОм (20×10 5 ). 751 – это 750 Ом (75×10 1 ), а 754 – 750 кОм (75×10 4 ).

Еще одна распространенная система кодирования – E96 , и она самая необычная из всех. Резисторы E96 будут отмечены тремя символами – двумя цифрами в начале и буквой в конце. Два числа показывают первые три цифры значения, соответствующие одному из неочевидных значений в этой справочной таблице.

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

Таким образом, резистор 01C – лучший выбор, 10 кОм (100×100), 01B – 1 кОм (100×10), а 01D – 100 кОм. Это легко, другие коды могут не быть. 85A с картинки выше 750 Ом (750×1) и 30C на самом деле 20 кОм.

Коротко о характеристиках, отображенных в маркировке

Применяют такие обозначения и добавочные коэффициенты:

 

Маркировка SMD резисторов

Таблица международноймаркировки популярных моделей резисторов типа SMD

Как обозначается мощность на схеме

Каждый, кто работает с электроникой, или когда-нибудь видел электронную схему, знает, что практически ни одно электронное устройство не обходится без резисторов.

Функция резистора в схеме может быть совершенно разной: ограничение тока, деление напряжения, рассеивание мощности, ограничение времени зарядки или разрядки конденсатора в RC-цепочке и т. д. Так или иначе, каждая из этих функций резистора осуществима благодаря главному свойству резистора — его активному сопротивлению.

Само же слово «резистор» — это русскоязычное прочтение английского слова «resistor» , которое в свою очередь происходит от латинского «resisto» — сопротивляюсь. В электрических цепях применяют постоянные и переменные резисторы, и предметом данной статьи будет обзор основных видов постоянных резисторов, так или иначе встречающихся в современных электронных устройствах и на их схемах.

Максимальная рассеиваемая резистором мощность

В первую очередь постоянные резисторы классифицируются по максимальной рассеиваемой компонентом мощности: 0,062 Вт, 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 3 Вт, 4 Вт, 5 Вт, 7 Вт, 10 Вт, 15 Вт, 20 Вт, 25 Вт, 50 Вт, 100 Вт и даже больше, вплоть до 1 кВт (резисторы для особых применений).

Данная классификация не случайна, ведь в зависимости от назначения резистора в схеме и от условий, в которых должен работать резистор, рассеиваемая на нем мощность не должна привести к разрушению самого компонента и компонентов расположенных поблизости, то есть в крайнем случае резистор должен разогреться от прохождения по нему тока, и суметь рассеять тепло.

Например, керамический резистор с цементным заполнением SQP-5 (5 ватт) номиналом 100 Ом уже при 22 вольтах постоянного напряжения, длительно приложенных к его выводам, разогреется более чем до 200°C, и это необходимо учитывать.

SMD резисторы для поверхностного монтажа с максимальной рассеиваемой мощностью от 0,062 до 1 ватта — также можно встретить сегодня на печатных платах. Такие резисторы так же как и выводные всегда берутся с запасом по мощности. Например в 12 вольтовой схеме для подтягивания потенциала к минусовой шине можно использовать SMD резистор на 100 кОм типоразмера 0402. Или выводной на 0,125 Вт, поскольку рассеиваемая мощность будет в десятки раз дальше от максимально допустимой.

Проволочные и непроволочные резисторы, точность резисторов

Резисторы для различных целей используют разные. Не желательно, например, проволочный резистор ставить в высокочастотную цепь, а для промышленной частоты 50 Гц или для цепи постоянного напряжения достаточно и проволочного.

Проволочные резисторы изготавливают путем намотки проволоки из манганина, нихрома или константана на керамический или порошковый каркас.

Высокое удельное сопротивление данных сплавов позволяет получить требуемый номинал резистора, однако несмотря на бифилярную намотку, паразитная индуктивность компонента все равно остается высокой, именно по этой причине проволочные резисторы не подходят для высокочастотных схем.

Непроволочные резисторы изготавливают не из проволоки, а из проводящих пленок и смесей на основе связующего диэлектрика. Так, выделяют тонкослойные (на основе металлов, сплавов, оксидов, металлодиэлектриков, углерода и боруглерода) и композиционные (пленочные с неорганическим диэлектриком, объемные и пленочные с органическим диэлектриком).

Непроволочные резисторы — это зачастую резисторы повышенной точности, которые отличаются высокой стабильностью параметров, способны работать при высоких частотах, в высоковольтных цепях и внутри микросхем.

Резисторы в принципе подразделяются на резисторы общего назначения и специального назначения. Резисторы общего назначения выпускаются номиналами от долей ома до десяти мегаом. Резисторы специального назначения могут быть номиналом от десятков мегаом до единиц тераом, и способны работать под напряжением 600 и более вольт.

Специальные высоковольтные резисторы способны работать в высоковольтных цепях с напряжением в десятки киловольт. Высокочастотные способны работать с частотами до нескольких мегагерц, поскольку обладают исключительно малыми собственными емкостями и индуктивностями. Прецизионные и сверхпрецизионные отличаются точностью номиналов от 0,001% до 1%.

Номиналы резисторов и их маркировка

Резисторы выпускаются на различные номиналы, и есть так называемые ряды резисторов, например широко распространенный ряд Е24. Вообще, стандартизированных рядов у резисторов шесть: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Число после буквы «Е» в названии ряда отражает количество значений номиналов на десятичный интервал, и в Е24 этих значений 24.

Номинал резистора обозначается числом из ряда, умноженным на 10 в степени n, где n — целое отрицательное или положительное число. Каждый ряд характеризуется своим допустимым отклонением.

Цветовая маркировка выводных резисторов в виде четырех или пяти полос давно стала традиционной. Чем больше полос — тем выше точность. На рисунке приведен принцип цветовой маркировки резисторов с четырьмя и пятью полосами.

Резисторы для поверхностного монтажа (SMD – резисторы) с допуском в 2%, 5% и 10% маркируются цифрами. Первые две цифры из трех образуют число, которое необходимо умножить на 10 в степени третьего числа. Для обозначения точки в десятичной дроби, на ее месте ставят букву R. Маркировка 473 обозначает 47 умножить на 10 в степени 3, то есть 47х1000 = 47 кОм.

SMD резисторы начиная с типоразмера 0805, с допуском в 1%, имеют четырехзначную маркировку, где первые три — мантисса (число, которое следует умножить), а четвертая — степень числа 10, на которое следует умножить мантиссу, чтобы получить значение номинала. Так, 4701 обозначает 470х10 = 4,7 кОм. Для обозначения точки в десятичной дроби, на ее место ставят букву R.

Две цифры и одна буква применяются в маркировке SMD резисторов типоразмера 0603. Цифры — это код определения мантиссы, а буквы — код показателя степени числа 10 — второго множителя. 12D обозначает 130х1000 = 130 кОм.

Обозначение резисторов на схемах

На схемах резисторы обозначаются белым прямоугольником с надписью, и в надписи иногда содержится как информация о номинале резистора, так и информация о его максимальной рассеиваемой мощности (если она критична для данного электронного устройства). Вместо точки в десятичной дроби обычно ставят букву R, K, M – если имеются ввиду Ом, кОм и МОм соответственно. 1R0 – 1 Ом; 4K7 – 4,7 кОм; 2M2 – 2,2 МОм и т. д.

Чаще в схемах и на платах резисторы просто нумеруются R1, R2 и т. д., а в сопроводительной документации к схеме или плате дается список компонентов по этими номерами.

Относительно мощности резистора, на схеме она может быть указана надписью буквально, например 470/5W – значит — 470 Ом, 5 ваттный резистор или символом в прямоугольнике. Если прямоугольник пустой, то резистор берется не очень мощный, то есть 0,125 — 0,25 ватт, если речь о выводном резисторе или максимум типоразмера 1210, если выбран резистор SMD.

Любые электрические цепи могут быть представлены в виде чертежей (принципиальных и монтажных схем), оформление которых должно соответствовать стандартам ЕСКД. Эти нормы распространяются как на схемы электропроводки или силовых цепей, так и электронные приборы. Соответственно, чтобы «читать» такие документы, необходимо понимать условные обозначения в электрических схемах.

Нормативные документы

Учитывая большое количество электроэлементов, для их буквенно-цифровых (далее БО) и условно графических обозначений (УГО) был разработан ряд нормативных документов исключающих разночтение. Ниже представлена таблица, в которой представлены основные стандарты.

Таблица 1. Нормативы графического обозначения отдельных элементов в монтажных и принципиальных электрических схемах.

Номер ГОСТа Краткое описание
2.710 81 В данном документе собраны требования ГОСТа к БО различных типов электроэлементов, включая электроприборы.
2.747 68 Требования к размерам отображения элементов в графическом виде.
21.614 88 Принятые нормы для планов электрооборудования и проводки.
2.755 87 Отображение на схемах коммутационных устройств и контактных соединений
2.756 76 Нормы для воспринимающих частей электромеханического оборудования.
2.709 89 Настоящий стандарт регулирует нормы, в соответствии с которыми на схемах обозначаются контактные соединения и провода.
21.404 85 Схематические обозначения для оборудования, используемого в системах автоматизации

Следует учитывать, что элементная база со временем меняется, соответственно вносятся изменения и в нормативные документы, правда это процесс более инертен. Приведем простой пример, УЗО и дифавтоматы широко эксплуатируются в России уже более десятка лет, но единого стандарта по нормам ГОСТ 2.755-87 для этих устройств до сих пор нет, в отличие от автоматических выключателей. Вполне возможно, в ближайшее время это вопрос будет урегулирован. Чтобы быть в курсе подобных нововведений, профессионалы отслеживают изменения в нормативных документах, любителям это делать не обязательно, достаточно знать расшифровку основных обозначений.

Виды электрических схем

В соответствии с нормами ЕСКД под схемами подразумеваются графические документы, на которых при помощи принятых обозначений отображаются основные элементы или узлы конструкции, а также объединяющие их связи. Согласно принятой классификации различают десять видов схем, из которых в электротехнике, чаще всего, используется три:

  • Функциональная, на ней представлены узловые элементы (изображаются как прямоугольники), а также соединяющие их линии связи. Характерная особенность такой схемы – минимальная детализация. Для описания основных функций узлов, отображающие их прямоугольники, подписываются стандартными буквенными обозначениями. Это могут быть различные части изделия, отличающиеся функциональным назначением, например, автоматический диммер с фотореле в качестве датчика или обычный телевизор. Пример такой схемы представлен ниже. Пример функциональной схемы телевизионного приемника
  • Принципиальная. Данный вид графического документа подробно отображает как используемые в конструкции элементы, так и их связи и контакты. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы. Пример принципиальной схемы фрезерного станка

Если на схеме отображается только силовая часть установки, то она называется однолинейной, если приведены все элементы, то – полной.

Пример однолинейной схемы

  • Монтажные электрические схемы. В данных документах применяются позиционные обозначения элементов, то есть указывается их место расположения на плате, способ и очередность монтажа. Монтажная схема стационарного сигнализатора горючих газов

Если на чертеже отображается проводка квартиры, то места расположения осветительных приборов, розеток и другого оборудования указываются на плане. Иногда можно услышать, как такой документ называют схемой электроснабжения, это неверно, поскольку последняя отображает способ подключения потребителей к подстанции или другому источнику питания.

Разобравшись с электрическими схемами, можем переходить к обозначениям указанных на них элементов.

Графические обозначения

Для каждого типа графического документа предусмотрены свои обозначения, регулируемые соответствующими нормативными документами. Приведем в качестве примера основные графические обозначения для разных видов электрических схем.

Примеры УГО в функциональных схемах

Ниже представлен рисунок с изображением основных узлов систем автоматизации.

Примеры условных обозначений электроприборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТом 21.404-85

Описание обозначений:

  • А – Основные (1) и допускаемые (2) изображения приборов, которые устанавливаются за пределами электрощита или распределительной коробки.
  • В – Тоже самое, что и пункт А, за исключением того, что элементы располагаются на пульте или электрощите.
  • С – Отображение исполнительных механизмов (ИМ).
  • D – Влияние ИМ на регулирующий орган (далее РО) при отключении питания:
  1. Происходит открытие РО
  2. Закрытие РО
  3. Положение РО остается неизменным.
  • Е — ИМ, на который дополнительно установлен ручной привод. Данный символ может использоваться для любых положений РО, указанных в пункте D.
  • F- Принятые отображения линий связи:
  1. Общее.
  2. Отсутствует соединение при пересечении.
  3. Наличие соединения при пересечении.

УГО в однолинейных и полных электросхемах

Для данных схем существует несколько групп условных обозначений, приведем наиболее распространенные из них. Для получения полной информации необходимо обратиться к нормативным документам, номера государственных стандартов будут приведены для каждой группы.

Источники питания.

Для их обозначения приняты символы, приведенные на рисунке ниже.

УГО источников питания на принципиальных схемах (ГОСТ 2.742-68 и ГОСТ 2.750.68)

Описание обозначений:

  • A – источник с постоянным напряжением, его полярность обозначается символами «+» и «-».
  • В – значок электричества, отображающий переменное напряжение.
  • С – символ переменного и постоянного напряжения, используется в тех случаях, когда устройство может быть запитано от любого из этих источников.
  • D – Отображение аккумуляторного или гальванического источника питания.
  • E- Символ батареи, состоящей из нескольких элементов питания.

Линии связи

Базовые элементы электрических соединителей представлены ниже.

Обозначение линий связи на принципиальных схемах (ГОСТ 2.721-74 и ГОСТ 2.751.73)

Описание обозначений:

  • А – Общее отображение, принятое для различных видов электрических связей.
  • В – Токоведущая или заземляющая шина.
  • С – Обозначение экранирования, может быть электростатическим (помечается символом «Е») или электромагнитным («М»).
  • D — Символ заземления.
  • E – Электрическая связь с корпусом прибора.
  • F – На сложных схемах, из нескольких составных частей, таким образом обозначается обрыв связи, в таких случаях «Х» это информация о том, где будет продолжена линия (как правило, указывается номер элемента).
  • G – Пересечение с отсутствием соединения.
  • H – Соединение в месте пересечения.
  • I – Ответвления.

Обозначения электромеханических приборов и контактных соединений

Примеры обозначения магнитных пускателей, реле, а также контактов коммуникационных устройств, можно посмотреть ниже.

УГО, принятые для электромеханических устройств и контакторов (ГОСТы 2.756-76, 2.755-74, 2.755-87)

Описание обозначений:

  • А – символ катушки электромеханического прибора (реле, магнитный пускатель и т.д.).
  • В – УГО воспринимающей части электротепловой защиты.
  • С – отображение катушки устройства с механической блокировкой.
  • D – контакты коммутационных приборов:
  1. Замыкающие.
  2. Размыкающие.
  3. Переключающие.
  • Е – Символ для обозначения ручных выключателей (кнопок).
  • F – Групповой выключатель (рубильник).

УГО электромашин

Приведем несколько примеров, отображения электрических машин (далее ЭМ) в соответствии с действующим стандартом.

Обозначение электродвигателей и генераторов на принципиальных схемах (ГОСТ 2.722-68)

Описание обозначений:

  • A – трехфазные ЭМ:
  1. Асинхронные (ротор короткозамкнутый).
  2. Тоже, что и пункт 1, только в двухскоростном исполнении.
  3. Асинхронные ЭМ с фазным исполнением ротора.
  4. Синхронные двигатели и генераторы.
  • B – Коллекторные, с питанием от постоянного тока:
  1. ЭМ с возбуждением на постоянном магните.
  2. ЭМ с катушкой возбуждения.

Обозначение электродвигателей на схемах

УГО трансформаторов и дросселей

С примерами графических обозначений данных устройств можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Правильные обозначения трансформаторов, катушек индуктивности и дросселей (ГОСТ 2.723-78)

Описание обозначений:

  • А – Данным графическим символом могут быть обозначены катушки индуктивности или обмотки трансформаторов.
  • В – Дроссель, у которого имеется ферримагнитный сердечник (магнитопровод).
  • С – Отображение двухкатушечного трансформатора.
  • D – Устройство с тремя катушками.
  • Е – Символ автотрансформатора.
  • F – Графическое отображение ТТ (трансформатора тока).

Обозначение измерительных приборов и радиодеталей

Краткий обзор УГО данных электронных компонентов показан ниже. Тем, кто хочет более широко ознакомиться с этой информацией рекомендуем просмотреть ГОСТы 2.729 68 и 2.730 73.

Примеры условных графических обозначений электронных компонентов и измерительных приборов

Описание обозначений:

  1. Счетчик электроэнергии.
  2. Изображение амперметра.
  3. Прибор для измерения напряжения сети.
  4. Термодатчик.
  5. Резистор с постоянным номиналом.
  6. Переменный резистор.
  7. Конденсатор (общее обозначение).
  8. Электролитическая емкость.
  9. Обозначение диода.
  10. Светодиод.
  11. Изображение диодной оптопары.
  12. УГО транзистора (в данном случае npn).
  13. Обозначение предохранителя.

УГО осветительных приборов

Рассмотрим, как на принципиальной схеме отображаются электрические лампы.

Пример того, как указываются лампочки на схемах (ГОСТ 2.732-68)

Описание обозначений:

  • А – Общее изображение ламп накаливания (ЛН).
  • В — ЛН в качестве сигнализатора.
  • С – Типовое обозначение газоразрядных ламп.
  • D – Газоразрядный источник света повышенного давления (на рисунке приведен пример исполнения с двумя электродами)

Обозначение элементов в монтажной схеме электропроводки

Завершая тему графических обозначений, приведем примеры отображения розеток и выключателей.

Пример изображения на монтажных схемах розеток скрытой установки

Как изображаются розетки других типов, несложной найти в нормативных документах, которые доступны в сети.

Обозначение выключатели скрытой установки Обозначение розеток и выключателей

Буквенные обозначения

В электрических схемах помимо графических обозначений также используются буквенные, поскольку без последних чтение чертежей будет довольно проблематичным. Буквенно-цифровая маркировка так же, как и УГО регулируется нормативными документами, для электро это ГОСТ 7624 55. Ниже представлена таблица с БО для основных компонентов электросхем.

Буквенные обозначения основных элементов

К сожалению, размеры данной статьи не позволяют привести все правильные графические и буквенные обозначения, но мы указали нормативные документы, из которых можно получить всю недостающую информацию. Следует учитывать, что действующие стандарты могут меняться в зависимости от модернизации технической базы, поэтому, рекомендуем отслеживать выход новых дополнений к нормативным актам.

Из предыдущих статей мы с вами узнали, что такое резистор, какие виды и типы реристоров выпускаются современной промышленностью. Как выглядят резисторы, вы тоже увидели, теперь рассмотрим обозначение резисторов на схемах или условно-графическое обозначение резисторов (УГО).

Условно-графическое обозначение резисторов на схемах отображается согласно ГОСТа 2.728-74.

На рисунке 1. показано общее обозначение постоянного резистора и приведены размеры, согласно которых резистор наносится на принципиальные схемы.

Рисунок 1. Общее обозначение резистора на схеме.

Над УГО резистора наносится его порядковый номер, латинская буква R показывает на принадлежность к классу резисторов. Под УГО наносится номинальное сопротивление резистора.

Все резисторы имеют значение номинальной мощности рассеяния. Это значение мощности тока на резисторе, при которой он может работать длительное время и не перегреваться (обычно берут в расчет комнатную температуру ?23°).

Обозначение мощности резисторов на схемах показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Обозначение мощности резисторов на схеме. а)0,125 Вт; б)0,25 Вт; в)0,5 Вт; г)1 Вт; д)2 Вт; е)5 Вт.

Обозначение переменных резисторов на схемах показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Обозначение переменных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)при неленейном регулировании.

Обозначение педстроечных резисторов на схемах показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Обозначение подстроечных резисторов на схеме. а)общее обозначение; б)при реостатном включении; в)переменный с подстройкой.

Приведенные обозначения резисторов на схемах, как уже было сказано соответствуют ГОСТу, однако в настоящее время в летературе (особенно в зарубежной) можно встретить другие обозначения резисторов.

Эти обозначения приведены на рисунке 5.

Рисунок 5. Обозначение резисторов используемое в зарубежной литературе. а)постоянный резистор; б)переменный резистор.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Резисторы

Добавлено 6 октября 2020 в 13:15

Сохранить или поделиться

Поскольку соотношение между напряжением, током и сопротивлением в любой цепи настолько постоянное, мы можем надежно контролировать в цепи любую из этих переменных, просто управляя двумя другими. Возможно, самой простой для управления переменной в любой цепи является ее сопротивление. Это управление сопротивлением можно реализовать, изменив материал, размер и форму проводящих компонентов (помните, как тонкая металлическая нить накала лампы создавала большее электрическое сопротивление, чем толстый провод?).

Что такое резистор?

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

Условные обозначения и номиналы резисторов на схеме

Условное обозначение резистора на схеме согласно ГОСТу – прямоугольник размером 4 мм x 8 мм. В англоязычной литературе распространено обозначение резистора в виде пилообразной линии:

Рисунок 1 – Условное графическое обозначение резистора

Номиналы резисторов в омах обычно отображаются на схеме в виде чисел рядом с условным обозначением, а если в цепи присутствует несколько резисторов, они будут помечены уникальным идентификационным номером, таким как R1, R2, R3 и т.д. Как видите, обозначения резисторов могут быть показаны горизонтально или вертикально:

Рисунок 2 – Обозначение номиналов резисторов на схеме (резисторы 150 Ом и 25 Ом)

Ниже показано несколько примеров резисторов разных типов и размеров:

Рисунок 3 – Примеры резисторов

Также на схеме можно показать, что резистор имеет переменное, а не фиксированное сопротивление. Это может быть сделано с целью описания реального физического устройства, разработанного для обеспечения регулируемого сопротивления, или может быть для того, чтобы показать какой-то компонент, который просто имеет нестабильное сопротивление:

Рисунок 4 – Условное графическое обозначение переменного резистора

Фактически, каждый раз, когда вы видите обозначение компонента с нарисованной по диагонали стрелкой, это означает, что этот компонент имеет переменное, а не фиксированное значение. Этот символ «модификатор» (диагональная стрелка) является стандартным дополнением к обозначению электронных компонентов.

