Для чего нужны резисторы: Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

Резистор – самый простой пассивный элемент. Его функциональная обязанность заключается в ограничении тока в электроцепи. Некогда их называли сопротивлениями, что является их физическим свойством, однако, чтобы не возникало путаницы, было принято решение переименовать их в резисторы. Если рассматривать такое свойство, как сопротивление, то им обладают все проводники. В этой статье ознакомимся с тем, что такое резистор, и каковы его особенности.

Внешний вид

Отличительные черты резистора

Если отталкиваться от вопроса, как образовалось слово, то от английского «resist». Переводя на русский язык, это звучит, как сопротивляться, противостоять. В электроцепи протекает ток, который испытывает внутренние противодействия. Для определения величины сопротивления тока необходимо обращать внимание на разные наружные факторы и свойства проводника.

Компактный элемент

Токовую характеристику измеряют в Омах. Также следует отталкиваться от напряжения и силы тока. Например, если сопротивление проводного элемента 1 Ом, ток также 1 Ампер, то каждый конец проводника будет иметь напряжение в 1 Вольт. Таким образом, вводя и изменяя величину сопротивления, открывается контроль и регулировка всех остальных параметров. Расчет может быть самостоятельным, что немаловажно.

Обратите внимание! Сейчас наблюдается широкое применение резисторов в различных отраслях науки. Кроме того, деталь широко распространена – используется при производстве плат и электросхем.

Теперь разберемся, для чего необходимо их использование. Основная функция резистора – контролировать и ограничивать перемещения тока. В некоторых случаях при помощи этой детали делят напряжение в сети. Математическое представление позволяет разобраться с принципом работы. Здесь любая деталь, находящаяся в цепи, зависит от того, какое в ней сформировалось напряжение. Для описания зависимости используется закон Ома, а деталь рассматривается как резистор.

В нормальных условиях резистор рассеивает тепло. По мнению специалистов, данный элемент актуален для тех электрических цепей, где требуется рассеивание нужной мощности. Однако необходимо быть внимательным, так как повышенная температура прибора может негативно сказываться на близлежащих элементах. Отталкиваясь от теорий, специалисты рассчитывают напряжение, сопротивление и показатель тока.

Мощность резистора с номинальным характером, как правило, указывается в таблице комплектации. Применяется стандартный показатель мощности – 0.25 и 0.125 Ватт. Если схема создается с применением более мощного резистора, это фиксируется в предварительном списке.

Обратите внимание! В составе многих резисторов есть серебро, но для сборки особых элементов могут использоваться золото, платина, палладий, рутений и тантал.

Как классифицируется элемент

Основные различия

То, что такое резистор, понятно, но необходимо знать, что существует несколько технологий их изготовления, как и материалов, используемых для этого. Это напрямую влияет на свойства и то, насколько отклонено их сопротивление от номинала, обозначаемого на корпусе. Резисторы бывают:

• Проволочными. Для их производства используют высокоомную проволоку из металла (особый сплав, имеющий высокое удельное сопротивление). Особенность подобных резисторов заключается в высокой емкости и показателе индуктивности. При нагревании элемента увеличивается его сопротивление, так как под влиянием температуры резистор становится более длинным и широким. Несмотря на это, проволочными резисторами пользуются редко, в основном в тех ситуациях, когда нужна высокая мощность;
• Полупроводниковые изделия. По сравнению с металлами, данный вид материалов имеет более высокое удельное сопротивление. Поэтому, чтобы создать элемент, нужно намного меньше полупроводника. Также не требуется делать намотку, так как она имеет вид обычной пластинки с определенным показателем сопротивления.

Есть и прочие параметры, используемые для классификации элемента:

• Точность маркировки: 10%, 5%, 1% и так далее;
• Максимально допустимый показатель рассеиваемой мощности: от 0.1 до 2 Вт и более.

Отдельно стоит отметить переменные и подстроечные элементы. Резисторы такого вида – это изделия в виде пластинки полупроводника или обмотка из высокоомного провода, имеющая отводы. Помимо этого, предусматривается особый контакт, прикасающийся к полупроводнику или проводу. Используя специальную ручку, изменяется место соприкосновения. Переменные резисторы применяются для сборки схем, которые позволяют механическим путем регулировать громкость, уровень сигнала, тока или напряжения. Особенность переменных элементов – в высокой надежности при постоянных регулировках. Что касается подстроечных, они работают, когда необходимы редкие регулировки с установленным сопротивлением.

Такой резистивный элемент также принято маркировать цветом. Следует понимать, что резистор выполняется круглой формы, процедура его производства полностью автоматизирована. Поэтому иногда бывает, что элементы устанавливаются на монтажных платах надписью вниз. Для определения номинала в таких ситуациях используется маркировка при помощи цветных полосок:

• 20% точности – 3 полоски;
• 10%, 5% – 4 полоски;
• ниже 5% – 5 или 6 полосок.

Состав резистивного слоя также позволяет классифицировать виды сопротивлений, которые могут быть:

• Углеродистыми;
• Металлопленочными;
• Металлодиэлектрическими;
• Металлоокисными;
• Полупроводниковыми.

Чаще всего из этого списка используются первые два типа.

Где находят применение

Некоторое время назад люди задавались вопросом, что такое резистор. Сейчас данный элемент находит все более частое применение, начиная низковольтными карманными устройствами и заканчивая высоковольтными промышленными агрегатами. Речь идет о различных бытовых приборах, техническом и измерительном оборудовании, автоматических системах, высокочастотных линиях, волноводах, радио,- и видеоаппаратуре, цепях питания, робототехнике и многом другом.

Элемент на плате

На данный момент встречаются схемы, где сопротивление используется в единичном порядке, а иногда устанавливается цельная конструкция, в которую входит немалое количество элементов.

Интересно. Резисторы еще долго будут использоваться при построении электрических схем. Это благодаря тому, что данное микроустройство доступное, простое в эксплуатации, малогабаритное и имеет высокий показатель КПД.

Когда начали появляться микроконтроллеры, у современной техники появилось больше функций, и ее начали производить более компактных размеров. Благодаря таким элементам, упрощаются электрические схемы, а устройства потребляют меньше тока, в результате миниатюрной стала сама элементная база.

Резистор – что это такое? С первого взгляда, кажется, что этой простой элемент, просто кусок материала, который сопротивляется электрическому току. Но не все так просто, так как в формировании данного элемента играют роль множество параметров, которые необходимо учитывать при составлении электрической схемы.

Видео

Оцените статью:

Как выбрать резистор

Продолжая тему грамотного выбора пассивных компонентов, рассмотрим различные типы резисторов, их достоинства и недостатки, особенности применения, а также наиболее популярные для них приложения. В каждом разделе помещены ссылки на результаты поисковых запросов для некоторых серий резисторов, которые присутствуют в каталоге компании Терраэлектроника.

Рис. 1. Резисторы

Резисторы (Рис.1) представляют собой двухвыводные компоненты, применяемые для ограничения тока, деления напряжения и формирования временных характеристик цепей. Они используются совместно с такими активными компонентами, как операционные усилители, микроконтроллеры или интегральные схемы, и выполняют различные функции, например, смещение, фильтрацию и подтяжку линий ввода-вывода. Переменные резисторы могут применяться для изменения параметров схемы. Токочувствительные резисторы используются для измерений токов в электрических цепях.

Типы резисторов

Существует несколько различных типов резисторов, отличающихся по номинальной мощности, размерам, эксплуатационным качествам и стоимости. Наиболее распространенные типы — чип-резисторы (SMD-резисторы), выводные резисторы для монтажа в отверстия, проволочные резисторы, шунты (токочувствительные  резисторы) для измерения тока, термисторы и потенциометры. Ниже, для каждого типа резисторов представлены основные характеристики, наиболее подходящие приложения, а также информация о корпусных исполнениях и примеры конкретных серий.

