Из чего состоит резистор и принцип его работы в электрической цепи
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.
- 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.
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.
220v.guru
Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора
Резистор – самый простой пассивный элемент. Его функциональная обязанность заключается в ограничении тока в электроцепи. Некогда их называли сопротивлениями, что является их физическим свойством, однако, чтобы не возникало путаницы, было принято решение переименовать их в резисторы. Если рассматривать такое свойство, как сопротивление, то им обладают все проводники. В этой статье ознакомимся с тем, что такое резистор, и каковы его особенности.
Внешний вид
Отличительные черты резистора
Если отталкиваться от вопроса, как образовалось слово, то от английского «resist». Переводя на русский язык, это звучит, как сопротивляться, противостоять. В электроцепи протекает ток, который испытывает внутренние противодействия. Для определения величины сопротивления тока необходимо обращать внимание на разные наружные факторы и свойства проводника.
Компактный элемент
Токовую характеристику измеряют в Омах. Также следует отталкиваться от напряжения и силы тока. Например, если сопротивление проводного элемента 1 Ом, ток также 1 Ампер, то каждый конец проводника будет иметь напряжение в 1 Вольт. Таким образом, вводя и изменяя величину сопротивления, открывается контроль и регулировка всех остальных параметров. Расчет может быть самостоятельным, что немаловажно.
Обратите внимание! Сейчас наблюдается широкое применение резисторов в различных отраслях науки. Кроме того, деталь широко распространена – используется при производстве плат и электросхем.
Теперь разберемся, для чего необходимо их использование. Основная функция резистора – контролировать и ограничивать перемещения тока. В некоторых случаях при помощи этой детали делят напряжение в сети. Математическое представление позволяет разобраться с принципом работы. Здесь любая деталь, находящаяся в цепи, зависит от того, какое в ней сформировалось напряжение. Для описания зависимости используется закон Ома, а деталь рассматривается как резистор.
В нормальных условиях резистор рассеивает тепло. По мнению специалистов, данный элемент актуален для тех электрических цепей, где требуется рассеивание нужной мощности. Однако необходимо быть внимательным, так как повышенная температура прибора может негативно сказываться на близлежащих элементах. Отталкиваясь от теорий, специалисты рассчитывают напряжение, сопротивление и показатель тока.
Мощность резистора с номинальным характером, как правило, указывается в таблице комплектации. Применяется стандартный показатель мощности – 0.25 и 0.125 Ватт. Если схема создается с применением более мощного резистора, это фиксируется в предварительном списке.
Обратите внимание! В составе многих резисторов есть серебро, но для сборки особых элементов могут использоваться золото, платина, палладий, рутений и тантал.
Как классифицируется элемент
Основные различия
То, что такое резистор, понятно, но необходимо знать, что существует несколько технологий их изготовления, как и материалов, используемых для этого. Это напрямую влияет на свойства и то, насколько отклонено их сопротивление от номинала, обозначаемого на корпусе. Резисторы бывают:
- Проволочными. Для их производства используют высокоомную проволоку из металла (особый сплав, имеющий высокое удельное сопротивление). Особенность подобных резисторов заключается в высокой емкости и показателе индуктивности. При нагревании элемента увеличивается его сопротивление, так как под влиянием температуры резистор становится более длинным и широким. Несмотря на это, проволочными резисторами пользуются редко, в основном в тех ситуациях, когда нужна высокая мощность;
- Полупроводниковые изделия. По сравнению с металлами, данный вид материалов имеет более высокое удельное сопротивление. Поэтому, чтобы создать элемент, нужно намного меньше полупроводника. Также не требуется делать намотку, так как она имеет вид обычной пластинки с определенным показателем сопротивления.
Есть и прочие параметры, используемые для классификации элемента:
- Точность маркировки: 10%, 5%, 1% и так далее;
- Максимально допустимый показатель рассеиваемой мощности: от 0.1 до 2 Вт и более.