Переменные резисторы

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

Рисунок 5 – Потенциометр

Номинальная мощность резисторов

Поскольку резисторы рассеивают тепловую энергию по мере того, как электрические токи через них преодолевают «трение» их сопротивления, то резисторы также оцениваются с точки зрения того, сколько тепловой энергии они могут рассеять без перегрева и повреждения. Естественно, эта номинальная мощность указывается в физических единицах измерения, «ватт». Большинство резисторов, используемых в небольших электронных устройствах, таких как портативные радиоприемники, рассчитаны на 1/4 (0,25) Вт или меньше. Номинальная мощность любого резистора примерно пропорциональна его физическому размеру. Обратите внимание на первую фотографию резисторов, как номинальная мощность соотносится с размером: чем больше резистор, тем выше его номинальная мощность. Также обратите внимание на то, что сопротивление (в омах) не имеет ничего общего с размером! Хотя сейчас может показаться бессмысленным иметь устройство, которое не делает ничего, кроме сопротивления электрическому току, резисторы – чрезвычайно полезные устройства в схемах. Поскольку они просты и так часто используются в мире электричества и электроники, мы потратим много времени на анализ схем, состоящих только из резисторов и источноков питания.

Чем полезны резисторы?

Для практической иллюстрации полезности резисторов посмотрите фотографию ниже. Это изображение печатной платы: сборка, состоящая из изолирующих слоев стеклотекстолита и слоем проводящих медных дорожек, в которую можно вставлять компоненты и закреплять их с помощью процесса низкотемпературной сварки, называемого «пайкой». Различные компоненты на этой печатной плате обозначены напечатанными метками. Резисторы обозначаются любой меткой, начинающейся с буквы «R».

Рисунок 6 – Пример резисторов на печатной плате

Эта конкретная печатная плата представляет собой дополнение к компьютеру, называемое «модемом», которое позволяет передавать цифровую информацию по телефонным линиям. На плате этого модема можно увидеть, как минимум, дюжину резисторов (все с номинальной рассеиваемой мощностью 0,25 Вт). Каждый из черных прямоугольников (называемых «интегральными схемами» или «микросхемами», или «чипами») также содержит свой собственный массив резисторов, необходимый для работы. На другом примере печатной платы показаны резисторы, упакованные в еще меньшие корпуса, называемые SMD («surface mount device», «устройство поверхностного монтажа»). Эта конкретная печатная плата является нижней стороной жесткого диска компьютера; и снова припаянные к ней резисторы обозначены метками, начинающимися с буквы «R»:

Рисунок 7 – Пример резисторов на печатной плате

На этой печатной плате более сотни резисторов поверхностного монтажа, и это количество, конечно, не включает резисторы, встроенные в черные «чипы». Эти две фотографии должны убедить любого, что резисторы (устройства, которые «просто» препятствуют прохождению электрического тока) – очень важные компоненты в области электроники!

«Нагрузка» на принципиальных схемах

На схемах символы резисторов иногда используются для иллюстрации обобщенного типа устройств, выполняющих что-то полезное с электрической энергией. Любое неконкретизированное электрическое устройство обычно называется нагрузкой, поэтому, если вы видите схему с символом резистора с пометкой «нагрузка», особенно в учебной принципиальной схеме, объясняющей какие-либо концепции, не связанные с фактическим использованием электроэнергии, этот символ может просто быть своего рода сокращением чего-то еще более практичного, чем резистор.

Анализ резисторных схем

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

Рисунок 8 – Пример схемы

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

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

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

\(R = \frac{10 \ В}{2 \ А} = 5 \ Ом\)

\(P = (2 \ А)(10 \ В) = 20 \ Вт\)

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

Материалы, из которых изготавливаются резисторы

В мире можно найти резисторы, изготовленные из самых разных материалов, каждый из которых имеет свои свойства и определенные области применения. Большинство инженеров-электронщиков используют типы, указанные ниже.

Проволочные резисторы

Рисунок 9 – Проволочные резисторы

Проволочные резисторы изготавливаются путем наматывания по спирали проволоки с высоким сопротивлением вокруг непроводящего сердечника. Обычно они применяются там, где нужна высокая точность или большая мощность. Сердечник обычно изготавливается из керамики или стекловолокна, а резистивная проволока из никель-хромового сплава, которая не подходит для приложений с частотами выше 50 кГц. Достоинствами проволочных резисторов являются низкий уровень шума и устойчивость к колебаниям температуры. Доступны резисторы со значениями сопротивления от 0,1 до 100 кОм и с точностью от 0,1% до 20%.

Металлопленочные резисторы

Рисунок 10 – Металлопленочные резисторы

Для металлопленочных резисторов обычно используют нитрид нихрома или тантала. Резистивный материал обычно составляет комбинация керамического материала и металла. Значение сопротивления изменяется путем вырезания с помощью лазера или абразива спирального рисунка в пленке, очень похожей на углеродную пленку. Металлопленочные резисторы обычно менее стабильны при изменениях температуры, чем проволочные резисторы, но лучше справляются с более высокими частотами.

Металлооксидные пленочные резисторы

Рисунок 11 – Металлооксидные пленочные резисторы

В металлооксидных резисторах используются оксиды металлов, такие как оксид олова, что немного отличает их от металлопленочных резисторов. Эти резисторы надежны и стабильны и работают при более высоких температурах, чем металлопленочные резисторы. По этой причине металлооксидные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой износостойкости.

Фольговые резисторы

Рисунок 12 – Фольговые резисторы

Фольговый резистор, разработанный в 1960-х годах, по-прежнему остается одним из самых точных и стабильных типов резисторов, которые вы найдете, и которые используются в приложениях с высокими требованиями к точности. Резистивный элемент составляет тонкая объемная металлическая фольга, которая приклеена на керамическую подложку. Фольговые резисторы имеют очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

Углеродные композиционные резисторы

Рисунок 13 – Углеродные композиционные резисторы

До 1960-х годов углеродные композиционные резисторы были стандартом для большинства приложений. Они надежны, но не очень точны (их допуск не может быть лучше примерно 5%). Для резистивного элемента углеродных резисторов используется смесь мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала. Резистивному веществу придают форму цилиндра и запекают. Величину сопротивления определяют размеры корпуса и соотношение углерода и керамики. Использование большего количества углерода в процессе означает более низкое сопротивление. Углеродные композиционные резисторы по-прежнему полезны для определенных приложений из-за своей способности выдерживать мощные импульсы, хорошим примером применения может быть источник питания.

Углеродные пленочные резисторы

Углеродные пленочные резисторы представляют собой тонкую углеродную пленку (разрезанную по спирали для увеличения резистивного пути) на изолирующем цилиндрическом сердечнике. Такая конструкция позволяет получить более точное значение сопротивления, а также увеличивает величину сопротивления. Углеродные пленочные резисторы намного точнее, чем углеродные композиционные резисторы. В приложениях, требующих стабильности на высоких частотах, используются специальные углеродные пленочные резисторы.

Ключевые показатели эффективности (KPI)

Ключевые показатели эффективности резисторов для каждого материала можно найти ниже:

Ключевые показатели эффективности резисторов в зависимости от материала
ХарактеристикаМеталлопленочные резисторыТолстопленочные резисторыТонкопленочные резисторыУглеродные композиционные резисторыУглеродные пленочные резисторы
Диапазон рабочих температур, °C-55 … +125-55 … +130-55 … +155-40 … +105-55 … +155
Максимальный температурный коэффициент сопротивления100100151200250–1000
Максимальное напряжение, В250–350250200350–500350–500
Шум, мкВ на 1 В приложенного постоянного напряжения0,50,10,145
Сопротивление изоляции, кОм1010101010
Изменение сопротивления при пайке, %0,200,150,0220,50
Изменение сопротивления при воздействии высокой температуры и влажности, %0,5010,50153,5
Изменение сопротивления при длительном хранении, %0,100,100,0052
Изменение сопротивления при работе в течение 2000 часов при температуре 70°C, %110,03104

Резюме

  • Устройства, называемые резисторами, предназначены для обеспечения точного значения сопротивления в электрических цепях. Резисторы оцениваются как по их сопротивлению (Ом), так и по их способности рассеивать тепловую энергию (Вт).
  • Номинальное сопротивление резистора не может быть определено по его физическому размеру, хотя судя по размеру можно сказать о приблизительном значении номинальной мощности. Чем больше резистор, тем большую мощность он может рассеять без повреждений.
  • Любое устройство, которое выполняет с помощью электроэнергии какую-либо полезную задачу, обычно называют нагрузкой. Иногда символ резисторов используется в схемах для обозначения неконкретизированной нагрузки, а не для реального резистора.

Оригинал статьи:

Теги

ОбучениеРассеиваемая мощностьРезисторСопротивлениеСхемотехникаТемпературный коэффициент сопротивления / ТКС

Сохранить или поделиться

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 изделийОбласть примененияПримечания
ВысокоомныеДозиметрическая аппаратура, измерительные приборы улучшенной точностиДиапазон напряжения (рабочего) – от 250 до 350 V. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012-1013 Ом
ВысоковольтныеГашение искр в электрических установках с высоким напряжением, делители, разрядники конденсаторовРабочее напряжение – до 60 kV. В конструкциях применяют материалы с электрическим сопротивлением до 1012 Ом
ВысокочастотныеРадиорелейная, передающая и приемная аппаратура, антенные узлы, аттенюаторы, локаторыПредназначены для работы с частотами более 5 МГц
ПрецизионныеТакие резисторы устанавливают в измерительной техникеПогрешность 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 слояОсобенностиПреимуществаНедостатки
УглеродистыйСлой создают при высокой температуре в условиях вакуумаСтабильность рабочих параметров, минимальные шумы, слабая зависимость от уровня напряжения и частотыСопротивление готовых изделий – не выше 10 МОм
Пленочные, окисныеПрименяют металлы (сплавы), которые наносят тонким слоем на основуУлучшенная стойкость к высокой температуре, широкий диапазон электрических сопротивлений, компактностьСравнительно небольшая стойкость к нагрузкам импульсного типа
КомпозиционныеИспользуют графит в смеси с органическими и другими связующими компонентамиСоздание изделий в любой форме без лишних трудностей. Демократичная стоимостьСопротивление 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:

Резисторы

1. Резисторы

Резисторы есть наиболее часто используемый компонент в электронике, и их цель — создать заданные значения тока и напряжения в цепи. А количество различных резисторов показано на фотографиях. (Резисторы на миллиметровой бумаге с интервалом 1 см, чтобы представление о габаритах). На фото 1.1a показаны резисторы малой мощности, а на фото 1.1b — некоторые высокая мощность резисторы.Резисторы с рассеиваемой мощностью менее 5 Вт (большинство обычно используемые типы) имеют цилиндрическую форму с выступающей из каждый конец для подключения в цепь (фото 1.1-а). Резисторы с рассеиваемой мощностью более 5 Вт являются показано ниже (фото 1.1-б).

Рис. 1.1a: Некоторые маломощные резисторы Фиг. 1.1b: Резисторы большой мощности и реостаты

Символ резистора показан на следующая диаграмма (вверху: американский символ, внизу: европейский символ.)

Рис. 1.2a: Символы резисторов

Агрегат для Измерительное сопротивление Ом . (греческая буква Ω — называется Омега). Более высокие значения сопротивления обозначаются буквой «k». (килоом) и М (мегом).Для Например, 120000 Ом отображается как 120 кОм, а 1 200 000 Ом — как 1M2. Точка обычно опускается, так как его легко потерять в процессе печати. В какой-то цепи На диаграммах такое значение, как 8 или 120, представляет сопротивление в Ом. Другой распространенной практикой является использование буквы E для обозначения сопротивления в омах. В буква R. также может использоваться. Для Например, 120E (120R) обозначает 120 Ом, 1E2 обозначает 1R2 и т. д.

1.1 Маркировка резистора

Значение сопротивления равно маркировка на корпусе резистора. Большинство резисторов имеют 4 полосы. Первые две полосы обеспечивают числа для сопротивления, а третья полоса обеспечивает количество нули. Четвертая полоса указывает на допуск. Значения допуска 5%, Чаще всего доступны 2% и 1%.

В следующей таблице показаны используемые цвета. для определения номиналов резистора:

ЦВЕТ ЦИФРА МНОЖИТЕЛЬ ДОПУСК TC
Серебро х 0.01 Вт 10%
Золото x 0,1 Вт 5%
Черный 0 x 1 Вт
Коричневый 1 x 10 Вт 1% 100 * 10 -6 / K
Красный 2 x 100 Вт 2% 50 * 10 -6 / K
Оранжевый 3 x 1 кВт 15 * 10 -6 / K
Желтый 4 x 10 кВт 25 * 10 -6 / K
Зеленый 5 x 100 кВт 0.5%
Синий 6 x 1 МВт 0,25% 10 * 10 -6 / K
Фиолетовый 7 x 10 МВт 0,1% 5 * 10 -6 / K
Серый 8 x 100 МВт
Белый 9 x 1 ГВт 1 * 10 -6 / K

** TC — Темп.Коэффициент, только для SMD устройства

Рис. 1.2: б. Четырехполосный резистор, c. Пятиполосный резистор, d. Цилиндрический резистор SMD, эл. Резистор SMD плоский

Ниже показаны все резисторы из От 0R1 (одна десятая ома) до 22M:

ПРИМЕЧАНИЯ:
Резисторы, указанные выше, имеют «общее значение» 5%. типы.
Четвертый диапазон называется диапазоном «допуска».Золото = 5%
(полоса допуска Серебро = 10%, но современные резисторы не 10% !!)
«общие резисторы» имеют номиналы от 10 Ом до 22 МОм.

РЕЗИСТОРЫ МЕНЬШЕ 10 ОМ
Когда третья полоса золото, это означает, что значение «цветов» необходимо разделить на 10.
золота = «разделите на 10», чтобы получить значения 1R0. на 8R2
Примеры см. в 1-й колонке выше.

Когда третий полоса серебряная, это означает, что значение «цветов» необходимо разделить на 100.
(Помните: в слове «серебро» больше букв, значит делитель «больше»)
Silver = «разделить на 100», чтобы получить значения от 0R1 (одна десятая ома) до 0R82
например: 0R1 = 0,1 Ом 0R22 = Точка 22 Ом
См. 4-й столбец выше для Примеры.

Буквы «R, k и M» заменяют десятичную дробь. точка. Буква «Е» также используется для обозначения слова «ом».
например: 1 R 0 = 1 Ом 2 R 2 = 2 точка 2 Ом 22 R = 22 Ом
2 k 2 = 2200 Ом 100 к = 100000 Ом
2 M 2 = 2200000 Ом

Общие резисторы имеют 4 шт. группы.Они показаны выше. Первый две полосы указывают первые две цифры сопротивления, третья полоса — это множитель (количество нулей, которые должны быть добавлены к полученному числу от первых двух полос), а четвертая представляет собой допуск.

Маркировка сопротивления с помощью пять полос используются для резисторов с допуском 2%, 1% и др. резисторы высокой точности. Первые три полосы определяют первые три цифр, четвертая — множитель, пятая — допуск.

для поверхностного монтажа Device) на резисторе очень мало свободного места. Резисторы 5% используйте трехзначный код, в то время как 1% резисторов используют четырехзначный код.

Некоторые резисторы SMD изготавливаются в форма небольшого цилиндра, в то время как наиболее распространенный тип — плоский. Цилиндрические резисторы SMD помечены шестью полосами — первые пять «читаются» как с обычными пятиполосными резисторами, а шестая полоса определяет температурный коэффициент (TC), который дает нам значение сопротивления изменение при изменении температуры на 1 градус.

Сопротивление Плоские резисторы SMD маркируются цифрами на их верхней стороне. Первые две цифры — это значение сопротивления, а третья цифра представляет количество нулей. Например, напечатанное число 683 стоит для 68000Вт, то есть 68к.

Само собой разумеется, что существует массовое производство всех типы резисторов. Чаще всего используются резисторы E12. серии и имеют значение допуска 5%.Общие значения для первых двух цифры: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 и 82.
E24 серия включает все значения, указанные выше, а также: 11, 13, 16, 20, 24, 30, 36, 43, 51, 62, 75 и 91. Что означают эти числа? Это означает, что резисторы со значениями для цифр «39»: 0,39 Вт, 3,9 Вт, 39 Вт, 390 Вт, 3,9 кВт, 39 кВт и т. д. (0R39, 3R9, 39R, 390R, 3к9, 39к)

Для некоторых электрических цепей, допуск резистора не важен и не указывается.В этом случае можно использовать резисторы с допуском 5%. Однако устройства, которые требуется, чтобы резисторы имели определенную точность, требуется указанная толерантность.

1,2 Резистор Рассеивание

Если поток ток через резистор увеличивается, он нагревается, а если температура превышает определенное критическое значение, он может выйти из строя. В номинальная мощность резистора — это мощность, которую он может рассеивать в течение длительного времени. промежуток времени.
Номинальная мощность резисторов малой мощности не указана. На следующих диаграммах показаны размер и номинальная мощность:

Рис. 1.3: Размеры резистора

Наиболее часто используется резисторы в электронных схемах имеют номинальную мощность 1/2 Вт или 1/4 Вт. Существуют резисторы меньшего размера (1/8 Вт и 1/16 Вт) и выше (1 Вт, 2 Вт, 5 Вт, так далее).
Вместо одиночного резистора с заданной рассеиваемой мощностью, можно использовать другой с таким же сопротивлением и более высоким рейтингом, но его большие размеры увеличивают пространство, занимаемое на печатной плате а также добавленная стоимость.

Мощность (в ваттах) может быть рассчитана по одному из следующие формулы, где U — символ напряжения на резистор (в вольтах), I — ток в амперах, а R — сопротивление в Ом:

Например, если напряжение на 820 Вт резистор 12В, мощность, рассеиваемая резисторами это:

А резистор 1/4 Вт может использоваться.

Во многих случаях это Непросто определить ток или напряжение на резисторе.В этом в случае, когда мощность, рассеиваемая резистором, определяется для «худшего» кейс. Мы должны принять максимально возможное напряжение на резисторе, т. е. полное напряжение источника питания (аккумулятор и т. д.).
Если мы отметим это напряжение как В В , максимальное рассеивание это:

Например, если В В = 9 В, рассеиваемая мощность 220 Вт резистор:

А 0.Резистор мощностью 5 Вт или выше должен использоваться

1,3 Нелинейные резисторы

Значения сопротивления указанные выше являются постоянными и не изменяются, если напряжение или ток меняется. Но есть схемы, требующие резисторов для изменить значение с изменением умеренного или светлого. Эта функция не может быть линейный, отсюда и название НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕЗИСТОРЫ.

Есть несколько типы нелинейных резисторов, но наиболее часто используемые включают: NTC Резисторы (рисунок а) (отрицательный температурный коэффициент) — их сопротивление снижается с повышением температуры. PTC резисторы (рисунок б) (положительный температурный коэффициент) — их сопротивление увеличивается с повышением температуры. Резисторы LDR (рисунок в) (Light Dependent Resistors) — их сопротивление уменьшается с увеличением свет. Резисторы VDR (резисторы, зависимые от напряжения) — их сопротивление критически снижается, когда напряжение превышает определенное значение. Символы, представляющие эти резисторы, показаны ниже.

Фиг.1.4: Нелинейные резисторы — a. НТЦ, б. PTC, c. LDR

дюйм любительские условия, когда нелинейный резистор может быть недоступен, это можно заменить другими компонентами. Например, NTC резистор можно заменить на транзистор с подстроечным резистором потенциометр, для регулировки необходимого значения сопротивления. Автомобильный свет может играть роль резистора PTC , в то время как резистор LDR можно было заменить открытым транзистором.В качестве примера на рисунке справа показан 2N3055 с его верхним часть удалена, так что свет может падать на кристалл внутри.

1,4 Практическая примеры с резисторами

На рис. 1.5 показаны два практических примеры с нелинейными и обычными резисторами в качестве подстроечных потенциометров, элементы, которые будут рассмотрены в следующей главе.

Рис. 1.5a: RC-усилитель

На рисунке 1.5a показан RC-усилитель напряжения, который может использоваться для усиления низкочастотные аудиосигналы с малой амплитудой, например сигналы микрофона. Усиливаемый сигнал передается между узлом 1. (вход усилителя) и земля, а результирующий усиленный сигнал появляется между узлом 2 (выход усилителя) и заземление. Чтобы получить оптимальную производительность (высокая усиление, низкий уровень искажений, низкий уровень шума и т. д.) необходимо «установить» рабочая точка транзистора.Подробная информация о рабочей точке будет приведено в главе 4; а пока давайте просто скажем, что напряжение постоянного тока между узел C и gnd должны составлять примерно половину батареи (источника питания) Напряжение. Поскольку напряжение аккумулятора равно 6В, необходимо установить напряжение в узле C. до 3В. Регулировка осуществляется через резистор R1.

Подключить вольтметр между узел C и земля. Если напряжение превышает 3 В, замените резистор. R1 = 1,2 МВт с меньшим резистором, скажем R1 = 1 МВт.Если напряжение по-прежнему превышает 3 В, оставьте понижая сопротивление, пока оно не достигнет примерно 3 В. Если напряжение в узле C изначально ниже 3В, увеличьте сопротивление R1.

Степень усиления каскада зависит от сопротивления R2: более высокое сопротивление — более высокое усиление , более низкое сопротивление — нижнее усиление . Если значение R2 изменяется, напряжение в узле C следует проверить и отрегулировать (через R1).