Рис. 2. Чип-резисторы

Чип-резисторы (Рис. 2) предназначены для поверхностного монтажа. Они отличаются от выводных резисторов меньшими размерами, что делает их оптимальными для применения на печатных платах. Наиболее распространенными задачами smd-резисторов являются подтяжка портов ввода-вывода,  деление напряжения, ограничение тока. Резисторы также применяются в составе высокочастотных/ низкочастотных/ полосовых фильтров. Резисторы с нулевым сопротивлением  могут быть использованы в качестве джамперов для коммутации различных цепей.

Существует два типа SMD-резисторов:

1. Тонкопленочные резисторы обычно используются в различных прецизионных приложениях: в аудиотехнике, медицинском или тестовом оборудовании. Они отличаются минимальным разбросом номиналов (0,1… 2%), низким температурным коэффициентом (5 ppm/C) и меньшим уровнем шума по сравнению с толстопленочными резисторами. Однако стоимость их выше.

2. Толстопленочные резисторы являются наиболее распространенным типом резисторов и используются для широкого круга приложений. Они характеризуются большей погрешностью сопротивления (обычно 1 … 5%), повышенным температурным коэффициентом (50 ppm/C) и более высоким уровнем шума по сравнению с тонкопленочными резисторами. Если к резистору не предъявляется каких-либо особых требований, то обычно предпочтительным выбором становится именно толстопленочный резистор.

Корпусные исполнения: наиболее распространенными типоразмерами smd-резисторов являются 0201, 0402, 0603, 0805 и 1206. Цифры обозначают габаритные размеры в дюймовой системе, например, корпус 0402 имеет габариты 0,04х0,02″, размеры корпуса 0603 составляют 0,06х0,03″ и так далее.

Примеры:

• 0402 — серия RC0402FR производства компании Yageo с номинальной мощностью 0,063 Вт (1/16 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 МОм;
• 0603 — серия RC0603FR от Yageo с номинальной мощностью 0,1 Вт (1/10 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 МОм;
• 0805 — серия RC0805FR от Yageo с номинальной мощностью 0,125 Вт (1/8 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 Мом;
• 1206 — серия RC1206FR от Yageo с номинальной мощностью 0,25 Вт (1/4 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 10 МОм.

Или

• 0402 — серия CR0402 производства компании Bourns с номинальной мощностью 0,063 Вт (1/16 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
• 0603 — серия CR0603 от Bourns с номинальной мощностью 0,1 Вт (1/10 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
• 0805 — серия CR0805 от Bourns с номинальной мощностью 0,125 Вт (1/8 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
• 1206 — серия CR1206 от Bourns с номинальной мощностью 0,25 Вт (1/4 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 0,82 Ом…10 МОм.

Или

• 0402 — серия CRCW0402 производства Vishay с номинальной мощностью 0,063 Вт (1/16 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом …10 МОм;
• 0603 — серия CRCW0603 от Vishay с номинальной мощностью 0,1 Вт (1/10 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1… 15 МОм;
• 0805 — серия CRCW0805 от Vishay с номинальной мощностью 0,125 Вт (1/8 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом … 50 МОм;
• 1206 — серия CRCW1206 от Vishay с номинальной мощностью 0,25 Вт (1/4 Вт) и диапазоном доступных сопротивлений от 1 Ом…100 МОм.

Рис. 3. Выводные резисторы для монтажа в отверстия

Резисторы с аксиальными выводами для монтажа в отверстия (Рис. 3) весьма популярны и широко используются, особенно — при создании прототипов, поскольку их легко заменять при работе с макетными платами. Как и чип-резисторы, выводные резисторы применяются для подтяжки, деления напряжения, ограничения тока и фильтрации. Существуют различные типы выводных резисторов. Наиболее популярны углеродистые пленочные и металлопленочные резисторы.

1. Углеродистые пленочные резисторы имеют значительный разброс сопротивлений (2…10%). Наиболее распространенными рядами сопротивлений для них являются E12 (± 10%), E24 (± 5%) и E48 (± 2%). В большинстве приложений углеродистые пленочные резисторы были вытеснены металлопленочными. Температурный коэффициент сопротивления углеродистых пленочных резисторов (TКC) обычно имеет отрицательную величину — около -500 ppm/C, однако конкретное значение зависит от сопротивления и размера.
2. Металлопленочные резисторы  имеют меньший разброс сопротивлений (0,1…2%) и более высокую стабильность. Наиболее распространенными рядами сопротивлений для них являются E48 (± 2%), E96 (± 1%) и E192 (± 0,5%, ± 0,25% и ± 0,1%). Поскольку характеристики металлопленочных резисторов лучше, чем у углеродистых, то именно они используются в большинстве приложений. Температурный коэффициент металлопленочных резисторов (TC) составляет около ± 100 ppm/C, однако некоторые модели характеризуются только положительным или только отрицательным TC.
3. Углеродные композитные резисторы широко использовались в электронных устройствах пятьдесят лет назад, но из-за большого разброса номиналов и невысокой стабильности они были заменены углеродистыми пленочными и металлопленочными резисторами. Тем не менее, композитные резисторы обладают хорошими высокочастотными характеристиками и способны выдерживать воздействие мощных импульсов, поэтому их до сих пор применяют в сварочном оборудовании и высоковольтных источниках питания.
4. Металл-оксидные резисторы стали первой альтернативой углеродным композитным резисторам, но в дальнейшем в большинстве приложений они были вытеснены металлопленочными. Тем не менее, поскольку металл-оксидные резисторы отличаются повышенной рабочей температурой и более высокой номинальной мощностью (> 1 Вт), их по-прежнему используют в ответственных устройствах, эксплуатирующихся в жестких условиях.

Ряды сопротивлений EIA (EIA Decade Resistor Values) определяют не только номиналы резисторов, но и допустимую погрешность. Например, ряд E12 (± 10%) включает следующие стандартные значения: 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390, 470, 560, 680 и 820 Ом.

Для кодирования параметров выводных резисторов применяется цветовая маркировка (таблица 1).

Таблица 1. Цветовая маркировка выводных резисторов

Цвет	Значение
	Первая цифра	Вторая цифра	Третья цифра*	Множитель	Точность	Температурный коэффициент, ppm/C	Рейтинг отказов
Черный	0	0	0	x10^0	—	—	—
Коричневый	1	1	1	x10^1	±1%	100	1%
Красный	2	2	2	x10^2	±2%	50	0,1%
Оранжевый	3	3	3	x10^3	—	15	0,01%
Желтый	4	4	4	x10^4	—	25	0,001%
Зеленый	5	5	5	x10^5	±0,5%	—	—
Синий	6	6	6	x10^6	±0,25%	—	—
Фиолетовый	7	7	7	x10^7	±0,1%	—	—
Серый	8	8	8	x10^8	±0,05%	—	—
Белый	9	9	9	x10^9	—	—	—
Золотой	—	—	—	x0,1	±5%	—	—
Серебряный	—	—	—	x0,01	±10%	—	—
Пусто	—	—	—	—	±20%	—	—
* Только для резисторов с 5-позиционной маркировкой

Примеры:

• углеродистые пленочные резисторы серии CFR-25JB производства Yageo с номинальной мощностью 0,25 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 1 Ом…10 МОм;
• металлопленочные резисторы серии MFR-25FBF от Yageo с номинальной мощностью 0,25 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 10 Ом…1 МОм;
• металлопленочные резисторы серии PR02 от VISHAY с номинальной мощностью 2 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,33 Ом…1 МОм.

