Использование резисторов в электронике. » Хабстаб
Резистор можно охарактеризовать тремя параметрами:- сопротивление
- допуск
- мощность
Для того чтобы понять, что такое сопротивление, давайте представим себе трубу, по которой течёт вода. Так как движению воды в трубе ничего не мешает, напор на выходе трубы будет равен напору на входе трубы. Теперь давайте мысленно разрежем трубу на две части и поместим между ними сетку, такую же, как у ситечка, которым мы сеем муку. Желательно ещё представить, что эта сетка обладает некоторой толщиной, но это необязательно. Теперь напор на выходе трубы будет отличаться от напора на входе трубы, а насколько он будет отличаться будет зависеть от размера ячейки сетки.
Если провести аналогию с электрической цепью, то ток — это вода, а резистор — сетка, а размер ячейки — сопротивление. Функция сетки — ограничение потока воды, а основное назначение резистора в электрических цепях — ограничение тока.
Допуск показывает насколько реальное сопротивление резистора, может отличается от заявленного. Резистор 100 ом с допуском в 5%, в действительности может обладать сопротивлением от 95 до 105 ом.
Известно что при протекании тока через проводник, последний нагревается, то есть электрическая энергия превращается в тепловую. Мощность резистора определяет какое количество тепла он способен рассеивать. С другой стороны, если записать формулу мощности следующим образом
P = U²/R
P = I²*R
Становится понятно, что мощность определяет максимальный ток, протекающий через резистор или максимальное напряжение, которое может быть к нему приложено. Как правило, более мощные резисторы обладают большими размерами.
Применение резистора.
Токоограничивающий резистор.
Как Вы думаете можно ли подключить светодиод, падение напряжения на котором 2V, к кроне на клеммах которой напряжение 9V?
Конечно можно, надо только ограничить ток текущий через светодиод и в этом нам поможет резистор.
Такой резистор называют токоограничивающим, потому что в данной схеме он предназначен для ограничения тока через светодиод. Его сопротивление легко рассчитать воспользовавшись законом Ома.
I = (Uкроны — Uдиода)/R
А ток через светодиод не должен превышать 20mA, тогда у нас получится следующее
R = (Uкроны — Uдиода)/I
R = (9 –2)/0.02 = 350 ом
Сопротивление можно взять большего номинала, например 470 ом, при этом диод будет не так ярко светиться.
Подтягивающий резистор.
На картинке ниже изображены 4 микросхемы, к двум верхним кнопка подключена без подтягивающего резистора, а к двум нижним с подтягивающим резистором.
Давайте рассмотрим две верхние микросхемы, когда кнопка нажата, на первом выводе левой микросхемы будет 0V или логический ноль, а на первом выводе правой микросхемы будет напряжение питания или логическая единица. Определить в каком состоянии находится вывод микросхемы когда кнопка не нажата нельзя, вывод просто болтается в воздухе и ловит наводки, которые являются источником ложных срабатываний. Состояние первого вывода нижних микросхем всегда определено, у левой микросхемы, на первом выводе когда кнопка не нажата — логическая единица, когда кнопка нажата — логический ноль, у правой наоборот. Если заменить подтягивающий резистор куском провода, то при нажатии кнопки плюс подключался бы к минусу и ток стремился бы к бесконечности.
Подведём итоги, подтягивающий резистор позволяет избежать состояния неопределённости и ограничивает ток.
Делитель напряжения.
С помощью двух последовательно соединённых резисторов можно разделить напряжение кроны на несколько частей, причём чем больше сопротивление резистора, тем больше на нём падение напряжения.
Рассчитать падение напряжения на каждом из резисторов очень просто, для этого надо по закону Ома вычислить ток, протекающий через них и умножить его на сопротивление каждого из резисторов.
Задание коэффициента усиления операционного усилителя(ОУ)
В данной схеме с помощью резисторов задаётся коэффициент усиления ОУ, но если присмотреться становится понятно, что резисторы на схеме образуют обычный делитель.
Времязадающие цепи.
Резистор совместно с конденсатором образует RC цепочку, с помощью которой можно измерять временный промежутки. Подробнее об этом можно прочитать тут.
Фильтры.
Та же RC цепочка может быть использована как фильтр, высоких или низких частот.