Резистор R3 и конденсатор 100Ф сформировать фильтр, чтобы предотвратить возникновение обратной связи. Эта обратная связь называется «Моторная лодка», как это звучит как шум моторной лодки. Этот шум возникает только при использовании более чем одной ступени.
По мере добавления каскадов к цепи вероятность обратной связи в форма нестабильности или катания на лодке.
Этот шум появляется на выходе усилителя даже при отсутствии сигнала доставляется к усилителю.
Нестабильность возникает следующим образом:
Даже если на вход не поступает сигнал, выходной каскад производит очень слабый фоновый шум, называемый «шипением». Это происходит из-за ток, протекающий через транзисторы и другие компоненты.
Это помещает очень маленькую форму волны на шины питания. Эта форма волны поступил на вход первого транзистора и, таким образом, мы получили петля для «генерации шума». Скорость прохождения сигнала вокруг цепи определяет частоту нестабильности.К добавление резистора и электролита к каждому каскаду, фильтр низких частот производится, и это «убивает» или снижает амплитуду нарушения сигнал. При необходимости значение R3 можно увеличить.

Практические примеры с резисторами будет рассмотрено в следующих главах, поскольку почти все схемы требуют резисторы.

Рис. 1.5b: Звуковой индикатор изменения температуры или количества света

Практическое применение нелинейных резисторов показано на простом сигнальном устройстве, показанном на Рисунок 1.5б. Без подстроечного TP и нелинейного резистора NTC это аудио осциллятор. Частоту звука можно рассчитать по следующей формуле:

В нашем случае R = 47кВт и C = 47nF, а частота равна:

Когда по рисунку обрезать горшок и резистор NTC добавляются, частота генератора увеличивается. Если горшок обрезки установлен на минимальное сопротивление, осциллятор останавливается.При желаемой температуре сопротивление обшивки Pot следует увеличивать до тех пор, пока осциллятор снова не заработает. Для Например, если эти настройки были сделаны на 2C, осциллятор остается замороженным на более высоких температур, поскольку сопротивление резистора NTC ниже, чем номинальный. Если температура падает, сопротивление увеличивается и при 2С осциллятор активирован.

Если в автомобиле установлен резистор NTC, близко к поверхности дороги, осциллятор может предупредить водителя, если дорога покрытый льдом.Естественно, резистор и два соединяющих его медных провода к контуру следует беречь от грязи и воды.

Если вместо резистора NTC, резистор PTC используется, осциллятор будет активирован, когда температура поднимется выше определенный обозначенное значение. Например, резистор PTC может использоваться для индикации состояние холодильника: настроить осциллятор на работу при температурах выше 6C через подстроечный резистор TP, и цепь сообщит, если что-то не так с холодильником.

Вместо NTC мы могли бы использовать резистор LDR — осциллятор будет заблокирован, пока есть определенное количество света настоящее время. Таким образом, мы могли бы сделать простую сигнализацию для помещений, где свет должен быть всегда включен.

LDR может быть соединен с резистором R. In в этом случае осциллятор работает, когда присутствует свет, в противном случае он заблокирован. Это может быть интересный будильник для охотников и рыбаков, которые хотели бы встать на рассвете, но только если погода ясная.Рано утром в нужный момент обрезайте горшок должен быть установлен в самое верхнее положение. Затем сопротивление следует тщательно уменьшается, пока не запустится осциллятор. Ночью осциллятор будет заблокирован, так как есть нет света и сопротивление LDR очень высокое. По мере увеличения количества света в утром сопротивление LDR падает и осциллятор активируется, когда LDR освещается необходимым количеством света.

Подрезной горшок с рисунка 1.5b используется для точной настройки. Таким образом, TP с рисунка 1.5b можно использовать для установки осциллятор для активации при разных условиях (выше или ниже температура или количество света).

1,5 Потенциометры

Потенциометры (также называемые горшками ) переменные резисторы, используемые в качестве регуляторов напряжения или тока в электронные схемы. По конструкции их можно разделить на 2 группы: мелованные и проволочные.

С потенциометрами с покрытием, (рисунок 1.6a), Корпус изолятора покрыт резистивным материалом. Существует проводящий ползунок перемещается по резистивному слою, увеличивая сопротивление между ползунком и одним концом горшка, уменьшая сопротивление между ползунком и другим концом горшка.

Рис. 1.6a: Потенциометр с покрытием

с проволочной обмоткой потенциометры изготовлены из токопроводящий провод намотан на корпус изолятора.По проводу движется ползунок, увеличивающий сопротивление. между ползунком и одним концом горшка, уменьшая сопротивление между слайдер и другой конец горшка.

Гораздо чаще встречаются горшки с покрытием. С их помощью сопротивление может быть линейным, логарифмическим, обратным логарифмическим или обратным логарифмическим. другое, в зависимости от угла или положения ползунка. Самый распространены линейные и логарифмические потенциометры, а наиболее распространенными являются приложения — радиоприемники, усилители звука и аналогичные устройства где горшки используются для регулировки громкости, тона, баланса, и т.п.

Потенциометры с проволочной обмоткой используются в приборах. которые требуют большей точности управления. В них есть более высокое рассеивание, чем у горшков с покрытием, и поэтому токовые цепи.

Сопротивление потенциометра обычно составляет E6 ряд, включающий значения: 1, 2.2 и 4.7. Стандартные значения допуска включают 30%, 20%, 10% (и 5% для проволочной обмотки). горшки).

Потенциометры

бывают разных формы и размеры, с мощностью от 1/4 Вт (горшки с покрытием для объема управление в амперах и т. д.) до десятков ватт (для регулирования больших токов).Несколько разных горшков показаны на фото 1.6b вместе с символом потенциометр.

Рис. 1.6b: Потенциометры

Верхняя модель представляет собой стерео потенциометр. На самом деле это две кастрюли в одном корпусе, с ползунки установлены на общей оси, поэтому они перемещаются одновременно. Эти используется в стереофонических усилителях для одновременного регулирования как левого, так и правильные каналы, и т.п.

Слева внизу находится так называемый бегунок потенциометр.

Справа внизу изображен горшок с проволочной обмоткой мощностью 20 Вт, обычно используется как реостат (для регулирования тока при зарядке аккумулятор и т. д.).

Для схем, требующих очень точной значения напряжения и тока, подстроечные потенциометры (или просто горшочки для обрезки ). Это небольшие потенциометры с ползунком, который регулируется отверткой.

Обрезные горшки также бывают разных различных форм и размеров, с мощностью от 0,1 Вт до 0,5 Вт. Изображение 1.7 показаны несколько различных горшков для обрезки вместе с символом.

Рис. 1.7: Обрезной горшок

Регулировки сопротивления сделано отверткой. Исключение составляет обрезной горшок в правом нижнем углу, который можно отрегулировать с помощью пластикового вала. Особенно точная регулировка достигается при помощи декоративного кожуха в пластиковом прямоугольном корпусе (нижний середина).Его ползунок перемещается винтом, так что можно сделать несколько полных оборотов. требуется для перемещения ползунка из одного конца в другой.

1,6 Практический примеры с потенциометрами

Как указывалось ранее, потенциометры чаще всего используются в усилителях, радио- и ТВ-приемниках, кассетные плееры и аналогичные устройства. Они используются для регулировки громкости, тон, баланс и т. д.

В качестве примера разберем общая схема регулировки тембра в аудиоусилителе.В нем два горшка и показан на рисунке 1.8a.

Рис. 1.8 Регулировка тона цепь: а. Схема электрическая, б. Функция усиления

Потенциометр с маркировкой BASS регулирует усиление низких частот. Когда ползунок находится в самом нижнем положения, усиление сигналов очень низкой частоты (десятки Гц) примерно в десять раз больше, чем усиление сигналов средней частоты (~ кГц).Если ползунок находится в крайнем верхнем положении, усиление очень низкое. частота сигналов примерно в десять раз ниже, чем усиление средних частотные сигналы. Усиление низких частот полезно при прослушивании музыки с битом (диско, джаз, R&B …), тогда как усиление низких частот должно быть снижается при прослушивании речи или классической музыки.

Аналогично, потенциометр с маркировкой TREBLE регулирует усиление высоких частот. Усиление высоких частот полезно, когда музыка состоит из высоких тонов. например, звуковой сигнал, в то время как, например, усиление высоких частот должно быть уменьшено, когда прослушивание старой записи для уменьшения фонового шума.

На диаграмме 1.8b показана функция усиления в зависимости от частоты сигнала. Если оба ползунка в крайнем верхнем положении результат показан кривой 1-2. Если оба находятся в среднем положении, функция описывается строкой 3-4, а оба ползунка в самом нижнем положении, результат отображается с помощью кривая 5-6. Установка пары ползунков на любые другие возможные результаты приводит к кривым между кривыми 1-2 и 5-6.

Потенциометры BASS и TREBLE имеют покрытие по конструкции и линейные по сопротивлению.

Третий горшок на диаграмме регулятор громкости. Покрытый и логарифмический по сопротивлению (отсюда знак log )

Цветовое обозначение резистора. Обозначение мощности резисторов в схеме

В электрических цепях для регулирования тока применяются резисторы. Выпускается огромное количество разных видов. Чтобы определить все многообразие деталей, для каждой введено условное обозначение резистора.Они помечаются по-разному, в зависимости от модификации.

Типы резисторов

Резистор — это устройство, имеющее электрическое сопротивление, его основное назначение — ограничение тока в электрической цепи. Промышленность производит разные типы резисторов для самых разных технических устройств. Их классификация осуществляется по-разному, один из них — характер изменения сопротивления. По этой классификации различают 3 типа резисторов:

  1. Постоянные резисторы.У них нет возможности произвольно изменять значение сопротивления. По назначению они делятся на два типа: общие и специальные. Последние делятся по назначению на высокоточные, высокоомные, высоковольтные и высокочастотные.
  2. Резисторы переменные (их еще называют регулировочными). Возможность изменения сопротивления с помощью ручки управления. По дизайну они очень разные. Бывают комбинированные с переключателем, сдвоенные, встроенные (то есть на одной оси два-три резистора) и многие другие разновидности.
  3. Подстроечные резисторы. Применяется только при настройке технического устройства. Органы настройки доступны только для отверток. Выпускается большое количество различных модификаций этих резисторов. Они используются во всех видах электрических и электронных устройств, от планшетных компьютеров до крупных промышленных установок.

Некоторые типы рассматриваемых резисторов показаны на фото ниже.

Классификация компонентов по способу установки

Существует 3 основных типа электронных компонентов: навесные, печатные и для микромодулей.Для каждого типа установки разработаны свои элементы, они сильно различаются по размерам и конструкции. Для поверхностного монтажа используются резисторы, конденсаторы и полупроводники. Они доступны с проволочными выводами, чтобы их можно было впаять в цепь. В связи с миниатюризацией электронных устройств этот метод постепенно теряет актуальность.

Для печатной проводки, более мелких деталей, с выводами для пайки в печатную плату или без них. Для подключения к схеме эти детали имеют контактные площадки.Печатная инсталляция в значительной степени способствовала уменьшению размеров электронных изделий.

Для печати и редактирования микромодулей используются офтенсмд-резисторы. Они очень маленькие по размеру, легко интегрируются в печатную плату и микромодули. Они доступны с различным номинальным сопротивлением, мощностью и размерами. В новейших электронных устройствах преимущественно используются smd-резисторы.

Номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность резисторов

Номинальное сопротивление, выраженное в омах, килоомах или мегаомах, является основной характеристикой резистора.Это значение указано на принципиальных схемах, непосредственно на резисторе в буквенно-цифровом коде. В последнее время часто используется цветовое обозначение резисторов.

Второй по важности характеристикой резистора является рассеиваемая мощность, она выражается в ваттах. Любой резистор, пропуская через него ток, нагревается, то есть рассеивает мощность. Если эта мощность превышает допустимое значение, резистор выходит из строя. По стандарту практически всегда присутствует обозначение мощности резисторов на схеме, это значение часто наносят на ее корпус.

Допуск номинального сопротивления и его зависимость от температуры

Ошибка имеет большое значение, или отклонение от номинального значения, измеряется в процентах. Точно изготовить резистор с заявленным значением сопротивления невозможно, обязательно будет отклонение от заданного значения. Ошибка указывается прямо на корпусе, чаще в виде кода из цветных полосок. Он оценивается в процентах от номинального значения сопротивления.

Там, где есть большие колебания температуры, зависимость сопротивления от температуры или температурный коэффициент сопротивления, сокращенное обозначение — TCR, измеряемое в относительных единицах ppm / ° C, имеет немаловажное значение.ТКС показывает, насколько изменяется сопротивление резистора при повышении (понижении) температуры среды на 1 ° С.

Условное графическое обозначение резистора на схеме

При составлении схем соблюдают ГОСТ 2.728- 74 условных графических обозначений (УГО). Обозначение резистора любого типа — прямоугольник 10х4 мм. На основе этого создаются графические изображения для резисторов других типов. Помимо УГО требуется обозначить мощность резисторов на схеме, это облегчает ее анализ при поиске неисправностей.В таблице ниже указано UGO постоянных сопротивлений с рассеиваемой мощностью.

Ниже на фото показаны постоянные резисторы разной мощности.


Условное графическое обозначение переменных резисторов

Переменные резисторы УГО применяются в схеме так же, как и постоянные резисторы, по ГОСТ 2.728-74. В таблице приведены изображения этих резисторов.

На фото ниже показаны переменные и подстроечные резисторы.

Стандартное обозначение сопротивлений резисторов

Принято обозначать международные стандарты Номинальное сопротивление резистора на схеме и на самом резисторе немного отличается. Правила этого обозначения вместе с примерами примеров приведены в таблице.

Полное обозначение Сокращение
единица измерения Арт. ед. поправить. Предел ном. сопротивление на схеме на корпусе Предел ном.сопротивление
Ом Ом 999,9 0,51 E51 или R51 99,9
5,1 5E1; 5R1
51 51E
510 510E; K51
По Quill кОм 999,9 5,1k 5K1 99,9
51k 51K
510k 510K; M51
Megaom 999,9 5,1M 5M1 99,9
51M 51M
510M 510M

Может Из таблицы видно, что обозначения на схемах Резисторы постоянного сопротивления производятся буквенно-цифровым кодом, сначала идет числовое значение сопротивления, затем указывается единица измерения.На корпусе резистора вместо запятой принято ставить букву, если ом, то ставится E или R, если k1, то буква K. При обозначении мегаомов буква M. используется вместо запятой.

Цветовая маркировка резисторов

Цветовое обозначение резисторов принято, чтобы упростить написание информации о технических характеристиках на их корпусе. Для этого наносится несколько цветных полосок разного цвета. Всего в обозначении полосок 12 разных цветов.Каждый из них имеет свое особое значение. Цветовой код резиста нанесен с края, при невысокой точности (20%) нанесены 3 полоски. Если точность повыше, то на сопротивлении видно уже 4 полосы.

При высокой точности резистора, 5-6 полоски. В маркировке, содержащей 3-4 полоски, первые две указывают значение сопротивления, третья полоска — множитель, на него умножается эта величина. Следующая полоска определяет точность резистора. Когда в маркировке 5-6 полосок, первые 3 соответствуют сопротивлению.Следующая полоска — множитель, пятая полоска соответствует точности, шестая — температурному коэффициенту.

Для расшифровки цветовой кодировки резисторов существуют справочные таблицы.

Резисторы для поверхностного монтажа

Накладной монтаж — это когда все детали расположены на плате со стороны печатных дорожек. В этом случае не сверлить отверстия под элементы крепления, они припаиваются к дорожкам. Для этой инсталляции промышленность выпускает широкий спектр smd-компонентов: резисторы, диоды, конденсаторы, полупроводниковые приборы.Эти элементы намного меньше по размеру и технологически адаптированы для автоматизированной установки. Использование smd-компонентов позволяет значительно уменьшить размер электронных изделий. Накладной монтаж в электронике практически полностью заменил все другие типы.

При всех достоинствах рассматриваемой установки, она имеет ряд недостатков.

  1. Печатные платы, изготовленные по этой технологии, боятся ударов и других механических нагрузок, так как компоненты smd повреждаются.
  2. Эти компоненты боятся перегрева при пайке, так как от сильных перепадов температур могут треснуть. Этот дефект сложно обнаружить, обычно он проявляется во время работы.

Стандартные обозначения для smd резисторов

Прежде всего, smd-резисторы отличаются стандартными размерами. Наименьший размер кадра — 0402, немного больший — 0603. Самый распространенный размер резистора smd — 0805, больше — 1008, следующий размер — 1206, а самый большой — 1812. Резисторы самого маленького размера имеют наименьшую мощность.

Обозначение smd-резисторов осуществляется специальным цифровым кодом. Если резистор имеет размер 0402, то есть самый маленький, то он никак не маркируется. Резисторы других типоразмеров дополнительно отличаются допуском номинального сопротивления: 2, 5, 10%. Все эти резисторы имеют 3 цифры. Первая и вторая из них показывают мантиссу, третья — множитель. Например, код 473 читается как R = 47 ∙ 10 3 Ом = 47 кОм.

Все резисторы с допуском 1% и номиналом более 0805 маркируются четырьмя цифрами.Как и в предыдущем случае, первые цифры показывают номинальную мантиссу, а последняя цифра указывает множитель. Например, код 1501 означает: R = 150 ∙ 10 1 = 1500 Ом = 1,5 кОм. Аналогично считываются остальные коды.

Самая простая принципиальная схема

Правильное обозначение на резисторных цепях и других элементах — главное требование государственных стандартов при проектировании электронной и электротехнической продукции. Стандарт устанавливает правила для условных обозначений резисторов, конденсаторов, индуктивностей и других компонентов схемы.На схеме показано не только обозначение резистора или другого элемента схемы, но и его номинальное сопротивление и мощность, а для конденсаторов — рабочее напряжение. Ниже приведен пример простой принципиальной схемы с элементами, обозначенными стандартом.

Знание всех условных графических символов и считывание буквенно-цифровых кодов элементов схем позволит легко понять принцип работы схемы. В этой статье рассматриваются только резисторы, а схематических элементов довольно много.

ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ И ОТНОШЕНИЯ — Прикладное промышленное электричество

Столетия назад было обнаружено, что определенные типы материалов загадочным образом притягиваются друг к другу после того, как их натерли друг на друга. Например, если протереть кусок шелка о кусок стекла, шелк и стекло будут иметь тенденцию слипаться. Действительно, сила притяжения могла быть продемонстрирована, даже когда два материала были разделены:

Рис. 2.1.

Стекло и шелк — не единственные материалы, которые, как известно, ведут себя подобным образом.Любой, кто когда-либо касался латексного шара только для того, чтобы обнаружить, что он пытается прилипнуть к нему, испытал то же самое явление. Парафин и шерстяная ткань — еще одна пара материалов, которые ранние экспериментаторы признали проявляющими силу притяжения после трения друг о друга:

Рис. 2.2.

. Это явление стало еще более интересным, когда было обнаружено, что идентичные материалы после протирания их соответствующей тканью всегда отталкиваются друг от друга:

Фигура 2.3

Также было отмечено, что когда кусок стекла, натертый шелком, подвергается воздействию куска воска, натертого шерстью, два материала будут притягиваться друг к другу:

Рисунок 2.4.

Кроме того, было обнаружено, что любой материал, демонстрирующий свойства притяжения или отталкивания после трения, может быть отнесен к одной из двух различных категорий: притягивается к стеклу и отталкивается воском или отталкивается стеклом и притягивается к воску. Было либо одно, либо другое: не было обнаружено материалов, которые могли бы притягиваться или отталкиваться как стеклом, так и воском, или которые реагировали бы на одно, не реагируя на другое.

Больше внимания было обращено на куски ткани, используемые для растирания. Было обнаружено, что после протирания двух кусков стекла двумя кусками шелковой ткани не только кусочки стекла отталкивались друг от друга, но и ткани. То же самое произошло с кусочками шерсти, которыми натирали воск:

Рисунок 2.5

Это было действительно странно наблюдать. В конце концов, ни один из этих предметов не претерпел видимых изменений в результате трения, но они определенно вели себя иначе, чем до того, как их натерли.Какое бы изменение ни произошло, заставив эти материалы притягивать или отталкивать друг друга, было незаметно.

Некоторые экспериментаторы предположили, что невидимые «жидкости» переходили от одного объекта к другому в процессе трения, и что эти «жидкости» были способны воздействовать на физическую силу на расстоянии. Чарльз Дюфай был одним из первых экспериментаторов, которые продемонстрировали, что существует определенно два разных типа изменений, вызванных трением определенных пар предметов друг о друга. Тот факт, что в этих материалах проявлялось более одного типа изменений, был очевиден тем фактом, что были созданы два типа сил: притяжения и отталкивания .Гипотетический перенос жидкости стал известен как заряд .

Один исследователь-пионер, Бенджамин Франклин, пришел к выводу, что между натертыми предметами происходил обмен только одной жидкостью, и что два разных «заряда» были не чем иным, как избытком или недостатком этой жидкости. После экспериментов с воском и шерстью Франклин предположил, что грубая шерсть удаляет часть этой невидимой жидкости из гладкого воска, вызывая избыток жидкости на шерсти и недостаток жидкости на воске.Возникающее в результате несоответствие содержания жидкости между шерстью и воском могло вызвать силу притяжения, поскольку жидкость пыталась восстановить прежний баланс между двумя материалами.

Постулирование существования единой «жидкости», которая была получена или потеряна в результате трения, лучше всего объясняло наблюдаемое поведение: все эти материалы аккуратно попадали в одну из двух категорий при трении и, что наиболее важно, что два активных материала трулись о них. друг друга всегда попадали в противоположные категории , о чем свидетельствует их неизменное влечение друг к другу.Другими словами, никогда не было времени, когда два материала трулись друг о друга , и оба становились либо положительными, либо отрицательными.

После предположения Франклина о том, что шерсть что-то стирает с воска, тип заряда, который был связан с натертым воском, стал известен как «отрицательный» (поскольку предполагалось, что он имеет дефицит жидкости), в то время как тип заряда, связанный с натирание шерсти стало называться «положительным» (поскольку предполагалось, что в ней будет избыток жидкости).Он и не подозревал, что его невинное предположение в будущем вызовет много путаницы у изучающих электричество!