Отдельно стоит отметить переменные и подстроечные элементы. Резисторы такого вида – это изделия в виде пластинки полупроводника или обмотка из высокоомного провода, имеющая отводы. Помимо этого, предусматривается особый контакт, прикасающийся к полупроводнику или проводу. Используя специальную ручку, изменяется место соприкосновения. Переменные резисторы применяются для сборки схем, которые позволяют механическим путем регулировать громкость, уровень сигнала, тока или напряжения. Особенность переменных элементов – в высокой надежности при постоянных регулировках. Что касается подстроечных, они работают, когда необходимы редкие регулировки с установленным сопротивлением.
Такой резистивный элемент также принято маркировать цветом. Следует понимать, что резистор выполняется круглой формы, процедура его производства полностью автоматизирована. Поэтому иногда бывает, что элементы устанавливаются на монтажных платах надписью вниз. Для определения номинала в таких ситуациях используется маркировка при помощи цветных полосок:
- 20% точности – 3 полоски;
- 10%, 5% – 4 полоски;
- ниже 5% – 5 или 6 полосок.
Состав резистивного слоя также позволяет классифицировать виды сопротивлений, которые могут быть:
- Углеродистыми;
- Металлопленочными;
- Металлодиэлектрическими;
- Металлоокисными;
- Полупроводниковыми.
Чаще всего из этого списка используются первые два типа.
Где находят применение
Некоторое время назад люди задавались вопросом, что такое резистор. Сейчас данный элемент находит все более частое применение, начиная низковольтными карманными устройствами и заканчивая высоковольтными промышленными агрегатами. Речь идет о различных бытовых приборах, техническом и измерительном оборудовании, автоматических системах, высокочастотных линиях, волноводах, радио,- и видеоаппаратуре, цепях питания, робототехнике и многом другом.
Элемент на плате
На данный момент встречаются схемы, где сопротивление используется в единичном порядке, а иногда устанавливается цельная конструкция, в которую входит немалое количество элементов.
Интересно. Резисторы еще долго будут использоваться при построении электрических схем. Это благодаря тому, что данное микроустройство доступное, простое в эксплуатации, малогабаритное и имеет высокий показатель КПД.
Когда начали появляться микроконтроллеры, у современной техники появилось больше функций, и ее начали производить более компактных размеров. Благодаря таким элементам, упрощаются электрические схемы, а устройства потребляют меньше тока, в результате миниатюрной стала сама элементная база.
Резистор – что это такое? С первого взгляда, кажется, что этой простой элемент, просто кусок материала, который сопротивляется электрическому току. Но не все так просто, так как в формировании данного элемента играют роль множество параметров, которые необходимо учитывать при составлении электрической схемы.
Видео
Оцените статью:elquanta.ru
Наиболее распространенным элементом, применяемым в радиотехнике, по праву считается резистор. Даже в обычном транзисторном приемнике, этих деталей насчитывается от двух до трех десятков, а в современных приборах их число может достигать нескольких сотен. Отвечая на вопрос, что такое резистор, можно отметить, что, по сути, это не что иное, как сопротивление. Это свойство препятствует прохождению электрического тока, выполняя токоограничительную и нагрузочную функцию. Свойства резисторов позволяют разделить их на несколько основных видов. Функции постоянных резисторовПостоянными резисторами считаются те, которые имеют постоянное сопротивление, не поддающееся каким-либо изменениям. С их помощью очень легко и просто установить ток или напряжение с определенным значением. Такие элементы цепи подбираются специально, по собственным параметрам, во время регулировки или настройки.
