Чайники, лампы накаливания, электрооборудование машины и многие другие электроприборы содержат резисторы. Они настолько видоизменились, что без знания отличительных признаков их порой трудно определить. В справочниках дается определение: резистор — это элемент с заданным постоянным или переменным сопротивлением. На практике — это множество элементов, которые используются в самых неожиданных конструкциях. Чтобы понять из чего состоит резистор, необходимо узнать, из какого материала он изготавливается.
Устройство резистора изнутри
Самый простой резистор — это реостат. На каркас наматывается проволока с большим сопротивлением и подключается к источнику питания. Исходя из этого можно сделать вывод: первое требование для этого элемента — высокоомный проводник. Для производства этого элемента используют
- проволоку;
- металлическую пленку, металлическую фольгу;
- композитный материал;
- полупроводник.
Проволочные сопротивления просты в изготовлении, способны рассеивать максимальную мощность, но имеют существенный недостаток: у них самая большая индуктивность. Диаметр проволоки колеблется от нескольких микрон до нескольких миллиметров.
Металлическую фольгу из высокоомного материала наматывают на каркас. При необходимости увеличить сопротивление ее разрезают на дорожку, тем самым увеличивая длину, и соответственно, сопротивление. Металлопленочный резистор получают напылением металла на основу.
В качестве композитного материала используют графит с органическими или неорганическими добавками. Резистор может полностью состоять из такого материала или из дорожки, на которую нанесен этот материал.
С началом производства микросхем появились новые резисторы, которые называются интегральные. Производство выполняется на молекулярном уровне. На высоколегированный полупроводник напыляют тонкий слой высокоомного металла, что и выполняет функцию резистора.
Разделение по видам
Поскольку сопротивление — одна из самых используемых форм деталей, то и применение его очень разнообразно. В зависимости от назначения резистора его можно разделить на три категории:
- постоянные;
- подстроечные;
- регулирующие.
Первая категория — постоянные резисторы — имеют заданное сопротивление и больше остальных используются в электрических схемах. Тем не менее сопротивление все равно зависит от внешних факторов. По этому признаку их квалифицируют на следующие виды:
- линейные;
- нелинейные.
Линейные названы так, потому что их сопротивление меняется плавно, то есть линейно, в зависимости от внешнего влияния. У нелинейных такой плавности нет. Например, если измерить сопротивление лампы накаливания в холодном состоянии, то оно будет одно, а в горячем — совсем другое, причем в 10—15 раз больше.
Если существует такое многообразие, то возникает закономерный вопрос — как понять где резистор? На самом деле резистор может выглядеть как круг, трубка или квадрат. Они выпускаются различных форм, размеров, окрасок. Порой чтобы определить, что это резистор, необходимо посмотреть электрическую принципиальную схему.
Вторая категория — подстроечные. Имеют регулирующий механизм, который плавно меняет сопротивление. Используется для точной настройки аппаратуры.
Следующая категория — регулировочные. Название здесь говорит само за себя. Они предназначены для регулировок, а значит, должны менять свое сопротивление. В отличие от постоянных, у которых два вывода, у этих имеется три вывода. Два из них подключаются к самому резистору, а третий — к подвижному контакту, который соединен с вращающимся элементом. Если подключить питание к двум выводам, то на подвижном контакте будет другое напряжение, которое будет отличаться от напряжения на выводах этого элемента.
Если подключить регулировочный (переменный) резистор последовательно с батарейкой, соединить лампочку одним выводом с минусовой клеммой батарейки, а другой с выводом подвижного контакта, то при вращении рукоятки переменного резистора будет заметно, как меняется яркость лампочки. Почему такое происходит можно понять, если разобраться что делает резистор.
Использование в электрической схеме
Яркость лампочки зависит от тока, протекающего по нити накаливания — чем больше ток, тем ярче горит лампочка. По закону Ома ток можно высчитать разделив напряжение на сопротивление, значит, чем меньше сопротивление, тем больше ток. На практике работать это будет следующим образом.
Допустим, лампочка рассчитана на напряжение в 9 В, имеет сопротивление 70 Ом (в рабочем, горячем состоянии), батарея на 9 в и переменное сопротивление 100 Ом. Для нормальной работы ток, проходящий через лампочку, должен быть примерно 0,13 А (напряжение батареи 9 В делится на сопротивление лампочки 70 Ом). В эту цепь последовательно подсоединяется переменный резистор в 100 Ом, ток цепи составит примерно 0,05 А (напряжение батареи 9 В делится на общее сопротивление 170 Ом), — это примерно треть от требуемого тока и лампочка, следовательно, не будет гореть.
В этом случае резистор помогает плавно гасить свет. Подобный принцип используется, например, в кинотеатрах. Если батарея на 9 В, а лампочка рассчитана на 2,5 В, то для ее нормальной работы необходим делитель или гаситель напряжения. В чем суть? В цепи необходимо создать нормальный для лампочки ток.
Если используется гаситель, то к источнику тока последовательно подключаются 2 или более резистора и лампочка. Общее сопротивление выбирается с таким расчетом, чтобы ток, протекающий по цепи, соответствовал номинальному току лампочки. Допустим, имеются: источник постоянного тока 9 В, лампочка напряжением 2,5 В и номинальным током 0,12 А.
Рассчитывается сопротивление лампочки, для этого напряжение делится на ток и получается примерно 20,8 Ом. Чтобы по цепи шел ток в 0,12 А, рассчитывается общее сопротивление: 9 В делённое на 0,12 А дает 75 Ом. Вычитается сопротивление лампочки и получится 54,2 Ом — такое сопротивление необходимо добавить к лампочке.
Если используется делитель, то тогда берутся два и более резистора и подключаются последовательно источнику питания. Параллельно какой-то части делителя подключается нагрузка, получается схема со смешанным подключением: источник — часть делителя — параллельно подключенные часть делителя и нагрузка — источник тока. Это только один вариант, на самом деле схем подключения множество, но всегда идет смешанное подключение.
Далее делается расчет нужного сопротивления. При параллельном подключении ток идет по двум цепям, значит, на нагрузке его будет меньше (подключенный последовательно резистор ограничивает ток). Для нормальной работы нагрузки высчитываются все токи, проходящие по делителю, а затем подбирается ограничивающий.
При последовательном подключении, чтобы отключить лампочку — нужно отключить питание, а при использовании делителя достаточно отключить цепь лампочки. Если необходимо к источнику подключить несколько нагрузок с разным напряжением, то без делителя (его еще называют делитель напряжения) не обойтись.
Области применения
Кроме своего обычного назначения — оказывать влияние на ток и напряжение, резисторы при использовании различных материалов приобретают совершенно другие свойства и название. Зачем они нужны, видно из следующего списка:
- зависит от напряжения, — это варистор;
- от температуры — терморезистор, термистор;
- от освещенности — фоторезистор;
- от деформации — тензорезистор;
- от действия магнитного поля — магниторезистор;
- разрабатывается новый, называется мемристор, сопротивление зависит от количества, проходящего через него заряда.
Варисторы чаще всего используют в качестве защиты от перенапряжения. В виде датчиков температуры используют терморезисторы. Если необходимо автоматизировать включение уличного освещения, то без фоторезистора это будет сделать сложно. Остальные указанные приборы используются в узкой специализации.
Обозначение на схеме
На электрической принципиальной схеме все резисторы обозначаются прямоугольником. Рядом ставится буква R и число, указывающее сопротивление. Если это постоянный, то внутри прямоугольника могут стоять римские цифры, соответствующие мощности этого элемента в ваттах. При мощности менее 1 Вт применяются следующие условные обозначения:
- одна продольная линия внутри прямоугольника указывает на мощность в 0,5 Вт;
- одна косая линия говорит о мощности в 0,25 Вт;
- две косых — 0,125 Вт;
- три косых — 0,05 Вт.
Для того чтобы можно было отличать один прибор от другого, например, варистор от термистора также используются условные обозначения:
постоянный резистор обозначается только прямоугольником;- регулировочный — стрелка перечеркивает прямоугольник, центральный вывод подключается к одному из выводов резистора;
- переменный — к прямоугольнику сверху под прямым углом подходит стрелка, к ней подключаются другие приборы;
- подстроечный — на прямоугольник сверху ложится буква «т», к этому выводу подключаются другие приборы;
- подстроечный, как реостат, центральный вывод соединен с одним из выводов прибора — прямоугольник перечеркивает косая буква «т»;
- термистор (терморезистор) — на прямоугольник под наклоном ложится хоккейная клюшка;
- варистор — обозначается как термистор, но над рабочей поверхностью клюшки ставится буква U;
- фоторезистор — сверху к прямоугольнику подходят две наклонные стрелки.
постоянный резистор обозначается только прямоугольником;Виды маркировок
На больших постоянных резисторах в сокращенной форме пишутся мощность, сопротивление и допуск (на сколько процентов может отклоняться указанная величина). Детали малого размера имеют цветовую, буквенную или цифровую маркировку, причем буквы и цифры могут дополнять друг друга. Каждый производитель сам выбирает способ маркировки.
что это, принцип работы, разновидности
Переменный резистор называется часто потенциометром. Этот радиоэлемент состоит из двух постоянных выводов и одного подвижного. Первые два располагаются на краях и соединяются своими началами и концами с подвижным контактирующим элементом. Таким образом образуется общая величина сопротивления. Средний контакт соединяется с подвижным элементом, способный перемещаться, тем самым изменяя сопротивление, на то, которое нужно в данный момент.
Такие радиодетали используются очень широко, при производстве самой различной электроники. В данной статье будет описан принцип работы этого типа резисторов и как они используются в современной электронике. В качестве дополнительной информации, статья содержит два видеоматериала и одну научно-популярную статью по данной теме.
Что такое сопротивление
Резисторы обладают сопротивление, а что такое сопротивление? Постараемся с этим разобраться.
Для ответа на этот вопрос поможет сантехническая аналогия. Под действием силы тяжести или под действием давления насоса, вода устремляется от точки большего давления в точку с меньшим давлением. Так и электрический ток под действием напряжения течет из точки большего потенциала в точку с меньшим потенциалом.
Что может помешать движению воды по трубам? Движению воды может помешать состояние труб, по которым она бежит. Трубы могут быть широкими и чистыми, а могут быть загажены и вообще представлять собой печальное зрелище. В каком случае скорость водного потока будет больше? Естественно, что вода будет течь быстрее если ее движению не будет оказываться никакого сопротивления.
В случае с чистым трубопроводом так и будет, воде будет оказываться наименьшее сопротивление и ее скорость будет практически неизменной. В загаженной трубе сопротивление на водный поток будет значительным, и соответственно скорость движения воды будет не очень.
Резистор с переменным сопротивлением.
Хорошо, теперь переносимся из нашей водопроводной модели в реальный мир электричества. Теперь становится понятно, что скорость воды в наших реалиях представляет собой силу тока, измеряемую в амперах. Сопротивление, которое оказывали трубы на воду, в реальной токоведущей системе будет сопротивление проводов, измеряемое в омах.
Как и трубы, провода могут оказывать сопротивление на ток. Сопротивление напрямую зависит от материала, из которого сделаны провода. Поэтому совсем не случайно провода часто изготавливают из меди, так как медь имеет небольшое сопротивление.
Резистор — это пассивный элемент электрической цепи, обладающий фиксированным или переменным значением электрического сопротивления.
Другие металлы могут оказывать очень большое сопротивление электрическому току. Так для примера, удельное сопротивление (Ом*мм²) нихрома составляет 1.1Ом*мм². Величину сопротивления нетрудно оценить, сравнив с медью, у которой удельное сопротивление 0,0175Ом*мм².
При пропускании тока через материал с высоким сопротивлением, мы можем убедиться, что ток в цепи будет меньше, достаточно провести несложные замеры.
Переменное сопротивление – назначение
Переменные сопротивления главным образом применяются для регулировки громкости в различной бытовой и профессиональной радиоаппаратуре. Можно сказать, что они предназначены для плавного изменения напряжения или тока в различных электросхемах посредством изменения собственного сопротивления. Например, с их помощью можно плавно регулировать яркость свечения электрической лампочки.
Как выглядит резистор?
В природе встречаются абсолютно различные резисторы. Есть резисторы с постоянным сопротивление, есть резисторы с переменным сопротивлением. И каждый вид резисторов находит свое применение. Что бы раскрыть нашу тему, необходимо рассмотреть основные виды резисторов, ведь всё познаётся в сравнении.