Точные измерения электрических зарядов были выполнены французским физиком Шарлем Кулоном в 1780-х годах с помощью устройства, называемого крутильными весами , для измерения силы, создаваемой между двумя электрически заряженными объектами. Результаты работы Кулона привели к разработке единицы электрического заряда, названной в его честь, кулон .Если бы два «точечных» объекта (гипотетические объекты, не имеющие заметной площади поверхности) были бы одинаково заряжены величиной в 1 кулон и поместили их на расстоянии 1 метра (примерно 1 ярд) друг от друга, они бы генерировали силу примерно в 9 миллиардов ньютонов (примерно 2 миллиарда фунтов), либо притягивая, либо отталкивая в зависимости от типа задействованных зарядов. Рабочее определение кулона как единицы электрического заряда (в терминах силы, генерируемой между точечными зарядами) оказалось равным избытку или недостатку примерно в 6 250 000 000 000 000 000 электронов.Или, говоря наоборот, один электрон имеет заряд около 0,00000000000000000016 кулонов. Поскольку один электрон является наименьшим из известных носителей электрического заряда, последняя величина заряда электрона определяется как элементарный заряд .
Гораздо позже было обнаружено, что эта «жидкость» на самом деле состоит из очень маленьких кусочков материи, названных электронами , названных так в честь древнегреческого слова, обозначающего янтарь: еще один материал, проявляющий заряженные свойства при трении тканью.

Состав атома

Эксперименты с тех пор показали, что все объекты состоят из чрезвычайно маленьких «строительных блоков», известных как атома , и что эти атомы, в свою очередь, состоят из более мелких компонентов, известных как частицы . Три основных частицы, составляющие большинство атомов, называются протонами , нейтронами и электронами . Хотя большинство атомов состоит из протонов, нейтронов и электронов, не все атомы имеют нейтроны; Примером является изотоп протия (1h2) водорода (Водород-1), который является самой легкой и наиболее распространенной формой водорода, которая имеет только один протон и один электрон.Атомы слишком малы, чтобы их можно было увидеть, но если бы мы могли взглянуть на один, он мог бы выглядеть примерно так:

Несмотря на то, что каждый атом в куске материала имеет тенденцию держаться вместе как единое целое, на самом деле между электронами и кластером протонов и нейтронов, находящимся посередине, остается много пустого пространства.

Рис. 2.6.

Эта грубая модель представляет собой модель элемента углерода с шестью протонами, шестью нейтронами и шестью электронами. В любом атоме протоны и нейтроны очень прочно связаны друг с другом, что является важным качеством.Плотно связанный сгусток протонов и нейтронов в центре атома называется ядром , и количество протонов в ядре атома определяет его элементарную идентичность: измените количество протонов в ядре атома, и вы измените тип атома, который он есть. Фактически, если вы удалите три протона из ядра атома свинца, вы осуществите мечту старых алхимиков о создании атома золота! Тесное связывание протонов в ядре отвечает за стабильную идентичность химических элементов и неспособность алхимиков осуществить свою мечту.

Нейтроны гораздо меньше влияют на химический характер и идентичность атома, чем протоны, хотя их так же трудно добавить в ядро ​​или удалить из него, поскольку они так прочно связаны. Если нейтроны добавляются или приобретаются, атом все равно сохранит ту же химическую идентичность, но его масса немного изменится, и он может приобрести странные ядерные свойства, такие как радиоактивность.

Однако электроны обладают значительно большей свободой передвижения в атоме, чем протоны или нейтроны.Фактически, они могут быть выбиты из своего положения (даже полностью покинув атом!) С гораздо меньшей энергией, чем та, которая требуется для смещения частиц в ядре. Если это произойдет, атом по-прежнему сохраняет свою химическую идентичность, но возникает важный дисбаланс. Электроны и протоны уникальны тем, что они притягиваются друг к другу на расстоянии. Именно это притяжение на расстоянии вызывает притяжение между натертыми объектами, когда электроны удаляются от своих первоначальных атомов и располагаются вокруг атомов другого объекта.

Электроны имеют тенденцию отталкивать другие электроны на расстоянии, как и протоны с другими протонами. Единственная причина, по которой протоны связываются вместе в ядре атома, заключается в гораздо большей силе, называемой сильной ядерной силой , которая действует только на очень коротких расстояниях. Считается, что из-за такого поведения притяжения / отталкивания между отдельными частицами электроны и протоны имеют противоположные электрические заряды. То есть каждый электрон имеет отрицательный заряд, а каждый протон — положительный.В равных количествах внутри атома они противодействуют присутствию друг друга, так что общий заряд внутри атома равен нулю. Вот почему в изображении атома углерода шесть электронов: чтобы уравновесить электрический заряд шести протонов в ядре. Если электроны уйдут или появятся дополнительные электроны, общий электрический заряд атома будет разбалансирован, в результате чего атом останется «заряженным» в целом, заставив его взаимодействовать с заряженными частицами и другими заряженными атомами поблизости. Нейтроны не притягиваются и не отталкиваются электронами, протонами или даже другими нейтронами и, следовательно, классифицируются как не имеющие никакого заряда.

Процесс прибытия или ухода электронов — это именно то, что происходит, когда определенные комбинации материалов трются друг о друга: электроны от атомов одного материала вынуждаются трением покинуть свои соответствующие атомы и переходить к атомам другого материала. Другими словами, электроны составляют «жидкость», выдвинутую Бенджамином Франклином.

Что такое статическое электричество?

Результат дисбаланса этой «жидкости» (электронов) между объектами называется статическим электричеством .Это называется «статическим», потому что смещенные электроны имеют тенденцию оставаться неподвижными после перемещения из одного изоляционного материала в другой. В случае воска и шерсти путем дальнейших экспериментов было установлено, что электроны в шерсти фактически передаются атомам воска, что прямо противоположно гипотезе Франклина! В честь того, что Франклин назвал заряд воска «отрицательным», а заряд шерсти «положительным», электроны, как говорят, обладают «отрицательным» зарядным влиянием.Таким образом, объект, атомы которого получили избыток электронов, считается заряженным на отрицательно на , в то время как объект, атомы которого не имеют электронов, считается заряженным на положительно на , как бы сбивает с толку эти обозначения. К тому времени, когда была открыта истинная природа электрической «жидкости», номенклатура электрического заряда Франклина была слишком хорошо известна, чтобы ее можно было легко изменить, и так остается по сей день.

Майкл Фарадей доказал (1832 г.), что статическое электричество такое же, как у батареи или генератора.Статическое электричество по большей части доставляет неудобства. В черный порох и бездымный порох добавлен графит для предотвращения возгорания из-за статического электричества. Это вызывает повреждение чувствительной полупроводниковой схемы. Хотя возможно производство двигателей с питанием от статического электричества с высоким напряжением и низким током, это неэкономично. Немногочисленные практические применения статического электричества включают ксерографическую печать, электростатический воздушный фильтр и высоковольтный генератор Ван де Граафа.

  • Все материалы состоят из крошечных «строительных блоков», известных как атома .
  • Все встречающиеся в природе атомы содержат частицы, называемые электронами , протонами и нейтронами , за исключением изотопа протия ( 1 H 1 ) водорода.
  • Электроны имеют отрицательный (-) электрический заряд.
  • Протоны имеют положительный (+) электрический заряд.
  • Нейтроны не имеют электрического заряда.
  • Электроны можно отделить от атомов намного легче, чем протоны или нейтроны.
  • Количество протонов в ядре атома определяет его идентичность как уникального элемента.

Электроны атомов разных типов имеют разную степень свободы передвижения. В некоторых типах материалов, таких как металлы, внешние электроны в атомах настолько слабо связаны, что они хаотично перемещаются в пространстве между атомами этого материала не более чем под влиянием тепловой энергии комнатной температуры.Поскольку эти практически несвязанные электроны могут свободно покидать свои соответствующие атомы и плавать в пространстве между соседними атомами, их часто называют свободными электронами .

Проводники и изоляторы

В других типах материалов, таких как стекло, электроны атомов имеют очень небольшую свободу передвижения. Хотя внешние силы, такие как физическое трение, могут заставить некоторые из этих электронов покинуть свои соответствующие атомы и перейти к атомам другого материала, они не очень легко перемещаются между атомами внутри этого материала.

Эта относительная подвижность электронов в материале известна как электрическая проводимость . Электропроводность определяется типами атомов в материале (количество протонов в ядре каждого атома определяет его химическую идентичность) и тем, как атомы связаны друг с другом. Материалы с высокой подвижностью электронов (много свободных электронов) называются проводниками , а материалы с низкой подвижностью электронов (мало или совсем отсутствуют свободные электроны) называются изоляторами .

Вот несколько распространенных примеров проводников и изоляторов:

Проводники Изоляторы
серебро стекло
медь каучук
золото масло
алюминий асфальт
утюг стекловолокно
сталь фарфор
латунь керамика
бронза кварц
ртуть (сухое) хлопок
графит (сухая) бумага
грязная вода (сухое) дерево
бетон пластик
воздух
алмаз
чистая вода


Следует понимать, что не все проводящие материалы имеют одинаковый уровень проводимости, и не все изоляторы одинаково устойчивы к движению электронов.Электропроводность аналогична прозрачности некоторых материалов для света: материалы, которые легко «проводят» свет, называются «прозрачными», а те, которые этого не делают, — «непрозрачными». Однако не все прозрачные материалы одинаково светопроводят. Оконное стекло лучше, чем большинство пластиков, и, конечно, лучше, чем «прозрачное» стекловолокно. Так и с электрическими проводниками, одни лучше других.

Например, серебро является лучшим проводником в списке «проводников», предлагая более легкий проход для электронов, чем любой другой упомянутый материал.Грязная вода и бетон также считаются проводниками, но эти материалы обладают значительно меньшей проводимостью, чем любой металл.

Также следует понимать, что некоторые материалы изменяют свои электрические свойства в различных условиях. Например, стекло является очень хорошим изолятором при комнатной температуре, но становится проводником при нагревании до очень высокой температуры. Такие газы, как воздух, обычно изолирующие материалы, также становятся проводящими при нагревании до очень высоких температур.Большинство металлов при нагревании становятся хуже проводниками, а при охлаждении — лучше. Многие проводящие материалы становятся идеально проводящими (это называется сверхпроводимостью ) при чрезвычайно низких температурах.

Электронный поток / электрический ток

В то время как нормальное движение «свободных» электронов в проводнике является случайным, без определенного направления или скорости, электроны могут скоординированно перемещаться через проводящий материал. Это равномерное движение электронов мы называем электричеством или электрическим током .Чтобы быть более точным, его можно было бы назвать динамическим электричеством в отличие от статического электричества , которое представляет собой неподвижное накопление электрического заряда. Так же, как вода, текущая через пустоту трубы, электроны могут перемещаться в пустом пространстве внутри и между атомами проводника. На наш взгляд проводник может показаться твердым, но любой материал, состоящий из атомов, по большей части представляет собой пустое пространство! Аналогия с потоком жидкости настолько уместна, что движение электронов через проводник часто называют «потоком».”

Здесь можно сделать примечательное наблюдение. Поскольку каждый электрон равномерно движется через проводник, он толкает проводник впереди, так что все электроны движутся вместе как группа. Начало и остановка потока электронов по длине проводящего пути происходит практически мгновенно от одного конца проводника к другому, даже если движение каждого электрона может быть очень медленным. Примерная аналогия — трубка, заполненная встык мрамором:

Фигура 2.7

Трубка полна шариков, так же как проводник полон свободных электронов, готовых к перемещению под воздействием извне. Если один шарик внезапно вставляется в эту полную трубку с левой стороны, другой шарик немедленно попытается выйти из трубки справа. Несмотря на то, что каждый шарик прошел лишь небольшое расстояние, передача движения через трубку происходит практически мгновенно от левого конца к правому, независимо от длины трубки. С электричеством общий эффект от одного конца проводника до другого происходит со скоростью света: быстрые 186 000 миль в секунду !!! Тем не менее, каждый отдельный электрон проходит через проводник на гораздо медленнее.

Электронный поток через провод

Если мы хотим, чтобы электроны текли в определенном направлении в определенное место, мы должны обеспечить им правильный путь для движения, точно так же, как водопроводчик должен установить трубопровод, чтобы вода текла туда, где он или она хочет, чтобы она текла. Чтобы облегчить это, провода изготовлены из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий, самых разных размеров.

Помните, что электроны могут течь только тогда, когда у них есть возможность перемещаться в пространстве между атомами материала.Это означает, что электрический ток может присутствовать только там, где существует непрерывный путь из проводящего материала, обеспечивающий канал для прохождения электронов. В аналогии с мрамором шарики могут течь в левую сторону трубки (и, следовательно, через трубку) тогда и только тогда, когда трубка открыта с правой стороны, чтобы шарики могли вытекать. Если трубка заблокирована с правой стороны, шарики будут просто «скапливаться» внутри трубки, и мраморный «поток» не произойдет.То же самое верно и для электрического тока: непрерывный поток электронов требует наличия непрерывного пути, позволяющего этот поток. Давайте посмотрим на диаграмму, чтобы проиллюстрировать, как это работает:

Рис. 2.8

Тонкая сплошная линия (как показано выше) — это условный символ непрерывного отрезка провода. Поскольку проволока сделана из проводящего материала, такого как медь, составляющие ее атомы имеют много свободных электронов, которые могут легко перемещаться по проволоке. Однако в этом проводе никогда не будет непрерывного или равномерного потока электронов, если им не будет откуда взяться и куда идти.Добавим гипотетические «Источник» и «Назначение» электрона:

.

Рис. 2.9.

Теперь, когда Источник электронов проталкивает новые электроны в провод с левой стороны, может возникнуть поток электронов через провод (на что указывают стрелки, указывающие слева направо). Однако поток будет прерван, если токопроводящий путь, образованный проволокой, будет нарушен:

Рисунок 2.10

Целостность цепи

Поскольку воздух является изолирующим материалом, а два куска провода разделяет воздушный зазор, некогда непрерывный путь прерван, и электроны не могут течь от источника к месту назначения.Это похоже на разрезание водопроводной трубы на две части и закрытие ее сломанных концов: вода не может течь, если нет выхода из трубы. С точки зрения электричества, у нас было состояние электрической непрерывности , когда провод был одним куском, а теперь эта непрерывность прервана из-за того, что провод был разрезан и отделен.

Если бы мы возьмем другой кусок провода, ведущего к Пункту назначения, и просто вступим в физический контакт с проводом, ведущим к Источнику, у нас снова будет непрерывный путь для движения электронов.Две точки на схеме обозначают физический контакт (металл-металл) между кусочками провода:

Рис. 2.11.

. Теперь у нас есть непрерывность от Источника до вновь созданного соединения, вниз, вправо и вверх до Назначения. Это аналогично установке тройника в одну из закрытых труб и направлению воды через новый сегмент трубы к месту назначения. Пожалуйста, обратите внимание, что через сломанный сегмент провода с правой стороны не проходят электроны, потому что он больше не является частью полного пути от Источника к Пункту назначения.

Интересно отметить, что из-за этого электрического тока внутри проводов не происходит «износа», в отличие от водопроводных труб, которые в конечном итоге подвергаются коррозии и изнашиваются из-за продолжительных течений. Однако при движении электроны сталкиваются с некоторым трением, и это трение может генерировать тепло в проводнике. Это тема, которую мы рассмотрим более подробно позже.

  • В проводящих материалах внешние электроны в каждом атоме могут легко приходить или уходить и называются свободными электронами.
  • В изоляционных материалах внешние электроны не так свободно перемещаются.
  • Все металлы электропроводны.
  • Динамическое электричество или электрический ток — это равномерное движение электронов по проводнику.
  • Статическое электричество — это неподвижный (если он находится на изоляторе), накопленный заряд, образованный избытком или недостатком электронов в объекте. Обычно он образуется путем разделения зарядов путем контакта и разделения разнородных материалов.
  • Для того, чтобы электроны могли непрерывно (бесконечно) течь через проводник, должен быть полный, непрерывный путь, по которому они могут двигаться как внутрь, так и из этого проводника.

Вы, возможно, задавались вопросом, как заряды могут непрерывно течь в одинаковом направлении по проводам без использования этих гипотетических источников и пунктов назначения. Чтобы схема источника и назначения работала, оба должны иметь бесконечную емкость для зарядов, чтобы поддерживать непрерывный поток!

Используя аналогию с мрамором и трубкой из предыдущего раздела о проводниках, изоляторах и потоке электронов, мраморный источник и мраморные приемные ведра должны быть бесконечно большими, чтобы вместить достаточно мрамора для «потока» мрамора. выдержанный.

Что такое цепь?

Ответ на этот парадокс можно найти в концепции цепи : бесконечного зацикленного пути для носителей заряда. Если мы возьмем провод или несколько проводов, соединенных встык, и закольтим его так, чтобы он образовал непрерывный путь, у нас есть средства для поддержки равномерного потока заряда, не прибегая к бесконечным источникам и назначениям:

Рис. 2.12.

. Каждый носитель заряда, движущийся по часовой стрелке в этой цепи, толкает носитель перед ним, который толкает носитель перед ним, и так далее, и так далее, точно так же, как хула-хуп, наполненный шариками.Теперь у нас есть возможность поддерживать непрерывный поток заряда бесконечно без необходимости в бесконечных запасах и свалках. Все, что нам нужно для поддержания этого потока, — это постоянные средства мотивации для этих носителей заряда, о которых мы поговорим в следующем разделе этой главы, посвященном напряжению и току.

Wha t Означает ли это, что контур b качнулся?

Непрерывность в цепи так же важна, как и в прямом проводе.Как и в примере с прямым отрезком провода между Источником и Назначением, любой разрыв в этой цепи предотвратит прохождение заряда через нее:

Рис. 2.13.

. Здесь важно понимать, что не имеет значения, где происходит разрыв . Любое нарушение непрерывности в цепи предотвратит поток заряда по всей цепи. Если не существует непрерывной непрерывной петли из проводящего материала, через которую проходят носители заряда, устойчивый поток просто не может поддерживаться.

Рисунок 2.14

  • Схема представляет собой непрерывную петлю из проводящего материала, которая позволяет носителям заряда непрерывно проходить через нее без начала и конца.
  • Если цепь «разорвана», это означает, что ее проводящие элементы больше не образуют полный путь, и непрерывный поток заряда не может возникать в ней.
  • Местоположение разрыва цепи не имеет отношения к ее неспособности поддерживать непрерывный поток заряда. Любой разрыв , где-нибудь в цепи предотвращает поток носителей заряда по цепи.

Как упоминалось ранее, нам нужно нечто большее, чем просто непрерывный путь (т. Так же, как мрамор в трубе или вода в трубе, для инициирования потока требуется некоторая сила воздействия. В случае электронов эта сила — это та же сила, которая действует в статическом электричестве: сила, создаваемая дисбалансом электрического заряда.

Если мы возьмем примеры воска и шерсти, которые были натерты друг с другом, мы обнаружим, что избыток электронов в воске (отрицательный заряд) и дефицит электронов в шерсти (положительный заряд) создают дисбаланс заряда между ними.Этот дисбаланс проявляется как сила притяжения между двумя объектами:

Рис. 2.15.

Если между заряженным воском и шерстью поместить проводящую проволоку, электроны будут проходить через нее, так как некоторые из избыточных электронов в воске устремляются через провод, чтобы вернуться к шерсти, восполняя там недостаток электронов:

Рис. 2.16.

Дисбаланс электронов между атомами воска и атомами шерсти создает силу между двумя материалами. Поскольку электроны не могут перетекать от воска к шерсти, все, что может сделать эта сила, — это притягивать два объекта вместе.

Однако теперь, когда проводник перекрывает изолирующий зазор, сила заставит электроны течь в однородном направлении через провод, хотя бы на мгновение, пока заряд в этой области не нейтрализуется и сила между воском и шерстью не уменьшится.

Электрический заряд, образованный между этими двумя материалами при трении их друг о друга, служит для хранения определенного количества энергии. Эта энергия мало чем отличается от энергии, накопленной в высоком резервуаре с водой, который выкачивается из пруда нижнего уровня:

Фигура 2.17

Влияние силы тяжести на воду в резервуаре создает силу, которая пытается снова опустить воду на более низкий уровень. Если подходящая труба будет проложена от резервуара обратно к пруду, вода под действием силы тяжести потечет вниз из резервуара по трубе:

Рис. 2.18.

Требуется энергия, чтобы перекачивать воду из пруда с низким уровнем в резервуар с высоким уровнем, и движение воды по трубопроводу обратно к исходному уровню представляет собой высвобождение энергии, накопленной от предыдущей откачки.

Если вода перекачивается на еще более высокий уровень, для этого потребуется еще больше энергии, таким образом, будет сохранено больше энергии, и больше энергии будет высвобождено, если воде позволить снова течь по трубе обратно вниз:

Рис. 2.19.

Электроны не сильно отличаются. Если мы протираем воск и шерсть вместе, мы «выкачиваем» электроны с их нормальных «уровней», создавая условия, при которых существует сила между парафином и шерстью, поскольку электроны стремятся восстановить свои прежние положения (и балансировать внутри своего тела). соответствующие атомы).Сила, притягивающая электроны обратно в исходное положение вокруг положительных ядер их атомов, аналогична силе гравитации, действующей на воду в резервуаре, пытаясь вернуть ее к прежнему уровню. Подобно тому, как перекачка воды на более высокий уровень приводит к накоплению энергии, «перекачка» электронов для создания дисбаланса электрического заряда приводит к накоплению определенного количества энергии в этом дисбалансе. И точно так же, как предоставление возможности воде стекать обратно с высоты резервуара приводит к высвобождению этой накопленной энергии, предоставление возможности электронам течь обратно к их первоначальным «уровням» приводит к высвобождению накопленной энергии.