Рис. 4. Проволочный резистор

Проволочные резисторы (Рис. 4) конструктивно представляют собой высокоомный провод, намотанный на изолирующий сердечник. Они отличаются очень высокой номинальной мощностью (до 1000 Вт) и способны работать при очень высоких температурах (до 300°C). Проволочные резисторы характеризуются отличной долговременной стабильностью – около 15…50 ppm/год, в то время как, например, у металлопленочных резисторов этот показатель составляет 200…600 ppm/год. Данный тип резисторов обладает самым малым уровнем шума.

Недостатки: диапазон доступных сопротивлений для проволочных резисторов оказывается достаточно узким (0,0001…100 кОм). Поскольку резистор выполнен в виде проволоки, намотанной на основание, то такая конструкция характеризуется высокой паразитной индуктивностью. По этой причине в высокочастотном диапазоне проволочные резисторы демонстрируют наихудшие показатели среди всех типов резисторов. Они также оказываются более дорогими по сравнению с другими популярными типами резисторов.

Приложения: обычно используются в автоматических выключателях и в качестве предохранителей благодаря высокой мощности.

Примеры

• серия KNP500 производства компании Yageo с номинальной мощностью 5 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,1 Ом …2,2 кОм;
• серия HS-25 производства Ohmite с номинальной мощностью 25 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,01 Ом … 5,6 кОм;
• серия HSC100 от TE с номинальной мощностью 100 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,1 Ом … 50 кОм.

Рис. 5. Шунты

Токоизмерительные резисторы, также называемые шунтами (Рис. 5), используются для прямого преобразования тока в напряжение с целью дальнейшего измерения. Они представляют собой резисторы с малым сопротивлением и высокой номинальной мощностью, что позволяет им работать с большими токами.

Одним из приложений для токоизмерительных резисторов является ограничение тока с целью защиты микросхем драйверов шаговых двигателей.

Большинство современных шунтов имеет либо два, либо четыре вывода. В четырехвыводной версии, которая также называется схемой Кельвина, ток проходит через две клеммы, а напряжение измеряется на двух оставшихся выводах. Такая схема уменьшает влияние температурной погрешности и значительно повышает стабильность схемы измерения. Четырехвыводные резисторы используются для приложений, требующих высокой точности и температурной стабильности.

Примеры

Двухвыводные исполнения

• SMD:
• серия MCS1632 производства Ohmite с номинальной мощностью 1 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,005…0,05 Ом;
• серия WSLP1206 от Vishay с номинальной мощностью 1 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,005…0,05 Ом;
• серия CRA2512 от Bourns с номинальной мощностью 3 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,1 Ом.

 

• Для монтажа в отверстия:
• серия 12F от Ohmite с номинальной мощностью 2 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,25 Ом;
• серия LVR03R от Vishay с номинальной мощностью 3 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,01…0,2 Ом;
• серия PWR247T-100 от Bourns с номинальной мощностью 100 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,05…100 Ом.

Четырехвыводные исполнения (схема Кельвина)

• SMD:
• серия FC4L  в корпусе 2512 от Ohmite с номинальной мощностью 2 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,05 Ом;
• серия WSL3637  в корпусе 3637 от Vishay с номинальной мощностью 3 Вт и диапазоном доступных сопротивлений 0,001…0,01 Ом.

Рис. 6. Термистор

Термисторы – это резисторы, сопротивление которых значительно изменяется при изменении температуры (Рис. 6).

Сопротивление NTC-термисторов плавно уменьшается при увеличении температуры. NTC являются готовыми датчиками температуры с диапазоном измерений -55… +200°C.

PTC-термисторы характеризуются скачкообразным изменением сопротивления при определенной температуре. Они применяются в качестве элементов защиты от перегрузки по току.

Ток удержания PTC (hold current) – это ток, при котором термистор гарантированно находится в проводящем состоянии.

Ток срабатывания PTC (trip current) – это ток, при котором термистор гарантированно переходит в непроводящее состояние.

Примеры

• PTC-термисторы:
• 1812 — серия MF-MSMF производства компании Bourns для рабочих токов от 0,3…5,2 А;
• 1812 — серия 1812L от Littelfuse для рабочих токов 0,1…3,5 А.
• NTC-термисторы:
• серия B57236 от EPCOS с диапазоном сопротивлений 2,5…120 Ом;
• 0603 — серия ERT-J1 от Panasonic с диапазоном сопротивлений 0,022…150 кОм.

Рис. 7. Подстроечные резисторы

Потенциометры – это резисторы с изменяемым сопротивлением. Они используются в различных приложениях, например, для управления коэффициентом усиления в усилителе, для настройки параметров схемы и так далее.

Подстроечные резисторы (Рис. 7) представляют собой небольшие потенциометры, которые могут быть установлены на печатной плате и отрегулированы с помощью отвертки. Они выпускаются как для поверхностного монтажа SMD, так и для монтажа в отверстия, с верхним или боковым расположением регулировочного винта.

Потенциометры бывают однооборотными и многооборотными. Однооборотные потенциометры часто используются в усилителях. Многооборотные потенциометры могут иметь до 25 оборотов и применяются для более точного управления.

Примеры

• Однооборотные потенциометры:
• SMD серия TC33X-2 производства Bourns с диапазоном сопротивлений 100 Ом…1 МОм ;
• серия 3362P от Bourns с диапазоном сопротивлений 10 Ом…5 МОм ;
• Многооборотные потенциометры:
• серия 3296W от Bourns с диапазоном сопротивлений 10 Ом…5 МОм ;
• серия T93YA от Vishay с диапазоном сопротивлений 10 Ом…1 МОм.

Рис. 8. Резисторная сборка 4609X-101-222LF

Резисторная сборка (resistors network, resistors array) представляет собой комбинацию из нескольких резисторов, размещенных в одном корпусе. Существует большое количество разных типов этих изделий, но, к сожалению, четкая система их классификации,  как в литературе, так и у производителей отсутствует.

Резисторы внутри корпуса сборки могут быть не соединены  между собой (Isolated) т. е. каждый резистор имеет два вывода на корпусе сборки, или сконфигурированы в определенную схему (Bussed). Часто встречаются изделия, у которых соединены между собой  вывод 1 каждого резистора с подключением к одному общему пину сборки, а каждый второй вывод резисторов  имеет свой собственный вывод на корпусе изделия.  Кроме того, можно встретить сборки с последовательным, последовательно- параллельным  и другими видами соединений резисторов внутри корпуса. Сборки можно классифицировать по количеству входящих  в них резисторов, по величине допуска, максимальному рабочему напряжению, мощности рассеивания, типоразмеру, по типу монтажа (SMD и выводной)  и т.д. Эти компоненты очень удобно использовать в схемах АЦП и ЦАП, применять качестве делителей напряжения, использовать в компьютерной технике, потребительской электронике  и т.д.

Примеры

• серия 4600X от Bourns с рабочим напряжением до 100В

Рис. 9. Конфигурация резисторных сборок серии 4600X от Bourns

• серия CAY16 от Bourns в SMD корпусе типоразмера 1206 с изолированными резисторами
• серия 4114R-2 от Bourns — 14 выводных резисторов с одним общим выводом

Работа с Каталогом компании Терраэлектроника по поиску резисторов

Подобрать необходимый резистор в каталоге Терраэлектроники можно двумя способами:

1. С использованием параметрического поиска.  Для этого необходимо зайти в раздел резисторов каталога, выбрать соответствующий задаче тип резистора, а далее указать параметры в ряде фильтров поисковой системы. Фрагмент скриншота поиска прецизионного SMD резистора от Yageo с параметрами: типоразмер 0805, номинал 10 кОм, точность 0.1 %,  мощность  0.125 мВт представлен на Рис. 10. 