Такие фильтры называют пассивными, в зависимости от номинала резистора и конденсатора они могут без изменения пропускать одни частоты и ослаблять другие.
Кроме обычного резистора о котором писалось выше, существуют резисторы способные изменять своё сопротивление в зависимости от внешних условий. Например, термистор, который изменяет своё сопротивление в зависимости от температуры, или фоторезистор, сопротивление которого зависит от освещения.
hubstub.ru
Резистор — это что такое? Резистор
В электротехнике, электронике, физике встречается такое понятие, как резистор. Это довольно распространенный элемент электронных схем. Тем, кто не сталкивался с принципами радиотехники, тяжело разобраться в большом количестве составляющих систем любого прибора. Для начала следует понять принцип работы такого простого и широко распространенного элемента, как резистор. Без него не функционирует практически ни одна электросхема.
Что такое резистор
Это название берет свое начало от англ. resist, что переводится как «сопротивляться». Поэтому резистор еще называют сопротивлением.
Электрический ток, поступающий к различным приборам, в силу разных причин испытывает сдерживающий эффект. Его величина зависит от типа проводника и внешних условий.
Величина такого влияния на электроток измеряется в омах. Чем лучше резистор способен рассеять мощность в тепловую энергию, тем он больше. Его работа не должна мешать соседним деталям схемы, поэтому учитывается тот нагрев, который выделяется при уменьшении силы тока.
Роль, которую играет в цепи этот элемент, переоценить трудно. Резистор позволяет обеспечить стабильность работы системы и контролирует напряжение.
Другие составляющие схемы также несколько рассеивают силу тока, однако у него это главная задача. Вот почему резистор — это сопротивление.
Это пассивный элемент электронной схемы. Но его роль тяжело переоценить.
Виды
Продвигаясь по пути изучения вопроса о том, что такое резистор, следует рассмотреть их разновидности. Эти элементы бывают переменными, постоянными и подстроечными.
Постоянные резисторы не меняют своего сопротивления (внизу на схеме: I — американское обозначение; II — европейское).
Переменные их разновидности бывают потенциометрами (манипулируют напряжением) и реостатами (манипулируют силой тока).Подстроечный резистор – это проводник, который относится к классу переменных элементов схемы, но его настройку производят вручную при помощи отвертки или шестигранника.
Чтобы понять, является резистор материалом или оборудованием, следует рассмотреть его подвиды.
Встречаются фоторезисторы, термисторы, варисторы. Они различны по своему устройству и области применения.
Термисторы производят на основе полупроводников. Их функции находятся в зависимости от температуры кружащей среды.
Варисторы резко изменяют сопротивление при увеличении напряжения. Такое свойство просто незаменимо в цепях, подвергающихся скачкам напряжения.
Фоторезисторы, соответственно, меняют сопротивление при попадании на них солнечных лучей.
Опираясь на все перечисленные качества, можно смело ответить на вопрос о том, резистор — это материал или оборудование. В электросхеме это прибор сопротивления.
Идеальный резистор
Существует понятие того, каким должен быть идеальный резистор. В действительности его не существует, но некоторые элементы схемы могут быть приближенно похожи на безупречный вариант.
Идеальный резистор является проводником со строго обозначенным, не меняющимся сопротивлением, надписанным на корпусе. Данная функция оборудования не зависит в этом случае от силы тока и окружающих условий. Такой прибор не имеет внутренней емкости, но при этом он отличается идеальной технологией полного отвода тепла при работе.
Размеры его должны быть нулевыми, чтобы не занимать место на электросхеме. Идеальный резистор является электротехническим элементом, имеющим систему бесшумной работы.
Но в реальности такие приборы не соответствуют подобному образу.
Реальный резистор
Резонно возникает следующий вопрос: «Реальный резистор – это что?» В жизни это оборудование, стремясь к идеальному, предполагает наличие всего нескольких совершенных качеств.
В зависимости от типа оборудования применяются соответствующие разновидности резисторов. Они выполняют строго определенные функции, которые обеспечат правильную работу в конкретно взятых условиях.
Для этого разработчикам резисторов приходится либо жертвовать площадью, которую оборудование занимает на схеме, либо учитывать влияния окружения, а также предусматривать дополнительные внутренние емкости и т. д.