Когда носители заряда находятся в этом статическом состоянии (точно так же, как вода, неподвижная, высоко в резервуаре), энергия, хранящаяся там, называется потенциальной энергией , потому что у нее есть возможность (потенциал) высвобождения, которая не была полностью использована. понял еще.

Понимание концепции напряжения

Когда носители заряда находятся в этом статическом состоянии (точно так же, как вода, неподвижная, высоко в резервуаре), энергия, хранящаяся там, называется потенциальной энергией, потому что у нее есть возможность (потенциал) высвобождения, которая еще не полностью реализована. .

Когда вы терзаете обувь с резиновой подошвой о тканевый ковер в сухой день, вы создаете дисбаланс электрического заряда между вами и ковром. При царапании ногами накапливается энергия в виде дисбаланса зарядов, вытесняемых из их первоначальных мест. Этот заряд (статическое электричество) является стационарным, и вы вообще не заметите, что энергия накапливается. Однако, как только вы положите руку на металлическую дверную ручку (с большой подвижностью электронов для нейтрализации вашего электрического заряда), эта накопленная энергия будет высвобождена в виде внезапного потока заряда через вашу руку, и вы будете воспринимать ее как поражение электрическим током!

Эта потенциальная энергия, хранящаяся в виде дисбаланса электрического заряда и способная спровоцировать прохождение носителей заряда через проводник, может быть выражена термином, называемым напряжением, которое технически является мерой потенциальной энергии на единицу заряда или что-то вроде того, что физик назвал бы удельную потенциальную энергию.

Определение напряжения

Определяемое в контексте статического электричества, напряжение — это мера работы, необходимой для перемещения единичного заряда из одного места в другое, против силы, которая пытается сохранить баланс электрических зарядов. В контексте источников электроэнергии напряжение — это количество доступной потенциальной энергии (работы, которую необходимо выполнить) на единицу заряда для перемещения зарядов по проводнику. Поскольку напряжение — это выражение потенциальной энергии, представляющее возможность или потенциал высвобождения энергии при перемещении заряда с одного «уровня» на другой, на него всегда ссылаются между двумя точками.Рассмотрим аналогию с водохранилищем:

. Рис. 2.20.

Из-за разницы в высоте падения существует вероятность того, что гораздо больше энергии будет выпущено из резервуара через трубопровод в точку 2, чем в точку 1. Принцип интуитивно понятен при падении камня: что приводит к при более сильном ударе камень упал с высоты одного фута или тот же камень упал с высоты одной мили?

Очевидно, падение с большей высоты приводит к высвобождению большей энергии (более сильному удару).Мы не можем оценить количество накопленной энергии в водном резервуаре, просто измерив объем воды, точно так же, как мы можем предсказать серьезность удара падающей породы, просто зная вес породы: в обоих случаях мы также должны учитывать, как далекие эти массы упадут со своей начальной высоты. Количество энергии, высвобождаемой при падении массы, зависит от расстояния между его начальной и конечной точками. Точно так же потенциальная энергия, доступная для перемещения носителей заряда из одной точки в другую, зависит от этих двух точек.Следовательно, напряжение всегда выражается как величина между двумя точками.

Интересно, что аналогия с массой, потенциально «падающей» с одной высоты на другую, является настолько удачной моделью, что напряжение между двумя точками иногда называют падением напряжения .

Генерирующее напряжение

Напряжение можно генерировать другими способами, кроме трения материалов определенных типов друг о друга. Химические реакции, лучистая энергия и влияние магнетизма на проводники — вот несколько способов создания напряжения.Соответствующими примерами этих трех источников напряжения являются батареи, солнечные элементы и генераторы (например, «генератор переменного тока» под капотом вашего автомобиля). На данный момент мы не будем вдаваться в подробности того, как работает каждый из этих источников напряжения — более важно то, что мы понимаем, как источники напряжения могут применяться для создания потока заряда в электрической цепи.

Давайте возьмем символ химической батареи и поэтапно построим схему:

Рисунок 2.21

Как работают источники напряжения?

Любой источник напряжения, включая аккумуляторы, имеет две точки электрического контакта.В этом случае у нас есть точка 1 и точка 2 на приведенной выше диаграмме. Горизонтальные линии различной длины указывают на то, что это батарея, и дополнительно указывают направление, в котором напряжение этой батареи будет пытаться протолкнуть носители заряда по цепи. Тот факт, что горизонтальные линии в символе батареи кажутся разделенными (и, таким образом, не могут служить путем для потока заряда), не вызывает беспокойства: в реальной жизни эти горизонтальные линии представляют собой металлические пластины, погруженные в жидкий или полутвердый материал. который не только проводит заряды, но и генерирует напряжение, чтобы подтолкнуть их, взаимодействуя с пластинами.

Обратите внимание на маленькие знаки «+» и «-» непосредственно слева от символа батареи. Отрицательный (-) конец батареи всегда является концом с самым коротким тире, а положительный (+) конец батареи всегда является концом с самым длинным тире. Положительный конец батареи — это конец, который пытается вытолкнуть из нее носители заряда (помните, что по традиции мы думаем, что носители заряда заряжены положительно, хотя электроны заряжены отрицательно). Точно так же отрицательный конец — это конец, который пытается привлечь носители заряда.

Когда контакты «+» и «-» батареи ни к чему не подключены, между этими двумя точками будет напряжение, но не будет потока заряда через батарею, потому что нет непрерывного пути, по которому могут перемещаться носители заряда. .

Рис. 2.22

Тот же принцип справедлив и для аналогии с резервуаром для воды и насосом: без возвратной трубы обратно в пруд накопленная энергия в резервуаре не может быть выпущена в виде потока воды. Как только резервуар будет полностью заполнен, поток не может возникнуть, независимо от того, какое давление может создать насос.Должен существовать полный путь (контур), по которому вода течет из пруда в резервуар и обратно в пруд для обеспечения непрерывного потока.

Мы можем обеспечить такой путь для батареи, соединив кусок провода от одного конца батареи к другому. Формируя цепь с петлей из проволоки, мы инициируем непрерывный поток заряда по часовой стрелке:

Рисунок 2.23

Понимание концепции электрического тока

Пока батарея продолжает вырабатывать напряжение и непрерывность электрического пути не нарушена, носители заряда будут продолжать течь в цепи.Следуя метафоре воды, движущейся по трубе, этот непрерывный, равномерный поток заряда через контур называется током . Пока источник напряжения продолжает «толкать» в одном направлении, носители заряда будут продолжать двигаться в том же направлении в цепи. Этот однонаправленный поток тока называется постоянным током, или постоянным током. Во втором томе этой серии книг исследуются электрические цепи, в которых направление тока переключается взад и вперед: переменного тока, или переменного тока.Но пока мы просто займемся цепями постоянного тока.

Поскольку электрический ток состоит из отдельных носителей заряда, текущих в унисон через проводник, перемещаясь и толкая носители заряда впереди, точно так же, как шарики через трубу или вода через трубу, величина потока через одну цепь будет равна то же самое в любой момент. Если бы мы отслеживали поперечное сечение провода в одной цепи, считая протекающие носители заряда, мы бы заметили точно такое же количество в единицу времени, что и в любой другой части цепи, независимо от длины проводника или проводника. диаметр.

Если мы нарушим непрерывность цепи в любой точке , электрический ток прекратится во всей петле, и полное напряжение, создаваемое батареей, будет проявляться в разрыве, между концами проводов, которые раньше были соединены:

Рисунок 2.24

Что такое полярность падения напряжения?

Обратите внимание на знаки «+» и «-», нарисованные на концах разрыва цепи, и то, как они соответствуют знакам «+» и «-» рядом с выводами аккумулятора.Эти маркеры указывают направление, в котором напряжение пытается протолкнуть ток, это направление потенциала, обычно называемое полярностью . Помните, что напряжение всегда относительно между двумя точками. По этой причине полярность падения напряжения также является относительной между двумя точками: будет ли точка в цепи помечена знаком «+» или «-», зависит от другой точки, к которой она относится. Взгляните на следующую схему, где каждый угол петли отмечен номером для справки:

Фигура 2.25

При нарушении целостности цепи между точками 2 и 3, полярность падения напряжения между точками 2 и 3 будет «+» для точки 2 и «-» для точки 3. Полярность батареи (1 «+» и 4 « — ”) пытается протолкнуть ток через петлю по часовой стрелке от 1 до 2, от 3 до 4 и снова обратно до 1.

Теперь посмотрим, что произойдет, если мы снова соединим точки 2 и 3 вместе, но сделаем разрыв цепи между точками 3 и 4:

Рисунок 2.26.

При разрыве между 3 и 4 полярность падения напряжения между этими двумя точками будет «-» для 4 и «+» для 3.Обратите особое внимание на тот факт, что «знак» точки 3 противоположен знаку в первом примере, где разрыв был между точками 2 и 3 (где точка 3 была помечена «-»). Мы не можем сказать, что точка 3 в этой цепи всегда будет либо «+», либо «-», потому что полярность, как и само напряжение, не зависит от одной точки, а всегда относительна между двумя точками!

  • Носители заряда могут двигаться через проводник с помощью той же силы, которая проявляется в статическом электричестве.
  • Напряжение — это мера удельной потенциальной энергии (потенциальной энергии на единицу заряда) между двумя точками. С точки зрения непрофессионала, это мера «толчка», позволяющая мотивировать обвинение.
  • Напряжение, как выражение потенциальной энергии, всегда является относительным между двумя местоположениями или точками. Иногда это называют «падением напряжения».
  • Когда источник напряжения подключен к цепи, напряжение вызывает равномерный поток носителей заряда через эту цепь, называемый током .
  • В одиночной (однопетлевой) схеме величина тока в любой точке такая же, как и величина тока в любой другой точке.
  • Если цепь, содержащая источник напряжения, разорвана, полное напряжение этого источника появится в точках разрыва.
  • +/- ориентация падения напряжения называется полярностью . Это также относительное значение между двумя точками.

Схема из предыдущего раздела не очень практична.На самом деле, это может быть довольно опасно строить (прямое соединение полюсов источника напряжения с помощью одного куска провода). Причина, по которой это опасно, заключается в том, что величина электрического тока может быть очень большой в таком коротком замыкании , а выделение энергии может быть очень значительным (обычно в виде тепла).

Обычно электрические цепи конструируются таким образом, чтобы максимально безопасно использовать высвобождаемую энергию на практике.

Ток, протекающий через нить накала лампы

Одно из практических и популярных применений электрического тока — это электрическое освещение.Самая простая форма электрической лампы — это крошечная металлическая «нить» внутри прозрачной стеклянной колбы, которая накаляется добела («накаляется») тепловой энергией, когда через нее проходит достаточный электрический ток. Как и батарея, он имеет две токопроводящие точки подключения: одна для входа тока, а другая — для выхода.

При подключении к источнику напряжения электрическая цепь лампы выглядит примерно так:

Рисунок 2.27.

Когда ток проходит через тонкую металлическую нить накала лампы, он встречает большее сопротивление движению, чем это обычно бывает в толстом куске провода.Это сопротивление электрическому току зависит от типа материала, его площади поперечного сечения и температуры. Технически он известен как сопротивление . (Можно сказать, что проводники имеют низкое сопротивление, а изоляторы имеют очень высокое сопротивление.) Это сопротивление служит для ограничения количества тока, проходящего через цепь с заданным значением напряжения, подаваемого батареей, по сравнению с «коротким замыканием», когда у нас не было ничего, кроме провода, соединяющего один конец источника напряжения (батареи) с другим.

Когда ток движется против сопротивления сопротивления, возникает «трение». Точно так же, как механическое трение, трение, создаваемое током, протекающим против сопротивления, проявляется в виде тепла. Концентрированное сопротивление нити накала лампы приводит к тому, что на нити накала рассеивается относительно большое количество тепловой энергии. Этой тепловой энергии достаточно, чтобы нить накаливания стала раскаленной добела, производя свет, в то время как провода, соединяющие лампу с батареей (которые имеют гораздо меньшее сопротивление), едва ли нагреваются, проводя такое же количество тока.

Как и в случае короткого замыкания, если непрерывность цепи нарушена в любой точке, ток прекращается по всей цепи. Если лампа установлена, это означает, что она перестанет светиться:

Рис. 2.28.

Как и раньше, при отсутствии тока, весь потенциал (напряжение) батареи доступен через разрыв, ожидая возможности соединения, чтобы перебросить этот разрыв и позволить току снова течь. Это состояние известно как разрыв цепи , когда разрыв цепи предотвращает ток повсюду.

Все, что требуется, — это однократное прерывание непрерывности, чтобы «разомкнуть» цепь. После повторного подключения любых разрывов и восстановления непрерывности цепи она называется замкнутой цепью .

Основа для включения ламп

То, что мы видим здесь, является основой для включения и выключения ламп с помощью дистанционных выключателей. Поскольку любой разрыв непрерывности цепи приводит к остановке тока по всей цепи, мы можем использовать устройство, предназначенное для преднамеренного разрыва этой непрерывности (называемое переключателем), установленное в любом удобном месте, к которому мы можем провести провода, для управления потоком ток в цепи:

Фигура 2.29

Вот как выключатель, установленный на стене дома, может управлять лампой, установленной в длинном коридоре или даже в другой комнате, вдали от выключателя. Сам переключатель состоит из пары проводящих контактов (обычно сделанных из какого-либо металла), соединенных механическим рычажным приводом или кнопкой. Когда контакты соприкасаются друг с другом, ток может течь от одного к другому, и устанавливается непрерывность цепи. Когда контакты разделены, ток от одного к другому предотвращается воздушной изоляцией между ними, и непрерывность цепи нарушается.

Ножевой переключатель

Возможно, лучший вид переключателя, который можно показать для иллюстрации основного принципа, — это «рубильник»:

Рис. 2.30

Рубильник — это не что иное, как токопроводящий рычаг, свободно поворачивающийся на шарнире, вступающий в физический контакт с одной или несколькими неподвижными точками контакта, которые также являются токопроводящими.

Переключатель, показанный на приведенном выше рисунке, построен на фарфоровой основе (отличный изоляционный материал) с использованием меди (отличный проводник) для «лезвия» и точек контакта.Ручка сделана из пластика, чтобы изолировать руку оператора от токопроводящего лезвия переключателя при его открытии или закрытии.

Вот еще один тип рубильника, с двумя неподвижными контактами вместо одного:

Рис. 2.31

Конкретный рубильник, показанный здесь, имеет одно «лезвие», но два неподвижных контакта, что означает, что он может замыкать или размыкать более одной цепи. На данный момент это не так важно, чтобы знать, просто базовая концепция того, что такое переключатель и как он работает.Рубильные переключатели отлично подходят для иллюстрации основного принципа работы переключателя, но они представляют определенные проблемы безопасности при использовании в электрических цепях большой мощности. Открытые проводники рубильника делают случайный контакт с цепью, и любая искра, которая может возникнуть между движущимся ножом и неподвижным контактом, может воспламенить любые находящиеся поблизости горючие материалы. Большинство современных конструкций переключателей имеют подвижные проводники и точки контакта, закрытые внутри изолирующим корпусом, чтобы уменьшить эти опасности.Фотография нескольких современных типов переключателей показывает, что механизмы переключения гораздо более скрыты, чем в конструкции ножа:

Рисунок 2.32

Открытый и закрытый контуры

В соответствии с терминологией цепей «разомкнутый» и «замкнутый», переключатель, который устанавливает контакт от одной клеммы подключения к другой (пример: рубильник с лезвием, полностью касающимся неподвижной точки контакта), обеспечивает непрерывность подачи тока в протекает и называется переключателем замкнутый .

И наоборот, выключатель, который нарушает целостность цепи (пример: рубильник с лезвием , не касающимся неподвижной точки контакта), не пропускает ток, и называется выключателем с разомкнутым контактом . Эта терминология часто сбивает с толку новичков, изучающих электронику, потому что слова «открытый» и «закрытый» обычно понимаются в контексте двери, где «открытый» приравнивается к свободному проходу, а «закрытый» — к блокировке. В случае электрических переключателей эти термины имеют противоположные значения: «разомкнутый» означает отсутствие потока, в то время как «замкнутый» означает свободное прохождение электрического тока.

  • Сопротивление — это мера сопротивления электрическому току.
  • Короткое замыкание представляет собой электрическую цепь, оказывающую небольшое сопротивление току или не имеющее его. Короткие замыкания опасны для источников питания высокого напряжения, поскольку возникающие высокие токи могут вызвать выделение большого количества тепловой энергии.
  • Разрыв цепи — это цепь, в которой непрерывность была нарушена из-за прерывания пути прохождения тока.
  • Замкнутая цепь — это замкнутая цепь с хорошей непрерывностью на всем протяжении.
  • Устройство, предназначенное для размыкания или замыкания цепи в контролируемых условиях, называется переключателем .
  • Термины «разомкнут», и «замкнут». относятся как к переключателям, так и ко всем цепям. Открытый переключатель — это переключатель без непрерывности: ток не может течь через него. Замкнутый переключатель — это переключатель, который обеспечивает прямой (с низким сопротивлением) путь для прохождения тока.

Поскольку соотношение между напряжением, током и сопротивлением в любой цепи настолько регулярное, мы можем надежно контролировать любую переменную в цепи, просто управляя двумя другими. Возможно, самой простой переменной в любой цепи для управления является ее сопротивление. Это можно сделать, изменив материал, размер и форму проводящих компонентов (помните, как тонкая металлическая нить накала лампы создавала большее электрическое сопротивление, чем толстый провод?).

Что такое резистор?

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

Условные обозначения и значения на схеме резистора

Наиболее распространенное схематическое обозначение резистора — зигзагообразная линия:

Фигура 2.33

Значения резисторов в омах обычно отображаются как смежные числа, и если в цепи присутствует несколько резисторов, они будут помечены уникальным идентификационным номером, например R 1 , R 2 , R 3 , и т.д. Как видите, символы резисторов могут отображаться как по горизонтали, так и по вертикали:

Рис. 2.34

Реальные резисторы совсем не похожи на зигзагообразный символ. Вместо этого они выглядят как маленькие трубки или цилиндры с двумя торчащими проводами для подключения к цепи.Вот образцы резисторов разных типов и размеров:

Рис. 2.35

В соответствии с их внешним видом альтернативный схематический символ резистора выглядит как небольшая прямоугольная коробка:

Рис. 2.36. Можно также показать, что резисторы

имеют переменное, а не фиксированное сопротивление. Это может быть сделано с целью описания реального физического устройства, разработанного с целью обеспечения регулируемого сопротивления, или может быть для того, чтобы показать какой-то компонент, который просто случайно имеет нестабильное сопротивление:

Фигура 2.37


Фактически, каждый раз, когда вы видите символ компонента, нарисованный через диагональную стрелку, этот компонент имеет переменную, а не фиксированное значение. Этот «модификатор» символа (диагональная стрелка) является стандартным условным обозначением электронных символов.

Переменные резисторы

Переменные резисторы должны иметь какие-либо физические средства регулировки, либо вращающийся вал, либо рычаг, который можно перемещать для изменения величины электрического сопротивления. На фотографии показаны некоторые устройства, называемые потенциометрами, которые можно использовать как переменные резисторы:

Фигура 2.38

Номинальная мощность резисторов

Поскольку резисторы рассеивают тепловую энергию, поскольку электрические токи через них преодолевают «трение» их сопротивления, резисторы также оцениваются с точки зрения того, сколько тепловой энергии они могут рассеять без перегрева и повреждений. Естественно, эта номинальная мощность указывается в физических единицах измерения «ватты». Большинство резисторов, используемых в небольших электронных устройствах, таких как портативные радиоприемники, рассчитаны на 1/4 (0,25) Вт или меньше. Номинальная мощность любого резистора примерно пропорциональна его физическому размеру.Обратите внимание на первую фотографию резистора, как номинальная мощность соотносится с размером: чем больше резистор, тем выше его номинальная рассеиваемая мощность. Также обратите внимание, что сопротивление (в омах) не имеет ничего общего с размером!

Хотя сейчас может показаться бессмысленным иметь устройство, которое ничего не делает, кроме сопротивления электрическому току, резисторы — чрезвычайно полезные устройства в схемах. Поскольку они просты и широко используются в мире электричества и электроники, мы потратим значительное количество времени на анализ схем, состоящих только из резисторов и батарей.

Чем полезны резисторы?

Для практической иллюстрации полезности резисторов, рассмотрите фотографию ниже. Это изображение печатной платы или печатной платы: сборка, состоящая из прослоенных слоев изоляционной фенольной волокнистой платы и проводящих медных полос, в которые можно вставлять компоненты и закреплять их с помощью процесса низкотемпературной сварки, называемого «пайкой». Различные компоненты на этой печатной плате обозначены печатными этикетками. Резисторы обозначаются любой этикеткой, начинающейся с буквы «R».

Рис. 2.39.

Эта конкретная печатная плата представляет собой компьютерный аксессуар, называемый «модемом», который позволяет передавать цифровую информацию по телефонным линиям. На плате этого модема можно увидеть как минимум дюжину резисторов (все с мощностью рассеиваемой мощности 1/4 Вт). Каждый из черных прямоугольников (называемых «интегральными схемами» или «микросхемами») также содержит собственный массив резисторов для своих внутренних функций. Другой пример печатной платы показывает резисторы, упакованные в еще меньшие блоки, называемые «устройствами для поверхностного монтажа».Эта конкретная печатная плата является нижней стороной жесткого диска персонального компьютера, и снова припаянные к ней резисторы обозначены этикетками, начинающимися с буквы «R»:

Рисунок 2.40

На этой печатной плате более сотни резисторов для поверхностного монтажа, и это количество, конечно, не включает количество резисторов, встроенных в черные «микросхемы». Эти две фотографии должны убедить любого, что резисторы — устройства, которые «просто» препятствуют прохождению электрического тока, — очень важные компоненты в области электроники!