-
- Резисторы
-
- Резисторы
-
- Резисторы
Постоянный резистор
Постоянный резистор имеет два вывода и само название говорит о том, что они обладают постоянным фиксированным сопротивлением. Каждый такой резистор изготавливается с определенным сопротивлением, определенной рассеиваемой мощностью.
Рассеиваемая мощность — это еще одна характеристика резисторов, так же, как и сопротивление. Мощность рассеяний говорит о том, какую мощность может рассеять резистор в виде тепла (вы, наверное, замечали, что резистор во время работы может значительно нагреваться).
Естественно, что на заводе не могут изготавливать резисторы абсолютно любые. Поэтому постоянные резисторы имеют определенную точность, указываемую в процентах. Эта величина показывает в каких пределах будет гулять результирующее сопротивление. И естественно, чем точнее резистор, тем дороже он будет. Так зачем переплачивать?
Также сама величина сопротивления не может быть любой. Обычно сопротивление постоянных резисторов соответствует определенному номинальному ряду сопротивлений. Эти сопротивления обычно выбираются из рядов Е3, Е6, Е12,Е24.
| Номинальные ряды | |||||||||||||
| E3 | E6 | E12 | E24 | E3 | E6 | E12 | E24 | E3 | E6 | E12 | E24 | ||
| 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 2,2 | 2,2 | 2,2 | 2,2 | 4,7 | 4,7 | 4,7 | 4,7 | ||
| 1,1 | 2,4 | 5,1 | |||||||||||
| 1,2 | 1,2 | 2,7 | 2,7 | 5,6 | 5,6 | ||||||||
| 1,3 | 3,0 | 6,2 | |||||||||||
| 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3,3 | 3,3 | 3,3 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | |||||
| 1,6 | 3,6 | 7,5 | |||||||||||
| 1,8 | 1,8 | 3,9 | 3,9 | 8,2 | 8,2 | ||||||||
| 2,0 | 4,3 | 9,1 | |||||||||||
Как видите резисторы из ряда Е24 имеют более богатый набор сопротивлений. Но это еще не предел так как существуют номинальные ряды E48, E96, E192.
На электрических схемах постоянные резисторы обозначаются эдаким прямоугольником с выводами. На самом условном графическом обозначении может надписываться мощность рассеяния.
Подстроечные резистор
Это приборы, сопротивление которых предполагается изменять редко – при настройке прибора и его регулировке. По характеристикам подстроечный резистор, в принципе, не отличается от переменного, но конструктивные отличия есть. У подстроечных резисторов гораздо ниже износостойкость и механическая прочность (ведь их не нужно постоянно «крутить»), отсутствует удобная ручка (вместо нее может быть обычный шлиц как у винта под отвертку), они могут быть хуже или вовсе не защищены от внешнего воздействия (пыли, влаги). Имеют два и три вывода.
Основная цель подстроечного резистора- изменение или подстройка сопротивления лишь на этапе сборки изделия.
Переменный резистор обладает меньшей точностью нежели постоянный. Это плата за возможность регулировки, в результате которой сопротивление может гулять в некоторых пределах.
Конечно на этапе налаживания изделия может применяться так называемый подборочный резистор. Это обычный постоянный резистор, только при монтаже он подбирается из кучки резисторов с близкими номиналами.
Подбор резисторов имеет место быть, когда требуется регулировка параметров изделия и при этом требуется высокая точность работы (чтобы требуемый параметр как можно меньше плавал). Таким образом нужно чтобы резистор был как можно большей точностью 1% или даже 0,5%.
Так для подстройки параметров схемы чаще всего применяют подстроечные резисторы. Эти резисторы специально придуманы для этих целей. Подстройка осуществляется посредством тоненькой часовой отвертки, причем после достижения требуемой величины сопротивления ползунок резистора часто фиксируют краской или клеем.
Переменные резисторы
Наконец мы подошли к нашей главной теме- переменные резисторы (они же резисторы переменного сопротивления). Название «переменный» говорит само за себя – сопротивление такого прибора можно изменять в процессе эксплуатации тем или иным образом.
Вы когда-нибудь обращали внимание на различные «крутилки» в старой аналоговой технике. Например, задумывались ли о том, что вы крутите, прибавляя громкость в старом, возможно даже ламповом телевизоре?
Многие регуляторы и различные «крутилки» представляют собой переменные резисторы. Так же, как и постоянные резисторы, переменные также имеют различную рассеивающую мощность. Однако их сопротивление может меняться в широких пределах.
Переменные резисторы служат для регулирования напряжения или тока в уже готовом изделии. Этим резистором может регулироваться сопротивление в схеме формирования звука. Тогда громкость звука будет меняться пропорционально углу поворота ручки резистора. Так сам корпус находится внутри устройства, а та самая крутилка остается на поверхности.
Более того, бывают еще и сдвоенные, строенные, счетверенные и так далее переменные резисторы. Обычно их применяют, когда нужно параллельное изменение сопротивления сразу в нескольких участках схемы.
Второе название таких резисторов – «потенциометры». Используются они настолько широко, что перечисленные выше примеры лишь верхушка айсберга. Регуляторы громкости и тембра, регуляторы частоты, яркости, скорости и т.д.
Основные компоненты
Состоит из двух основных компонентов: резистивного слоя и ползунка. Резистивный слой имеет на своих концах контакты. Сопротивление между этими контактами и определяет сопротивление переменного резистора. Резистивный слой изготавливается из углерода, металлокерамики или может быть в виде проволочной катушки (резистор переменный проволочный). Проволочные переменные резисторы могут быть довольно приличной мощности.
Ползунок передвигается по этому слою, имея с ним электрический контакт. При этом ползунок тоже имеет свой вывод. В процессе движения ползунка от одного крайнего положения до другого изменяется сопротивление между ним и крайними контактами переменного сопротивления.
Переменные сопротивления обычно бывают поворотные, т.е. шток резистора надо крутить. Но бывают также и ползунковые переменные резисторы. В них резистивный слой в виде прямой линии и ползунок движется по нему прямо. Поэтому и шток такого резистора надо двигать, а не крутить.
Как правило, у переменного резистора три выхода. Так же переменные резисторы бывают и с двумя выводами – их еще называют «реостатами». А чтобы разобраться с трехногим прибором, взглянем на рисунок ниже.
Слева – условное обозначение резистора, справа – его схема «внутренностей». Выводы 1 и 2 – выводы обычного резистора постоянного номинала, указанного на корпусе прибора. Сопротивление создает специальное покрытие, нанесенное на «подковку» между этими выводами. Тут никаких фокусов – все честно. А вот вывод 3 подключен к подвижной пластине (движку), которая двигается по этой самой подковке и соприкасается с ней.
Если мы будем крутить ручку, то сопротивление между выводами 1 и 3 будет меняться от 0 до номинала, указанного на корпусе прибора. То же самое произойдет и между выводами 2 и 3, но «вверх ногами». Когда сопротивление между 1 и 3 увеличивается, между 2 и 3 уменьшается и наоборот. Для чего это сделано мы разберем позже, пока воспримем это как факт, причем, факт очень удобный, как мы убедимся.
Переменный резистор с выключателем
В случае использования переменных резисторов в качестве регулятора громкости, например, в радиоприёмнике, часто используют переменные резисторы с выключателем. Т.е. регулятор громкости совмещён с выключателем напряжения питания радиоприёмника. Как это работает: в крайнем положении регулятора, когда он соответствует минимальному значению громкости, выключатель питания выключен и устройство, в данном случае радиоприёмник, тоже выключено.
Чтобы его включить, надо начать поворачивать регулятор в сторону увеличения громкости. Произойдёт небольшой щелчок – выключатель включится и дальнейший поворот регулятора приведёт к увеличению громкости звучания приёмника. В дальнейшем, чтобы выключить устройство, надо повернуть ручку громкости до минимума звука, а затем ещё чуть-чуть до характерного щелчка, означающего что выключатель сработал и устройство выключено.
Сдвоенный переменный резистор
Сдвоенный переменный резистор – ещё одно исполнение данных устройств. В общем случае, такие сдвоенные резисторы предназначены для одновременного изменения сопротивления в разных независимых частях схемы или вообще в разных устройствах.
Самое частое применение сдвоенных переменных резисторов – звуковые стереофонические усилители мощности, где необходимо регулировать громкость одновременно в двух каналах: правом и левом.
Такие резисторы имеют две резистивные дорожки, каждая со своими выводами и со своим ползунком, и один общий шток, который двигает сразу оба ползунка.
Некоторые переменные сопротивления разработаны для установки сразу на печатную плату и их контакты запаиваются непосредственно в схему. Другие предназначены для установки в корпус радиоаппаратуры, в предварительно просверленное отверстие и крепятся там при помощи гайки. В схему такие сопротивления запаиваются уже при помощи проводов. На корпусе пер. сопротивлений наносится значение его сопротивления и мощности.
Формулы
При выборе резистора, помимо его конструктивной особенности, следует обращать внимания на основные его характеристики. А основными его характеристиками, как я уже упоминал, являются сопротивление и мощность рассеяния.
Между этими двумя характеристиками есть взаимосвязь. Что это значит? Вот допустим в схеме у нас стоит резистор с определенной величиной сопротивления. Но по каким-либо причинам мы выясняем, что сопротивление резистора должно быть значительно меньше того, что есть сейчас.
И вот что получается, мы ставим резистор с значительно меньшим сопротивлением и в соответствии с законом Ома мы можем получить небольшое западло.
Так как сопротивление резистора было большим, а напряжение в цепи у нас фиксированное, то вот что получилось. При уменьшении номинала резистора общее сопротивление в цепи упало, следовательно, ток в проводах возрос.
Но что если мы поставили резистор с прежней мощностью рассеяния? При возросшем токе, новый резистор может и не выдержать нагрузки и умереть, его душа улетит вместе с клубком дыма из бездыханного тельца резистора.
Выходит, что при номинале резистора 10 Ом, в цепи будет течь ток равный 1 А. Мощность, которая будет рассеиваться на резистор. Поэтому при выборе резистора, обязательно нужно смотреть его допустимую мощность рассеяния.
Заключение
Рейтинг автора
Автор статьи
Инженер по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», МИФИ, 2005–2010 гг.
Написано статей
Более подробно о резисторах представлена информация в дополнительном материале. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.
Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:
popayaem.ru
begin.esxema.ru
katod-anod.ru
ПредыдущаяРезисторыКак прочитать обозначение (маркировку) резисторов
Сегодня мы поговорим про резистор, как основной элемент любой электрической цепи автомобиля. Для чего он нужен, какие бывают резисторы, принципы их работы, какие подходят для той или иной электрической цепи.
Эти знания могут пригодиться при ремонте автомобиля.
Три основные составляющие электрического тока
Электроэнергия достаточно плотно вошла в нашу жизнь. Используется она практически везде, и в автотранспорте в том числе.
Данный вид энергии имеет три основных составляющих – напряжение, сила тока и сопротивление.
Что касается последнего параметра, то благодаря возможности создания дополнительного сопротивления в любой точке электрической цепи можно влиять на первые два параметра.
Основным элементом для создания сопротивления является резистор. Данный элемент относится к самым востребованным, и ни одна электрическая цепь без него не обходится, и заменить его чем-либо другим не получится. А в любом автомобиле электрических цепей предостаточно.
Назначение
Основное назначение резистора – создание сопротивления для возможности контроля и регулировки силы тока и сопротивления. По сути, он является своеобразным фильтром, позволяющим на выходе из него получить электроэнергию с определенными параметрами.
Обеспечивает он все это за счет удержания тока, деления и уменьшения напряжения.
Основным параметром резистора является сопротивление, которое он создает в цепи, и измеряется оно в Омах.
Резисторы в электрической цепи автомобиля.
Именно благодаря своей функции этот элемент так часто используется в автомобилях. Ниже мы рассмотрим одни из основных составляющих авто, где используется резистор и какую конкретно функцию он там выполняет.
Система охлаждения
Итак, нагрузочный резистор используется в системе охлаждения автомобиля, а точнее, – в цепи питания вентилятора радиатора.
Стоит отметить, что раньше этот электрический элемент не использовался в данной цепи, и все работало очень просто – при достижении определенной температуры охлаждающей жидкости, температурный датчик замыкал контакты цепи питания вентилятора, и он включался в работу.