Постоянные резисторы оборудуются одним или несколькими отводами, отходящими от резистивного элемента. На схемах, эти отводы изображаются в таком же порядке, как и в действительности. К отдельной категории относятся регулируемые резисторы, у которых сопротивление может изменяться до определенных установленных значений. Их свойства позволяют регулировать громкость, усиление, тембр и прочие параметры. Свойства переменных резисторовКоличество выводов в переменных резисторах составляет три единицы. Два из них отходят непосредственно от концов элемента, проводящего ток, а один подходит к щеточному контакту, с возможностью перемещения по нему. Чтобы уменьшить размеры и упростить конструкцию, конфигурация токопроводящего элемента представляет собой незамкнутое кольцо. При этом, крепление щеточного контакта выполняется на валике. Ось этого валика проходит через центр контакта. Когда валик вращается, происходит перемещение контакта по токопроводящему элементу, в результате чего, происходит изменение сопротивления между щеточным контактом и выводами, расположенными по краям.
Переменные резисторы могут включаться в электрическую цепь двумя способами. В первом случае, резистор играет роль реостата и позволяет регулировать значение тока в цепи. В другом случае, он является регулятором напряжения и выполняет функцию потенциометра. Переменные резисторы, применяемые в радиоэлектронике, должны обладать определенными характеристиками, придающими тому или иному прибору индивидуальные свойства и функции. Для чего нужен |
electric-220.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 или более.
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
для чего он нужен и где используется?
Резистор есть в каждом доме, да не один. Да, да, и в вашем тоже их предостаточно. Секрет в том, что любая электрическая схема содержит резистор.
Крошечный элемент играет огромную роль в работоспособности электроприбора. В чем же секрет детали?
Резистор — что это такое?
Электрический поток – вещь небезопасная и неудержимая. Но человечество научилось обманывать физические явления себе на благо.
Резистор используют подобно ловушке: он собственным сопротивлением удерживает электрический ток, делит и уменьшает напряжение.
Эти параметры прочно взаимосвязаны, потому благодаря регулированию силы сопротивления, можно получать необходимые параметры тока. Чем мы успешно пользуемся сегодня.Для измерения силы сопротивления тока в резисторе используют физическую единицу – Ом.
На какие особенности обращать внимание при выборе?
Различают множество видов таких приборов. Подбор резистора для конкретной цели зависит от сложности электрической цепи, прибора, параметра электрического тока и отрезком значений для его регулирования – снижения показателей. Существует 2 типа таких устройств – переменные и постоянные. Вместе с этим их разнообразие уже насчитывает более 10–15 видов моделей.
Главное типовое различие – постоянный или переменный поток напряжения.
Например, в схеме регулирования громкости звука всегда установлен переменный резистор. Он подстраивается под сокращение или нарастание напряжения и меняет силу сопротивления. От этого мы слышим громкий или тихий звук.
Расчет резистора для светодиода осуществляется на основании закона Ома и соответствующих формул для параллельного и последовательного подключения LED источников света.Для определения параметров и характеристик таких радиодеталей отечественного и импортного производства используют кодовую маркировку с задействованием буквенных и цифровых обозначений.
В остальном резисторы отличаются по принципу работы, соединения, мощности, материалу-проводнику и качеству. Последнее — наиболее важный критерий. Профессионалы рекомендуют приобретать модели известных производителей, проверенные многолетней продажей на рынке. Также для выбора резистора необходимо учитывать:
- значение необходимого сопротивления;
- минимальную мощность рассеивания резистора.
Выбор резистора по мощности рекомендуется проводить с её запасом в 1–2 раза больше от расчетной.
Правильно подобранный резистор – это отсутствие перегрева у самого устройства и близлежащих элементов схемы.
Он обеспечивает рассеивание и дробление энергии, постоянство удерживаемого потока. Появление помех в работе техники: шум, перегрев, скачки напряжения — означает, что резисторы не справляются с работой. Поспешите совершить диагностику и замену резисторов.Области применения резисторов
Резисторы с каждым годом расширяют сферу влияния и использования. От низковольтных карманных приборов до высоковольтных промышленных агрегатов.