«Нагрузка» на принципиальных схемах

На схематических диаграммах символы резисторов иногда используются для иллюстрации любого общего типа устройства в цепи, выполняющего что-то полезное с электрической энергией.Любое неспецифическое электрическое устройство обычно называется нагрузкой, поэтому, если вы видите схематическую диаграмму, показывающую символ резистора с пометкой «нагрузка», особенно в учебной принципиальной схеме, объясняющей некоторые концепции, не связанные с фактическим использованием электроэнергии, этот символ может просто быть своего рода сокращением чего-то еще более практичного, чем резистор.

Анализ цепей резисторов

Чтобы подвести итог тому, что мы узнали в этом уроке, давайте проанализируем следующую схему, определив все, что мы можем, исходя из предоставленной информации:

Фигура 2.41

Все, что нам здесь дано для начала, — это напряжение батареи (10 вольт) и ток цепи (2 ампера). Нам неизвестно сопротивление резистора в Ом или рассеиваемая им мощность в ваттах. Изучая наш массив уравнений закона Ома, мы находим два уравнения, которые дают нам ответы на основе известных величин напряжения и тока:

Закон Ома

[латекс] R = \ frac {E} {I} \ tag {2.1} [/ латекс]

Уравнение мощности

[латекс] P = IE \ tag {2.2} [/ латекс]

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

Закон Ома:

[латекс] R \: = \ frac {10V} {2A} = 5 \ Omega [/ latex]

Степенной закон:

[латекс] P = (2A) (10 В) = (20 Вт) [/ латекс]

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

Материалы резистора Резисторы

могут быть изготовлены из множества различных материалов, каждый из которых имеет свои свойства и специфические области применения. Большинство инженеров-электриков используют следующие типы:

Резисторы с проволочной обмоткой Резисторы с проволочной обмоткой

изготавливаются путем наматывания резистивного провода вокруг непроводящего сердечника по спирали.Обычно они производятся для высокоточных и силовых приложений. Сердечник обычно изготавливается из керамики или стекловолокна, а резистивный провод из никель-хромового сплава не подходит для приложений с частотами выше 50 кГц. Низкий уровень шума и устойчивость к колебаниям температуры являются стандартными характеристиками проволочных резисторов. Доступны значения сопротивления от 0,1 до 100 кВт с точностью от 0,1% до 20%.

Металлопленочные резисторы

Нитрид тантала или нихрома обычно используется для изготовления металлопленочных резисторов.Комбинация керамического материала и металла обычно составляет резистивный материал. Значение сопротивления изменяется путем вырезания спирального рисунка в пленке, очень похоже на углеродную пленку с помощью лазера или абразива. Металлопленочные резисторы обычно менее устойчивы к температуре, чем резисторы с проволочной обмоткой, но лучше справляются с более высокими частотами.

Металлооксидные пленочные резисторы

В металлооксидных резисторах используются оксиды металлов, такие как оксид олова, что немного отличает их от металлических пленочных резисторов.Эти резисторы надежны и стабильны и работают при более высоких температурах, чем металлопленочные резисторы. Из-за этого металлооксидные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой прочности.

фольговые резисторы

Разработанный в 1960-х годах резистор из фольги до сих пор остается одним из самых точных и стабильных типов резисторов, которые вы найдете и используются в приложениях с высокими требованиями к точности. Керамическая подложка, к которой приклеена тонкая объемная металлическая фольга, составляет резистивный элемент.Фольговые резисторы имеют очень низкотемпературный коэффициент сопротивления.

Резисторы из углеродного состава (CCR)

До 1960-х годов резисторы из углеродного состава были стандартом для большинства приложений. Они надежны, но не очень точны (их допуск не может быть лучше примерно 5%). Смесь мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала используется для резистивного элемента резисторов CCR. Вещество формуют в форме цилиндра и запекают.Размеры корпуса и соотношение углерода и керамики определяют величину сопротивления. Использование большего количества углерода в процессе означает меньшее сопротивление. Резисторы CCR по-прежнему полезны для определенных приложений из-за их способности выдерживать импульсы высокой энергии, хорошим примером применения может быть источник питания.

Углеродистые пленочные резисторы

Углеродные пленочные резисторы имеют тонкую углеродную пленку (со спиральным вырезом в пленке для увеличения резистивного пути) на изолирующем цилиндрическом сердечнике.Это позволяет получить более точное значение сопротивления, а также увеличивает значение сопротивления. Резисторы из углеродной пленки намного точнее, чем резисторы из углеродной композиции. Специальные углеродные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой импульсной стабильности.

Показатели эффективности (КПЭ)

KPI для каждого материала резистора можно найти ниже:

Характеристика Металлическая пленка Толстая металлическая пленка Прецизионная металлическая пленка Состав углерода Углеродная пленка
Темп.диапазон -55 + 125 -55 + 130 -55 + 155 -40 + 105 0,55 + 155
Макс. темп. коэфф. 100 100 15 1200 250–1000
Vмакс 200-350 250 200 350-500 350-500
Шум (мкВ на вольт приложенного постоянного тока) 0,5 0,1 0.1 4 (100 КБ) 5 (100 КБ)
R Insul. 10000 10000 10000 10000 10000
Припой (% изменения значения сопротивления) 0,20% 0,15% 0,02% 2% 0,50%
Влажное тепло (изменение значения сопротивления в%) 0,50% 1% 0,50% 15% 3.50%
Срок годности (% изменения значения сопротивления) 0,10% 0,10% 0,00% 5% 2%
Полный рейтинг (2000 ч при 70 ° C) 1% 1% 0,03% 10% 4%
  • Устройства, называемые резисторами, созданы для обеспечения точного сопротивления в электрических цепях. Резисторы оцениваются как по их сопротивлению (Ом), так и по их способности рассеивать тепловую энергию (ватты).
  • Номинальное сопротивление резистора не может быть определено по физическому размеру резистора (ов), о котором идет речь, хотя приблизительные значения мощности могут быть определены. Чем больше резистор, тем большую мощность он может рассеять без повреждений.
  • Любое устройство, которое выполняет некоторые полезные задачи с помощью электроэнергии, обычно называют нагрузкой. Иногда символы резисторов используются на принципиальных схемах для обозначения неспецифической нагрузки, а не для обозначения фактического резистора.

Поскольку требуется энергия, чтобы заставить заряд течь вопреки сопротивлению, напряжение будет проявляться (или «падать») между любыми точками в цепи с сопротивлением между ними.

Важно отметить, что, хотя величина тока (т. Е. Количество заряда, движущегося мимо заданной точки каждую секунду) в простой схеме одинакова, величина напряжения (потенциальная энергия на единицу заряда) между различными наборами точек в одном контуре могут значительно отличаться:

Рисунок 2.42

Возьмем эту схему в качестве примера. Если мы обозначим четыре точки в этой цепи номерами 1, 2, 3 и 4, мы обнаружим, что количество тока, проводимого через провод между точками 1 и 2, точно такое же, как количество тока, проводимого через лампу. (между пунктами 2 и 3).Такое же количество тока проходит по проводу между точками 3 и 4 и через батарею (между точками 1 и 4).

Однако мы обнаружим, что напряжение, возникающее между любыми двумя из этих точек, прямо пропорционально сопротивлению в проводящем пути между этими двумя точками, учитывая, что величина тока на любой части пути цепи одинакова (что, для этой простой схемы это так).

В нормальной цепи лампы сопротивление лампы будет намного больше, чем сопротивление соединительных проводов, поэтому следует ожидать появления значительного напряжения между точками 2 и 3 и очень небольшого напряжения между точками 1 и 2, или от 3 до 4.Напряжение между точками 1 и 4, конечно, будет полной «силой», обеспечиваемой батареей, которая будет лишь немного больше, чем напряжение на лампе (между точками 2 и 3).

Это, опять же, аналог системы резервуаров для воды:

Рис. 2.43

Между точками 2 и 3, где падающая вода высвобождает энергию в водяном колесе, существует разница давлений между двумя точками, отражающая противодействие потоку воды через водяное колесо.От точки 1 к точке 2 или от точки 3 к точке 4, где вода свободно течет через резервуары с небольшим сопротивлением, разница в давлении мала или отсутствует (без потенциальной энергии). Однако скорость потока воды в этой непрерывной системе одинакова везде (при условии, что уровни воды в пруду и водохранилище неизменны): через насос, через водяное колесо и через все трубы.

То же самое и с простыми электрическими цепями: ток одинаков в каждой точке цепи, хотя напряжения могут различаться в разных наборах точек

Первая и, возможно, самая важная взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением называется законом Ома, открытым Георгом Симоном Омом и опубликованным в его статье 1827 года «Гальваническая цепь, исследованная математически».

Напряжение, ток и сопротивление

Электрическая цепь образуется, когда создается проводящий путь, позволяющий электрическому заряду непрерывно перемещаться. Это непрерывное движение электрического заряда через проводники цепи называется током , и его часто называют «потоком», как поток жидкости через полую трубу.

Сила, побуждающая носители заряда «течь» в цепи, называется напряжением .Напряжение — это особая мера потенциальной энергии, которая всегда относительна между двумя точками. Когда мы говорим об определенном количестве напряжения, присутствующем в цепи, мы имеем в виду измерение того, сколько потенциальной энергии существует для перемещения носителей заряда из одной конкретной точки в этой цепи в другую конкретную точку. Без ссылки на два конкретных пункта термин «напряжение» не имеет значения.

Ток имеет тенденцию проходить через проводники с некоторой степенью трения или сопротивления движению.Это противодействие движению более правильно называть сопротивлением . Сила тока в цепи зависит от величины напряжения и величины сопротивления в цепи, препятствующей прохождению тока. Как и напряжение, сопротивление — это величина, относительная между двумя точками. По этой причине величины напряжения и сопротивления часто указываются как «между» или «поперек» двух точек в цепи.

Единицы измерения: вольт, ампер и ом

Чтобы иметь возможность делать осмысленные утверждения об этих величинах в цепях, мы должны уметь описывать их количества так же, как мы могли бы количественно определить массу, температуру, объем, длину или любой другой вид физической величины.Для массы мы можем использовать единицы «килограмм» или «грамм». Для температуры мы можем использовать градусы Фаренгейта или градусы Цельсия. Вот стандартные единицы измерения электрического тока, напряжения и сопротивления:

Таблица 2.1

«Символ», данный для каждой величины, представляет собой стандартную буквенную букву, используемую для представления этой величины в алгебраическом уравнении. Подобные стандартизированные буквы распространены в физических и технических дисциплинах и признаны во всем мире.«Аббревиатура единицы» для каждой величины представляет собой алфавитный символ, используемый в качестве сокращенного обозначения для ее конкретной единицы измерения. И да, этот странно выглядящий символ «подкова» — это заглавная греческая буква Ω, просто символ иностранного алфавита (извинения перед читателями-греками).

Каждая единица измерения названа в честь известного экспериментатора в области электричества: amp в честь француза Андре М. Ампера, вольт в честь итальянца Алессандро Вольта и Ом в честь немца Георга Симона Ома.

Математический символ для каждой величины также имеет значение. «R» для сопротивления и «V» для напряжения говорят сами за себя, тогда как «I» для тока кажется немного странным. Считается, что буква «I» должна представлять «интенсивность» (потока заряда), а другой символ напряжения, «E», означает «электродвижущую силу». Судя по исследованиям, которые мне удалось провести, кажется, что есть некоторые споры по поводу значения слова «я». Символы «E» и «V» по большей части взаимозаменяемы, хотя в некоторых текстах зарезервировано «E» для обозначения напряжения на источнике (таком как батарея или генератор) и «V» для обозначения напряжения на любом другом элементе.

Все эти символы выражаются заглавными буквами, за исключением случаев, когда величина (особенно напряжение или ток) описывается в терминах короткого периода времени (называемого «мгновенным» значением). Например, напряжение батареи, которое стабильно в течение длительного периода времени, будет обозначаться заглавной буквой «E», в то время как пик напряжения при ударе молнии в тот самый момент, когда он попадает в линию электропередачи, скорее всего, будет обозначается строчной буквой «е» (или строчной буквой «v»), чтобы обозначить это значение как имеющееся в один момент времени.То же самое соглашение о нижнем регистре справедливо и для тока, строчная буква «i» представляет ток в некоторый момент времени. Однако большинство измерений постоянного тока (DC), которые стабильны во времени, будут обозначены заглавными буквами.

Кулон и электрический заряд

Одной из основополагающих единиц электрического измерения, которую часто преподают в начале курсов электроники, но редко используют впоследствии, является единица кулонов , которая представляет собой меру электрического заряда, пропорционального количеству электронов в несбалансированном состоянии.Один кулон заряда равен 6 250 000 000 000 000 000 электронов. Символом количества электрического заряда является заглавная буква «Q», а единица измерения кулонов обозначается заглавной буквой «C». Бывает так, что единица измерения тока, ампер, равна 1 кулону заряда, проходящему через заданную точку в цепи за 1 секунду. В этих терминах ток — это скорость движения электрического заряда по проводнику.

Как указывалось ранее, напряжение является мерой потенциальной энергии на единицу заряда , доступной для стимулирования протекания тока из одной точки в другую.Прежде чем мы сможем точно определить, что такое «вольт», мы должны понять, как измерить эту величину, которую мы называем «потенциальной энергией». Общая метрическая единица для энергии любого вида — джоуль , равная количеству работы, совершаемой силой в 1 ньютон при движении на 1 метр (в том же направлении). В британских подразделениях это чуть меньше 3/4 фунта силы, приложенной на расстоянии 1 фута. Проще говоря, требуется около 1 джоуля энергии, чтобы поднять гирю весом 3/4 фунта на 1 фут от земли или перетащить что-то на расстояние 1 фут, используя параллельную тяговую силу 3/4 фунта.В этих научных терминах 1 вольт равен 1 джоуля электрической потенциальной энергии на (деленный на) 1 кулон заряда. Таким образом, 9-вольтовая батарея выделяет 9 джоулей энергии на каждый кулон заряда, проходящего через цепь.

Эти единицы и символы электрических величин станут очень важны, когда мы начнем исследовать отношения между ними в цепях.

Уравнения закона Ома Главное открытие

Ома заключалось в том, что величина электрического тока, протекающего через металлический проводник в цепи, прямо пропорциональна напряжению, приложенному к нему при любой заданной температуре.Ом выразил свое открытие в виде простого уравнения, описывающего взаимосвязь напряжения, тока и сопротивления:

[латекс] E = IR \ tag {2.3} [/ латекс]

В этом алгебраическом выражении напряжение (E) равно току (I), умноженному на сопротивление (R). Используя методы алгебры, мы можем преобразовать это уравнение в два варианта, решая для I и R соответственно:

[латекс] I = \ frac {E} {R} \ tag {2.4} [/ латекс]

[латекс] R = \ frac {E} {I} \ tag {2.5} [/ латекс]

Анализ простых схем с помощью закона Ома

Давайте посмотрим, как эти уравнения могут работать, чтобы помочь нам анализировать простые схемы:

Рисунок 2.44

В приведенной выше схеме есть только один источник напряжения (батарея слева) и только один источник сопротивления току (лампа справа). Это позволяет очень легко применять закон Ома. Если мы знаем значения любых двух из трех величин (напряжения, тока и сопротивления) в этой цепи, мы можем использовать закон Ома для определения третьей.

В этом первом примере мы рассчитаем величину тока (I) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и сопротивления (R):

Рисунок 2.45

Какова величина тока (I) в этой цепи?

[латекс] I = \ frac {E} {R} [/ latex] [латекс] = \ frac {12V} {3 \ Omega} = 4A [/ latex]

В этом втором примере мы рассчитаем величину сопротивления (R) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и тока (I):

Какое сопротивление (R) дает лампа?

[латекс] R = \ frac {E} {I} [/ latex] [latex] = \ frac {36V} {4A} = 9 \ Omega [/ latex]

В последнем примере мы рассчитаем величину напряжения, подаваемого батареей, с учетом значений тока (I) и сопротивления (R):

Фигура 2.46

Какое напряжение обеспечивает аккумулятор?

[латекс] E = IR [/ латекс] [латекс] = (2A) (7 \ Omega) = 14V [/ латекс]

Метод треугольника закона Ома

Закон Ома — очень простой и полезный инструмент для анализа электрических цепей. Он так часто используется при изучении электричества и электроники, что серьезный студент должен запомнить его. Для тех, кто еще не знаком с алгеброй, есть уловка, позволяющая вспомнить, как найти любую одну величину, учитывая две другие.Сначала расположите буквы E, I и R в виде треугольника:

Рисунок 2.45


Если вы знаете E и I и хотите определить R, просто удалите R с картинки и посмотрите, что осталось:

Рисунок 2.46


Если вы знаете E и R и хотите определить I, удалите I и посмотрите, что осталось:

Рисунок 2.47


Наконец, если вы знаете I и R и хотите определить E, удалите E и посмотрите, что осталось:

Рис. 2.48


В конце концов, чтобы серьезно изучать электричество и электронику, вам придется познакомиться с алгеброй, но этот совет может облегчить запоминание ваших первых вычислений.Если вы знакомы с алгеброй, все, что вам нужно сделать, это зафиксировать E = IR в памяти и вывести из нее две другие формулы, когда они вам понадобятся!

  • Напряжение измеряется в вольтах , обозначается буквами «E» или «V».
  • Ток измеряется в амперах , обозначается буквой «I».
  • Сопротивление измеряется в Ом. обозначается буквой «R».
  • [латекс] \ text {Закон Ома:} E = IR [/ latex]; [латекс] I = \ frac {E} {R} [/ latex]; [латекс] R = \ frac {E} {I} [/ latex]

Узнайте формулу силы

Мы видели формулу для определения мощности в электрической цепи: умножая напряжение в вольтах на ток в амперах, мы получаем ответ в ваттах.»Давайте применим это к примеру схемы:

В приведенной выше схеме мы знаем, что у нас напряжение батареи 18 В и сопротивление лампы 3 Ом. Используя закон Ома для определения силы тока, получаем:

[латекс] I = \ frac {E} {R} [/ latex] [латекс] = \ frac {18V} {3 \ Omega} = 6A [/ latex]

Теперь, когда мы знаем ток, мы можем взять это значение и умножить его на напряжение, чтобы определить мощность:

[латекс] P = IE [/ латекс] [латекс] = (6A) (18V) = 108W [/ латекс]

Это говорит нам о том, что лампа рассеивает (выделяет) 108 Вт мощности, скорее всего, в форме света и тепла.

Повышение напряжения батареи

Давайте попробуем взять ту же схему и увеличить напряжение батареи, чтобы увидеть, что произойдет. Интуиция подсказывает нам, что ток в цепи будет увеличиваться с увеличением напряжения, а сопротивление лампы останется прежним. Аналогично увеличится и мощность:

Теперь напряжение батареи 36 вольт вместо 18 вольт. Лампа по-прежнему обеспечивает электрическое сопротивление 3 Ом для прохождения тока. Текущий сейчас:

[латекс] I = \ frac {E} {R} [/ latex] [латекс] = \ frac {36V} {3 \ Omega} = 12A [/ latex]

Это понятно: если I = E / R, и мы удваиваем E, а R остается неизменным, ток должен удвоиться.Действительно, есть: теперь у нас 12 ампер тока вместо 6. А что насчет мощности?

[латекс] P = IE [/ латекс] [латекс] = (12A) (36V) = 432W [/ латекс]

Как повышение напряжения батареи влияет на мощность?

Обратите внимание, что мощность увеличилась, как мы могли подозревать, но она увеличилась немного больше, чем ток. {2} R [/ latex]

Джоуля Закон против.Закон Ома

Историческая справка: именно Джеймс Прескотт Джоуль, а не Георг Саймон Ом первым открыл математическую связь между рассеиваемой мощностью и током через сопротивление. Это открытие, опубликованное в 1841 году, имело форму последнего уравнения (P = I 2 R) и по праву известно как закон Джоуля. Однако эти уравнения мощности настолько часто связаны с уравнениями закона Ома, связывающими напряжение, ток и сопротивление (E = IR; I = E / R; и R = E / I), что они часто приписываются Ому.{2}} {R} [/ латекс]

До сих пор мы анализировали схемы с одним аккумулятором и одним резистором без учета соединительных проводов между компонентами, пока формируется полная цепь. Имеет ли значение для наших расчетов длина провода или «форма» цепи? Давайте посмотрим на несколько принципиальных схем и узнаем:

Рисунок 2.49

Когда мы рисуем провода, соединяющие точки в электрической цепи, мы обычно предполагаем, что эти провода имеют незначительное сопротивление. Как таковые, они не вносят заметного влияния на общее сопротивление цепи, и поэтому единственное сопротивление, с которым мы должны бороться, — это сопротивление компонентов.В приведенных выше схемах единственное сопротивление исходит от резисторов 5 Ом, так что это все, что мы будем учитывать в наших расчетах. В реальной жизни металлические провода действительно имеют сопротивление (как и источники питания!), Но эти сопротивления, как правило, намного меньше, чем сопротивление, присутствующее в других компонентах схемы, что их можно безопасно игнорировать. Исключения из этого правила существуют в электропроводке энергосистемы, где даже очень небольшое сопротивление проводника может вызвать значительные падения напряжения при нормальных (высоких) уровнях тока.

Электрически общие точки в цепи

Если сопротивление соединительного провода очень мало или отсутствует, мы можем рассматривать точки соединения в цепи как электрически общие . То есть точки 1 и 2 в вышеуказанных схемах могут быть физически соединены близко друг к другу или далеко друг от друга, и это не имеет значения для любых измерений напряжения или сопротивления относительно этих точек. То же самое касается точек 3 и 4. Это как если бы концы резистора были присоединены непосредственно к клеммам батареи, что касается наших расчетов по закону Ома и измерений напряжения.Это полезно знать, потому что это означает, что вы можете заново нарисовать принципиальную схему или повторно подключить схему, сокращая или удлиняя провода по желанию, не оказывая заметного влияния на работу схемы. Важно только то, что компоненты прикрепляются друг к другу в одинаковой последовательности.