Реальные резисторы имеют сопротивление, отличное от указанного на корпусе, что связано с влиянием разных внешних условий.
Показатели, влияющие на тип резистора
Любой резистор постоянного сопротивления включает ряд характеристик, обозначенных на корпусе при его производстве. Основными из них являются сопротивление, класс точности, а также мощность рассеивания.
Существуют и другие характеристики, но они разнятся в зависимости от типа оборудования.
Резистор – это источник тока, величина которого зависит от таких факторов, как длина и площадь поперечного сечения проводника, температура. Имеет значение напряжение, которое было приложено к концам проводника. Величина резистора также зависит от силы тока и материала, из которого выполнен проводник.
Электронные конструкции используют разные резисторы. В соответствии с определенными условиями применяют соответствующие разновидности приборов.
Сопротивление
В электротехнике применяют резисторы, имеющие различное сопротивление. Приборы, у которых оно меньше 1000 Ом, имеют на корпусе букву R. Встречаются экземпляры, на которых вообще не указывают никакой буквы. Однако они все равно относятся к подобной разновидности оборудования.
Если прибор имеет сопротивление больше 1000 Ом, применяют для обозначения величины килоомы, мегаомы.
Резистор – это электротехнический элемент, имеющий довольно маленькие размеры. Поэтому, даже написав на их корпусе маркировку, производители понимают, что прочесть ее будет сложно. Широко используется цветовая маркировка резисторов, которую можно рассмотреть на фото ниже.
Класс точности
Большинство резисторов изготавливается из особого материала. Но даже в условиях промышленного производства практически нереально сделать их абсолютно идентичными.
В силу разных обстоятельств происходит разброс параметров оборудования для электросхем. Производитель рассчитывает величину отклонения от номинального значения и указывает его в процентах. Допустимая погрешность может находиться в указанном диапазоне, который резистор не превышает.
Для определенного типа устройств необходимо соблюдать более точные показатели сопротивления. Поэтому резистор имеет неодинаковые показатели погрешности для каждого типа электроприборов.
Указанная в процентах величина отклонения подразумевает, что погрешность может быть как в положительную, так и в отрицательную сторону.
Мощность рассеивания
Резистор – это прибор, применяющийся в цепях с различной силой тока. Для маломощных схем подойдут резисторы любой мощности. Их работа будет стабильной и не приведет к негативным последствиям.
Совсем другая картина наблюдается в цепи, по которой осуществляется течение тока значительной силы. Если резистор будет иметь недостаточную мощность, он перегреется, выйдет из строя, а то и может стать причиной пожара.
Расчет мощности рассеивания для подобных систем является обязательным действием. Это обеспечит страховку в процессе эксплуатации техники и позволит подобрать подходящий прибор сопротивления.
На маломощных резисторах производители обычно не указывают величину рассеивания. На более крупных экземплярах этот показатель указан в обязательном порядке и может быть обозначен римскими или арабскими цифрами.
Опираясь на такие обозначения, а также на расчет мощности цепи, подбирают требуемое оборудование.
Крепление резисторов
Резистор – это электротехнический элемент, который чаще всего имеет два выхода для подсоединения к схеме. Существуют также разновидности оборудования с тремя выводами. Их можно встретить среди переменных и подстроечных резисторов.
Используются также специальные их разновидности, имеющие отводы. Обычно их несколько.
В современной электронике все чаще применяются резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. Они выглядят как крохотные детали прямоугольной формы и не имеют привычных проволочных выводов. Вместо этого для подключения подобной детали предназначены две полоски из металла, расположенные по краям резистора.
Поверхностный монтаж производится путем припаивания элемента сопротивления на печатные проводники, находящиеся на плате.
Популярность подобных деталей объясняется их минимальными размерами, что соответствует современным требованиям электротехнического оборудования. Их маркировка имеет отличную от проволочных резисторов систему.
Роль резисторов в схеме
Резистор – это элемент, который может выполнять в электросхеме различные функции. Самыми распространенными являются токоограничивающая, стягивающая и разделительная роль.
Токоограничивающий резистор представляет собой прибор, предназначенный для обеспечения требуемой силы тока, при которой компонент оборудования будет функционировать бесперебойно.