Использование же резистора позволило сделать работу электродвигателя вентилятора двух — и даже трехрежимной.
Процесс подачи питания на вентилятор при этом несколько изменился. В систему добавились также реле, а за включение вентилятора у современных авто уже отвечает электронный блок управления.
То есть, электронный блок анализирует температурные показатели датчика, и подает сигнал на реле.
В зависимости от температуры реле направляет электроэнергию по определенной цепи. Если температура охлаждающей жидкости превышена незначительно, но уже требуется ее снижение, и сигнал от ЭБУ поступил, реле направляет электроэнергию через нагрузочный резистор, который создает сопротивление, и вентилятор начинает вращаться с небольшой скоростью.
Если температура будет дальше повышаться и достигнет критической точки, реле перенаправит электроэнергию по другой цепи – в обход резистора, напрямую к вентилятору, что обеспечит его работу на полную мощность, с большой скоростью вращения.
Это схема двухрежимной работы вентилятора, которая обеспечивается наличием нагрузочного резистора в цепи. Причем она упрощенная, чтобы было более понятно.
В авто с трехрежимной работой вентилятора, принцип остается тот же, но у него уже используется два резистора – один отвечает за малые обороты вращения вентилятора, второй – за средние.
Третий же режим – аварийный, при котором вентилятор вращается с максимальной скоростью, обеспечивается за счет подачи питания на него напрямую.
Система зажигания
Второй элемент автомобиля, где можно встретить резистор – это свечи зажигания. Но далеко не все свечи оснащены им.
В конструкции данных элементов он начал появляться не так давно, и задача его заключается в подавлении радиопомех.
Кстати, сейчас ведется очень много споров, нужен ли он в свечах. Ведь резистор создает сопротивление, которое в конечном итоге влияет и на искру. А ведь чем сильнее последняя, тем лучше воспламеняется горючая смесь.
Но на самом деле на качестве искры наличие резистора сказывается незначительно, а вот на свечу – только положительно. Очень сильный искровой заряд приводит к разрушению электродов, а сопротивление снижает напряжение искры.
Но не в этом его главное назначение. Мощный искровой разряд создает достаточно сильные помехи в радиочастотном диапазоне, которые могут повлиять на работу аудиосистемы автомобиля, мобильного телефона и любого другого оборудования, чувствительного к помехам данного типа.
Интересно, что необязательно устанавливать на автомобиль свечи зажигания, оснащенные резисторами.
Дело в том, что во многих моделях шумоподавляющий элемент устанавливается в наконечники проводов высокого напряжения. Также некоторые виды самих проводов обладают достаточно неплохим сопротивлением, которого хватает для подавления радиопомех.
Резистор также может быть установлен и в бегунок трамблера, причем встречается он там на многих моделях. Его задача – та же, что и в свече зажигания или наконечнике.
Важно понимать, что во всех перечисленных элементах зажигания одновременно использоваться резисторы не могут.
При последовательном подключении этих элементов все сопротивление, которое они создают, суммируется.
То есть, если резистор будет установлен в бегунке трамблера, наконечнике, свече, то они будут создавать настолько сильное сопротивление, что значительно послабят искровой заряд, и он уже не сможет качественно воспламенять смесь. А это приведет к перебоям в работе двигателя, потере мощности, увеличению расхода топлива.
Поэтому принимать решение, стоит ли устанавливать на автомобиль свечи зажигания с резистором необходимо, тщательно ознакомившись с техдокументацией, идущей к авто.
Если изготовитель указывает, что необходимо использование таких свечей, то ими лучше пользоваться.
Система обогрева салона
Еще один элемент в конструкции автомобиля, где используется резистор – система отопления салона, а точнее, – управление работой электродвигателя печки.
В любом автомобиле используется переменный резистор для изменения скорости работы электромотора обогревателя.
В нем при помощи вращающегося элемента обеспечивается возможность изменения значения сопротивления.
При включении электродвигателя на 1-ю скорость вращения, резистор обеспечивает максимальное сопротивление, при переключении на 2-ю – оно уменьшается, а при переходе на 3-ю скорость — практически полностью убирается.
Осветительные приборы
В последнее время резисторы стали использоваться вместе со светодиодными лампами. Данный вид ламп все больше начал применяться на авто.
Но далеко не все машины пока идут с завода, укомплектованные светодиодными осветительными приборами, а вот отдельно их купить и установить вместо штатных ламп накаливания тех же поворотников или стоп-сигналов вполне можно и многие так делают.
Но здесь возникает проблема, которая обязывает использовать резисторы.
Дело в том, что потребление электроэнергии этими лампами очень малое, из-за чего электронный блок расценивает работу светодиодов как неисправность штатной лампы.
Чтобы исправить ситуацию, используются резисторы, создающие нагрузку на линии проводки, запитывающей те осветительные приборы, в которых установлены светодиодные лампы.
В результате ЭБУ воспринимает сопротивление элемента, как работу лампы накаливания, поэтому кода ошибки не возникает.
Интересно, что при использовании таких обманок основное достоинство светодиодных ламп – малое потребление энергии, сводится к нулю, и у них остается только одно преимущество перед обычными лампами накаливания – длительный срок эксплуатации.
Виды резисторов, их особенности
Из описанных выше резисторов, которые используются в конструкции автомобиля, можно отметить два типа – нагрузочные, они же постоянные и переменные. В целом – это и есть два основных вида, которые имеют достаточно широкое применение в разных сферах.
Конечно, есть еще целый ряд всевозможных резисторов, которые отличаются по своим конструктивным особенностям. К примеру, терморезисторы, в которых сопротивление меняется от температуры, или фоторезисторы, меняющие свои параметры от освещенности. Но их мы пока касаться не будем, а рассмотрим лишь указанные два вида.
Постоянные резисторы называются так потому, что сопротивление, которое они создают – неизменное.
К примеру, если указано, что основной параметр данного элемента составляет 30 Ом, то сопротивление именно этого значения он обеспечивает и поменять его невозможно.
В переменных же резисторах сопротивление можно менять, притом вручную. Примером тому является уже упомянутое управление электродвигателем системы отопления.
К переменным резисторам относятся также подстроечные.
В таких резисторах тоже можно изменять параметр вручную, но регулировка его выполняется не в любой момент, как это делается в переменном, а лишь когда требуется перенастроить работу всей схемы, куда он включен, на длительный срок.
В автотранспорте подстроечные элементы не используются, хотя их часто можно встретить в бытовой технике.
Подбор резистора по сопротивлению
Большинство людей при выходе из строя какого-то электроприбора сдают его в ремонт или заменяют, хотя во многих случаях виноват именно резистор, тем более что он – один из самых распространенных элементов в любой схеме. Но находятся и такие, кто самостоятельно берется за ремонт.
И часто у любителей самостоятельного ремонта возникает вопрос, как правильно подобрать резистор для той или иной схемы.
Для этого возьмем простейшую схему, включающую источник питания и один потребитель.
Еще вначале было указано, что электроэнергия имеет три основные характеристики – напряжение, сила тока и сопротивление. Именно по этим параметрам и производятся все необходимые расчеты, используя для этого закон Ома.
Согласно этого закона, поскольку нам необходимо определение сопротивления, следует напряжение поделить на силу тока.
К примеру, наш источник питания обеспечивает цепь напряжением 12 В, с силой тока 0,02 А.
Чтобы определить сопротивление проводим математические расчеты – 12/0,02 и получаем сопротивление цепи 600 Ом.
Теперь непосредственно о том, как высчитать сопротивление резистора для использования в той или иной схеме. Для примера возьмем источник питания на 12 В и потребитель (лампу накаливания 3,5 В, 0,28 А).
Вначале рассчитывается сопротивление лампы – 3,5/0,28 = 12,5 Ом. Теперь узнаем, какая сила тока потечет через имеющуюся лампу – для этого берем напряжение источника питания и делим на сопротивление: 12/12,5 = 0,96 А, что в 3,5 раза превышает необходимую для работы потребителя силу тока, и если подключить потребитель, то нить лампы попросту перегорит.
Чтобы перегорания не произошло, необходимо сопротивление в цепи, равное 43,75 Ом (12,5 * 3,5). А поскольку лампа сама создает сопротивление, то в схему необходимо подключить добавочный резистор на 30 Ом. В ходе расчетов получаем – 12 В/ 42,5 Ом (сопротивление лампы и резистора) = 0,28 А.
То есть получили силу тока, необходимую для нормальной работы потребителя. В данном случае включенный в схему элемент выступил в качестве ограничителя силы тока.
Мощность рассеивания
Помимо сопротивления у резистора есть еще один немаловажный параметр – мощность рассеивания.
Любой резистор выступает своего рода ограничителем и благодаря своему сопротивлению проводит через себя только определенное напряжение и силу тока. При этом излишки, которые он не пропустил в себе не накапливает, а преобразует их в тепловую энергию и рассеивает.
Поэтому предусмотрены обозначения резисторов по мощности рассеивания.
Несоответствие данного элемента по мощности рассеивания приведет к его перегреву и разрушению. Мощность рассеивания измеряется в Ваттах.
Определить мощность рассеивания можно как по напряжению, проходящему через него, так и по силе тока.
Что касается напряжения, то формула для расчета выглядит так:
Где:
- Р – мощность;
- U – напряжение в цепи;
- R – сопротивление резистора.
Для расчета по силе тока формула имеет такой вид:
Где:
- P – мощность;
- I – сила тока, проходящая через резистор;
- R – сопротивление.
Важным условием при выборе резистора по данному параметру является то, что мощность рассеивания у него должна быть вдвое больше, чем полученная при расчетах.
К примеру, мы имеем силу тока в 0,1 А и сопротивление резистора в 100 Ом.
Исходя из формулы, получаем мощность рассеиваний в 1 Ватт (0,12 * 100 = 1), но для нормальной работы элемента выбираем резистор с мощностью рассеивания в 2 Ватт.
Отметим, что все изготавливаемые резисторы имеют строго определенное значение мощности рассеивания, что облегчает их выбор.
К тому же можно даже визуально определить, какая у резистора мощность рассеивания. Здесь все просто, чем больше по размерам элемент, тем выше значение.
Здесь мы рассмотрели резисторы – одни из самых распространенных элементов в любой электрической схеме автомобиля. Ведь они позволяют контролировать основные параметры электрической энергии благодаря воздействию всего лишь на одну из ее характеристик.
Напоследок отметим, что при расчетах необходимо следить за размерностью параметров. То есть, использовать только амперы, вольты и омы, и если указано, что сила тока составляет 20 мА, то следует перевести это значение в амперы, получив для расчетов значение в 0,02 А.
Фоторезистор принцип работы
Фоторезистор: определение, виды, как работает, преимущества и недостатки
Название фоторезистора представляет собой комбинацию слов: фотон (легкие частицы) и резистор.
Фоторезистор — это тип резистора, сопротивление которого уменьшается при увеличении интенсивности света.
Другими словами, поток электрического тока через фоторезистор увеличивается, когда интенсивность света увеличивается.
Фоторезисторы также иногда называют LDR (светозависимым резистором), полупроводниковым фоторезистором, фотопроводником или фотоэлементом.
Фоторезистор меняет свое сопротивление только при воздействии света.
Как работает фоторезистор
Когда свет падает на фоторезистор, некоторые из валентных электронов поглощают энергию света и разрушают связь с атомами.
Валентные электроны, которые разрушают связь с атомами, называются свободными электронами.
Когда энергия света, приложенная к фоторезистору, сильно увеличивается, большое количество валентных электронов получает достаточно энергии от фотонов и разрушает связь с родительскими атомами.
Большое количество валентных электронов, которые нарушают связь с родительскими атомами, попадет в зону проводимости.
Электроны, присутствующие в зоне проводимости, не принадлежат ни одному атому.
Следовательно, они свободно перемещаются из одного места в другое.
Электроны, которые свободно перемещаются из одного места в другое, называются свободными электронами.
Когда валентный электрон покинул атом, в определенном месте атома, из которого вышел электрон, создается пустое место.
Это место называется дырой. Следовательно, свободные электроны и дырки генерируются в виде пар.
И свободные электроны, и дырки будут нести электрический ток.
Количество электрического тока, протекающего через фоторезистор, зависит от количества генерируемых носителей заряда (свободных электронов и дырок).
Когда энергия света, приложенная к фоторезистору, увеличивается, число носителей заряда, генерируемых в фоторезисторе, также увеличивается.
В результате электрический ток, протекающий через фоторезистор, увеличивается.
Увеличение электрического тока означает снижение сопротивления. Таким образом, сопротивление фоторезистора уменьшается, когда интенсивность приложенного света увеличивается.
Фоторезисторы делаются из полупроводника с высоким сопротивлением, такого как кремний или германий. Они также сделаны из других материалов, таких как сульфид кадмия или селенид кадмия.
При отсутствии света фоторезисторы действуют как материалы с высоким сопротивлением, тогда как при наличии света фоторезисторы действуют как материалы с низким сопротивлением.
Советуем вам посмотреть лучшее видео на тему фоторезистора, в котором вы узнаете очень подробно принцип работы фоторезистора:
//www.youtube.com/embed/4NIhxgyrKjo
Типы фоторезисторов
Фоторезисторы делятся на два типа в зависимости от материала, из которого они изготовлены:
- Внутренний фотоэффект
- Внешний фотоэффект
Фоторезистор с внутренним фотоэффектом
Собственные фоторезисторы изготавливаются из чистых полупроводниковых материалов, таких как кремний или германий. Внешняя оболочка любого атома способна содержать до восьми валентных электронов. Однако в кремнии или германии каждый атом состоит только из четырех валентных электронов. Эти четыре валентных электрона каждого атома образуют четыре ковалентных связей с соседними четырьмя атомами, чтобы полностью заполнить внешнюю оболочку. В результате ни один электрон не остается свободным.
Когда мы применяем световую энергию к фоторезистору с внутренним эффектом, только небольшое количество валентных электронов получает достаточно энергии и освобождается от родительского атома. Следовательно, генерируется небольшое количество носителей заряда. В результате через внутренний фоторезистор протекает только небольшой электрический ток.
Внутренние фоторезисторы менее чувствительны к свету, поэтому они не надежны для практического применения.
Фоторезистор с внешним фотоэффектом
Фоторезисторы с внешним фотоэффектом изготовлены из внешних полупроводниковых материалов. Рассмотрим пример внешнего фоторезистора, изготовленного из комбинации атомов кремния и примеси фосфора.
Каждый атом кремния состоит из четырех валентных электронов, а каждый атом фосфора состоит из пяти валентных электронов.
Четыре валентных электрона атома фосфора образуют четыре ковалентные связи с соседними четырьмя атомами кремния. Однако пятый валентный электрон атома фосфора не может образовывать ковалентную связь с атомом кремния, поскольку атом кремния имеет только четыре валентных электрона. Следовательно, пятый валентный электрон каждого атома фосфора освобождается от атома. Таким образом, каждый атом фосфора генерирует свободный электрон.
Свободный электрон, который генерируется, сталкивается с валентными электронами других атомов и делает их свободными. Аналогичным образом, один свободный электрон генерирует несколько свободных электронов. Следовательно, добавление небольшого количества примесных (фосфорных) атомов генерирует миллионы свободных электронов.
Во внешних фоторезисторах уже есть большое количество носителей заряда. Следовательно, обеспечение небольшого количества световой энергии генерирует еще большее количество носителей заряда. Таким образом, электрический ток быстро увеличивается.
Увеличение электрического тока означает снижение сопротивления. Сопротивление внешнего фоторезистора быстро уменьшается с небольшим увеличением приложенной световой энергии. Внешние фоторезисторы надежны для практического применения.
Символ фоторезистора на схеме
Символ американского стандарта и символ международного фоторезистора показаны на рисунке ниже.
Преимущества и недостатки фоторезистора
Преимущества фоторезистора
- Маленький по размеру
- Бюджетный
- Легко переносить из одного места в другое.
Недостатки фоторезистора
- Точность фоторезистора очень низкая.
Применение фоторезисторов
Фоторезисторы используются в уличных фонарях для контроля, когда свет должен включаться и когда свет должен выключаться. Когда окружающий свет падает на фоторезистор, он выключает уличный свет. Когда света нет, фоторезистор вызывает включение уличного освещения. Это уменьшает потери электроэнергии.
Они также используются в различных устройствах, таких как сигнальные устройства, солнечные уличные фонари, ночники и радиочасы.
Пример схемы датчика освещенности
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
|
Резисторы – радиоэлементы, без которых нельзя построить ни одну электрическую схему. На их долю приходится примерно половина всех монтируемых в схеме деталей. Резисторы позволяют контролировать, ограничивать и распределять ток между другими элементами. Их основной характеристикой является сопротивление, измеряемое в Ом. Обозначение резисторовГрафический знак резистора, принятый среди наших соотечественников, – прямоугольник. За рубежом его изображают в виде ломаной линии, напоминающей букву W. На схемах рядом с графическим изображением указывают буквенно-цифровую маркировку, которая включает букву R, число, которое обозначает номер элемента на схеме, значение сопротивления. Если к номеру позиции элемента добавлен значок «*», то это означает, что величина сопротивления указана приблизительно. Точное значение придется подбирать при настройке устройства. Поэтому постоянные резисторы для данной области применения не пригодны. Внутри графического символа может указываться номинальная мощность рассеивания. Виды резисторовПроизводители предлагают широчайший ассортимент резисторов, из которого нужно подобрать деталь, подходящую по конструкции, назначению и цене. Рассмотрим характеристики самых распространенных видов этих радиоэлементов. По материалу резистивного элемента различают изделия проволочные, непроволочные, металлофольговые. ПроволочныеЭто традиционная разновидность, применяемая нашими папами и дедушками. Токопроводящую проволоку с большим удельным сопротивлением изготавливают на основе сплавов из меди, никеля, марганца – манганина, константана, никелина. В ходе работы могут нагреваться. НепроволочныеВ конструкцию входят: диэлектрическое основание и покрытие, обладающее определенным сопротивлением. Такое покрытие называют резистивом, оно может быть пленочным или объемным. Пленочные бывают:
Сопротивление пленочных резисторов регулируют за счет толщины покрытия. Основные характеристики этих изделий: стабильность, точность, широкий диапазон значений сопротивления – от нескольких Ом до МОм. Классификация резисторов по принципу работыВ зависимости от области применения, используют резисторы:
Разновидности полупроводниковых резисторовВ категорию полупроводниковых резисторов входят:
Параметры, учитываемые при покупке резисторовПри покупке этих деталей учитывают:
Была ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось?  Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент. |
Автор Aluarius На чтение 7 мин. Просмотров 331 Опубликовано
В статье рассказано какие существуют типы тормозных резисторов. Указаны их основные характеристики. Описан принцип действия, этапы расчета, а также даны советы по подключению.
тормозной резистор DZ 500Вт, 150 Ом.Назначение тормозного резистора для преобразователя частоты, расчет
Принцип работы тормозного резистора
Устройство
Тормозной резистор – это элемент электрического аппарата механизма с большой инерционной массой. При динамическом торможении он поглощает излишне выделяемую электрическую энергию и конвертирует в тепловую.
При снижении или увеличении скорости, кинетическая энергия двигателя превращается в электрическую и оказывает воздействие на клеммы преобразователя частоты (ЧП). Такой эффект может вызвать перегрузку с последующим отключением частотника. Чтобы погасить избыток энергии и преобразовать мощность в тепло, в машинах и механизмах, используют тормозной резистор для частотного преобразователя.
Для чего используется
Тормозной резистор (ТР) используется если:
- существует потребность механизма в более эффективном торможении;
- нужно исключить ошибки, вызванные перенапряжением, возникшим при подключении мотора к увеличенной нагрузке;
- необходимо обеспечит устойчивую работу электродвигателя в подъемном механизме.
Типы тормозных резисторов
Существует два вида тормозных резисторов, отличающихся материалом корпуса:
- Алюминиевые;
- Керамические.
По сравнению с керамическими, алюминиевые резисторы больше используются в погрузочно-разгрузочных машинах и агрегатах (ленточный конвейер, башенный кран). Они удобные, аккуратные, «упакованные» в оболочку. Их можно прикрепить на теплопроводное основание. Для увеличения теплосъема можно помещать в теплоотводящую жидкость. Но в цене они дороже керамических.
Алюминиевый тормозной резисторТакже резисторы различают по типу заявленной мощности. При выборе нужно ориентироваться на два основных показателя: сопротивление R и рассеиваемую мощность P.
Для лучшего сочетания некоторые резисторы собирают блоками из нескольких штук. При этом номиналы у всех в комплекте должны быть одинаковыми. Если прибор с подходящей мощностью отсутствует, то создают последовательное или параллельное соединение и подключают таким образом.
Резисторные блоки подключают напрямую при помощи тормозного модуля. Все зависит от того, какой преобразователь используется. Если процесс торможения занимает больше времени чем требуется, рекомендуется выполнить проверку ТР на наличие больших токов. Поэтому рекомендуется выбирать ТР с увеличенной номинальной мощностью, нежели указано в инструкции.
Механизмы, работа которых напрямую связана с электродвигателем, достаточно будет стандартного сопротивления тормозного резистора. Для более крупных машин сопротивление подбирается исходя из длительности и особенностей тормозного процесса.
Справка! Напряжение звена постоянного тока при замыкании тормозного ключа составляет 760 вольт.
Основные характеристики тормозных резисторов
Характеристики резисторов должны отвечать параметрам электропривода, типу частотного преобразователя, режимам пуска и эксплуатации двигателя. Тормозные резисторы выбирают:
- По циклу торможения;
- Числу фаз;
- Номинальному напряжению;
- Максимальной и номинальной мощности;
- Сопротивлению;
- Классу защиты;
- Режиму работы электродвигателя.
Расчет делают на стадии проекта электрического привода или при модернизации.
Циклы торможения
Динамическое торможение – рассеивание энергии двигателя на блоке резисторов, подключенном к шине постоянного тока на преобразователе частот.
Различают три вида торможения:
- Резистивное – направление энергии торможения от двигателя к подключенному резистору;
- Переменным током – энергия торможения распределяется путем изменения состояний потерь в двигателе;
- Постоянным током – энергия действует в качестве сигнала индукционного торможения.
Циклы торможения различаются на низко инерционные (НИ) – 10% и высоко инерционные (ВИ) – 40%. Резисторы с НИ циклом используются в бытовых электрических приборах (вентиляторы) а с ВИ циклом в подъемно-транспортных механизмах (краны, лифты, подъемники).
Число фаз, номинальное напряжение
По числу фаз ТР делятся на одно и трехфазные. Главное различие в величине напряжения. К первым можно отнести электрические приборы с напряжением 220-240 вольт. Вторые рассчитаны на использование механизмов с напряжением 380-480 вольт. Трехфазные, при соблюдении техники безопасности и правил подключения, могут применяться и в машинах с меньшим напряжением.
Максимальная и номинальная мощность
При выборе тормозного резистора нужно основываться на номинальную мощность. Производитель указал параметр в инструкции, как расчетную величину на протяжении эксплуатации прибора. Максимальная мощность также указана в характеристиках, но постоянная работа в «авральном» режиме приведет к преждевременному износу и поломке изделия. Показатели мощности колеблются в пределах от 0,2 до 50 кВт. Если необходимо обеспечить мощность свыше 50 киловатт, то путем параллельного подключения нескольких ТР, можно достичь показателя в 450-500 кВт.
Важно! Если в выходном транзисторе произошло короткое замыкание, то преобразователь частоты нужно отключить от сети с помощью выключателя. Это предотвратит рассеяние мощности в тормозном резисторе.
Сопротивление
В зависимости от скорости торможения, определяют величину сопротивления. Если сопротивление больше, то время торможения меньше. И наоборот. Показатели от 2 до 180 Ом. Сопротивление присоединяют к клеммам преобразователя частоты и к разъемам «вход» внешнего тормозного прерывателя. В зависимости от мощности частотника, происходит подбор номинального сопротивления. Сопротивление цепи выбранного тормозного резистора не должно превышать рекомендованного значения.
Внимание! Если резистор будет с повышенным омическим сопротивлением, то возникнет вероятность автоматического отключения преобразователя частоты.
Класс защиты
Класс защиты IP — система степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды. Маркируется международным знаком IP и двух цифр после него.
Первая цифра – попадание твёрдых предметов
| Диаметр – 0 | нет защиты | |
| 1 | > 50 мм | большие поверхности тела, нет защиты от сознательного контакта |
| 2 | > 12,5 мм | пальцы и подобные объекты |
| 3 | > 2,5 мм | инструменты, кабели и т.п. |
| 4 | > 1 мм | большинство проводов, болты и т.п. |
| 5 | пылезащищённое | некоторое количество пыли может проникать внутрь, однако это не нарушает работу устройства. Полная защита от контакта |
| 6 | пыленепроницаемое | пыль не может попасть в устройство. Полная защита от контакта |
Вторая – защита от воды
| – | нет защиты | |
| 1 | вертикальные капли | вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства |
| 2 | вертикальные капли под углом до 15° | вертикально капающая вода не должна нарушать работу устройства, если его отклонить от рабочего положения на угол до 15° |
| 3 | падающие брызги | защита от дождя. Вода льётся вертикально или под углом до 60° к вертикали |
| 4 | брызги | защита от брызг, падающих в любом направлении |
| 5 | струи | защита от водяных струй с любого направления |
| 6 | морские волны | защита от морских волн или сильных водяных струй. Попавшая внутрь корпуса вода не должна нарушать работу устройства |
| 7 | кратковременное погружение на глубину до 1м | при кратковременном погружении вода не попадает в количествах, нарушающих работу устройства. Постоянная работа в погружённом режиме не предполагается |
| 8 | длительное погружение на глубину более 1м | полная водонепроницаемость. Устройство может работать в погружённом режиме |
Режим работы электродвигателя
У электродвигателей есть два режима работы: двигательный и тормозной.
Двигательный режим – преобразование электрической энергии в механическую. Тормозной – поглощение механической энергии и преобразование ее в электрическую.
Чтобы остановить работающий электродвигатель существует два способа. Когда остановка происходит по инерции – режим выбега. После подачи сигнала отключения на ЧП, ротор электромотора вращается по инерции. Когда идет процесс управляемого замедления – это режим торможения. При таком режиме время замедления пользователь настраивает сам.
Как правильно рассчитать тормозной резистор для частотного преобразователя
Исходные данные: номинальное напряжение, мощность, частота вращения электродвигателя, момент инерции, время остановки и т.д.
Этапы расчета
Расчет делается в несколько этапов:
- Определение максимального момента торможения:
где n 1 – начальная скорость замедления;
n 2 – конечная скорость замедления;
J – сумма моментов инерции на валу;
t – проектное время замедления.
- Расчет механической мощности:
где М – максимальный момент торможения.
- Вычисление электрической мощности:
где к – коэффициент уменьшения нагрузки.
- Расчет максимального тормозного сопротивления:
где U – напряжение звена постоянного тока;
Р – электрическая мощность торможения.
- Определение мощности добавочного сопротивления:
Справка! Если передаточный механизм не включен в состав электропривода, значение КПД редуктора считается равным единице.
Советы по подключению тормозного резистора
Существует два способа подключения:
- Внутренний, когда резистор располагается внутри преобразователя частот;
- Внешний, через прерыватель, подключенный к шине внутри преобразователя.
На выбор подключения влияют конструктивные особенности конкретного агрегата и мощность преобразователя частоты. Первый способ подходит для ЧП до 30 кВт. Второй предназначен для более мощных.
Плавный пуск кран-балкиНесколько советов по подключению:
Перед началом работ измерьте напряжение на клеммах.
Обесточьте силовой модуль.
Соблюдайте правила монтажа, во избежание замыкания.
Обеспечьте сохранность кабеля от механических повреждений.
Используйте кабель с двойной изоляцией.
Прокладывайте в раздельных каналах или трубах.
Применять соединительные кабели длиной не более 100 метров при допустимом сечении вывода – 35 мм².
При выборе резистора следует начать с требований, предъявляемых процессом. Изучить технические характеристики. Рассмотреть специально для конкретного применения. В некоторых случаях решением может быть сочетание последовательного и параллельного соединения.
В аппаратуре часто присутствуют подстраиваемые параметры. Для реализации используют переменный резистор. В зависимости от подключения они позволяют менять ток или напряжение в цепи.
Содержание статьи
Что такое резистор с изменяемым (переменным) сопротивлением
Среди радиоэлементов существуют детали, которые могут изменять свой основной параметр. Именно такими являются переменные или регулируемые резисторы. Они отличаются от постоянных тем, что их сопротивление можно плавно менять практически от нуля до определенного значения. Изменение происходит путем механического перемещения ползунка.
Регулируемые или переменные резисторы — виды и размеры разные
Есть у переменных резисторов разновидности — подстроечные и регулировочные. Чем отличаются переменные резисторы от подстроечных? Тем что подстроечные рассчитаны на небольшое количество регулировок. У некоторых моделей их количество может исчисляться сотнями или десятками (например, у НР1-9А перемещать ползунок можно не более 100 раз). Если посмотреть на таблицу ниже, можно увидеть что у некоторых подстроечных SMD резисторов циклов регулировки всего 10.
Пример характеристик подстроечных резисторов SMD
У переменных резисторов этот показатель значительно выше. Количество перемещений регулятора может исчисляться десятками и даже сотнями тысяч. Так что использовать подстроечные резисторы вместо переменных явно не стоит.
Основной недостаток переменных резисторов — их недолговечность. Контакт между резистивным слоем и щеткой постепенно ухудшается. Для акустической аппаратуры это может выражаться во все усиливающихся шумах, при подстройке частоты в радиоприемниках все тяжелее «поймать» нужную длину волны и т.д.
Анимация дает понять, как работает переменный резистор и почему выходит из строя
Способы производства
Переменный резистор может быть двух типов: проволочным и пленочным. У проволочных на диэлектрическую трубку намотана проволока, вдоль нее перемещается металлический передвижной контакт — ползунок. Его местоположение и определяет сопротивление элемента. Витки проволоки уложены вплотную друг к другу, но они разделены слоем лака с высокими диэлектрическими свойствами.
Ползунковые переменные резисторы проволочного типа
Переменные проволочные резисторы — это необязательно трубка с намотанной на нее проволокой как на фото выше. Такие элементы выпускались в основном несколько десятков лет назад. Современные мало чем отличаются от пленочных, разве что корпус чуть выше, так как проволока все-таки занимает больше места, чем пленка.
Со снятой крышкой видна проволочная спираль и бегунок
У пленочных переменных резисторов на диэлектрическую пластину (обычно выполнена в виде подковы) нанесен слой токопроводящего углерода. В этом случае контакт тоже подвижный, но он закреплен на стержне в центре подковы и чтобы изменить сопротивление, надо повернуть стержень.
Пленочный регулируемый резистор
Регулировочное переменное сопротивление может быть и проволочным, и пленочным, а подстроечные, в основном, делают пленочными. Есть у них внешнее отличие: нет стержня с ручкой, а есть плоский диск с отверстием под отвертку. Сопротивления этого типа используются только для наладки параметров при пуске или техническом обслуживании аппаратуры.
Переменные резисторы SMD
Кроме способа производства есть еще две формы выпуска: для обычного навесного монтажа и SMD-элементы для поверхностного монтажа. SMD резисторы отличаются миниатюрными размерами, выполнены по пленочной технологии.
Схематическое обозначение и цоколевка
В отличие от постоянных резисторов, у регулируемых не два вывода, а как минимум три. Почему как минимум? Потому что есть модели с дополнительными выводами — их может быть несколько. На электрических схемах переменные и подстроечные резисторы обозначаются прямоугольниками как постоянные, но имеют дополнительный вывод, который схематически представлен как ломанная линия, упирающаяся в середину изображения. Чтобы можно было отличить переменный от подстроечного, у переменного на конце третьего ввода рисуют стрелку, подстроечный изображается более длинной перпендикулярной линией без стрелки.
Обозначение на схемах переменных и подстроечных резисторов
Если говорить о расположении выводов, то средний вывод подключен к ползунку, крайние — к началу и концу резистивного элемента.
Цоколевка переменного резистора
Виды и особенности применения
Переменных резисторов существует немалое количество, с их помощью регулируют звук, громкость, подстраивают частоту, регулируют яркость света. В общем, практически везде, где происходят изменения настроек при помощи бегунков или вращением рукояток стоят эти элементы. Но для разных задач нужны резисторы с различным характером изменений или с разным числом выводов. Вот о разных видах регулируемых сопротивлений и поговорим.
Переменные резисторы бывают разных видов
Характер изменения сопротивления
Не стоит думать, что при перемещении подвижного контакта сопротивление изменяется линейно. Такие модели есть, но они используются в основном для регулировки или настройки, в делителях частоты. Гораздо чаще требуется нелинейная зависимость. Переменные резисторы с нелинейной характеристикой бывают двух типов:
- сопротивление изменяется по логарифмическому закону;
- по показательному типу (обратному логарифмическому).
Характер изменения сопротивления в переменных резисторах
В акустике используют нелинейные элементы с сопротивлением, которое имеет потенциальную зависимость, в измерительной аппаратуре — по логарифмическому.
Сдвоенные, тройные, счетверенные
В плеерах, радиоприемниках и некоторых других видах бытовой аппаратуры часто применяются сдвоенные (двойные) переменные резисторы. В корпусе элемента скрыты две резистивные пластины. Внешне от обычных они отличаются наличием двух рядов выводов. Бывают двух типов:
- С одновременным изменением параметров. Обычно применяются в стереоаппаратуре для одновременного изменения параметров двух каналов. Такие резисторы имеют запараллеленные бегунки. Поворачивая или сдвигая рукоятку, меняем сопротивление сразу двух резисторов.
- С раздельным изменением параметров. Называются еще соосными, так как ось одного находится внутри оси другого. Если надо одной ручкой изменять различные параметры (громкость и баланс) подойдет этот тип резисторов. Механическая связь бегунков отсутствует, что позволяет менять сопротивление независимо друг от друга.
Сдвоенный регулируемый резистор и его обозначение
Обозначаются разные типы сдвоенных переменных резисторов на схемах по-разному. С наличием механической связи бегунков при близком расположении изображений резисторов на схеме, ставят связанные между собой стрелочки (на рисунке выше слева). Принадлежность к одному резистору указывается через нумерацию: две части обозначаются как R1.1 и R 1.2. Если обозначение частей спаренного переменного резистора находятся на схеме далеко друг от друга, связь указывается при помощи пунктирных линий (на рисунке выше справа). Буквенное обозначение такое же.
Так выглядят сдвоенные и тройные переменные сопротивления
Двойной регулируемый резистор без физической связи между бегунками на схемах ничем не отличается от обычного регулируемого. Отличают их по буквенному обозначению с двумя цифрами, разделенными точкой через — как у спаренного — R15.1 и R15.2.
Частный случай сдвоенного переменного резистора — строенный, счетверенный и т.д. Они встречаются не так часто, все больше в акустической аппаратуре.
Дискретный переменный резистор
Чаще всего, изменение сопротивления при повороте ручки или передвижении ползунка происходит плавно. Но для некоторых параметров необходимо ступенчатое изменение параметров. Такие переменные сопротивления называют дискретными. Используют их для ступенчатого изменения частоты, громкости, некоторых других параметров.
Дискретный переменный резистор (со ступенчатой регулировкой) и его обозначение на схеме
Устройство этого типа резисторов отличается. По сути, внутри находится набор из постоянных резисторов, подключенных к каждому из выходов. При переключении подвижный контакт перескакивает с выхода на выход, подключая к цепи нужный в данный момент резистор. Принцип действия можно сравнить с многопозиционным переключателем.
С выключателем
Такие резисторы мы встречаем часто — в радио и других устройствах. Это с их помощью поворотом ручки включается питание, а затем регулируется громкость. Внешне их отличить невозможно, только по описанию.
Переменный резистор с выключателем в одном корпусе: внешний вид и обозначение на схемах
На схемах переменные резисторы с выключателем отображаются рядом с контактной группой, то что это единое устройство, отображается при помощи пунктирной линии, которая соединяет контактную группу с корпусом переменного резистора. С одной стороны — возле изображения сопротивления — пунктир заканчивается точкой. Она показывает, возле какого из выводов происходит разрыв цепи. При повороте руки регулятора в эту сторону питание отключается.
Способы подключения: реостат и потенциометр
Любое регулируемое сопротивление может подключаться как реостат или потенциометр. Реостат изменяет силу тока в цепи, для этого подключается подвижный контакт и один из крайних выводов.
Переменный резистор может использоваться как реостат или потенциометр
Потенциометр изменяет напряжение, при подключении задействуют все контакты, получая таким образом делитель напряжения.
Основные параметры
Выбирать переменный резистор необходимо не только по стандартным параметрам — сопротивлению, рассеиваемой мощности и допустимой погрешности. Как вы уже, наверное, поняли, придется еще и другие принять во внимание:
- Диапазон изменения сопротивлений. Стоит обычно две цифры — минимальная и максимальная.
- Рабочая температура.
- Тепловое сопротивление. Показывает насколько увеличивается сопротивление при нагреве.
- Эффективный угол поворота регулятора.
Параметры мощных переменных резисторов
Конечно, основные параметр важны и именно они являются определяющими. Но стоит обращать внимание и на температурный режим. Если оборудование будет работать в помещении, важно, чтобы резистор не перегревался. Для техники, которая будет эксплуатироваться на открытом воздухе, важен нижний диапазон — если предусматривается работа в зимнее время, они должны переносить минусовые температуры.
Как проверить переменный резистор при помощи тестера
Проверка переменных резисторов не слишком отличается от тестирования обычных. Нужен будет мультиметр с функцией омметра. Положение щупов стандартное, диапазон измерений выбираем в зависимости от измеряемого параметра. Если меряем минимальное сопротивление, имеет смысл поставить самый малый диапазон. Для измерения максимального сопротивления, подбираем в зависимости от заявленной характеристики. При измерениях положение щупов произвольное, так как полярность подаваемого тестового напряжения неважна.
Как проверить переменное сопротивление тестером
Провести надо будет несколько несложных замеров:
- Максимальное сопротивление измеряется между крайними выводами.
- Чтобы измерить минимальное сопротивление, бегунок переводят в крайнее левое положение. Измерения проводят между крайним левым и средним (первым и вторым выводами). Полученные измерения сравнивают с заявленным диапазоном. Обычно бывают отклонения в ту или другую сторону. Это не страшно, если величина отклонений находится в рамках допуска (зависит от точности).
- Главная проблема переменных резисторов — ухудшение контакта между щеткой и токопроводящим элементом. Подключаем мультиметр в режиме омметра к одному из крайних выводов и центральному, затем медленно вращаем ось резистора и наблюдаем за показаниями мультиметра. Если резистор исправен, но показания должны изменяться плавно. Проверку рекомендуется повторить переключив мультиметр ко второму крайнему выводу резистора (см. видео ниже).
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Сопротивление — одна из трех основных величин в электрических или электронных цепях:
Ток — это поток электронов через цепь. Это принципиальная величина, потому что она работает и достигает желаемых результатов. Измеряем ток в амперах. (См. «ЕДИНИЦЫ»)
Напряжение — это сила, которая вызывает ток в цепи. На самом деле, мы иногда называем напряжение «электродвижущей силой» или «ЭДС».«Мы измеряем это в вольтах.
Сопротивление контролирует поток тока. Мы измеряем это в Омах.
Эти три величины являются настолько основными для электрических и электронных цепей, что их связывает простое уравнение, называемое законом Ома. Закон Ома гласит, что ток, протекающий в цепи, пропорционален напряжению, приложенному к цепи, и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Другими словами, для данного напряжения ток в цепи будет уменьшаться по мере увеличения сопротивления.
Математически, Закон Ома: I = E / R, или ток равен напряжению, деленному на сопротивление. Это простое уравнение можно преобразовать, чтобы найти напряжение или сопротивление, учитывая две другие величины. (Например, если вы знаете напряжение и ток в цепи, вы можете рассчитать сопротивление цепи, разделив напряжение на ток.)
ЗаконОм действительно фундаментален. Каждая электрическая или электронная схема начинается здесь!
ПРОВОДНИКИ И ИЗОЛЯТОРЫ
Все материалы являются проводниками или изоляторами; материал будет либо проводить электрический ток, либо препятствовать его течению.
Не все проводники одинаково способны поддерживать ток. Медь лучше проводника, чем никель. Серебро — лучший проводник, чем медь. Золото — лучший проводник, чем Серебро. Углерод — плохой проводник.
Точно так же изоляторы не идеальны. Древесина является сухим изолятором, но становится влажным проводником. Лучшие изоляторы — это очки и керамика. Пластмассы, такие как эпоксидная смола, обычно являются хорошими изоляторами.
Есть также материалы, которые не являются ни проводниками, ни изоляторами.Называется «полупроводники», они используются для изготовления транзисторов. Мы не будем здесь обсуждать транзисторы, но интересно, что они на самом деле являются только резисторами, которыми могут управлять электронные схемы. Это еще раз показывает, что закон Ома имеет основополагающее значение для схемотехнического проектирования.
РЕЗИСТОРЫ
Существует несколько способов изготовления резисторов для электрических или электронных схем. Углеродные резисторы изготавливаются путем прикрепления выводов к стержню или стержню из углеродного материала. Материал обычно изготавливают путем суспендирования углеродных частиц в пластиковом материале.Материал «смесь определяет сопротивление».
У углеродных резисторовесть некоторые серьезные ограничения. Они не могут рассеивать большую мощность и их трудно изготовить с небольшими допусками на сопротивление. Однако автоматизированное производство делает их в больших количествах, поэтому их стоимость невелика.
Некоторые резисторы сделаны из металлических пленок или оксидов. Эти резисторы малы и могут быть изготовлены с хорошими допусками. Но они не могут справиться с более высокими уровнями мощности. Другой тип пленочного резистора выполнен с проводящими чернилами.Они недороги, но нестабильны и имеют ограниченное рассеивание мощности и плохие допуски на сопротивление.
Резисторы с проволочной обмоткой изготавливаются путем наматывания провода на изолирующий сердечник. Они могут рассеивать большие уровни мощности по сравнению с другими типами и могут быть изготовлены с очень жесткими допусками на сопротивление и контролируемыми температурными характеристиками.
Его длина, площадь поперечного сечения и материал определяют сопротивление проволоки. Медь — хороший проводник, но имеет некоторое сопротивление (току).) Медный провод малого диаметра длиной 100 футов может иметь сопротивление в несколько Ом. Однако проволока из никелевого сплава небольшого диаметра длиной всего в один фут может иметь сопротивление в несколько тысяч Ом.
Riedon производит проволочные резисторы, используя проволоку из нескольких металлических сплавов и размеров. Выбор провода зависит от нескольких факторов. Например, для конструкции с высоким сопротивлением потребуется длинный медный провод, а резистор будет большим. Тот же резистор может быть изготовлен из короткой проволоки из никелевого сплава, в результате чего устройство будет намного меньше.Однако, когда требуется высокоточный резистор, легче подрезать сопротивление, удаляя несколько дюймов провода с низким сопротивлением, чем обрезая миллиметры провода с высоким сопротивлением.
СИЛА
Мы измеряем электрическую мощность в ваттах. В резистивной цепи мощность рассчитывается путем возведения в квадрат тока и умножения этого значения на сопротивление. (P = IxR) Резисторы с проволочной обмоткой превосходны в приложениях с более высокой номинальной мощностью.
Поскольку резисторы препятствуют прохождению тока, они выделяют тепло.Если резистор работает в пределах своей номинальной мощности, тепло безвредно рассеивается в окружающую среду. Но, если мы превышаем номинальную мощность, резистор не может рассеивать избыточное тепло, и его температура повышается. Резистор выйдет из строя, как правило, действуя как предохранитель и разрывая цепь. Если резистор используется в высокотемпературной среде, его номинальная мощность должна быть снижена или «снижена».
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ
В резисторах с проволочной обмоткой другим фактором выбора является температурная характеристика провода.
Сопротивление всех материалов изменяется при изменении их температуры. Если температура понижается, сопротивление (как правило) снижается. Фактически, при достаточном охлаждении материал становится «сверхпроводником» без значительного сопротивления. Повышение температуры (как правило) увеличивает сопротивление.
Температурный коэффициент сопротивления (TCR) провода или резистора связывает изменение сопротивления с изменением температуры. Обычно выражается как «частей на миллион на градус Цельсия» (TCR = ppm / ° C.) Тогда температурный коэффициент сопротивления говорит вам, насколько сильно изменяется сопротивление (ч / млн), если температура изменяется на один градус Цельсия. (Иногда мы измеряем температуру в градусах по Фаренгейту. Но сегодня градусы по Цельсию более распространены и приемлемы.)
Сплавы из специальной проволоки разработаны с учетом специальных температурных коэффициентов. Например, «Evenohm» (торговое название для низколегированного проволочного сплава) имеет малую TCR от 5 до 10 ppm / ° C. Чистый никель имеет гораздо большую TCR 6700 ppm / ° C.Медь имеет TCR 3900 ppm / ° C. Эти и другие сплавы позволяют нам адаптировать резистор к желаемым характеристикам в тех случаях, когда температура меняется.
В качестве практического примера резистор с сопротивлением 1000 Ом, изготовленный из чистого никелевого провода, будет иметь новое сопротивление 1670 Ом, если мы увеличим его температуру с 20 ° C до 120 ° C. В том же приложении резистор, изготовленный из провода Evenohm, увеличился бы до 1001 Ом.
ИНДУКЦИЯ
Есть еще одна величина, которая похожа на сопротивление.Это называется «реактивное сопротивление». Как и сопротивление, мы измеряем реактивное сопротивление в Омах, и оно следует правилу закона Ома.
Реактивное сопротивление возникает только в электрических или электронных цепях, если поток тока быстро меняется. Это обычно важно в цепях «переменного тока» (AC), где ток периодически меняет направление и амплитуду с некоторой скоростью, называемой «частотой». Однако реактивное сопротивление не существует в цепях «постоянного тока» (DC), где ток течет в одном направлении, и его амплитуда быстро не изменяется.
Реактивное сопротивление возникает потому, что все элементы схемы имеют «индуктивность» и «емкость». В цепях переменного тока емкость проволочных резисторов редко бывает достаточно большой, чтобы ее можно было рассмотреть, поэтому мы будем игнорировать ее в этом обсуждении. Однако индуктивность проволочных резисторов может быть критической!
Все проводники имеют некоторую индуктивность. Когда проводник намотан, как это обычно бывает в проволочных резисторах, эта индуктивность становится больше. В цепях переменного тока индуктивность вызывает «индуктивное сопротивление».Индуктивное сопротивление и сопротивление добавляются, увеличивая значение резистора.
Индуктивное сопротивление увеличивается с увеличением частоты переменного тока. Например, резистор может иметь достаточную индуктивность, чтобы создать одно омное сопротивление на частоте 60 Гц (циклов в секунду). Если мы увеличим частоту до 6000 Гц (звуковая частота), реактивное сопротивление увеличится до 100 Ом. Увеличение частоты до 6000000 Гц (радиочастота) увеличивает сопротивление резистора до 10000 Ом.
Очевидно, что индуктивность проволочных резисторов может быть значительной в цепях переменного тока! Когда реактивное сопротивление важно в приложениях цепи переменного тока, Riedon может наматывать провод специальным способом, чтобы устранить или уменьшить индуктивность резистора.
ЕДИНИЦЫ:
Ампер: («Ампер») Вольт:
миллиампер = 1/1000 ампер милливольт = 1/1000 вольт
микроампер = 1/1000000 ампер микровольт = 1/1000000 вольт
Ом:
кОм («кОм») = 1000 кОм
МОм = 1 000 000 кОм
Что такое Bleeder Resistor и где он используется?
Резисторы Bleeder являются стандартными резисторами высокой стоимости, которые используются для разрядки конденсатора в цепи фильтра. Разрядка конденсаторов действительно важна, потому что даже если источник питания выключен, заряженный конденсатор может кого-нибудь потрясти. Поэтому очень важно добавить резистор для прокачки, чтобы избежать возможных сбоев. У этого также есть другие заявления, но главная цель использовать это в целях безопасности. В этой статье мы обсудим , как работает резистор прокачки и его применение .
Почему используются сливные резисторы?
1. Цель безопасности
Давайте рассмотрим простую схему, как показано ниже. Здесь конденсатор подключен параллельно с основной цепью. Теперь, когда источник питания включен, конденсатор заряжается до своего пикового значения и остается заряженным даже после выключения питания, и это может быть большой опасностью, если вы работаете с действительно ценными конденсаторами. Этот конденсатор может дать сильный удар.Таким образом, чтобы предотвратить это, резистор высокого значения подключается параллельно конденсатору, чтобы он мог полностью разрядиться в резисторе.
2. Регулирование напряжения
Регулирование напряжения — это отношение разницы между напряжением при полной нагрузке и напряжении без нагрузки к напряжению при полной нагрузке, то есть оно показывает, что если система может обеспечивать постоянное напряжение для разных нагрузок. Формула для регулирования напряжения имеет вид:
VR = | V nl | - | V fl | / | V FL |
Здесь,
В нл = напряжение без нагрузки
В fl = Напряжение полной нагрузки
Таким образом, если значение VR близко к нулю, значит, регулирование напряжения хорошее.
Здесь мы подключаем резистор прокачки параллельно с конденсатором и нагрузочным резистором, и на резисторе прокачки также будет падение напряжения. Теперь, если нагрузка не подключена, то напряжение без нагрузки будет равно падению напряжения на резисторе прокачки. А после подключения нагрузки учитывается падение напряжения на нагрузке. Итак, , если мы подключим выходной резистор, тогда разница между напряжением без нагрузки и напряжением полной нагрузки будет меньше, что улучшает регулирование напряжения .
Допустим, если мы подключим напряжение нагрузки, то полное напряжение будет 23,5 В, а если мы снимаем напряжение, то напряжение, создаваемое резистором для прокачки, составляет 22,4 В, поэтому разность напряжений между ними составляет 1,1 В, что является низким уровнем. Теперь, если мы не подключим выходной резистор, тогда эта разница будет высокой и, следовательно, регулирование будет низким.
Вы также можете проверить другие методы регулирования напряжения.
3. Отдел напряжения
Это также важная функция подающего резистора.Если вы хотите, чтобы ваша схема выдавала более одного или двух напряжений, это может быть достигнуто с помощью подающего резистора. Здесь резистор прокачки подключен в нескольких точках, и он будет действовать как разные резисторы, соединенные последовательно.
На рисунке ниже мы постучали резистором прокачки в трех разных точках, чтобы получить три разных выхода напряжения. Работает по принципу цепи делителя напряжения.
Как выбрать резистор для прокачки?
Нужно идти на компромисс между энергопотреблением и скоростью резистора прокачки.Малозаметный резистор может обеспечить высокоскоростное кровотечение, но потребляемая мощность выше. Так что дизайнеру решать, сколько манипуляций он хочет. Значение резистора должно быть достаточно высоким, чтобы не создавать помех для источника питания, и в то же время достаточно низким, чтобы быстро разряжать конденсатор.
Формула для расчета значения резистора прокачки имеет вид:
R = -t / C * ln (V сейф / V o )
Здесь
т — время, необходимое конденсатору для разрядки через резистор
R сопротивление резистора прокачки
— емкость конденсатора
V safe — это безопасное напряжение, до которого он может быть разряжен
В o — начальное напряжение конденсатора
Любое низкое значение может быть использовано, как для V Safe , но если мы поставим ноль там, то для разрядки потребуется бесконечное время.Таким образом, это хит и пробный метод. Установите безопасное напряжение и время, за которое вы хотите разрядить конденсатор, и вы получите значение резистора для прокачки.
Для манипулирования властью тоже используйте следующую формулу:
P = V o 2 / R
Здесь P — мощность, потребляемая сливным резистором
В o — начальное напряжение в конденсаторе
R сопротивление резистора прокачки
Таким образом, после принятия решения о том, сколько энергии может потребляться резистором прокачки, мы можем найти требуемое значение для резистора прокачки, используя оба приведенных выше уравнения.
Давайте рассмотрим пример .
В приведенной выше схеме возьмем емкость C1 равную 4 мкФ, начальное напряжение V или 1500 В, а безопасное напряжение V , безопасное 10 В. Если время разряда, которое мы хотим, составляет 4 секунды, тогда значение резистора для прокачки должно быть 997877,5 Ом или меньше, чем это. Вы можете использовать близкое к этому значение резистора. Потребляемая мощность составит 2,25 Вт.
Значение резистора рассчитывается путем помещения емкости, начального напряжения, безопасного напряжения и времени разряда в первую формулу.Затем поместите значение начального напряжения и значение резистора во вторую формулу, чтобы получить энергопотребление.
Значение резистора также можно найти в обратном формате, т. Е. Сначала определите, сколько энергии вы хотите потреблять, а затем укажите мощность и начальное напряжение во второй формуле. Итак, вы получите значение резистора и затем используете его в первой формуле для расчета постоянной времени разряда.
,Как правильно выбрать резистор | ОРЕЛ
Планируете начать свой первый проект программного обеспечения для проектирования печатных плат? Есть масса компонентов, которые вы в конечном итоге будете использовать, но ни один из них не сможет победить печально известный из них — простой резистор. Если вы когда-нибудь смотрели на печатную плату, вы обнаружите, что резисторы повсюду, управляют током и заставляют светиться эти светодиоды. Но что именно представляет собой резистор, как он работает и как в мире вы выбираете правильный для своего первого проекта по дизайну печатной платы? Не бойтесь, у нас есть все, что вам может понадобиться знать.
Итак … Что такое резистор?
Резисторыявляются одним из нескольких пассивных электрических компонентов, и их работа относительно проста, но жизненно важна — создает сопротивление в потоке электрического тока. Вы когда-нибудь видели светодиод? Это стало возможным благодаря надежному резистору. Поместив резистор позади светодиода в цепи, вы получите все яркие огни, ничего не перегорая!
Значение резистора — это его сопротивление, измеренное в Ом (Ом). Если вы когда-либо проходили курс базовой электроники в прошлом, то они, вероятно, вникли в закон Ома.Вы будете снова и снова использовать Закон Ома при работе с резисторами.
Закон Ома, единственная формула, чтобы управлять ими всеми, когда дело доходит до выяснения сопротивления.
Найти символ резистора на схеме очень просто. Международный символ представляет собой стандартную прямоугольную форму, но американский стандарт имеет зигзагообразную линию, которая облегчает его идентификацию. Независимо от формы, оба стиля имеют набор терминалов, соединяющих концы.
Вот американский резистор (слева) и международный резистор (справа), которые вы найдете на любой схеме.
Какие резисторы есть?
Существует множество резисторов, которые делятся на две категории — тип конструкции и материал сопротивления. Давайте покроем оба:
Тип конструкции
Фиксированные резисторы — Как видно из названия, эти резисторы имеют фиксированное сопротивление и допуск независимо от любых изменений температуры, освещенности и т. Д.
Переменные резисторы — Эти детали имеют изменяемое сопротивление.Потенциометр является отличным примером, у которого есть циферблат, который можно повернуть для увеличения или уменьшения сопротивления. Другие переменные резисторы включают тримбот и реостат.
Физические резисторы качества — Эти резисторы похожи на хамелеонов и могут изменять свое сопротивление в зависимости от различных физических свойств, включая температуру, уровни освещенности и даже магнитные поля. Резисторы физического качества включают термистор, фоторезистор, варистор и магниторезистор.
Материал Сопротивления
Резисторы также можно разбить на фактический материал, из которого они сделаны, что оказывает огромное влияние на то, как они сопротивляются электрическому току. Эти материалы включают в себя:
- Углеродный состав
- Карбоновая пленка
- Металлическая пленка
- Толстая и тонкая пленка
- Фольга
- проволочная намотка
Углеродная композиция — это старая технология, которая существует уже давно и производит резистор с низкой степенью точности.Вы все еще найдете их для использования в приложениях, где возникают импульсы высокой энергии.
Старый резистор из углеродной пленки, все еще используемый, когда точность не имеет значения. (Источник изображения)
Из всех типов материалов резисторов проволочные ранения являются самыми старыми из всех, и вы все равно найдете их в использовании, когда вам необходимо точное сопротивление для приложений с высокой мощностью. Эти древние резисторы широко известны своей надежностью даже при низких значениях сопротивления.
Резистор с проволочной обмоткой, самый старый и самый точный из имеющихся резисторов.( Источник изображения)
В настоящее время резисторы из металла и оксида металла являются наиболее широко используемыми, и они лучше обеспечивают стабильные допуски и сопротивление, а также меньше подвержены влиянию изменений температуры.
Наиболее широко используемый металлооксидный резистор обеспечивает стабильные допуски и сопротивление. (Источник изображения)
Как вы можете использовать резисторы?
Вы найдете резисторы, используемые во многих приложениях, помимо сопротивления электрическому току.Другие приложения включают в себя деление напряжения, генерирование тепла, согласование и нагрузку в цепях, управление усилением и устранение временных ограничений. В более практичных приложениях вы найдете большие резисторы, используемые для питания электрических тормозов в поездах, что помогает высвободить всю накопленную кинетическую энергию.
Это серьезное сопротивление, проверьте тормоза этого поезда, которые выделяют накопленную кинетическую энергию.
Вот некоторые другие интересные приложения, для которых используется универсальный резистор:
- Измерение электрического тока — Вы можете измерить падение напряжения на прецизионном резисторе, который имеет известное сопротивление, когда он подключен к цепи.Это рассчитывается с использованием закона Ома.
- Питание светодиодов — Слишком большой ток светодиодов сожжет этот красивый свет. Подключив резистор за светодиодом, вы можете контролировать, какой ток светодиод получает для поддержания света.
- Питание двигателей вентилятора — Эта система вентиляции в вашем автомобиле приводится в действие двигателем вентилятора, а специальный резистор используется для управления скоростью вентилятора. Этот тип резисторов называется, что неудивительно, резистором двигателя вентилятора!
Резистор двигателя вентилятора, удерживающий весь этот воздух в вашем автомобиле.
Как измеряется резистор?
Значение, которое вы увидите снова и снова, — это сопротивление. Это значение отображается по-разному, и в настоящее время существует два стандарта для измерения того, как сопротивление отображается с помощью цветовых маркеров или кодов SMD.
Цветовая кодировка
Возможно, вы знакомы с системой цветового кодирования, если вы когда-либо возились с макетом. Этот метод был изобретен в 1920-х годах, и значения сопротивления и допуска отображаются несколькими цветными полосами, нарисованными на корпусе резистора.
Обратите внимание, что все цветные полосы на этих резисторах различны, что придает им уникальное значение сопротивления и допуска.
Большинство резисторов, на которые вы смотрите, будут иметь четыре цветные полосы. Вот как они разбиваются:
- Первые две полосы определяют первичные цифры значения сопротивления.
- Третья полоса определяет коэффициент умножения, который даст значение сопротивления.
- И, наконец, четвертая полоса дает вам значение допуска.
Все разные цвета на резисторе соответствуют разным номерам. Вы можете использовать удобный калькулятор кодов цвета резистора, чтобы быстро определить эти значения в будущем. Если вы больше разбираетесь в визуальных способностях, вот отличное видео, которое мы нашли и показывающее, как разобраться в цветовом кодировании:
SMD Резисторы
Не каждый резистор является достаточно большим, чтобы его можно было идентифицировать с помощью цветовой кодировки, особенно при использовании устройств для поверхностного монтажа или SMD.Для компенсации меньшего пространства резисторам SMD присваивается числовой код. Если вы посмотрите на современную печатную плату, вы заметите, что резисторы SMD также имеют одинаковый размер. Это помогает стандартизировать производственный процесс с помощью этих быстровозводительных машин.
Как прочитать число поверх резисторов SMD.
Как правильно выбрать резистор
Хорошо, время для самой важной части, узнавая, как точно определить, какой тип резистора вам нужен для вашего первого проекта PCB.Мы разбили это на три простых шага, которые включают в себя:
- Расчет необходимого сопротивления
- Расчет номинальной мощности
- И, наконец, выбор резистора на основе этих двух значений
Шаг 1 — Расчет вашего сопротивления
Здесь вы будете использовать закон Ома для расчета вашего сопротивления. Вы можете использовать одну из стандартных формул ниже, когда ваше напряжение и ток известны.
Шаг 2 — Расчет номинальной мощности
Далее, вам нужно выяснить, сколько энергии понадобится вашему резистору для рассеивания.Это можно рассчитать по следующей формуле:
В этой формуле P — ваша мощность в ваттах, V — падение напряжения на резисторе, а R — сопротивление резистора в омах. Вот краткий пример того, как эта формула будет работать в действии:
Простая схема, чтобы продемонстрировать, как рассчитать номинальную мощность.
В приведенной выше схеме у нас есть светодиод с напряжением 2 В, резистор со значением 350 Ом и блок питания, дающий нам 9 В.Так сколько энергии будет рассеиваться в этом резисторе? Давайте добавим это. Сначала нужно найти падение напряжения на резисторе, которое составляет 9 В от батареи и 2 В от светодиода, поэтому:
9 В - 2 В = 7 В
Затем вы можете включить всю эту информацию в вашу формулу:
P = 7 В * 7 В / 350 Ом = 0,14 Вт
Шаг 3 — Выбор резистора
Теперь, когда у вас есть значения сопротивления и номинальной мощности, пришло время выбрать фактический резистор у распределителя компонентов.Мы всегда рекомендуем придерживаться стандартных резисторов, которые будут иметься в наличии у каждого дистрибьютора. Использование стандартных типов резисторов значительно облегчит вашу жизнь, когда придет время. Среди трех поставщиков твердых компонентов, из которых вы можете найти некоторые качественные, можно назвать Digikey, Mouser и Farnell / Newark.
Сопротивление в этом сильное
Итак, все, что вам, возможно, когда-либо понадобится знать об резисторах для вашего первого проекта PCB.Резисторы обладают такой универсальностью, и вы обнаружите, что используете их снова и снова в каждом проекте электроники, который вам нравится. В следующий раз, когда вам нужно будет выбрать резистор, запомните простой трехэтапный процесс — рассчитайте свое сопротивление, затем номинальную мощность, а затем найдите поставщика!
Теперь, прежде чем вы начнете создавать свои собственные символы резисторов и следы в программном обеспечении для проектирования печатных плат, не будет ли проще, если они уже сделаны для вас? Они уже есть! Проверьте огромное количество бесплатных библиотек деталей, доступных только в EAGLE.Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня.
,Обновлено: 01 мая 2019 года
Двигатель, который запускает вентилятор в системе отопления и кондиционирования автомобиля, называется двигателем вентилятора. Он расположен внутри приборной панели, часто на противоположной стороне рулевого колеса или внутри моторного отсека на брандмауэре. Резистор электродвигателя воздуходувки или модуль управления электродвигателем нагнетателя — это деталь, которая контролирует скорость вращения электродвигателя воздуходувки.
Какая разница? Резистор двигателя вентилятора — простой электрический резистор. Он используется в автомобилях, где двигатель вентилятора имеет только 4 или 5 фиксированных скоростей, как показано на левой стороне этой диаграммы. Смотрите фото резистора двигателя вентилятора Форда.
Автомобили с автоматической системой климат-контроля и транспортные средства, в которых скорость вентилятора может регулироваться постепенно, оснащены электронным модулем управления двигателем вентилятора, см. Фото.
В большинстве современных автомобилей резистор двигателя вентилятора или модуль управления устанавливаются внутри одного из воздуховодов в системе HVAC, рядом с двигателем вентилятора.Это сделано, так что резистор или модуль управления охлаждается путем пропускания воздуха. В некоторых старых автомобилях на брандмауэре был установлен резистор двигателя вентилятора с доступом из-под капота.
Проблемы с резистором / блоком управления двигателя вентилятора
Проблемы с резистором двигателя вентилятора распространены во многих автомобилях. Наиболее распространенным признаком неисправного резистора двигателя вентилятора является то, что вентилятор отопителя работает только на максимальной скорости (4 или 5) и не работает на низких скоростях.В некоторых автомобилях неисправный резистор двигателя вентилятора может привести к полной остановке вентилятора отопителя.
В большинстве случаев резистор двигателя вентилятора выходит из строя из-за коррозии или перегрева. Иногда механическое сопротивление вращению двигателя вызывает чрезмерный электрический ток, который может перегреться и преждевременно повредить резистор двигателя вентилятора. Например, это происходит, когда лопасть вентилятора заклинило от постороннего предмета или когда подшипники двигателя изношены и они не вращаются свободно.
Реклама — Продолжить чтение ниже
Проблемы с модулем управления двигателем воздуходувки встречаются реже, но это происходит по той же причине: из-за коррозии или перегрева при заклинивании или замыкании двигателя.В большинстве случаев, когда выходит из строя модуль управления вентилятором, двигатель вентилятора вообще не работает. В некоторых автомобилях (например, в старых грузовиках GM) неисправный модуль управления воздуходувкой или процессор может привести к тому, что двигатель воздуходувки продолжит работать даже при выключенном зажигании.
Как диагностируется резистор двигателя вентилятора?
Этот резистор двигателя вентилятора Форда вышел из строя из-за коррозии |
Диагностические процедуры различаются.Часто визуальный осмотр резистора выявляет проблему. Например, как вы можете видеть на этом фото, резистор двигателя вентилятора в этом Ford Escape вышел из строя из-за коррозии.
Если резистор не имеет визуального повреждения, необходимо проверить сопротивление между клеммами и сравнить его со спецификациями. Если сопротивление не соответствует техническим характеристикам, резистор необходимо заменить.
Например, на этом фото мы измерили сопротивление этого резистора двигателя вентилятора. Согласно инструкции по обслуживанию, она должна составлять около 4-5 Ом.
Неисправный резистор, протестированный омметром |
В нашем случае омметр показывает разомкнутую цепь, что означает, что резистор вышел из строя.
Иногда резистор электродвигателя вентилятора может выйти из строя из-за проблем с самим электродвигателем вентилятора. Это означает, что после замены резистора двигателя вентилятора проверьте, работает ли двигатель вентилятора свободно и не шумит ли он.Мы видели случаи, когда изношенный двигатель вентилятора снова вызывал отказ недавно замененного резистора. Например, эта проблема была распространена в старых минивэнах Chrysler и Dodge. В этом случае двигатель вентилятора также должен быть заменен. Одним из симптомов изношенного вентилятора является то, что он может периодически издавать громкий визг при работе.
Как проверить двигатель вентилятора?
Если двигатель вентилятора не работает вообще, сначала необходимо проверить сам двигатель вентилятора.Обычно это делается путем измерения напряжения на разъеме двигателя вентилятора при его включении. Если на двигателе есть напряжение (не менее 4-6 Вольт на низкой скорости и 12 Вольт на высокой скорости), но двигатель не работает, двигатель неисправен или заклинило.
Проверка напряжения на двигателе вентилятора. Если на двигателе есть напряжение (не менее 4-6 Вольт на низкой скорости и 12 Вольт на высокой скорости), но двигатель не работает, значит, двигатель неисправен. |
Такие вещи, как листья, ветки, гайки, кусочки разорванного салонного фильтра, могут заклинить лопасть двигателя вентилятора. Это часто случается во многих автомобилях.
Если на двигателе нет напряжения, необходимо проверить всю цепь двигателя вентилятора, начиная с предохранителя. Смотрите: как проверить предохранитель в машине.
Если двигатель вентилятора неисправен, его необходимо заменить. Замена мотора воздуходувки стоит от 320 до 650 долларов, в зависимости от автомобиля.Во многих автомобилях это довольно просто; двигатель вентилятора расположен за перчаточным ящиком и удерживается 3-4 винтами. В других случаях он может быть расположен внутри приборной панели (например, Mazda 5), что затрудняет замену.
Если вам нужна правильная процедура диагностики, мы разместили несколько ссылок, где вы можете получить доступ к руководству по обслуживанию вашего автомобиля за абонентскую плату. Проверьте этот пост, прокрутите страницу вниз.
Как тестируется модуль управления двигателем вентилятора?
Механики в дилерском центре могут диагностировать систему HVAC с помощью диагностического прибора.Если диагностический прибор недоступен, во многих автомобилях с автоматической системой климат-контроля имеется режим самопроверки или диагностики. Обычно его можно активировать, нажав и удерживая разные кнопки.
Тестирование силового транзистора Honda (модуль управления двигателем вентилятора). |
Например, в Honda Accord 2009 года руководство по обслуживанию описывает процедуру следующим образом: Включите зажигание.Нажмите и удерживайте кнопку OFF, и в течение 10 секунд нажмите и отпустите кнопку Window Defogger пять раз. Система переходит в режим самодиагностики, и в конце его, в случае возникновения проблемы, код неисправности будет отображаться на дисплее. Руководство по обслуживанию описывает процедуру тестирования для каждого кода. Посмотрите, например, это видео на YouTube, добавьте марку и модель своего автомобиля.
Другой способ — проверить напряжение на двигателе вентилятора, модуле управления двигателем вентилятора и других частях цепи в соответствии с руководством по обслуживанию.Например, в упомянутой Honda Accord 2009 года питание + 12 В подается непосредственно на двигатель вентилятора через предохранитель, а затем через реле. Модуль управления двигателем вентилятора (Honda называет это Power Transistor) питает землю. Силовой транзистор имеет 4 провода: два идут от блока управления системой климат-контроля, один — заземление, другой — на отрицательный вывод двигателя вентилятора. Руководство по обслуживанию рекомендует измерять напряжение на двигателе вентилятора, затем, если не в порядке, на силовом транзисторе и так далее.
Неисправный силовой транзистор был довольно распространенной причиной неработающего вентилятора в некоторых автомобилях Honda и Acura.
Модуль управления двигателем вентилятора Honda (силовой транзистор) |
Например, в бюллетене Honda 03-048 описана проблема, при которой двигатель вентилятора для задней системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в Pilot 2003 не работал на всех скоростях. Бюллетень рекомендует заменить задний силовой транзистор в качестве решения.
BMW называет модуль управления двигателем воздуходувки конечной ступенью, и также довольно часто происходит сбой. Иногда он не выходит из строя полностью, но заставляет двигатель вентилятора прерывисто работать или работать на разных скоростях. Смотрите эти видео на YouTube для получения дополнительной информации.
В некоторых грузовиках GM неисправность модуля управления двигателем вентилятора может привести к прекращению работы или работе двигателя переднего вентилятора после выключения автомобиля. В бюллетене GM 06-01-39-002C описывается эта проблема, возникающая в холодную погоду.В бюллетене рекомендуется заменить модуль управления двигателем вентилятора. GM называет это линейным силовым модулем (LPM). Посмотрите эти видео на YouTube для получения дополнительной информации.
Варианты ремонта
Ваш местный механик или любая небольшая ремонтная мастерская должны быть в состоянии диагностировать проблему. Конечно, самый быстрый способ — записаться на прием к своему дилеру. Многие дилеры имеют свою долю на складе. Замена резистора двигателя вентилятора или модуля управления не очень дорогая.
Например, у одного из наших коллег была проблема с его Ford Escape 2011 года: вентилятор работал только на скорости 4.Он заплатил 50 долларов за диагностику и 112 долларов за замену резистора в местном дилерском центре Ford. Когда та же проблема возникла два года спустя, он заказал деталь онлайн за 25 долларов и заменил ее сам.
В 2008-2011 годах Ford Escape / Mazda Tribute, резистор двигателя вентилятора расположен в верхней части воздуховода блока HVAC за перчаточным ящиком. Он удерживается двумя винтами. |
В Ford Escape 2008-2011 гг. Резистор расположен за перчаточным ящиком в верхней части воздуховода блока HVAC.Он удерживается двумя винтами и легко заменяется. Смотрите фото.
В Ford F150 2008-2011 резистор двигателя вентилятора также расположен за перчаточным ящиком, но установлен на правой стороне пластикового воздуховода. Этот поток на f150online.com показывает, где расположен резистор.
Автор этого блога поделился своим опытом замены резистора двигателя вентилятора в Jeep Liberty. В некоторых старых легковых и грузовых автомобилях резистор двигателя вентилятора установлен на брандмауэре с доступом из-под капота.
Как работает резистор двигателя вентилятора
Типовая схема резистора вентилятора |
Эта схема показывает, как резистор двигателя вентилятора подключен в типичном автомобиле. В этом автомобиле при максимальной скорости вращения вентилятора «4» резистор шунтируется, и двигатель вентилятора получает питание непосредственно от переключателя вентилятора. Вот почему в некоторых автомобилях двигатель вентилятора все еще может работать в режиме «Высокая» скорость, если резистор неисправен.
На этой схеме переключатель вентилятора установлен на скорость «1», поэтому ток двигателя вентилятора уменьшается тремя резисторами (R2 + R3 + R4), соединенными последовательно. Текущий поток показан синим и красным.
В настройке «2» два резистора соединены последовательно, а в «3» — только один резистор.
Добавление сопротивления в электрическую цепь уменьшает ток в цепи.
Когда несколько резисторов соединены последовательно, общее сопротивление увеличивается и равно сумме отдельных сопротивлений.