Это также означает, что измерения напряжения между наборами «электрически общих» точек будут одинаковыми. То есть напряжение между точками 1 и 4 (непосредственно на батарее) будет таким же, как напряжение между точками 2 и 3 (непосредственно на резисторе).Внимательно посмотрите на следующую схему и попытайтесь определить, какие точки являются общими друг для друга:

Рисунок 2.50

Здесь у нас есть только 2 компонента, не считая проводов: батарея и резистор. Хотя соединительные провода образуют замкнутую цепь извилистым путем, на пути тока есть несколько электрически общих точек. Точки 1, 2 и 3 являются общими друг для друга, потому что они напрямую связаны друг с другом проводом. То же самое касается точек 4, 5 и 6.

Напряжение между точками 1 и 6 составляет 10 вольт, идущее прямо от аккумулятора.Однако, поскольку точки 5 и 4 являются общими для 6, а точки 2 и 3 являются общими для 1, те же 10 вольт также существуют между этими другими парами точек:

  • Между точками 1 и 4 = 10 вольт
  • Между точками 2 и 4 = 10 вольт
  • Между точками 3 и 4 = 10 В (непосредственно через резистор)
  • Между точками 1 и 5 = 10 В Между точками 2 и 5 = 10 В
  • Между точками 3 и 5 = 10 В Между точками 1 и 6 = 10 В (непосредственно на батарее)
  • Между точками 2 и 6 = 10 В Между точками 3 и 6 = 10 В

Поскольку электрически общие точки соединены вместе проводом (нулевого сопротивления), между ними нет значительного падения напряжения, независимо от величины тока, проводимого от одной к другой через этот соединительный провод.Таким образом, если бы мы считали напряжения между общими точками, мы должны были бы показать (практически) ноль:

  • Между точками 1 и 2 = 0 вольт
  • Точки 1, 2 и 3 между точками 2 и 3 = 0 вольт электрически общие
  • Между точками 1 и 3 = 0 вольт
  • Между точками 4 и 5 = 0 вольт
  • Точки 4, 5 и 6 между точками 5 и 6 = 0 вольт электрически общий.
  • Между точками 4 и 6 = 0 вольт

Расчет падения напряжения по закону Ома

Это тоже имеет смысл математически.С батареей на 10 В и резистором 5 Ом ток в цепи будет 2 ампера. Если сопротивление провода равно нулю, падение напряжения на любом непрерывном участке провода можно определить с помощью закона Ома как такового:

[латекс] E = IR [/ латекс]

[латекс] E = (2A) (0 \ Omega) [/ латекс]

[латекс] \ textbf {E = 0V} [/ латекс]

Должно быть очевидно, что рассчитанное падение напряжения на любой непрерывной длине провода в цепи, где предполагается, что провод имеет нулевое сопротивление, всегда будет равно нулю, независимо от величины тока, поскольку ноль, умноженный на что-либо, равен нулю.

Поскольку общие точки в цепи будут показывать одинаковые измерения относительного напряжения и сопротивления, провода, соединяющие общие точки, часто помечаются одним и тем же обозначением. Это не означает, что точки подключения клеммы обозначены одинаково, только соединительные провода. Возьмем для примера эту схему:

Рисунок 2.56.

Точки 1, 2 и 3 являются общими друг для друга, поэтому точки подключения проводов 1–2 обозначены так же (провод 2), что и точки подключения проводов 2–3 (провод 2).В реальной схеме провод, тянущийся от точки 1 до 2, может даже не быть того же цвета или размера, что и провод, соединяющий точку 2 и 3, но они должны иметь точно такую ​​же метку. То же самое касается проводов, соединяющих точки 6, 5 и 4.

Падение напряжения должно равняться нулю в общих точках

Знание того, что электрически общие точки имеют нулевое падение напряжения, является ценным принципом поиска и устранения неисправностей. Если я измеряю напряжение между точками в цепи, которые должны быть общими друг для друга, я должен прочитать ноль.Если, однако, я обнаружил значительное напряжение между этими двумя точками, то я с уверенностью знаю, что они не могут быть напрямую соединены друг с другом. Если эти точки предположительно являются электрически общими , но они регистрируются иначе, то я знаю, что между этими точками существует «открытый сбой».

Нулевое напряжение технически означает незначительное напряжение

Последнее замечание: для большинства практических целей можно предположить, что проводники имеют нулевое сопротивление от конца до конца.В действительности, однако, всегда будет небольшое сопротивление по длине провода, если только это не сверхпроводящий провод. Зная это, мы должны помнить, что изученные здесь принципы, касающиеся общих электрических точек, в значительной степени действительны, но не до абсолютной степени. То есть правило, согласно которому между электрически общими точками гарантированно будет нулевое напряжение, более точно сформулировано как таковое: между электрически общими точками будет очень небольшое падение напряжения .Этот небольшой, практически неизбежный след сопротивления, обнаруживаемый в любом куске соединительного провода, должен создавать небольшое напряжение по всей его длине, когда через него проходит ток. Если вы понимаете, что эти правила основаны на идеальных условиях , вы не будете недоумевать, когда столкнетесь с каким-либо условием, которое может показаться исключением из правила.

  • Предполагается, что соединительные провода в цепи имеют нулевое сопротивление, если не указано иное.
  • Провода в цепи можно укорачивать или удлинять, не влияя на работу схемы — все, что имеет значение, — это то, что компоненты подключены друг к другу в одной и той же последовательности.
  • Точки, напрямую соединенные в цепь нулевым сопротивлением (проводом), считаются электрически общими .
  • Электрически общие точки с нулевым сопротивлением между ними будут иметь нулевое падение напряжения между ними, независимо от величины тока (в идеале).
  • Показания напряжения или сопротивления между наборами электрически общих точек будут одинаковыми.
  • Эти правила применяются к идеальным условиям , где предполагается, что соединительные провода имеют абсолютно нулевое сопротивление.В реальной жизни это, вероятно, не так, но сопротивление проводов должно быть достаточно низким, чтобы общие принципы, изложенные здесь, оставались в силе.

Глоссарий терминов по сертификации электрика

% PDF-1.4 % 1 0 объект / Производитель (GPL Ghostscript 8.15) / Название (Глоссарий терминов по сертификации электрика) >> эндобдж 2 0 obj / MarkInfo> / Metadata 7 0 R / OpenAction 8 0 R / Pages 11 0 R / StructTreeRoot 78 0 R / Тип / Каталог / ViewerPreferences> / Outlines 5757 0 R >> эндобдж 3 0 obj > / Шрифт >>> / Поля [] >> эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > поток application / pdf

  • Майкл Ардаканян
  • Глоссарий терминов для сертификации электрика
  • 2007-04-04T10: 37: 50ZPScript5.dll Версия 5.22020-08-01T14: 00: 02 + 05: 302020-08-01T14: 00: 02 + 05: 30GPL Ghostscript 8.15uuid: 05ecfbf6-60a0-4524-89fb-f5352c08b4b1uuid: d6195850-126b-4112-803054-ddf3f3f конечный поток эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > / Свойства> / PR1> / PR2> / PR3 >>> / ExtGState >>>>> / Rotate 0 / StructParents 26 / Tabs / S / Type / Page / CropBox [0 0 612 792] >> эндобдж 10 0 obj > поток x] r + bZx6dɖJ \ ͪ ,, 1% ˑHCʑ # ,? 4 \ A} ߋ œw_ ^ OS ‘_} O ^ | WԘ ^] 0 {UkZXC_] _E.4 {& 5 = / q ׆ @@ ‘ yA \ ˬ’Z` * [& ZAV> R ց! m | @ iDXpm% ho7 / s ޜ MfoKdcE + | ho_M7 h; hPrRA މ C | ǧ [: k;

    Каким цветом обозначена маркировка резисторов?

    Резистор — один из основных элементов электрической цепи, имеющий постоянное или переменное сопротивление и служащий для преобразования электрического тока в напряжение (и наоборот), поглощения электричества и выполнения ряда других операций.

    Этот пассивный элемент является неотъемлемой частью любого устройства. Поэтому вы считаете себя опытным электриком или просто энтузиастом электроники, маркировка резисторов цветными полосками, и буквенно-цифровые обозначения вам понадобятся для сравнения характеристик разных компонентов.

    Обозначение резисторов в схемах

    На принципиальных схемах электрических устройств резистор обозначен прямоугольником, поверх которого проставлена ​​латинская буква R. За символом следует порядковый номер, по которому элемент можно найти в спецификации. Обозначение схемы заканчивается набором цифр, обозначающих номинальное сопротивление. Так, надпись R12 100 будет означать, что резистор 12 Ом выставлен на 100 Ом.

    Важной характеристикой элементов является их мощность.Игнорирование этого параметра, вы рискуете вывести из строя всю схему, даже если определение маркировки резисторов было проведено правильно. На схемах это обозначено:

    • римскими цифрами от 1 до 5 Вт;
    • горизонтальная полоса мощностью 0,5 Вт;
    • одна или две наклонные линии мощностью 0,25 и 0,125 Вт соответственно.

    После серийного номера некоторых резисторов может быть отмечен «*». Это означает, что данные характеристики являются приблизительными.Точные значения вам нужно будет выбрать самостоятельно.

    Буквенно-цифровое обозначение

    Буквенно-цифровая маркировка характерна для изделий советского производства, а также некоторых товаров мирового уровня.

    Маркировка резисторов импортного и отечественного производства может начинаться как с цифры, так и с символа. Единицы измерения обозначаются следующим образом:
    • символ «E» или «R» указывает, что номинал выражен в омах;
    • буква «M» сообщает нам, что сопротивление выражается в мегаомах;
    • Знак «К» дополнен всеми числовыми значениями, выраженными в килограммах.

    Если символ стоит после чисел, то все значения выражаются в целых единицах (33E = 33 Ом). Для обозначения доли буквы перед цифрами (K55 = 0,55 кило = 550 Ом). Если знак разделяет числа, то удельное сопротивление выражается целыми значениями с дробной частью (1M3 = 1,3 МОм).

    Номинал номинала цветом

    Длина некоторых «сопротивлений» составляет всего несколько миллиметров. Ставить и рассматривать буквы и цифры на этом элементе невозможно.Для сравнения таких компонентов используется маркировка резисторов цветными полосками. Первые две полосы всегда отвечают за номинальную стоимость. Остальные полосы счета имеют определенное значение:

    • в 3- или 4-полосной разметке, третье тире определяет множитель, а четвертое — точность;
    • в 5-ти полосном обозначении, третий цвет указывает на номинал, четвертый — на множитель, пятый — на точность;
    • Шестая полоса указывает температурный коэффициент сопротивления или надежность элемента, если он толще других.

    Цвет полосок обозначает присвоенные им числовые значения. Разобраться в этом поможет таблица маркировки резисторов, где каждому оттенку соответствует определенный множитель, или цифра.

    Например, у нас есть резистор с красной, зеленой, коричневой и синей полосами. Расшифровав значения, обнаруживаем, что перед нами резистор 25 * 10 Ом = 250 Ом с точностью 25%.

    Последовательность полос

    Как определить, с какой стороны начинать расшифровку? Потому что маркировку резисторов цветными полосками можно расшифровать в обе стороны.

    Чтобы не запутаться, следует запомнить несколько простых правил:
    1. Если полос всего три, первая всегда будет располагаться ближе к краю, чем вторая.
    2. В 4-полосных элементах направление считывания следует определять по серебристому или золотому цвету — они всегда будут располагаться ближе к концу.
    3. В остальных случаях необходимо читать, чтобы получить значение из номинального ряда. Если не получилось, стоит расшифровать с другой стороны.

    Особым случаем является расположение одной черной перемычки на теле. Это означает, что элемент не имеет сопротивления и используется как перемычка. Теперь вы знаете, как читать маркировку резисторов цветными полосками, и у вас не возникнет проблем с определением номинала элемента.

    p>

    Обозначение стойкости по цвету. Обозначения и маркировка резистора

    Любой, кто работает с электроникой или когда-либо видел электронную схему, знает, что почти ни одно электронное устройство не обходится без резисторов.

    Функция резистора в цепи может быть совершенно разной: ограничение тока, деление напряжения, рассеивание мощности, ограничение времени заряда или разряда конденсатора в RC-цепочке и т. Д. В любом случае, каждая из этих функций резистора возможна благодаря Основное свойство резистора — его активное сопротивление.

    Само слово «резистор» — это русскоязычное прочтение английского слова «резистор», которое, в свою очередь, происходит от латинского «resisto» — я сопротивляюсь.В электрических схемах применяются постоянные и переменные резисторы, а предметом данной статьи будет обзор основных типов постоянных резисторов, так или иначе встречающихся в современных электронных устройствах и их схемах.

    Первые фиксированные резисторы, классифицируемые по максимальной мощности, рассеиваемой компонентом: 0,062 Вт, 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 3 Вт, 4 Вт, 5 Вт, 7 Вт, 10 Вт, 15 Вт, 20 Вт, 25 Вт, 50 Вт, 100 Вт и более, до 1 кВт (резисторы для специальных применений).

    Данная классификация не случайна, поскольку в зависимости от назначения резистора в схеме и от условий, в которых резистор должен работать, рассеиваемая на нем мощность не должна приводить к разрушению самого компонента и компонентов, расположенных рядом, что В крайнем случае резистор должен нагреваться от проходящего через него тока и уметь рассеивать тепло.

    Например, керамический резистор SQP-5 с цементным наполнителем (5 Вт) При номинальном значении 100 Ом уже при постоянном напряжении 22 В, постоянно подаваемом на его выводы, он нагревается до температуры более 200 ° C. , и это необходимо учитывать.

    Итак, лучше выбрать резистор необходимого номинала, скажем на те же 100 Ом, но с запасом максимальной рассеиваемой мощности, скажем, 10 Вт, который в условиях нормального охлаждения не нагревается выше 100 ° C — это будет менее опасно для электронного устройства.

    Резисторы SMD

    для поверхностного монтажа с максимальной рассеиваемой мощностью от 0,062 до 1 Вт — сегодня также можно встретить на печатных платах. Такие резисторы, как и выходные, всегда берутся с запасом мощности.Например, в цепи 12 В вы можете использовать резистор SMD 100 кОм размером 0402, чтобы подтянуть потенциал к отрицательной шине. Или на выходе 0,125 Вт, так как рассеиваемая мощность будет в десять раз дальше от максимально допустимой.

    Резисторы проволочные и непроволочные, прецизионные

    Резисторы разного назначения используют разные. Нежелательно например проволочный резистор вставлять в высокочастотную цепь, а для промышленной частоты 50 Гц или для цепи постоянного напряжения тоже достаточно провода.

    Проволочные резисторы, изготовленные путем намотки проволоки из манганина, нихрома или константана на керамическую или порошковую основу.

    Изготовлены не из проволоки, а из токопроводящих пленок и смесей на основе связующего диэлектрика. Итак, они излучают тонкие слои (на основе металлов, сплавов, оксидов, металл-диэлектрик, углерод и бор-углерод) и композит (пленка с неорганическим диэлектриком, объемная и пленка с органическим диэлектриком).

    Непроволочные резисторы часто представляют собой высокоточные резисторы, которые характеризуются высокой стабильностью параметров, способны работать на высоких частотах, в высоковольтных цепях и внутри цепей.

    Резисторы

    в принципе делятся на резисторы общего и специального назначения. Резисторы общего назначения доступны с номинальными значениями от Ом до 10 МОм. Резисторы специального назначения могут иметь номинал от десятков мегаом до тераом и способны работать при напряжении 600 вольт и более.

    Специальные высоковольтные резисторы способны работать в высоковольтных цепях с напряжением в десятки киловольт. Высокочастотные способны работать с частотами до нескольких мегагерц, поскольку имеют крайне малые собственные емкости и индуктивности.Прецизионность и сверхточность отличает точность номинальных значений от 0,001% до 1%.

    Номинальные характеристики и маркировка резистора

    Резисторы

    доступны в различных номиналах, и есть так называемые серии резисторов, такие как широко распространенная серия E24. В общем, существует шесть стандартных рядов резисторов: E6, E12, E24, E48, E96 и E192. Число после буквы «E» в названии серии отражает количество значений номиналов на десятичный интервал, а в E24 эти значения равны 24.

    Значение резистора указывается числом из ряда, умноженным на 10 в степени n, где n — отрицательное или положительное целое число. Каждый ряд отличается своей терпимостью.

    Цветовая маркировка выходных резисторов в виде четырех или пяти полос давно стала традиционной. Чем больше полос — тем выше точность. На рисунке показан принцип цветовой маркировки резисторов четырьмя и пятью полосами.

    Резисторы для поверхностного монтажа (SMD — резисторы) с допуском 2%, 5% и 10% обозначены цифрами.Первые две цифры из трех образуют число, которое необходимо умножить на 10 в степени третьего числа. Для обозначения точки в десятичном формате вместо нее ставим букву R. Маркировка 473 означает 47, умноженное на 10 в степени 3, то есть 47х1000 = 47 кОм.

    Резисторы SMD

    , начиная с типоразмера 0805, с допуском 1%, маркируются четырьмя цифрами, где первые три — мантисса (число, которое нужно умножить), а четвертая — степень числа 10, на которое мантисса должно приумножаться.Итак, 4701 означает 470×10 = 4,7 кОм. Чтобы обозначить десятичную точку, вместо нее поставьте букву R.


    Две цифры и одна буква используются в маркировке sMD резисторов типоразмера 0603. Цифры — это код для определения мантиссы, а буквы — это код для показателя степени числа 10 — второго множителя. 12D означает 130×1000 = 130 кОм.

    На схемах резисторы обозначены белым прямоугольником с надписью, причем надпись иногда содержит как информацию о номинале резистора, так и информацию о его максимальной рассеиваемой мощности (если это критично для данного электронного устройства).Вместо точки в десятичной системе обычно ставят буквы R, K, M — если они означают Ом, кОм и МОм соответственно. 1R0 — 1 Ом; 4K7 — 4,7 кОм; 2M2 — 2,2 МОм и т. Д.

    Чаще всего в схемах и на платах резисторы просто нумеруются R1, R2 и т. Д., А в сопроводительной документации на схему или плату список компонентов дается этими номерами.

    Что касается мощности резистора, то она буквально может быть указана на схеме, например 470 / 5W — значит — 470 Ом, резистор 5 ватт? или символ в прямоугольнике.Если прямоугольник пустой, значит резистор берется не очень мощный, то есть 0,125 — 0,25 Вт, если речь идет о выходном резисторе или максимум 1210 размера, если выбран SMD резистор.

    Резистор — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току.

    В соответствии с классификацией резисторов по функциональным характеристикам, резисторы можно разделить на постоянные и переменные.Резисторы, сопротивление которых не может быть изменено в процессе настройки и во время работы оборудования, относятся к группе постоянных резисторов. Резисторы, сопротивление которых можно изменять при наладке и настройке оборудования (обычно с помощью инструментов), составляют довольно большую группу ЭРЭ, называемых подстроечными резисторами. По типу токопроводящего материала, из которого изготовлены резисторы, они делятся на проволочные и непроволочные. В свою очередь непроволочные резисторы делятся на пленочные и насыпные.В пленочных резисторах используется металлический сплав или другой проводящий материал с высоким удельным сопротивлением, который наносится тонким слоем на поверхность корпуса резистора, который обычно изготавливается из керамического материала или другого термостойкого материала.

    Пленочные резисторы имеют небольшие габаритные размеры, незначительную массу, минимальную собственную индуктивность, высокое постоянство сопротивления в широком диапазоне частот, проверенные технологии изготовления и относительно невысокую стоимость. Токопроводящая часть объемных непроволочных резисторов представляет собой стержень из материала с высоким удельным сопротивлением, покрытый слоем влагостойкой эмали.

    Особую классификационную группу резисторов составляют непроволочные нелинейные резисторы — варисторы. Сопротивление этих резисторов широко варьируется в зависимости от величины приложенного к ним напряжения.

    Особую группу непроволочных резисторов составляют фоторезисторы , сопротивление которых изменяется под действием световых лучей.

    Проволочные резисторы представляют собой керамическую фарфоровую трубку, на которую намотана проволока с высоким сопротивлением.

    Как правило, буквенные и цифровые коды, используемые для обозначения постоянных резисторов, могут указывать на тип и размер резистора; показать марку материала, из которого изготовлен корпус резистора, и его токопроводящий слой; обозначить конструктивные и конструктивные особенности; значения сопротивления и максимально возможные отклонения от номинала; номинальная рассеиваемая мощность; максимальные шумы ЭДС; дата изготовления резистора; товарный знак производителя и вид приемки резисторов заказчиком или ОТК.

    В соответствии с требованиями государственных стандартов буквенные и цифровые коды могут состоять из трех, четырех и пяти знаков. Эти коды обычно включают две буквы и цифру, три цифры и букву или четыре цифры и букву. В этом случае буквы заменяют десятичную запятую.

    и допуски, нанесенные на корпус резистора, определяют его качественные показатели. Номинальное сопротивление резисторов стандартизировано и определяется математическими рядами, имеющими следующие условные обозначения: Е6, Е12, Е24, Е96, Е192.Число в обозначении серии Е определяет качество значащих цифр — номиналов в каждом десятичном интервале. Например, в строке Е6 шесть номиналов сопротивления в разряде Ом, десятки и сотни в следующих цифрах.

    Номинальное значение сопротивления обозначается, как правило, цифрами, обозначающими основные единицы измерения, а символы Ом и Ом обозначают заглавными буквами латинского алфавита К и М. Таким образом, резистор с сопротивлением 2.2 Ом можно обозначить: 2.2; 2,2 Ом; 2,2 Ом; 2.2E; 2E2. Резистор сопротивлением 220 Ом может иметь маркировку: 220; 220 Ом; 220 E; К220.

    Допуски номинальные значения сопротивления указываются цифрами и рассчитываются в процентах. Например, ± 2%; ± 5% или всего 2; пять; 10.