Стягивающий (растягивающий) резистор применяют на входе логических компонентов схемы, которым важно знать только наличие или отсутствие напряжения (логическая единица или ноль). Резистор в подобной схеме нужен для обеспечения нормальной работы системы, чтобы она не оставалась в подвешенном состоянии. Нежелательный ток, поступающий извне на вход, будет при помощи стягивающего резистора уходить в землю. Это гарантирует определение входом позиции «логический ноль».
Делитель напряжения требуется для взятия только определенной части тока, необходимой для правильной работы электрокомпонента.
Маркировка
Существует определенный принцип выделения основных качеств резисторов. Его широко применяют во всем мире.
Резистор – это (фото представлено ниже) небольшая деталь, имеющая цветовую или знаковую маркировку.
Главной характеристикой детали электросхемы является ее сопротивление, поэтому именно данный показатель определен на корпусе. Буквенные обозначения характеризуют систему измерений: R – омы, К – килоомы, М – мегаомы.В последнее время многие производители переходят на другой тип маркировки – цветовой. Он проще в нанесении при больших объемах производства.
Самые точные резисторы имеют до 6 цветов на корпусе. Две первые полосы соответствуют номиналу напряжения.
Рассмотрев, что собой представляет элемент сопротивления в схеме приборов различной техники, следует сделать вывод, что резистор – это оборудование, обеспечивающее всю систему необходимой для работы силой тока.
www.syl.ru
Что такое резистор? | AUDIO-CXEM.RU
Резистор представляет собой пассивный элемент электрической цепи, то есть не вносит в электрическую цепь энергию, а только потребляет её. В электротехнике резистор, как идеализированный элемент электрической цепи, характеризующийся только сопротивлением электрическому току, называют сопротивлением.
При сопротивлении протеканию электрического тока через резистор, последний нагревается, преобразуя энергию электрического тока в тепловую энергию, рассеивая тепло в окружающую среду.
Если говорить простым языком, то резистор ограничивает ток, текущий по проводнику.
Для полного понимания, сразу приведу аналогию. Представим, что у нас есть трубопровод, по которому течет вода с определенным давлением. В нашей аналогии диаметр трубы и будет резистором (сопротивлением), а количество воды, проходящее через данный диаметр трубы в единицу времени, будет силой тока. Чем меньше диаметр трубы, тем больше сопротивление, следовательно, меньше сила тока. Напряжением в нашей аналогии будет давление воды в трубе.
Одной из основных характеристик резистора является сопротивление. Сопротивление измеряется в Омах.
1 кОм = 1000 Ом
1 Мом = 1000000 Ом
Следующая основная характеристика, это рассеиваемая мощность, которая измеряется в Ваттах.
Самые распространенные резисторы с рассеваемой мощностью от 0.125 до 2 Вт и более.
Погрешность тоже бывает различная, в основном 5%. В моем городе других не продают. Есть высокоточные резисторы с погрешностью 1% и менее, но таких компонентов в нашем городе нет.
Есть и другие характеристики, но они не так важны.
Давайте наглядно посмотрим, как резистор ограничивает ток. Соберем простую схему:
Амперметр показывает потребление тока равное 19 мА. Напряжение подаваемое в цепь 3.3 В. Светодиод светит ярко.
Теперь добавим в цепь резистор, сопротивлением 1.3 кОм. Схема будет выглядеть так:
Соберем схему на монтажной плате:
Мы видим, что яркость светодиода уменьшилась. Ток, текущий через светодиод и резистор уменьшился с 19 до 0.5 мА.
Похожие статьи
audio-cxem.ru
Резисторы [Амперка / Вики]
Резистор — один из наиболее распространённых компонентов в электронике. Его назначение — простое: сопротивляться течению тока, преобразовывая его часть в тепло.
Основной характеристикой резистора является сопротивление. Единица измерения сопротивления — Ом (Ohm, Ω). Чем больше сопротивление, тем большая часть тока рассеивается в тепло. В схемах, питаемых небольшим напряжением (5 – 12 В), наиболее распространены резисторы номиналом от 100 Ом до 100 кОм.
Закон Ома
Закон Ома позволяет на заданном участке цепи определить одну из величин: силу тока I, напряжение U, сопротивление R, если известны две остальные:
Для обозначения напряжения наряду с символом U используется V.
Рассмотрим простую цепь
Расчитаем силу тока, проходящего через резистор R1 и, соответственно, затем через лампу L1. Для простоты будем предполагать, что сама лампа обладает нулевым собственным сопротивлением.
Аналогично, если бы у нас был источник питания на 5 В и лампа, которая по документации должна работать при токе 20 мА, нам нужно бы было выбрать резистор подходящего номинала.
В данном случае, разница в 10 Ом между идеальным номиналом и имеющимся не играет большого значения: можно смело брать стандартный номинал — 240 или 220 Ом.
Аналогично, мы могли бы расчитать требуемое напряжение, если бы оно было не известно, а на руках были значения сопротивления и желаемая сила тока.
Соединение резисторов
При последовательном соединении резисторов, их сопротивление суммируется:
При параллельном соединении, итоговое сопротивление расчитывается по формуле:
Если резистора всего два, то:
В частном случае двух одинаковых резисторов, итоговое сопротивление при параллельном соединении равно половине сопротивления каждого из них.
Таким образом можно получать новые номиналы из имеющихся в наличии.
Применеие на практике
Среди ролей, которые может выполнять резистор в схеме можно выделить следующие:
Токоограничивающий резистор (current-limiting resistor)
Стягивающий, подтягивающий резистор (pull-down / pull-up resistor)
Делитель напряжения (voltage divider)
Токоограничивающий резистор
Пример, на котором рассматривался Закон Ома представляет собой также пример токоограничевающего резистора: у нас есть компонент, который расчитан на работу при определённом токе — резистор снижает силу тока до нужного уровня.
В случае с Ардуино следует ограничивать ток, поступающий с выходных контактов (output pins). Напряжение, в состоянии, когда контакт включен (high) составляет 5 В. Исходя из документации, ток не должен превышать 40 мА. Таким образом, чтобы безопасно увести ток с контакта в землю понадобится резистор номиналом R = U / I = 5 В / 0.04 А = 125 Ом
Стягивающие и подтягивающие резисторы
Стягивающие (pull-down) и подтягивающие (pull-up) резисторы используются в схемах рядом со входными контактами логических компонентов, которым важен только факт: подаётся ноль вольт (логический ноль) или не ноль (логическая единица). Примером являются цифровые входы Ардуино. Резисторы нужны, чтобы не оставить вход в «подвешенном» состоянии. Возьмём такую схему
Мы хотим, чтобы когда кнопка не нажата (цепь разомкнута), вход фиксировал отсутствие напряжения. Но в данном случае вход находится в «никаком» состоянии. Он может срабатывать и не срабатывать хаотично, непредсказуемым образом. Причина тому — шумы, образующиеся вокруг: провода действуют как маленькие антенны и производят электричество из электромагнитных волн среды. Чтобы гарантировать отсутствие напряжения при разомкнутой цепи, рядом с входом ставится стягивающий резистор:
Теперь нежелательный ток будет уходить через резистор в землю. Для стягивания используются резисторы больших сопротивлений (10 кОм и более). В моменты, когда цепь замкнута, большое сопротивление резистора не даёт большей части тока идти в землю: сигнал пойдёт к входному контакту. Если бы сопротивление резистора было мало (единицы Ом), при замкнутой цепи произошло бы короткое замыкание.
Аналогично, подтягивающий резистор удерживает вход в состоянии логической единицы, пока внешняя цепь разомкнута:
То же самое: используются резисторы больших номиналов (10 кОм и более), чтобы минимизировать потери энергии при замкнутой цепи и предотвратить короткое замыкание при разомкнутой.
Делитель напряжения
Делитель напряжения (voltage divider) используется для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть. Например, из 9 В получить 5. Он подробно описан в отдельной статье.
Мощность резисторов
Резисторы помимо сопротивления обладают ещё характеристикой мощности. Она определяет нагрузку, которую способен выдержать резистор. Среди обычных керамических резисторов наиболее распространены показатели 0.25 Вт, 0.5 Вт и 1 Вт. Для расчёта нагрузки, действующей на резистор, используйте формулу:
При превышении допустимой нагрузки, резистор будет греться и его срок службы может сильно сократиться. При сильном превышении — резистор может начать плавиться и вызвать воспламенение. Будьте осторожны!
wiki.amperka.ru
Что такое резистор и зачем он нужен. Часть 1
Приветствую, друзья!
Сегодня мы познакомимся ещё с одним «кирпичиком» электроники — резистором.
Мы не будем рассматривать все многообразие современных резисторов, но ознакомимся с принципом их действия.
И дадим кое-какие практические рекомендации применительно к компьютерам и периферийным устройствам.
Но сначала немного теории «на пальцах».
Проводники, полупроводники и диэлектрики
С точки зрения прохождения электрического тока (движения заряженных частиц) все вещества можно условно разделить на три большие группы — проводники, полупроводники и диэлектрики.
Проводники — это вещества, которые, в первом приближении, хорошо проводят ток, полупроводники — это вещества, которые плохо проводят ток, диэлектрики — не проводят ток вообще. Класс вещества определяется степенью сопротивление электрическому току.
Степень сопротивления вещества определяется строением его молекул и наличием различного количества свободных заряженных частиц.
Меньше всего сопротивляются прохождению электрического тока проводники, больше всего — диэлектрики.
Большинство металлов и их сплавов являются проводниками.
Проводники используются для доставки электрической энергию от генератора к потребителю.
Чтобы энергия доходила без больших потерь, необходимо, чтобы проводники (провода и кабели) обладали низким сопротивлением. Лучшими проводниками являются серебро, медь и алюминий.
Полупроводники в чистом виде плохо проводят электрический ток.
Но при добавлении определенных веществ в них появляется избыток заряженных частиц того или иного знака (p – положительно заряженных частиц и n – отрицательно заряженных).
При соединении двух полупроводников различного знака получается такая фундаментальная вещь как p-n переход.
P-n переход является основой большинства полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов и т.п.)
В компьютере присутствуют и проводники, и полупроводники, и диэлектрики.
Так, например, материнская плата вашего компьютера сделана из диэлектрического материала (стеклотекстолита), на поверхности которого расположены медные проводники, к которым припаяны различные детали.
Процессор вашего компьютера содержит в себе несколько миллионов полупроводниковых транзисторов.
Кроме того, на плате полно отдельных (дискретных) диодов, транзисторов, конденсаторов и резисторов.
Что такое резистор
Резистор — это электронная деталь (условно относящаяся к классу проводников), обладающая сопротивление электрическому току.
В электронной технике очень часто надо внести в электрическую цепь не просто сопротивление, но сопротивление определенной величины.
Чем больше сопротивление электрической цепи, тем меньше соответствии с законом Ома ток в ней при том же напряжении:
I = U/R, где I – электрический ток, U – напряжение, R – сопротивление
Если ток представить в виде движения стада животных, то пастух будет представлять собой напряжение. Сопротивлением в этом случае будет выступать нрав животных. Стадо можно заставить двигаться быстрее (увеличить силу тока), если пастух начнет щелкать бичом (поднимется напряжение).
Ток (сила тока) измеряется в амперах, напряжение — в вольтах, сопротивление – в омах.
Все эти единицы названы в честь физиков Анри-Мари Ампера, Алессандро Вольты и Георга Ома.
Резисторы могут иметь сопротивление от долей Ома до десятков и сотен Мегом (миллионов Ом). Электрическая лампочка накаливания – это, по существу, также резистор, обладающий сопротивлением в несколько десятков или сотен Ом (в зависимости от мощности лампы).
Постоянные, переменные и подстрочные резисторы
Постоянный резистор — это деталь с двумя выводами, которая вносит в электрическую цепь постоянное сопротивление.
Постоянный резистор представляет собой стержень из диэлектрического материала (чаще всего из керамики) на поверхности которой нанесена токопроводящая пленка из углерода или металлического сплава.
На торцы стержня плотно насажены «чашечки», переходящие в проволочные выводы. Чем тоньше плёнка, тем больше сопротивление.
На поверхность стержня могут наноситься канавки, увеличивающие сопротивление. Резистор с небольшим значением сопротивления может представлять собой керамическое основание с намотанным на него тонким проводом.
Для защиты резистивного слоя сверху наносится слой компаунда или лака, поверх которого наносится буквенно-цифровая маркировка или маркировка в виде нескольких цветных колец.
Раньше выводы резисторов в большинстве случаев были медными. Теперь же часто основу этих выводов составляет железо (которое дешевле меди).
Очень часто возникает задача изменить вносимое в электрическую цепь сопротивление. Это задачу выполняют переменные или подстроечные резисторы, у которых три (или более) вывода.
Переменные резисторы отличаются тем, что токопроводящий слой на них нанесен виде подковы, к концам которой подключены два неподвижных вывода.
Третий вывод – подвижный — скользит по подкове, поэтому при перемещении его сопротивление между ним и крайними выводами меняется.
Положение подвижного вывода можно менять посредством соединенной с ним вращающейся рукоятки.
Подстроечный резистор отличается от переменного тем, что в нем труднее повернуть рукоятку.
Часто в рукоятке подстроечного резистора делают прорези под шлиц отвертки.
Иногда после регулировки электрической схемы рукоятку заливают компаундом или полиэтиленом — чтобы невозможно было ее повернуть и сбить настройку.
Кстати, регулятор громкости в ваших настольных акустических системах – это переменный резистор.
SMD резисторы
Если посмотреть на материнскую плату компьютера, можно увидеть другое конструктивное исполнение резисторов (и других деталей тоже). Это SMD (Surface Mounted Device) исполнение, предназначенное для монтажа на поверхность платы.
Традиционный резистор с проволочными выводами монтируется «через отверстие» (through hole).
При этом SMD резисторы выглядят в виде «кирпичиков» различного размера без проволочных выводов. Выводами в этом случае является торцы кирпичика, покрытые припоем.
При использовании SMD компонентов увеличивается плотность монтажа, уменьшаются размеры изделий, и в плате не нужно сверлить сотни отверстий.
Кроме того, из-за отсутствия длинных проволочных выводов уменьшается паразитная емкость и индуктивность резистора, что улучшает характеристики устройства в целом.
Выбор необходимого типоразмера SMD осуществляется исходя из необходимой рассеиваемой мощности. Здесь действует та же физика: чем больше размер, тем большую мощность может рассеивать резистор. Типоразмеры SMD резисторов и рассеиваемая мощность приведены в таблице.
Конструктивно SMD резистор представляет собой кусочек из той же керамики в виде параллелепипеда с нанесенной на его поверхность резистивной пленкой. Толщина и состав резистивных пленок могут быть различными.
Условно SMD резисторы разделяют на толстопленочные (10-70 микрометров) и тонкопленочные (единицы микрометров и менее), которые различаются технологией производства. Резистивные пленки могут быть из нихрома, нитрида тантала, оксида свинца и других материалов. Точная подстройка номинала резистора осуществляется с помощью луча лазера.
Сверху резистивный слой защищен защитным слоем с нанесенной на нем маркировкой.
Существует SMD резисторы с нулевым сопротивлением, которые используется в качестве перемычек.
Тепловое действие электрического тока
При прохождении через проводник электрический ток оказывает тепловое действие — проводник нагревается. Степень нагрева определяется величиной тока и сопротивлением в соответствии с законом Джоуля-Ленца.
Q = I²*R*t, где Q – количество теплоты, I – сила тока, R – сопротивление, t — время
На этом принципе работают паяльники и всякого рода нагреватели.
Заканчивая первую часть статьи, отметим, что и «обычный» резистор в электронной схеме тоже в той или иной мере нагревается.
Через резисторы могут проходить различные токи, поэтому на них может рассеиваться различная мощность.
Тепловая мощность рассеивается в виде излучения. Интенсивность излучения определяется в том числе и площадью поверхности излучения.
Поэтому, чтобы рассеять бОльшую мощность, требуется бОльшая поверхность излучения, и, соответственно, бОльшие габариты резистора.
vsbot.ru
Как определить номинал и мощность резистора
Привет. Сегодня статья будет посвящена такому радиоэлементу как резистор, или как было принято называть его ранее сопротивление.
Основной задачей резисторов является создание сопротивления электрическому току. Для более наглядной визуализации, давайте представим электрический ток, как воду, которая течет по трубе. В конце этой трубы установлен кран, который полностью откручен, и он просто пропускает через себя водный поток. Стоит нам немного начать закрывать кран, как мы сразу увидим, что поток стает слабее вплоть до того момента, когда течь воды полностью остановится.
По такому принципу и работают резисторы, только вместо трубы у нас электрический проводник, вместо воды ток, а вместо крана наш резистор. Чем больше номинал резистора, тем больше он делает сопротивление электрическому току. Сопротивление резистора измеряется такой единицей измерения как Ом.
Так как в схемах могут использоваться очень большие резисторы, номинал которых может составлять порядка 1000 -1000000 Ом, то для облегчения вычислений используют производные единицы, такие как кОм, мОм и гОм.
Для большего понимания этих единиц измерения, привожу следующую расшифровку:
1кОм = 1000 Ом;
1 мОм = 1000 кОм;
1гОм = 1000 мОм;
На практике все очень просто. Если нам попался резистор с надписью 1,8 кОм, то проведя не сложные вычисления, увидим, что номинал в Омах будет соответствовать 1800 Ом.
По принципу работы, резисторы делятся на постоянные и переменные.
Из самих названий можно догадаться, что постоянные резисторы в процессе работы никогда не меняют своего номинала. Переменные же резисторы, могут менять свой номинал в процессе работы, и используются для выполнения какой-то настройки. Примером для использования переменных резисторов может быть ручки управления громкостью, тембром на магнитофонах.
Постоянные резисторы
Поговорим более детально о постоянных резисторах. На практике, обозначение номинала резисторов наносится на корпусе. Это может быть буквенно–цифровой код или обозначение цветными полосками (цветовая маркировка резисторов). Как узнать номинал резистора по цветовой маркировке, можем узнать из этой статьи.
Что касается буквенно-цифрового обозначения, то его принято обозначать такими способами:
- Буква R – означает, что номинал резистора будет измеряться в Омах. Очень важным является позиция этой буквы. Если на резисторе надпить типа 12R то номинал резистора будет 12Ом. Если же буква будет в начале R12, то сопротивление будет 0,12Ом. Также возможно обозначение типа 12R1, что будет означать 12,1 Ом.
- Буква K – означает, что номинал резистора будет измеряться в кОмах. Действуют теже правила что и для предыдущего примера. 12K = 12кОм, K12 = 0,12 кОм и 12К1 = 12,1кОм.
- Буква М– означает, что номинал резистора будет измеряться в мОмах. 12М = 12мОм, М12 = 0,12 мОм и 12М1 = 12,1мОм.
Так же на корпусе резистора обозначают такую величину как отклонение от номинала. При массовом производстве сопротивлений, в виду не совершенства технологий производства, сопротивления могут иметь некоторые отклонения от заявленного номинала. Это возможное отклонение обозначается на корпусе резистора в виде ±0,7% или ±5%. Цифры могут быть разные, в зависимости от метода производства.
Мощность резисторов
В процессе работы, при больших нагрузках резистор выделяет тепло. Если в схему, где идут большие нагрузки поставить резистор маленькой мощности, то он быстро разогреется и сгорит. Чем больше по размерам резистор, тем больше его мощность. На рисунке ниже видно обозначение мощности резисторов на схемах.
Обозначение мощности резисторов на схеме
Резисторы разной мощности
Переменные резисторы
Как говорилось ранее, переменные резисторы используются для плавной регулировки силы тока и напряжения в пределах номинала резистора. Переменные резисторы бывают построечные и регулировочные. С помощью регулировочных резисторов проводятся постоянные пользовательские регулировки аппаратуры (регулировка звука, яркости тембра и др.), а построечные используются для настройки аппаратуры в режиме наладки во время сборки техники. Для регулировочных резисторов приемлемо наличия удобной ручки, построечные же обычно регулируются отверткой.
Переменный резистор
Подстроечные резисторы
Если на переменном резисторе написано что он имеет номинал 10кОм, то это означает, что он производит регулировку в пределах от 0 до 10 кОм. В среднем положении ручки его номинал будет приблизительно около 5 кОм, в крайнем или 0 или 10 кОм.
Если Вам необходимо рассчитать номинал своего резистора, то советуем Вам воспользоватся нашим онлайн калькулятором цветовой маркировки резисторов.
Весь инструмент и расходники, которые я использую в ремонтах находится здесь. Если у Вас возникли вопросы по ремонту телевизионной техники, вы можете задать их на нашем новом форуме .
Загрузка…
my-chip.info
Резистор, для чего он нужен, где применяется в автомобилях
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.
autotopik.ru