   
   
   Рис. 10. Скриншот сервиса поиска резисторов

2. Воспользоваться интеллектуальным поиском резисторов по параметрам. Для этого достаточно скопировать строку из спецификации “Резистор постоянный 10 кОм, 0.1%, 0.125 Вт, 0805″ или ввести «10kohm 0.1%  0.125W  0805» в строку поиска и получить тот же самый  список подходящих по указанным параметрам компонентов.

Заключение

В данном руководстве были рассмотрены некоторые наиболее популярные типы резисторов. В дополнение к ним существует ряд других типов резисторов, среди которых MELF, металлофольговые резисторы, керамические резисторы, варисторы, фоторезисторы и др., которые имеют свои уникальные преимущества по уровню точности, эксплуатационным характеристикам или габаритным размерам. Однако, в большинстве электронных схем вы чаще всего увидите один из типов, рассмотренных выше.

Как выбрать конденсатор

Журнал: https://octopart.com/blog/archives/2016/04/how-to-select-a-resistor

Основы измерения тока: Токоизмерительные резисторы. Часть 1

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

Основы измерения тока

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

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

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

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

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

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

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

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

Выбор шунтового резистора для измерения тока

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

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

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

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

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

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

Три сопротивления в одном шунтовом резисторе

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

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

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

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

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

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

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

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

Что лучше, два вывода или четыре?

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

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

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

	High Current Trace – Цепь для мощного тока Current Sensing Trace – Токочувствительная цепь Current Sensing Resistor – Токочувствительный резистор Copper Trace – Медная дорожка
Рис. 5. Четырехконтактный шунтовый резистор обеспечивает высокоточное соединение Кельвина с токочувствительными соединениями, расположенными рядом с шунтовым резистором. Пример изображения токового четырех контактного шунтового резистора представлен справа.

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

Зачем нужен помехоподавительный резистор | Twokarburators.ru

В «бегунок» распределителя зажигания (трамблера) контактной и бесконтактной систем зажигания карбюраторных двигателей устанавливается помехоподавительный резистор.

Зачем нужен помехоподавительный резистор?

Помехоподавительный резистор в роторе («бегунке») трамблера нужен для подавления радиопомех возникающих при работе системы зажигания. Эти радиопомехи влияют на работу радиоприемника в автомобиле.

Где установлен помехоподавительный резистор?

В контактной и бесконтактной системах зажигания карбюраторного двигателя помехоподавительный резистор устанавливается в ротор распределителя зажигания («бегунок» трамблера). Он соединяет центральный и раздающий контакты бегунка.

Помехоподавительный резистор установлен в бегунок

Как устроен помехоподавительный резистор?

Помехоподавительный резистор — это металлический отрезок определенного сечения и определенного сопротивления, заключенный в пластиковую оболочку.

Как работает помехоподавительный резистор?

Помехоподавительный резистор является элементом высоковольтной цепи системы зажигания карбюраторного двигателя. При проскакивании искры в системе зажигания  возникает электромагнитное излучение широкого спектра, которое влияет на работу электронных приборов как самого автомобиля так и всех находящихся поблизости (радиопомехи). Дополнительное сопротивление в виде резистора в «бегунке» позволяет снизить это излучение и свести радиопомехи к минимуму.

Неисправности помехоподавительного резистора

Помехоподавительный резистор в «бегунке» трамблера может перегореть («обрыв»). В таком случае высоковольтная цепь системы зажигания разрывается и электрический ток перестает поступать к свечам зажигания. Двигатель не запускается, либо в случае если резистор хоть как-то работает будет запускаться и глохнуть.

Что делать если вышел из строя помехоподавительный резистор в «бегунке»?

В качестве временной меры можно заменить его отрезком металлической проволоки. В дальнейшем следует установить новую деталь.

Применяемость помехоподавительного резистора

На ВАЗ 2108, 21081, 21083, 2109, 21091, 21093, 21099, 2101-2107 бесконтактной системой зажигания в «бегунок» устанавливается помехоподавительный резистор сопротивлением 1 кОм.

На ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107 с контактной системой зажигания в «бегунок» устанавливается помехоподавительный резистор сопротивлением 5-6 кОм.

Примечания и дополнения

Помимо помехоподавительного резистора в «бегунке» в системе зажигания карбюраторного двигателя имеется несколько сопротивлений: это помехоподавительные резисторы в каждой из свечей зажигания, сопротивление в высоковольтных проводах, а так же в некоторых системах добавочный резистор на катушке зажигания.

TWOKARBURATORS VK -Еще информация по теме в нашей группе ВКонтакте

Еще статьи по системе зажигания карбюраторного двигателя

— Свеча зажигания А17ДВРМ

— Свеча зажигания А17ДВ

— Коммутатор в системе зажигания ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Схема бесконтактной системы зажигания ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Схема контактной системы зажигания ВАЗ 2105, 2107

— Схема бесконтактной системы зажигания ВАЗ 2105, 2107

— Датчик Холла, назначение, принцип действия

— Иммобилайзер, для чего нужен и как работает?

Резисторы / Электроника / RoboCraft. Роботы? Это просто!

Резистор — самая простая и распространённая радиодеталь. Фактически это просто проводник с точно известным сопротивлением(маркированный и с выводами). Нужен он для выполнения закона ома=)

То есть, для ограничения тока. Если простым языком — чтоб тока больше чем надо, куда надо не пошло, а лишний улетел в тепло =)
Но из этого нехитрого назначения, столько всего полезного получается, что ниже вышла, просто неприличных размеров, простыня=)

На схемах обозначается, по отечественному — прямоугольничком, по зарубежному — угловатой пружинкой:

Номиналы
Основной параметр резистора — его сопротивление (их часто так и называют — “сопротивление”), измеряется оно в Омах(Ом, Ω ), если омов больше тысячи, то в КилоОмах (Ком, К), а если перевалили за миллион — в мегаомах (Мом).

Чтоб не говорить «пятнадцать тысяч ом» или не рисовать нули, говорят 15 кило ом.
Как граммы-килограммы=)

Значений сопротивлений резисторов (говорят «номиналов») не бесконечное множество — есть стандартные ряды значений. Так что не надо искать резистор 321ом — вряд ли найдёте, хотя в природе он наверное есть=) Но если вам срочно нужен именно он, то есть два выхода — простроечные-переменные резисторы (см ниже) или несколько соединённых резисторов.

Соединение резисторов
Соединять можно последовательно:

При этом сопротивления сложатся.

Ещё полезно знать(понимать), что ток через все последовательно соединённые резисторы будет одинаковый, а вот всё приложенное к ним напряжение поделится пропорционально сопротивлениям, согласно всё тому же закону Ома:

говорят — «на резисторе падает напряжение» На этом принципе строятся делители напряжения и шунты (см ниже).

А можно параллельно, тогда сопротивление цепочки уменьшится:

Проще параллелить одинаковые резисторы — общее сопротивление будет равно сопротивлению одного делённому на количество.

Тут тоже полезно знать(понимать), что при параллельном соединении напряжения на всех резисторах равны, а токи поделятся:

Старый немец Георг Ом рулит в электронике, ага=)

Ну и зачем они нужны?
В цифровой технике резисторы используются в основном для «подтяжки» — например подать на порт МК единичку(напр. питания), пока кнопка не нажата. Собственно резистор тут нужен не столько для подтяжки, сколько для ограничения тока, когда кнопку нажмут, ведь если его не будет — выйдет короткое замыкание:

Ещё часто светодиоду нужно ток ограничить:

Для обоих этих целей большого разнообразия номиналов не требуется:
Для подтяжки вообще не важно конкретное значение, скорее порядки — можно смело ставить единицы-десятки килоом.
Для светодиода, тоже необязательно выбирать резистор с точностью до 10ом — главное что бы ток был ниже номинального (см документацию, обычно — 20мА), а разница в свечении, скажем с 470ом и с 100ом весьма незначительна.

Второй вариант применения резисторов, как мы уже упомянули — делители напряжения(подробнее):

С помощью этой нехитрой схемы, применяя постоянные резисторы, можно измерять напряжения превышающие напряжения питания вашего контроллера — например контролировать заряд батареи.

А если подать на такую цепочку известное напряжение(стабилизированное напряжение питания, например) можно будет измерить сопротивление резистивного датчика, например фото- или терморезистора:

То есть померить температуру или узнать освещённость.

Кстати, обратите внимание на такую закономерность — если значок детали перечёркнут линией с «полкой» а на полке стоит значок какой-нибудь физической величины — то деталь эта чувствительна к этой самой величине. Например — тензорезистор, термистор, варистор. А если две стрелочки снаружи на деталь смотрят — то это неравнодушность к свету означает — фоторезистор например.

Мы уже сто раз сказали, что на резисторе падает напряжение пропорциональное его сопротивлению, но так же зависит это напряжение и от тока текущего через этот резистор. А значит зная сопротивление резистора и измерив напряжение на нём, можно измерить ток.
Например выяснить какой ток у нас потребляет двигатель и сделать вывод — буксуем, едем или застряли окончательно:

Тут тоже стоит обратить внимание на несколько вещей.
Во первых внутри значка резистора появились чёрточки — это так мощность любители ГОСТов обозначают.
На нерусских схемах просто рядом с резистором пишут, например — 5W.
Второй момент, это сопротивление нашего измерительного резистора (такой резистор называют «шунт»)
Оно довольно мало — это что бы не тратить зря энергию — мы же только измерить ток хотим, а не ограничить его — маршевым двигателям нужна вся доступная нам мощность! Да и выделится эта энергия исключительно в виде тепла:

Так что при неправильном расчёте/подборе вместо шунта(да кстати и вместо делителя и вместо балластного резистора) выйдет кипятильник.
А если мощность выделяемая на резисторе значительно превысит его рассеиваемую мощность — он зловонно сгорит:

Мощность стандартных современных резисторов — 1/4 вата (0,25вт).

0,25Вт это конечно не очень много, но тут дело ещё и в размере нагреваемой детали. 30Вт-ный паяльник греет довольно массивное жало градусов до 300 и бодро плавит не иллюзорные количества припоя. А для такой мелочи как резистор, хватит и полувата, что бы оставить вам на память о себе ожог.

Для шунтов применят резисторы мощностью в единицы-десятки ват:

Если мерить надо жуткие десятки-сотни ампер то на резисторы уже не размениваются, а ставят, собственно шунты:

(Фотка из вики)
А в народе применяют куски нержавейки, вольфрамовых электродов, отрезки нихрома и т.п.=)

Используя всё прочитанное, нетрудно догадаться, что вместо дефицитного, мощного, малоомного резистора можно поставить параллельно, например, десяток четверть-ватных одноомоников. Сопротивление их поделится на 10, а мощность этой колбасы вырастет в 10 раз(токи же поделятся).
Выйдет 0,1ома, 4Вт — вполне себе шунт на 0,5-6А.

Переменные и подстроечные резисторы
Вроде с постоянными резисторами справились. Осталось коротко отметить, что в случаях когда вам надо плавно чего-то настраивать/регулировать — громкость, яркость, задержку какую-нибудь — вам надо сообщить о своих намерениях контроллеру. Сделать это проще всего(в случае ардуины) изменением напряжения на его аналоговом входе. Перетыкать постоянные резисторы в делителе не очень удобно, поэтому лучше использовать переменный резистор:

Средний вывод(бегунок) — подвижный, механически связан с ручкой и перемещается по резистивной дорожке, подключенной к крайним выводам — её сопротивление — и есть номинал переменного резистора.
Поворачивая ручку вы меняете длину (а значит и сопротивление) участка дорожки между крайним выводом и бегунком. В среднем положении сопротивления левого и правого участков (говорят плечей) равны, в крайних положениях движок соединяется с соответствующим крайним выводом:

Так что в руках у нас готовый регулируемый делитель=)
Такое включение называют «потенциометр«(иногда и сам пер. резистор так называют), можно использовать не только для взаимодействия пользователя и девайса, но и для контроля положения (угла поворота), чего-нибудь как например в сервах. Только не стоит забывать об ограниченном ресурсе резистивной дорожки(стирается) и невысокой нагрузочной способности(механической) вала — см в конце.
Используя только одно плечо можно получить регулируемое сопротивление — такое включение называют «реостат».
Иногда, оставшуюся не подключённой ногу, замыкают на среднюю — что бы в воздухе не болталась — помехи не ловила.

Ещё важное наблюдение по условным обозначениям — если вы видите значок детали перечёркнутый стрелочкой — значит он регулируемый — его значение можно менять.

Но если крутить надо не беспрестанно, а только несколько раз за время эксплуатации девайса — торчащий вал может быть не удобен — место занимает, да и зацепить его можно, сбив тонкую настройку. В таких случаях применяют подстроечные резисторы (подстроечники, триммеры). Там всё тоже самое только вместо вала — шлиц под отвёртку:

Обозначаются, если по-честному, не со стрелочкой, а с этаким молоточком:

Вообще если уведите подобный молоточек на обозначении какой-либо детали — это подстрочный элемент — возможна регулировка.(ага, символ настройки — молоток=)

Маркировка
Со всеми вариантами обозначений и применений разобрались, осталось выяснить как выбрать нужный резистор из кучки для втыкания в девайс, собираемый по схеме.
Раньше, отечественные резисторы маркировались человеко-понятными надписями(вот прям так и писали «1кОм»), и всем было хорошо. Но монтажники-вредители имеют обыкновение втыкать их в плату как попало и надпись часто оказывалась не видна, или неумолимая агрессивная среда, порой уничтожала именно сторону с надписью. А ремонтники-сервисники потом рыдали, пытаясь выяснить сопротивление умершего резистора. В общем всё это, в конце концов, привело к появлению полосатых резисторов. Теперь как ни воткни — маркировка всегда видна, а вредоносной среде стало значительно сложнее стереть цветные кольца до полной не читаемости.
Вот только в мирных условиях отсутствия монтажников и едких растворителей, читать этот весёлый ГАИ-шный микрожезл, стало затруднительно=\ Или в таблицу глядеть или учить/запоминать или тестером тыкать. Что делать — прогресс.

Можно попробовать сочинить какую-нибудь мнемо-считалочку для запоминания. Тем более что в середине таблицы цвета расположены в классическом радужно-спектральном порядке: Каждый Охотник Желает Знать где Сидит Фазан.
Ещё можно воспользоваться ворохом программ на все возможные операционки и платформы. А некоторые из них могут сделать почти всё за вас=)
Так же встречается на переменных, подстроечных, и SMD — резисторах маркировка тремя (для особо точных — четырьмя) циферками — без букавок. Принцип тот же что и в цветовой маркировке: первые две(три) цифры — значение, последняя — степень десятки на которую это значение умножается. По простому — берём первые цифры и рисуем к ним количество ноликов указанное последней цифрой — получилось сопротивление в омах. Лишние нули переводим в десятичные приставки — кило- или мега-.

Если кто не в курсе — приставка кило- означает тысячу(применяя её, отбрасываем 3 нолика), мега- миллион (применяя её, отбрасываем 6 ноликов)

И напоследок пара моих любимых бородатейших баянов по сабжу:

постоянные, построечные, фото- и терморезисторы

В процессе изготовления радиоэлектронных схем используется большое количество компонентов. К числу самых необходимых элементов можно отнести резисторы, ведь без них нельзя обойтись. Этот элемент способен одновременно выполнять большое количество полезных функций. Кроме того, многие электросхемы даже и представить невозможно без этой детали. Что такое резистор и какие бывают виды?

Что это такое и для чего необходимо

Такое название имеет пассивная составляющая электроцепи, которая обеспечивает сопротивление напряжению при его протекании. В масштабных схемах резисторы используются гораздо чаще, нежели остальные детали. Также они обеспечивают смещение транзисторов в усилительных каскадах. Однако самой важной их функцией считается регулировка и контроль напряжения в электроцепях.

Можно ли узнать, какая разновидность требуется для изготовления схем?

Для начала необходимо запомнить, что знание показателей сопротивления нагрузкам и силы электротока — это обязательное условие. Следует рассмотреть пару возможных вариантов воздействия этих элементов на параметры электросхемы:

1. Если у вас нет никакой нужной информации, то нужно взять переменный тип устройства и обеспечить его последовательное подключение с нагрузкой. Регулятор следует вращать до тех пор, пока вы не добьетесь необходимого напряжения. Затем нужно вместо сопротивления переменного характера подсоединить постоянное с требуемыми характеристиками. Измерьте электроток, который идет сразу после установленного компоненты, и умножьте полученный показатель на подаваемое напряжение. Тогда вы узнаете, куда именно и в каких количествах подавать.
2. Чтобы получить максимально точные вычисления, рекомендуется знать и показатель внутреннего сопротивления, идущего от источника электропитания.

Попробуем смоделировать несколько иную ситуацию. Имеется один резистор для нагрузки. Существует всем известный закон Ома, потому нужно подсчитать сопротивление, требуемое для электроцепи. Это крайне интересный случай, заслуживающий внимания. По какой причине была предложена эта формулировка? Суть в том, что большинство новичков задаются именно таким вопросом. Однако не всегда они рассуждают верно. Произвести расчет нужного показателя одним только законом Ома в этом случае не выйдет. Нужно воспользоваться дополнительной формулой, позволяющей вычислить добавочный резистор: СДБ = СН (НИП-НН)/НН=СН (х-1) .

Итак, разберем указанную формулу по порядку:

• аббревиатура «СДБ» означает сопротивление, оказываемое добавочным резистором;
• «НИП» — напряжение имеющегося источника электропитания;
• «СН» — сопротивление нагрузки;
• «Х» вычисляется посредством деления напряжения источника питания на напряжение, которое необходимо сделать на нагрузке;
• «НН» — напряжение, получаемое на нагрузке.

Теперь следует воспользоваться указанной выше формулой. Предположим, что при наличии сопротивления в 1 Ом показатель СДБ составит 0,6 Ома. Если поставить 5 Ом, то в итоге получится 3,3 Ома. Это происходит по той причине, что чем меньше сопротивление нагрузки, тем большими характеристиками обладает электроток в электроцепи. При этом источник питания начнет просаживаться, потому что этот элемент тоже мешает свободному течению тока. Напряжение в это время будет уменьшаться, соответственно, необходимо поставить добавочный резистор, имеющий меньшие характеристики.

Классификация

Существует несколько видов резисторов.

Постоянные

Такое название имеют устройства, характеризующиеся постоянным сопротивлением. Данный параметр элемента не изменяется из-за влияния внешних факторов (проходящего электротока, света, температуры и т. д. ). По сути, любой радиоэлемент имеет нестабильности и внутренние шумы, обусловленные сторонним воздействием. Но они так ничтожны, что даже незаметны радиоэлектроникой и актуальны лишь в том случае, если создаются по-настоящему сложные электросхемы.

Построечные

Построечными называются резисторы, у которых только изредка изменяется режим функционирования. Регулировка сопротивления с их помощью происходит посредством обыкновенной отвертки. Для каких целей нужны построечные резисторы? В радиосхемах они применяются для деления напряжения и тока.

Фоторезисторы

Как работает резистор этого типа? Эти резисторы способны изменять свое сопротивление посредством воздействия света. Они делаются из материалов полупроводникового типа. Если требуется реакция устройства на свет, то используется кадмиевый сульфид или селенид. Для регистрации ИК-излучения применяется германий.

Терморезисторы

Такие элементы позволяют измерять температурные показатели внешней среды. Логично, что сопротивление терморезисторов изменяется в зависимости от температуры. Эти устройства часто встречаются в оранжереях, инкубаторах и иных конструкциях. Для каких целей они используются? При достижении определенных температурных пределов запускаются системы охлаждения или отопления. То есть, это очень нужный элемент, без которого сложно работать.

Резистор представляет собой очень полезный и нужный компонент, обладающий обширными возможностями применения. С теоретической точки зрения, без него можно обойтись лишь в самых простых электросхемах, состоящих из пары деталей, при условии, что энергетические источники будут подобраны крайне точно и будут работать стабильно. Но это маловероятно, и для создания оптимальных показателей их придется очень долго собирать. Для того чтобы упростить этот процесс, используются резисторы.

Что такое резисторы? (с рисунками)

Резисторы — это электрические устройства, которые управляют протеканием тока через цепь, создавая падение напряжения между двумя точками. Они являются необходимой частью самой современной электроники. Они полагаются на так называемый закон Ома, который утверждает, что сдвиг напряжения или разность потенциалов между двумя концами проводника поддерживается пропорционально току, проходящему через проводник. В виде формулы закон Ома обычно записывается как V = IR, где V представляет напряжение, I — ток в амперах, а R — значение резистора в омах.

Резисторы — необходимая часть электроники.

Важно понимать, что закон Ома предназначен для рассмотрения того, что можно назвать идеальными резисторами, которые не могут существовать в реальном мире. Таким образом, закон Ома приближает то, что происходит в действительности, но почти во всех случаях приближение достаточно близко к истинному значению, чтобы его можно было рассматривать как точный.Причина, по которой резисторы в реальном мире не могут функционировать в полном соответствии с законом Ома, заключается в том, что в любой конкретной ситуации ряд переменных, включая внешнее тепло, внешние искажения и окружающий шум, оказывают незначительное влияние на протекание тока через резистор.

Резисторы — это электрические устройства, управляющие прохождением тока через цепь.

Существует пять основных типов резисторов, каждый из которых изображен на схеме по-разному. Резисторы фиксированного значения представлены простым зигзагом, переменные — зигзагом с линией со стрелкой, проходящей через него под диагональным углом, потенциометры — зигзагом, перпендикулярным линии со стрелками, термисторы — зигзагом с линия, проходящая по диагонали и заканчивающаяся плоской линией, а фоторезисторы представлены двумя наклонными линиями со стрелками, указывающими на зигзаг.Фиксированные и переменные типы имеют самое широкое применение, и они встречаются в большинстве электронных устройств.

Электрическое сопротивление было обнаружено немецким физиком Георгом Омом в 19 веке и с тех пор измеряется в омах.

Фиксированные резисторы — это простые резисторы с номиналом резистора, который нельзя изменить. Переменный резистор — это простой резистор, но его значение можно регулировать с помощью элемента управления. Потенциометр — это разновидность переменного резистора. Термисторы имеют переменное сопротивление, которое регулируется в зависимости от температуры; их можно использовать в электронных термостатах, а также во многих телевизорах.Фоторезисторы регулируют свое сопротивление в зависимости от количества света, попадающего на них, и полезны для световых переключателей.

Переменный резистор может управлять потоками электричества на определенном уровне, а также ниже этого уровня.

Номинал резистора обычно определяется серией цветных полос на его поверхности.В большинстве случаев имеется четыре цветных полосы. Первые две полосы представляют собой базовое значение сопротивления в виде двузначного числа, третья полоса дает множитель, а четвертая полоса указывает допуск. Резисторы, требующие большей точности в их значениях, имеют пять полос, причем первые три представляют сопротивление в виде трехзначного числа, а четвертая и пятая строки представляют множитель и допуск соответственно.