    Как упоминалось ранее, в некоторых обозначениях вы можете встретить букву или цифру дополнительного кода, который ставится после буквы, обозначающей допуск, и размещается так, чтобы не было путаницы между кодами, указывающими значение сопротивления и терпимость.Значения сопротивления, выраженные в омах, умножаются на соответствующие множители, которые кодируются буквами латинского алфавита R K M T и соответствуют 1; 10 3, 10 6, 10 9.

    Номинальная мощность резистора — наибольшая мощность постоянного или переменного тока, при которой резистор может длительное время надежно работать, если его температура не превышает номинальную температуру t н.

    Табл. 1. Примеры обозначений номиналов сопротивлений резисторов

    Таблица 2 Маркировка допустимых отклонений сопротивлений резисторов

    Отклонения, ±,%

    Буквенные символы

    Латиница

    Табл.3. Буквенное обозначение года выпуска постоянных резисторов по международным правилам

    .

    Табл. 4. Буквенно-цифровое кодирование месяца выпуска

    Например, март 1999 года обозначен L3; Декабрь 1999 г. — К.Д.

    Табл. 5. примеры полной буквенно-цифровой маркировки резисторов

    Обозначение на резисторе

    Характеристика резистора

    Постоянный резистор

    Номинальное сопротивление резистора 1.5 Ом

    Допустимое отклонение сопротивления от номинала ± 1%

    Год выпуска — 1986

    Резистор постоянный.

    Сопротивление резистора 5,1 МОм

    Отклонение от номинала ± 20% (I — русская буква, M — латинская буква)

    Дата изготовления — 1996

    ᴓ — Код производителя

    СП-1 680 5-89

    Переменный экранированный резистор

    Максимальное сопротивление резистора 680 Ом

    Допустимое отклонение от номинального значения сопротивления ± 20%

    Резистор имеет обратно-логарифмическую характеристику функциональной зависимости изменения сопротивления (В)

    Резистор номинальной мощности 0.5 W

    Дата изготовления — май 1989 г.

    ᴓ — Код производителя.

    Цветовая маркировка резисторов. Постоянные резисторы, изготовленные на основе углеродной или металлооксидной пленки небольшого размера, могут иметь маркировку цветовым кодом, обозначающим их номинальное сопротивление и предельно допустимое отклонение. Такая маркировка наносится на поверхность резистора в виде концентрических поясов (колец) краской разного цвета, количества и размеров, которые обозначаются определенными цифрами, соответствующими значениям закодированных значений.

    Для облегчения считывания цветовой маркировки первый ремень расположен ближе к краю резистора, либо последний ремень делается намного шире, чем все остальные.

    Первые два цвета на ремнях показывают два значимых числа сопротивления резистора, выраженные в омах, в полном соответствии с установленным параметрическим рядом E6, E12 или E24.

    Пояс третьего цвета означает градус с множителем 10, пояс четвертого цвета определяет величину допуска от номинального значения резистора.Отсутствие пояса четвертого цвета на резисторе означает симметричное значение допуска ± 20%.

    Иногда на резисторах можно встретить дополнительные цветные кольца, которые можно использовать, например, для обозначения температурного коэффициента. Затем наносится полоска пыльцы в качестве шестой более широкой полоски или проводится спиральная линия. В этом случае цветовое кодирование температурного коэффициента сопротивления применяется только к значениям с тремя значащими цифрами.

    Рис. 1. Цветовая маркировка постоянных резисторов отечественного производства с сопротивлением: а — 510 кОм, ± 2%; б — 9.1 Ом, ± 5%; в — 680 кОм, ± 20%

    Таблица 6 Цветовая маркировка значений номинальных сопротивлений и допусков отечественных резисторов.

    Большинство людей приходят на радиолюбительство из-за желания сделать что-то своими руками, что-то уникальное, что несомненно принесет пользу и себе, и окружающим … Но выбор конструкции для самостоятельной сборки часто вызывает массу проблем, связанных с плохой запас знаний в области радиоэлектроники. Конечно, обычное чтение книг по соответствующей тематике и извлечение оттуда ценной информации о разнообразии радиоэлементов, о работе транзистора и других устройств начинается немедленно.Когда много чего прочитано, уже есть представление об условном графическом отображении элементов на схеме, и есть некоторые представления о принципе действия, возникает проблема переноса схемы с бумаги в реальность, а именно: поиск компонентов схемы. Сейчас не проблема составить список, чтобы пойти и купить радиодетали, но у многих все еще нет возможности закупить запчасти, и на помощь приходит старое сломанное радиооборудование. О том, как найти нужные радиодетали в старой технике и пойдет речь в этой статье.Я специально не буду описывать какую-либо конкретную схему, так как в одном устройстве невозможно охватить все разнообразие электронных компонентов. Также я не буду описывать принцип работы элементов, все это вы уже должны знать.

    Пассивные компоненты

    Резисторы

    Самым распространенным элементом является резистор , без него невозможно построить любую схему. Встретить его можно практически в любом электронном устройстве, резистор представляет собой цилиндр с двумя диаметрально противоположными выводами.Он служит для ограничения тока в цепи и имеет определенное сопротивление, измеряемое в Ом. Обозначается прямоугольником с двумя черточками на противоположных сторонах, внутри прямоугольника обычно указывается мощность (рис. 1).

    В бытовой технике используются резисторы с номиналами, расположенными по ряду Е24, это означает, что в диапазоне от 1 до 10 имеется 24 значения сопротивления. Типов резисторов много, вот самые распространенные:

    Рис. 1. Обозначение резисторов. Тип MLT

    Резисторы типа МЛТ (металл с жаропрочным лаком) — часто встречаются в ламповом оборудовании (обычно не менее 0.12).

    18 — 18 Ом, при обозначении единиц Ом букву иногда не ставят, в том числе на схемах.

    Если номинальное сопротивление выражается целым числом с дробью, то единица измерения указывается с помощью запятой.

    1М5-1,5 МВт.

    К51- 510 Ом, если перед цифрой стоит буква, значит сопротивление меньше килоом (мегаома), следующая цифра показывает сопротивление.

    Далее в обозначении буква, обозначающая допуск в процентах: (Е = ± 0.001; L = ± 0,002; R = ± 0,005; Р = ± 0,01; U = ± 0,02; В (Ж) = ± 0,1; С (Y) = ± 0,25; D (D) = ± 0,5; F (P) = ± 1; G (L) = ± 2; J (U) = ± 5; К (С) = ± 10; M (B) = ± 20; N (Ф) = ± 30. Значение допуска может применяться к номинальному сопротивлению во второй строке и будет выражаться в процентах.

    Резисторы типа ВС (водонепроницаемые) можно встретить в ламповой аппаратуре 60-70-х годов (рис. 2). А именно в радио и в черно-белых телевизорах. Практической ценности в настоящее время не несет. Маркировка аналогична МЛТ, имеет несколько габаритов в зависимости от мощности.


    Рис. 2. Тип ВС

    В середине 80-х годов появилась цветовая маркировка резисторов (рис. 3, рис. 4), которая существует и сегодня, что позволило быстро определить номинал без пайки из схемы (тоже под рукой, ищем желаемый резистор сильно разгонялся). Резисторы с такой маркировкой производятся многими отечественными и зарубежными компаниями, поэтому определить конкретный тип резистора очень сложно, а зачастую и не нужно.


    Рис. 3. Резисторы с цветовой кодировкой


    Рис. 4. Расшифровка цветовой маркировки резисторов

    В таблице показан метод определения номинала резистора и класса точности. Класс точности показывает, на сколько процентов сопротивление может отличаться от заявленного номинального значения.

    Для определения сопротивления цветных полосок можно использовать :.

    В последнее время наблюдается тенденция к минимизации, и начали появляться SMD-компоненты. Вот так называемые чип-резисторы (рис.3 = 12000 Ом = 12 кОм. Часто встречаются чип-резисторы с обозначением 0, это резистор нулевого сопротивления или просто перемычка.

    Для построения усилителей, а точнее их выходных каскадов часто требуются силовые резисторы более 2 Вт с сопротивлением не более 1 Ом. Обычно это резисторы марки PE или PEV — проволочные резисторы мощностью от 1 до нескольких сотен ватт (рис. 7). Также самые современные из различных производителей (рис. 8). Можно встретить в старинных ламповых телевизорах, магнитолах и устройствах промышленной автоматики.При отсутствии необходимого резистора его можно изготовить самостоятельно из спирали от электронагревателя, отрезав необходимую длину, подобрав сопротивление омметром.



    Рис. 7. Резисторы шить


    Фиг. Восемь

    Особое место среди постоянных резисторов занимают резисторные сборки (рис. 9), которые очень удобны при построении схем, где требуется много одинаковых резисторов.


    Рис. 9. Резисторные сборки дип и smd

    Сборки имеют два типа подключения, либо в виде нескольких обычных резисторов, только в одном корпусе, либо резисторов с одним общим выводом.Можно встретить во многих цифровых устройствах, где они обычно используются в качестве подтягиваний.

    В электронных устройствах часто используются резисторы с переменным сопротивлением, их можно разделить на переменных — используются для быстрого изменения параметров устройства во время работы, таких как громкость, тембр, яркость, контрастность, — подстроечные резисторы — используются для настроить устройство при сборке и вводе в эксплуатацию.

    Переменные резисторы:



    Фиг.10. Переменные резисторы

    .

    Резисторы переменные рис.10:

    1. Со встроенным тумблером можно встретить в ламповых телевизорах и в магнитоле 70-х годов
    2. Резистор типа СП3-30а можно было встретить в телевизорах, ресиверах, абонентских громкоговорителях до 90-х годов выпуска. №
    3. Резистор Сп-04, встречающийся в телевизорах и носимых магнитофонах 80-х годов.
    4. СП3-4а в всей технике конца 80-х — начала 90-х годов. №
    5. Специализированный квадроцикл с тумблером СП3-33-30, обычно встречается в различных типах магнитол.


    Рис. 11. Ползунковые переменные резисторы

    Ползунковые резисторы (рис.11) часто встречаются в магнитофонах 80-90-х годов в качестве регуляторов звука и тона.


    Рис. 12. Современные переменные резисторы

    Более современные резисторы (рис. 12) можно найти в любой импортной технике начала 90-х годов, от кассетных плееров и автомагнитол до телевизоров и музыкальных центров. Часто встречаются сдвоенные резисторы для регулировки звука сразу на двух каналах (стерео).Очень интересен последний резистор (на картинке), так называемый 3D резистор или джойстик. Он состоит из нескольких сочлененных резисторов и отслеживает движение ручки влево-вправо, вверх-вниз и вращение вокруг своей оси. Вы можете встретить такой экземпляр в джойстиках игровых приставок.

    Для всех переменных резисторов, помимо сопротивления, есть очень важный параметр — зависимость сопротивления от угла поворота вала (линейное смещение), обозначаемая буквой после значения сопротивления:

    Советский:
    A — линейная зависимость
    B — логарифмическая зависимость
    B — обратная логарифмическая зависимость

    Импортировано:
    A — логарифм
    B — линейный
    C — обратный логарифм

    Для регулировки громкости обычно используют резисторы с логарифмической зависимостью.

    Подстроечные резисторы:



    Рис. 13. Подстроечные резисторы СССР

    Подстроечные резисторы Рис.13:
    1,2,3 — обычно встречаются в старых ламповых телевизорах.
    4,7 (РП1-64Б), 8 (СП3-29А) — в полупроводниковых цветных телевизорах
    5 — во всей советской технике 80-х годов
    6 — СП5-50МА — мощный проволочный резистор, в цветных ламповых телевизорах.
    9 — многооборотный подстроечный резистор СП3-36, обычно используется в тюнере телеканала.


    Фиг.14



    Рис. 15. Резисторы многооборотные

    Многооборотный подстроечный резистор, используемый в усилителе для установки тока покоя и во всех системах, где требуется точная настройка.

    Все переменные и подстроечные резисторы также различаются по мощности, которая обычно указывается на корпусе или в документации на элемент. Практически любые из перечисленных могут быть применены к их конструкциям исходя из требуемых габаритов и мощности.

    Со временем как подстроечный резистор, так и переменные резисторы выходят из строя, и возникает нежелательное явление, называемое шорохом.Это явление вызвано недостаточным прижатием (контактом) ползуна или износом подложки, как правило, нет смысла ремонтировать резисторы, хотя иногда встречаются очень редкие и уникальные (например, в большинстве микшерных пультов), которых нет. можно найти замену. В этом случае резистор нужно аккуратно разобрать, загнуть контакт, твердым карандашом восстановить графитовое покрытие и заново собрать силиконовой смазкой. Резистор после такой реанимации еще может служить.

    Есть еще резисторы, которые реагируют на изменения окружающей среды, в любительских конструкциях мало используются, но все же стоит упомянуть: термисторы


    Рис. 16. Термисторы

    Применяются для термостабилизации схемы, встречаются очень часто, а в самодельных устройствах используются очень мало.


    Рис. 17. Фоторезистор

    Меняет свое сопротивление в зависимости от света. Могут сниматься с любительских фотоаппаратов, где они используются как светочувствительный элемент.

    Тензодатчики


    Рис.18. Тензодатчики

    Они меняют свое сопротивление в зависимости от деформации, очень редко встречаются в бытовой технике, обычно используются в виде датчиков в устройствах автоматики.

    Варистор — это полупроводниковый резистор, сопротивление которого эффективно уменьшается под действием приложенного к нему напряжения, а ток, протекающий в цепи, увеличивается.


    Рис. 19. Варисторы

    Применяются как устройство защиты в импульсных блоках питания бытовой техники от перенапряжения.Встретить можно в любом современном устройстве.

    Привет. Сегодня статья будет посвящена такому радиоэлементу, как резистор, или, как раньше его называли, сопротивление.

    Основная задача резисторов — создание сопротивления электрическому току. Для большей наглядности представим себе электрический ток, как вода, текущая по трубе. В конце этой трубы установлен кран, который полностью откручивается, и он просто пропускает воду через себя. Как только мы начнем закрывать кран, мы сразу увидим, что поток слабее до того момента, когда поток воды полностью прекратится.

    По такому принципу работают резисторы, только вместо трубы у нас электрический провод, вместо воды — ток, а вместо крана — резистор. Чем выше номинал резистора, тем больше сопротивление электрическому току. Сопротивление резистора измеряется единицей измерения, например ом.

    Поскольку в схемах могут использоваться очень большие резисторы, номинальное значение которых может составлять около 1000-1000000 Ом, для упрощения расчетов используются производные единицы, такие как кОм , МОм и гом .

    Для лучшего понимания этих единиц, вот следующая расшифровка:

    1 кОм = 1000 Ом;

    1 мОм = 1000 кОм;

    1 гОм = 1000 мОм;

    На практике все очень просто. Если ударить резистор с надписью 1,8 кОм, то, не сложив расчетов, увидим, что номинал в Ом будет 1800 Ом.

    По принципу действия резисторы делятся на постоянных и переменных .

    Из самих названий можно догадаться, что постоянные резисторы в процессе работы никогда не меняют своего номинала. Переменные резисторы могут изменять свой номинал во время работы и используются для выполнения какой-то настройки. Примером использования переменных резисторов могут быть ручки регулировки громкости, тембра на магнитофонах.

    Постоянные резисторы

    Поговорим подробнее о постоянных резисторах. На практике обозначение номинальных резисторов наносят на корпус.Это может быть буквенно-цифровой код или цветные полосы (). Как узнать номинал по цветовой маркировке резистора, можно узнать из этого.

    Что касается буквенно-цифрового обозначения, то обычно его обозначают так:

    1. Letter R Omah . Положение этого письма очень важно. Если резистор типа надит 12 R , тогда резистор будет 12Ом . Если буква в начале R 12 , тогда сопротивление будет 0.12 Ом . Также возможно обозначение типа. 12 R1 , что означает 12,1 Ом.
    2. Буква K — означает, что резистор будет мерять от до Ом . Применяются те же правила, что и в предыдущем примере. 12 K = 12кОм K 12 = 0,12 кОм и 12К1 = 12,1кОм.
    3. Буква М — означает, что резистор будет измеряться в м Ом . 12 M = 12 мОм, M 12 = 0,12 мОм и 12M1 = 12,1 мОм.

    Также на корпусе резистора обозначить такую ​​величину, как отклонение от номинала . В случае массового производства резисторов из-за несовершенства технологий производства сопротивления могут иметь некоторые отклонения от заявленного значения. Это возможное отклонение указано на корпусе резистора как ± 0,7% или ± 5%. Цифры могут быть разными, в зависимости от способа производства.

    В процессе работы при высоких нагрузках резистор выделяет тепло. Если в цепь питания больших нагрузок поместить маломощный резистор, то он быстро нагреется и сгорит. Чем больше резистор, тем больше его мощность. На рисунке ниже показано обозначение силовых резисторов на схемах.

    Обозначение силовых резисторов на схеме

    Переменные резисторы

    Как упоминалось ранее, переменные резисторы используются для плавной регулировки тока и напряжения в пределах номинала резистора.Переменные резисторы строение и регулировочное . Через подстроечные резисторы осуществляются постоянные нестандартные настройки оборудования (регулировка звука, яркости тембра и др.), А строительная техника используется для настройки оборудования в режиме настройки при сборке оборудования. Для регулировки резисторов допустимо иметь удобную ручку, а вот строительные обычно регулируются отверткой.



    Если переменный резистор говорит, что он имеет номинал 10кОм , это означает, что он выполняет регулировки в диапазоне от 0 до 10 кОм .В среднем положении рукоятки ее номинал будет примерно 5 кОм , крайний или 0 10 кОм .

    Продолжаем серию справочных материалов для начинающих радиолюбителей, и в этой статье мы поговорим о резисторах , они присутствуют в любой электронной схеме, даже самой простой. Они делятся на два типа: переменные и константы. Обычные постоянные резисторы, используемые в электронных схемах, имеют мощность от 0,125 до 2 Вт. Если быть более точным, это серия из 0.125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт. Конечно, есть более мощные резисторы, например проволочные, но в электронных схемах они используются редко. На рисунке ниже показан внешний вид и размеры резисторов, а также их обозначения на принципиальных схемах.

    Из них наиболее часто используются в электронике резисторы мощностью от 0,125 до 0,5 Вт. Резисторы бывают как обычные, с допуском 5-10%, так и прецизионные с допуском 0,1-1%. Есть более точные резисторы, но в большинстве радиолюбительских конструкций такая точность не требуется.Если резистор может изменять сопротивление — это называется переменным (или подстроечным). Фото переменных резисторов:


    Переменные резисторы тоже встречаются. Wire и nonwire Wire Wire обычно рассчитаны на большую мощность. Непроволочное устройство переменного резистора можно увидеть на картинке:


    Резистор устроен следующим образом, на основе гетинакса наносится слой сажи, смешанный с лаком, в виде дуги.Этот резистор между первым и вторым контактами (на рисунке), другими словами, между крайними выводами, сопротивление постоянное, а между средним и крайним выводами изменяется при повороте ручки резистора. К этому слою с сопротивлением прикреплен подвижный контакт, который подключен к центральному выводу. Очень часто при интенсивном использовании регулятора этот слой сажи истирается, и сопротивление резистора при повороте ручки резистора резко изменяется, иногда даже становясь больше максимального установленного значения.Из-за этого износа и из динамиков появляется шорох и треск, а иногда при сильном износе звук пропадает полностью. Переменные резисторы бывают как одинарными, так и сдвоенными, сдвоенные обычно используются в устройствах со стереозвуком. Также к переменным резисторам относятся подстроечные резисторы:


    Они отличаются от стандартных переменных отсутствием ручки и регулируются вращением вала отверткой. Также переменные резисторы бывают однооборотные и многооборотные.Схематическое изображение переменного и подстроечного резистора на рисунке ниже:


    На советских резисторах МЛТ номинал резистора был написан, на импортных резисторах маркировка нанесена цветными кольцами, первые два кольца кодировали номинал , третье кольцо — умножитель, четвертое кольцо — допуск резистора (для обычных неточных резисторов).


    Имеется маркировка с более чем четырьмя кольцами, расшифровать маркировку поможет следующий рисунок:

    Иногда возникает необходимость узнать номинал резистора, и по цветовым причинам он по каким-то причинам это сделать сложно.В этом случае нужно обратиться к концепции устройства. В таких схемах номинал резистора обозначается следующим образом, например: 150 означает 150 Ом (единицы не указаны), 100 К означает 100 кОм, 2 МОм означает 2 МОм. Иногда при сборке какой-либо схемы желаемого номинала нет под рукой, но есть много резисторов других номиналов, в этом случае резисторы последовательного или параллельного включения. Формулы счета всем известны из учебников физики, но если кто забыл, приведу здесь:

    При последовательном подключении


    При параллельном подключении


    В последнее время многие переходят на SMD-детали, из которых наиболее распространены резисторы типоразмеров 0805 и 1206.Определить номинал SMD резистора очень просто, первые две цифры показывают сопротивление резистора, третья цифра — количество нулей. Пример : маркировка 332 , значит 33 плюс два нуля, получается 3300, то есть 3,3 кОм. Реже встречается в электронике, но все же используются термисторы и фоторезисторы. На рисунке ниже показана схема термисторов:

    В термисторах сопротивление зависит от температуры.Если сопротивление термистора увеличивается с повышением температуры, температурный коэффициент сопротивления TKS положительный, но если сопротивление уменьшается с повышением температуры, TKS отрицательный. Термистор изображен ниже:


    На следующем рисунке показан фоторезистор, как он изображен на схемах:


    Это полупроводниковый прибор, сопротивление которого изменяется под действием света.


    Фоторезисторы особенно широко используются в устройствах автоматизации.Приведу типичную схему включения полупроводникового фотоприемника:


    Обсудить статью РЕЗИСТОРЫ

    Цветовая кодировка резистора

    | Антикварная электроника

    Как читать резистор

    Большинство резисторов имеют цветовую кодировку с несколькими полосами для обозначения значения сопротивления и допуска.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *