Резистор | Страница 2 из 4 | Electronov.net
Основные параметры резисторов:- Номинальное сопротивление:
Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм (кОм), мегаОм (МОм) и т.д.). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 10МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои номиналы сопротивлений, поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.
Однако номиналы резисторов не произвольны, их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E6 (для резисторов с допуском 20 %), E12 (для резисторов с допуском 10 %) или E24 (для резисторов с допуском 5 %), для более точных резисторов используются более точные ряды (например, E48).
Данные ряды были созданы для стандартизации номиналов резисторов и упрощения их взаимозаменяемости.
Посмотреть значения номинальных рядов и принципы их образования можно здесь.
- Рассеиваемая мощность:
Если рассматривать данный параметр с обычной жизненной позиции, то можно привести довольно простое описание: при прохождении электрического тока через резистор, происходит нагрев данного резистора. Сразу становится очевидно, что если пропускать через резистор ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорит. Поэтому существует разделение резисторов по максимальной мощности.
Вычислить мощность, рассеиваемую на резисторе можно по формуле:
в соответствии с законом Ома: , можно преобразовать:
где:
P — мощность, рассеиваемая на резисторе,
I – ток, протекающий через резистор,
R – сопротивление резистора,
U – падение напряжения на резисторе.
Если же Вы желаете узнать, откуда взялась формула для вычисления тепловой мощности, рассеиваемой на резисторе, отчего греется резистор при прохождении через него электрического тока, и не боитесь формул, то полезно будет включить в работу свой мозг, вспомнить школьные знания по физике и … раскрыть спойлер .
Спойлер
Как известно, электрический ток – это направленный поток заряженных частиц, в частности – электронов. Проходя через проводник, электроны сталкиваются с атомами, находящимися в кристаллической решетке. В результате столкновений кинетическая энергия электронов превращается в тепловую. Для лучшего понимания процесса можно провести аналогию с механической силой трения: например, для перемещения какого-либо тела преодолевается сопротивление трения, и энергия, затраченная на это, превращается в тепло. Электрическое сопротивление проводника играет ту же роль, что и сопротивление трения.
Переход электрической энергии в тепловую называется тепловым действием тока, и описывается законом Джоуля — Ленца:
где:
— мощность выделения тепла в единице объема,
— плотность электрического тока,
— напряженность электрического поля,
— проводимость среды.
Для случая протекания токов в тонких (слово «тонких» здесь следует рассматривать в том смысле, что диаметр провода много меньше его длины) проводах в интегральной форме этот закон имеет вид:
где:
dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt,
I — сила тока,
R — сопротивление,
Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t1 до t2.
В случае постоянных силы тока и сопротивления формула значительно упрощается:
где:
Q — количество теплоты, создаваемое током (Дж),
I — ток, протекающий по проводнику,
R — сопротивление проводника,
t — время, в течение которого ток протекал по проводнику.
Используя закон Ома: и , можно немного преобразовать выражение:
Пытливый читатель наверняка заметил, что помимо выделения тепла непосредственно при прохождении электрического тока, в случае постоянного тока в однородном неравномерно нагретом проводнике, будет также выделяться или поглощаться дополнительная теплота, которая называется теплотой Томсона, в зависимости от направления тока. Данный эффект называется – эффект Томсона. Однако, вследствие того, что градиент температур обычно невелик, а величина теплоты Томсона много меньше Джоулевской теплоты, при расчете тепловой мощности выделяемой на резисторах, данным эффектом пренебрегают.
- Допуск (точность):
При изготовлении резисторов не удается добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Например, если Вы купили резистор на 100 Ом, то реальное сопротивление резистора может быть от 95 Ом до 105 Ом. Эта погрешность и называется допуском, который задается в процентах от номинального сопротивления. Для рассмотренного резистора он равен ±5%. Реальное значение сопротивления резистора легко проверить, например, просто измерив его мультиметром.
Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре не всегда важна. Так, например, в бытовой электронике допускаются резисторы с допуском ±20%. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор, а в точности требуемого номинала нет в наличии.
Существует аппаратура, где такой трюк не пройдет — это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.
- Максимальное рабочее напряжение:
Максимальное напряжение, при котором может работать резистор в заданных условиях в течении срока службы с сохранением нормированных параметров.
Для резисторов общего назначения обычно 250 В.
- Рабочая температура:
Температура, при которой резистор исправно выполняет свои функции. Обычно указывается как диапазон: -45° … +55°С.
- Температурный коэффициент сопротивления (ТКС):
Отражает стабильность номинального сопротивления под действием температуры.
Особенности переменных резисторов:Все вышеперечисленные параметры характерны для всех типов резисторов, однако для переменных резисторов существуют специфические параметры:
- Функциональная характеристика:
Суть данного параметра — зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки или положения подвижного контакта (для ползунковых резисторов).
Виды функциональных характеристик:
Рисунок 1 — Виды функциональных характеристик.- Линейная:
Сопротивление переменного резистора меняется равномерно при повороте ручки на один и тот же угол или при перемещении ползунка на одно и то же расстояние.
Обозначается линейная характеристика кириллической буквой А или латинской буквой А.
Типичное применение таких резисторов — регулятор напряжения в аналоговых блоках питания. В таком случае изменение выходного напряжения при регулировке будет равномерным, а шкала для прибора будет более удобной.
- Логарифмическая:
Обозначается логарифмическая характеристика кириллической буквой Б или латинской буквой В.
- Показательная (обратно-логарифмическая):
Данная функциональная характеристика обратна логарифмической.
Обозначается показательная характеристика кириллической буквой В или латинской буквой С.
Типичное применение резисторов с нелинейной функциональной характеристикой — регулятор громкости в аудиоаппаратуре.
Вы конечно спросите, почему же именно логарифмическая характеристика применяется для регулировки громкости? Причина этого описана ниже:
Спойлер
Дело все в том, что человеческое ухо с ростом громкости воспринимает звук тише (этот эффект описывается эмпирическим закон Вебера-Фехнера. Подробнее об этом можно прочесть здесь). В результате, если в качестве регулятора громкости поставить переменный резистор с линейной зависимостью, то шкала регулировки громкости у резистора будет нелинейной, и на средней и большой громкости нам придется выкручивать ручку регулятора на больший угол, чтобы ощутить значительное изменение уровня звука.
Из-за этого возникает неудобство, т.к. шкала у регуляторов громкости получается неравномерной, да и на разном уровне громкости ручку приходится крутить по-разному. Поэтому в аудиоаппаратуре и применяются переменные резисторы с логарифмической или показательной функциональной характеристикой, в зависимости от схемотехнической реализации устройства.
- Износоустойчивость:
Число циклов передвижения подвижной системы переменного резистора, при котором параметры резистора остаются в пределах нормы.
В этом параметре кроется отличие между подстроечными и регулировочными переменными резисторами. Для регулировочных резисторов количество циклов может достигать 50 000 – 100 000. Подстроечные резисторы в отличие от регулировочных, рассчитаны на гораздо меньшее число циклов перемещения подвижной системы (ползунка). Максимальное число для некоторых экземпляров вообще ограничено 100.
При превышении допустимого количества циклов перемещения подвижной системы надежная работа переменного резистора не гарантируется.
Поэтому применять подстроечные резисторы взамен регулировочных настоятельно не рекомендуется – это сказывается на надежности устройства.
- Разрешающая способность:
Минимальное значение приращения сопротивления при перемещении подвижной части переменного резистора, т.е. то, с какой точностью возможно изменять его сопротивление.
Для ползунковых и однооборотных переменных резисторов разрешающая способность обычно составляет 5% от номинального значения полного сопротивления, для прецизионных многооборотных – 1%.
Страниц: 1 2 3 4
Сопротивления ПЭВ, ПЭВР (все номиналы)
Сопротивления ПЭВ, ПЭВР (все номиналы)
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
||||||||||||
ru
03.2019
руОм | Полное руководство по пониманию электрического сопротивления
Ом – единица, производная от системы СИ, используется для расчета электрического сопротивления материала или электрического устройства. При подаче на проводник разности потенциалов в один вольт он имеет сопротивление один ом, по которому проходит ток в один ампер. При этом каждое сопротивление в омах отмечается разными температурами и цветовым кодом.
Таблица сопротивления Ом
Как в электрических, так и в электронных схемах резисторы могут использоваться различными способами для управления потоком тока или для создания падения напряжения. Однако реальный резистор должен иметь какое-то значение «резистивного» или «сопротивления», чтобы выполнить это. Существует множество различных уровней сопротивления резисторов, от долей Ома (Ом) до миллионов Ом.
Очевидно, что было бы невозможно иметь резисторы всех возможных значений, таких как 1 Ом, 2 Ом, 3 Ом, 4 Ом и т. д., поскольку потребовались бы буквально десятки миллионов отдельных резисторов для охвата всех потенциальных значений. Вместо этого резисторы создаются с так называемыми «предпочтительными значениями», которые являются стандартными значениями резисторов.
Цветовой код резистора
Если корпус резистора достаточно велик, чтобы можно было увидеть маркировку, например, в случае резисторов большой мощности, значение сопротивления, допуск и номинальная мощность обычно печатаются на резисторе в виде цифр или букв. Технические характеристики указаны в цветовом коде, когда резистор небольшой, например, угольный или пленочный на 1/4 Вт, поскольку отпечаток будет трудно увидеть.
Практически все резисторы с выводами мощностью до одного ватта имеют цветовую маркировку. В международном стандарте IEC 60062 есть определение кодирования. Коды маркировки резисторов и конденсаторов описаны в настоящем стандарте.
Стандарт определяет цветовые полосы, а также числовые коды, которые часто используются для резисторов поверхностного монтажа для поверхностного монтажа.
Эти окрашенные цветные полосы показывают как их значение сопротивления, так и их допуск с физическим размером резистора, чтобы показать его номинальную мощность. Метод идентификации, создаваемый этими цветными окрашенными полосами, часто называют цветовым кодом резисторов.
Таблица цветовых кодов резисторов
В таблице ниже показано, как рассчитать сопротивление и допуск для резисторов. Когда значения известны, таблицу также можно использовать для указания цвета полос. Чтобы быстро определить номиналы резисторов, используйте автоматический калькулятор резисторов.
Однако иногда направление чтения может быть нечетким, а разрыв между цветами также может сбивать с толку. Для уверенности лучше проверить документацию производителя. Если цветовые коды выгорели или из-за того, что временной интервал становится трудно понять, используйте омметр для определения сопротивления.
4-диапазонный резистор
Наиболее типичная версия с четырехполосным цветовым кодом. Эти резисторы составляют две полосы для значения сопротивления, одна для множителя и одна для допуска. Например, если резистор имеет четыре полосы: зеленую, синюю, красную и золотую, можно использовать таблицу цветовых кодов, чтобы определить, что зеленый обозначает 5, а синий — 6.
Множитель представлен третьей полосой, где красный обозначает значение множителя, равное двум (10 2 ). В результате этот резистор имеет значение 56,10 2 = 56,100 = 5600 Ом. Резистор имеет допуск 5%, на что указывает золотая полоса. Таким образом, значение сопротивления колеблется от 5320 Ом до 5 880 Ом (5 560 — 5%).
5-полосный резистор
Высокоточные резисторы имеют дополнительную полосу для обозначения третьей значащей цифры. Таким образом, первые три полосы отражают значащие числа, четвертая полоса — коэффициент умножения, а пятая полоса — допуск.
Например, резистор с допуском 0,5 % и цветами коричневого (1), желтого (4), фиолетового (7), черного (x 100 = x1) и зеленого (0,5 %).
Эта пятиполосная цветовая схема имеет определенные исключения. Например, дополнительная полоса может иногда обозначать военную спецификацию частоты отказов или температурный коэффициент (старые или специализированные резисторы).
6-полосный резистор
Как правило, высокоточные резисторы с дополнительной полосой для определения температурного коэффициента (ppm/C = ppm/K) имеют шесть полос сопротивления. Коричневый (100 ppm/C) — самый распространенный цвет шестой полосы.
Это означает, что значение сопротивления может колебаться на 1000 ppm, или 0,1 %, при изменении температуры на 10 °C. Оранжевый (3), красный (2), коричневый (1), коричневый (x 10), зеленый (1%) и красный (50 частей на миллион/°C) обозначают резистор 3,21 кОм с допуском 1 % и 50 частей на миллион. Температурный коэффициент /°C в приведенном выше примере с шестидиапазонным резистором.
Исключения из цветового кода
Помимо стандартной версии, в коде есть некоторые исключения, которые вам необходимо знать, чтобы знать точное измерение.
Вот исключения, перечисленные ниже.
Резистор с 5 полосами и 4 полосой из золота или серебра
Исключение составляют пятиполосные резисторы, которые используются на специальных или старинных резисторах и имеют четвертую полосу из серебра или золота. Значащие цифры представлены первыми двумя полосами, коэффициент умножения представлен третьей полосой, допуск представлен четвертой полосой, а температурный коэффициент (ppm/K) показан пятой полосой.
Отклоняющиеся цвета
Золотая и серебряная полосы часто заменяются желтой и серой полосами в высоковольтных резисторах, чтобы не допустить попадания металла и других посторонних предметов в покрытие.
Одинарный резистор с черной полосой или резистор с нулевым сопротивлением
Резистор с нулевым сопротивлением имеет только одну черную полосу. По сути, это проводное соединение, упакованное в ту же физическую компоновку корпуса, что и резистор, и используемое для соединения дорожек на печатной плате (PCB).
Благодаря своей упаковке резистор с нулевым сопротивлением можно установить на печатную плату с помощью тех же инструментов, что и обычные резисторы.
Диапазон надежности
Диапазон надежности часто присутствует на резисторах, изготовленных в соответствии с военными спецификациями. Этот диапазон зарезервирован для процентной доли отказов на 1000 часов работы.
Этот диапазон редко используется в промышленной электронике. Этот диапазон надежности часто используется четырехдиапазонными резисторами. В военном руководстве США MIL-HDBK-199 содержится более подробная информация об этом.
Расчет значения сопротивления
Существуют различные онлайн-сайты, на которых можно найти калькулятор цветового кода резистора. Просто вставив полосы, вы можете получить точный результат значения сопротивления. Впрочем, вы можете сделать это и самостоятельно.
При расчете номинала резистора с помощью калькулятора цветового кода резистора резисторы рассматриваются как резисторы с n-диапазоном, где «n» представляет количество цветовых полос, напечатанных на резисторе (n<=6).
Если это 6-полосный резистор, полосы могут быть названы 1, 2, 3, 4, 5 и 6.
Здесь первое значимое число значений резистора представлено полосой 1. Полоса 2 является второй по значимости. число. Как в пятиполосных, так и в шестиполосных резисторах полоса 3 может рассматриваться как третье значащее число. Затем полоса 4 обозначает множитель (десятичный), полоса 5 отображает значение допуска в процентах и, наконец, полоса 6 обозначает значение температурного коэффициента.
Резисторы для поверхностного монтажа
Резисторы для поверхностного монтажа, также известные как резисторы для поверхностного монтажа, представляют собой очень маленькие металлооксидные пленочные резисторы прямоугольной формы, предназначенные для припайки непосредственно к поверхности печатной платы, отсюда и их название. Корпус резистора для поверхностного монтажа обычно изготавливается из керамики, и на него наносится толстое покрытие из стойкого к оксиду металла.
Изменяя желаемую толщину, длину или тип используемой осаждаемой пленки, можно регулировать значение сопротивления резистора и создавать высокоточные резисторы с низкими допусками с допусками всего 0,1%.
Их также можно припаивать непосредственно к печатным платам благодаря металлическим клеммам или колпачкам на обоих концах корпуса.
Заключение
Система резистивного цветового кодирования оказалась чрезвычайно полезной для энтузиастов благодаря своей простоте и легкости идентификации. Важно знать расчет так же, как знать код, поскольку без его знания конечная цель знания значения сопротивления может быть неполной.
Надеюсь, эта статья поможет вам получить краткую информацию о резисторах, цветовых кодах резисторов, исключениях из цветовых кодов резисторов и калькуляторе цветовых кодов резисторов.
Что такое сопротивление? | Hioki
Что такое сопротивление? Узнайте об основах сопротивления, методах расчета и резисторах
Обзор
Если вы похожи на многих людей, возможно, вы слышали о сопротивлении, но не понимаете его. Тем не менее, вы можете не решиться спросить людей об этом сейчас. Проще говоря, сопротивление — это сила, которая противодействует потоку электричества.
Сопротивление влияет на поток электричества. Эта страница предлагает базовые знания о сопротивлении, а также подробное объяснение таких тем, как методы расчета и резисторы.
Что такое сопротивление?
Сопротивление электричеству, то есть электрическое сопротивление, — это сила, противодействующая протеканию тока. Таким образом, он служит индикатором того, насколько трудно течь току. Значения сопротивления выражаются в омах (Ом).
Когда между двумя терминалами существует разница в электронах, электричество будет течь от высокого уровня к низкому. Сопротивление противодействует этому потоку. Чем больше сопротивление, тем меньше ток. И наоборот, чем меньше сопротивление, тем больше ток.
Расчет сопротивления
Сопротивление можно рассчитать как значение, используя напряжение и ток в цепи.
- Сопротивление = Напряжение / ток
Эта формула известна как закон Ома. Если напряжение поддерживается постоянным, значение сопротивления будет уменьшаться по мере увеличения тока — знаменателя.
И наоборот, значение сопротивления будет увеличиваться по мере уменьшения тока. Другими словами, в цепях с большими токами сопротивление низкое, а в цепях с малыми токами высокое.
В принципе, сопротивление определяется типом и температурой вещества, через которое протекает электричество, а также его длиной. Вообще говоря, электричество легче проходит через металлы из-за их низкого электрического сопротивления, которое зависит от типа металла и увеличивается в следующем порядке: серебро → медь → золото → алюминий → железо. Кроме того, сопротивление уменьшается с температурой, а повышение температуры означает увеличение сопротивления.
Кроме того, сопротивление увеличивается с увеличением длины, которую должен пройти ток. Проводники с большой площадью поперечного сечения имеют низкое сопротивление, так как по ним легче протекает электричество, а проводники с малой площадью поперечного сечения имеют более высокое сопротивление.
Связь между площадью поперечного сечения вещества и величиной протекающего тока
Что такое резисторы?
Резисторы — это электронные компоненты, препятствующие протеканию электричества в цепи.
Резисторы используются в электрических цепях для регулировки тока и напряжения, почти так же, как краны используются для регулировки потока водопроводной воды. Их можно использовать не только для управления протеканием тока, но и для распределения напряжения в цепи.
Электронные схемы нуждаются в резисторах для работы в соответствующих условиях. Резисторы сделаны из материалов, которые сопротивляются потоку электричества, когда он проходит через них. Таким образом, они могут управлять потоком тока в цепи. Когда ток уменьшается резистором, избыточная электрическая энергия преобразуется в тепло.
Резисторы
Доступны резисторы различных типов, включая следующие основные разновидности:
- Постоянные резисторы
- Переменные резисторы
- Потенциометры
К основным типам постоянных резисторов относятся угольно-пленочные и металлопленочные резисторы с углеродным или металлическим покрытием соответственно. Эти резисторы имеют фиксированные значения сопротивления.
Переменные резисторы имеют значения сопротивления, которые можно изменять. Потенциометры представляют собой тип переменного резистора, который используется для точной настройки напряжения и тока.
Переменный резистор
Методы измерения сопротивления
Сопротивление в цепи можно измерить с помощью цифрового мультиметра. Эти приборы могут измерять не только сопротивление, но также напряжение, ток и другие параметры, что делает их полезным инструментом в различных ситуациях. Чтобы использовать цифровой мультиметр, включите прибор и установите его в режим сопротивления (Ом).
При необходимости выберите диапазон на основе значения сопротивления объекта измерения. Вставьте штекер красного щупа в клемму «Ω», а штекер черного щупа в клемму COM. Затем поместите измерительные провода в контакте с обоими концами резистора. Проверьте результат измерения, отображаемый на ЖК-экране прибора. После завершения измерения отсоедините измерительные провода от резистора.
На сопротивление влияет множество факторов, включая температуру.