Поначалу считывание показаний резистора может показаться сложным, но на самом деле это довольно просто.Во-первых, нам нужно знать, что означают цвета. В качестве значений сопротивления это:

• Черный 0
• Коричневый 1
• Красный 2
• Оранжевый 3
• Желтый 4
• Зеленый 5
• Синий 6
• фиолетовый 7
• Серый 8
• Белый 9

Остальные цвета, золото и серебро, не используются для значений сопротивления.В качестве множителей цвета представляют:

• Черный x1
• Коричневый x10
• Красный x100
• Оранжевый x1,000
• Желтый x10,000
• Зеленый x100,000
• Синий x1,000,000
• Фиолетовый x10,000,000
• Золото x0.10
• Серебро x0.01

И, наконец, значения допусков:

• Коричневый 1%
• Красный 2%
• Зеленый 0,5%
• Синий 0,25%
• Фиолетовый 0,10%
• Серый 0,05%
• Золото 5%
• Серебро 10%

Нет цвета представляет 20%.

Итак, если полосы резистора оранжево-зеленые-оранжево-золотые, то мы знаем, что его сопротивление составляет 35000 Ом с допуском плюс-минус 5%.Точно так же, если он имеет коричнево-красный-желтый-коричневый-синий цвет, мы знаем, что сопротивление составляет 1240 Ом с допуском плюс-минус 0,25%. В наши дни все чаще и чаще эти устройства имеют числовые значения, указанные для их сопротивления и допусков, в дополнение или вместо цветового кода. Два приведенных выше примера будут записаны как 35k 5% и 1,24k 0,25% соответственно. В некоторых европейских версиях вместо десятичного знака используется буква «k», а во втором примере — 1k24 0,25%.

Резисторы доступны в различных размерах, формах и формах.

Какие бывают типы резисторов и символы Thier?

Типы резисторов

Резистор — это электрический компонент с известным удельным сопротивлением. Вероятно, это самый распространенный компонент во всех видах электронного оборудования, от небольшого радио до цветного телевизионного приемника. Постоянные резисторы и переменные резисторы — это два основных типа резисторов.

Как следует из названия, резистор сопротивляется или препятствует прохождению тока через него.Сопротивление необходимо, чтобы любая цепь выполняла полезную работу. Фактически, без сопротивления каждая цепь была бы коротким замыканием!

Использование резисторов

Некоторые из распространенных применений резисторов:

• для установления правильных значений напряжения цепи из-за падения ИК-излучения
• для ограничения тока и
• для обеспечения нагрузки

Две основные характеристики резистора — это его сопротивление и номинальная мощность. Резисторы можно подключать в цепи в любом направлении, потому что они не имеют «полярности».

Типы резисторов и их применение

Резисторы в основном бывают двух типов и могут быть фиксированного или переменного номинала.

• Резистор с проволочной обмоткой
• Углеродные резисторы
• Тип углеродного состава
• Углеродная пленка
• Кермет пленка
• Металлопленочные резисторы

Другой тип называется металлическим тонкопленочным резистором.

Резисторы с проволочной обмоткой

Они состоят из длинной тонкой проволоки (обычно хромоникелевой проволоки), намотанной на керамический сердечник.Длина используемого провода и его удельное сопротивление определяют сопротивление устройства. Проволока голая, но вся сборка покрыта керамическим материалом или специальной стекловидной эмалью.

Такие резисторы обычно доступны с номинальной мощностью от 5 Вт до нескольких сотен Вт и значениями сопротивления от 1 Ом до 100 кОм. Они могут иметь фиксированное значение или переменный тип. Резисторы с проволочной обмоткой используются там, где:

(a): необходимо большое рассеивание мощности

(b): требуются точные и стабильные значения сопротивления для измерительных шунтов и умножителей

Резисторы из углеродного состава

Они сделаны из мелкодисперсного углерода смешанный с силовым изоляционным материалом в подходящей пропорции.Часто резистивный элемент представляет собой простой стержень из прессованных углеродных гранул, который обычно заключен в пластиковый корпус для изоляции и механической прочности. Два конца углеродного элемента сопротивления соединены с металлическими крышками с выводами луженой проволоки для пайки его соединений в цепь.

Такие резисторы доступны с номинальной мощностью 1 / 10,1 / 8,1 / 4,1 / 2,1,2 Вт и значениями сопротивления от 1 Ом до 20 МОм. Если рассеиваемая мощность составляет 2 Вт или меньше, такие резисторы предпочтительнее, поскольку они меньше и стоят дешевле.Угольные резисторы с номинальной мощностью не более 1 Вт наиболее распространены в электронном оборудовании.

Углеродные пленочные резисторы

Они состоят из высококачественного керамического стержня или сердечника (называемого подложкой), на который нанесена тонкая резистивная углеродная пленка. Они дешевле композиционных резисторов.

Керметопленочные резисторы

Они состоят из тонкого углеродного покрытия, нанесенного на твердую керамическую подложку. Основная цель — получить более точные значения сопротивления и большую устойчивость при нагревании.Очень часто их делают в виде небольшого квадрата с выводами для размещения на печатной плате.

Металлопленочные резисторы

Их также называют тонкопленочными резисторами. Они состоят из тонкого металлического покрытия, нанесенного на цилиндрическую изолирующую опору. Высокие значения сопротивления обусловлены тонкостью пленки. Поскольку трудно получить пленки одинаковой толщины, невозможно точно контролировать значения их сопротивления, как в случае резисторов с проволочной обмоткой.Такие резисторы не вызывают проблемных эффектов индуктивности, столь обычных для резисторов с проволочной обмоткой, особенно на высоких частотах.

Номинальная мощность резисторов

Номинальная мощность резистора определяется максимальной мощностью, которую он может рассеять без чрезмерного нагрева. Поскольку именно ток производит тепло, номинальная мощность также дает некоторое представление о максимальном токе, который резистор может безопасно выдерживать. Если ток превышает это значение, будет выделено больше тепла, чем может быть безопасно перенесено, и резистор сгорит, например, резистор мощностью 1/2 Вт может рассеивать 1/2 Вт тепла без повреждений, а резистор мощностью 1 Вт может скиньте вдвое больше тепла.В схеме вы можете заменить резистор на 1/2 Вт резистором 1 Вт с тем же значением сопротивления, но не наоборот.

Физический размер резистора не является показателем его сопротивления, поэтому дает некоторое представление о его номинальной мощности. Для данного значения сопротивления, чем больше физический размер, тем выше номинальная мощность. Кроме того, резисторы с более высокой мощностью могут работать при более высоких температурах, кроме того, более высокая номинальная мощность позволяет использовать более высокое номинальное напряжение. Это значение соответствует максимальному напряжению, которое может быть приложено к резистору без внутренней дуги.

Допуск значения:

Под допуском подразумеваются возможные отклонения от номинального или указанного значения сопротивления резистора. Это означает, что фактическое сопротивление резистора может быть больше или меньше его указанного значения. Все резисторы производятся и продаются с указанным допуском. Например, резистор на 1000 Ом с допуском 10% будет иметь фактическое сопротивление в пределах от 900 Ом до 1100 Ом, то есть на 100 Ом больше или меньше номинального значения.

Резисторы из углеродного состава имеют допуск ± 5%, ± 10% и ± 20%, тогда как резисторы с проволочной обмоткой общего назначения обычно имеют допуск ± 5%.

Как работает переменный резистор?

Переменные резисторы спроектированы таким образом, что их значения сопротивления могут быть легко изменены вручную или автоматически. Переменные резисторы используются в двух основных случаях: деление напряжения — потенциометр .

Переменный резистор, используемый для регулирования тока, называется реостатом .

Для связанных тем посетите нашу страницу: Электроника

Что такое резистор? Конструкция, принципиальная схема и применение

Резистор — один из наиболее важных электрических и электронных компонентов, используемых в различных электронных устройствах.Они доступны в различных размерах и формах на рынке в зависимости от области применения. Мы знаем, что любая базовая электрическая и электронная схема работает с протеканием тока. Кроме того, он также подразделяется на два типа, а именно проводники и изоляторы . Основная функция проводника заключается в том, чтобы пропускать ток, тогда как изолятор не допускает протекания тока. Всякий раз, когда высокое напряжение подается через металлический проводник, через него проходит полное напряжение.Если резистор подключен к этому проводнику, то ток, а также напряжение будут ограничены. В этой статье обсуждается обзор резистора.

Что такое резистор?

Определение резистора : это базовый двухконтактный электрический и электронный компонент , используемый для ограничения тока в цепи. Сопротивление току приведет к падению напряжения. Эти устройства могут обеспечивать постоянное регулируемое значение сопротивления.Величину резисторов можно выразить в Ом.

Резистор

Резисторы используются в нескольких электрических цепях, а также в электронных схемах , чтобы получить известное падение напряжения, иначе отношение тока к напряжению (C-к-V). Когда ток в цепи идентифицируется, можно использовать резистор для создания идентифицированной разности потенциалов, которая пропорциональна току. Точно так же, если падение напряжения в двух точках в цепи идентифицировано, резистор может быть использован для создания идентифицированного тока, который пропорционален этой несходственности.Пожалуйста, перейдите по ссылке, чтобы узнать больше о:

Символ резистора

Что такое сопротивление?

Сопротивление может зависеть от закона Ома , открытого немецким физиком « Георг Симон Ом ».

Закон Ома

Закон Ома можно определить как ; напряжение на резисторе прямо пропорционально току, протекающему через него. Уравнение закона Ома:

V = I * R

Где «V» — напряжение, «I» — ток, а «R» — сопротивление

Единицы измерения сопротивления — Ом, а несколько старших кратных значений Ом включают KΩ (Кило -Ом), МОм (Мега-Ом), Милли Ом и т. Д.

Конструкция резистора

Например, углеродный пленочный резистор используется, чтобы дать подробную информацию о конструкции резистора .Конструкция резистора показана на схеме ниже. Этот резистор состоит из двух выводов, как и обычный резистор. Конструкция углеродного пленочного резистора может быть выполнена путем размещения углеродного слоя на подложке из керамики. Углеродная пленка представляет собой резистивный материал по отношению к протеканию тока в этом резисторе. Однако он блокирует некоторое количество тока.

Конструкция углеродного пленочного резистора

Керамическая подложка действует как изолирующий материал по отношению к току. Таким образом, он не пропускает тепло через керамику.Таким образом, эти резисторы могут без вреда выдерживать высокие температуры. Торцевые заглушки резистора металлические, они размещаются на обоих концах выводов. Две клеммы соединены с двумя металлическими торцевыми крышками на резисторе.

Резистивный элемент этого резистора покрыт эпоксидной смолой, предназначенной для обеспечения безопасности. Эти резисторы в основном используются из-за меньшего шума, который они производят по сравнению с резисторами из углеродного состава. Допустимые отклонения этих резисторов ниже, чем у резисторов из углеродистой стали.Значение допуска может быть определено как несходство между нашим предпочтительным значением сопротивления и истинным значением конструкции. Доступны резисторы в диапазоне от 1 Ом до 10 МОм.

В этом резисторе предпочтительное значение сопротивления может быть достигнуто путем обрезания ширины углеродного слоя по спирали в зависимости от его длины. Как правило, это можно сделать с помощью LASER . Как только необходимое значение сопротивления будет достигнуто, резка металла будет остановлена.

В резисторах этого типа, когда сопротивление этих резисторов уменьшается при повышении температуры, это известно как высокий отрицательный температурный коэффициент. Схема подключения резистора

Схема простого резистора показана ниже. Эта схема может быть сконструирована с использованием резистора, батареи и светодиода. Мы знаем, что функция сопротивления заключается в ограничении прохождения тока через компонент. Схема резистора

В следующей схеме, если мы хотим соединить светодиод напрямую с батареей источника напряжения, он немедленно выйдет из строя.Поскольку светодиод не пропускает через него большое количество тока, по этой причине между батареей и светодиодом используется резистор для управления потоком тока к светодиоду от батареи.

Значение сопротивления в основном зависит от емкости аккумулятора. Например, если емкость аккумулятора высока, то мы должны использовать резистор с высоким значением сопротивления. Величину сопротивления можно измерить по формуле закона Ома.

Например, номинальное напряжение светодиода составляет 12 вольт, а номинальное значение тока — 0.1 А, иначе 100 мА, затем рассчитайте сопротивление по закону Ома.

Мы знаем, что закон Ом V = IXR

Из приведенного выше уравнения сопротивление можно измерить как R = V / I

R = 12 / 0,1 = 120 Ом

Итак, в приведенной выше схеме используется резистор 120 Ом, чтобы избежать повреждения светодиода из-за перенапряжения батареи.

Последовательные и параллельные резисторы

Ниже рассматривается простой способ последовательного и параллельного соединения резисторов в цепи.

Резисторы в последовательном соединении

При последовательном соединении цепи, когда резисторы соединены последовательно в цепи, протекание тока через резисторы будет таким же. Напряжение на всех резисторах эквивалентно количеству напряжений на каждом резисторе. Принципиальная схема последовательно включенных резисторов представлена ​​ниже. Здесь резисторы, используемые в схеме, обозначены R1, R2, R3. Общее сопротивление трех резисторов можно записать как

R Total = R1 + R2 = R3

Резисторы в последовательном соединении

Резисторы в параллельном соединении

В параллельном соединении , когда резисторы соединены параллельно в цепи, то напряжение на всех резисторах будет одинаковым.Поток тока через три компонента будет таким же, как величина тока через каждый резистор.

Принципиальная схема резисторов , подключенных параллельно , показана ниже. Здесь резисторы, используемые в схеме, обозначены как R1, R2 и R3. Общее сопротивление трех резисторов можно записать как

R Total = R1 + R2 = R3

1 / R Total = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3.

В результате Rtotal = R1 * R2 * R3 / R1 + R2 + R3

Резисторы при параллельном подключении

Расчет значения сопротивления

Значение сопротивления резистора можно рассчитать двумя следующими способами

• • Расчет значения сопротивления с использованием цветового кода

• Расчет значения сопротивления с помощью мультиметра

Расчет значения сопротивления с использованием цветового кода

Значение сопротивления резистора можно рассчитать с использованием цветовых полос резистора.Пожалуйста, обратитесь к этой ссылке, чтобы узнать различных типов резисторов и расчет их цветового кода в электронике. Цветовой код резистора

Расчет значения сопротивления с помощью мультиметра

Пошаговая процедура расчета сопротивления резистора с помощью мультиметра обсуждается ниже.

Мультиметр

• • Второй способ расчета сопротивления можно сделать с помощью мультиметра или омметра. Основное назначение мультиметра — вычислить три функции, такие как сопротивление, ток и напряжение.

• • Мультиметр состоит из двух щупов, таких как черный халат и красный халат.

• • Вставьте черный щуп в COM-порт, а красный щуп — в VΩmA на мультиметре.

• • Сопротивление резистора можно рассчитать с помощью двух разных щупов мультиметра.
  • Перед вычислением сопротивления необходимо поместить круглый диск в направлении ома, которое указано на мультиметре символом Ом (Ом).

Применения резистора

Применения резистора включают следующее.