Встретить микроприбор можно в бытовых приборах, медицинском, техническом оборудовании, измерительных устройствах, системах автоматики, цепях питания, высокочастотных линиях, волноводах, робототехнике, автотранспортных технологиях, теле-, радио-, видеоаппаратуре и прочее.
Во время самостоятельного ремонта импульсного блока питания следует сначала искать неисправности, связанные с предохранителем, а потом, в случае его рабочего состояния, искать пути решения проблемы отсутствия выходного напряжения.Часто причиной поломки светодиодных ламп становится выход из строя блока питания, в других случаях ремонт таких источников света надо делать, исходя из обгоревшей проводки или проблем на плате. При этом полезным будет знать принцип действия таких распространенных микроустройств, как симисторы.
В заключение можно сказать, что резисторы еще долгое время будут занимать главенствующую нишу в построении электросхем.
Ведь высокий КПД, доступность, простота в эксплуатации, малогабаритность позволяют внедрить микроустройство в любую деталь.Подробный рассказ на видео: почему так широко используют резисторы
elektrik24.net
Что такое резистор | Виды резисторов, соединение резисторов
Что такое резистор
Резистор – это самый распространенный радиоэлемент во всей радиоэлектронной промышленности. Я могу со 100% уверенностью сказать, что абсолютно на любой плате какого-либо устройства вы найдете хотя бы один резистор. Резистор имеет важное свойство – он обладает активным сопротивлением электрическому току. Существует также и реактивное сопротивление. Подробнее про реактивное и активное сопротивление.
Постоянные резисторы
Постоянное резисторы выглядят примерно вот так:
Слева мы видим большой зеленый резистор, который рассеивает очень большую мощность. Справа – маленький крохотный SMD резистор, который рассеивает очень маленькую мощность, но при этом отлично выполняет свою функцию. Про то, как определить сопротивление резистора, можно прочитать в статье маркировка резисторов.
Вот так выглядит постоянный резистор на электрических схемах:
Наше отечественное изображение резистора изображают прямоугольником (слева), а заморский вариант (справа), или как говорят – буржуйский, используется в иностранных радиосхемах.
Вот так маркируются мощности на советских резисторах:
Далее мощность маркируется с помощью римских цифр. V – 5 Ватт, X – 10 Ватт, L -50 Ватт и тд.
Какие еще бывают виды резисторов? Давайте рассмотрим самые распространенные:
20 ваттный стекловидный с проволочными выводами, 20 ваттный с монтажными лепестками,30 ваттный в стекловидной эмали, 5 ваттный и 20 ваттный с монтажными лепестками
1, 3, 5 ваттные керамические; 5,10,25, 50 ваттные с кондуктивным теплообменом
2, 1, 0.5, 0.25, 0.125 ваттные углеродной структуры; SMD резисторы типоразмеров 2010, 1206, 0805, 0603,0402; резисторная SMD сборка, 6,8,10 выводные резисторные сборки для сквозного монтажа, резистор в DIP корпусе
Переменные резисторы
Переменные резисторы выглядят так:
На схемах обозначаются так:
Соответственно отечественный и зарубежный вариант.
А вот и их цоколевка (расположение выводов):
Переменный резистор, который управляет напряжением называется потенциометром, а который управляет силой тока – реостатом. Здесь заложен принцип делителя напряжения и делителя тока соответственно. Различие между потенциометром и реостатом в схеме подключения самого переменного резистора. В схеме с реостатом в переменном резисторе соединяется средний и крайний выводы.
Переменные резисторы, у которых сопротивление можно менять только при помощи отвертки или шестигранного ключика, называются подстроечными переменными резисторами. У них есть специальные пазы для регулировки сопротивления (отмечены красной рамкой):
А вот так обозначаются подстроечные резисторы и их схемы включения в режиме реостата и потенциометра.
Термисторы
Термисторы – это резисторы на основе полупроводниковых материалов. Их сопротивление резко зависит от температуры окружающей среды. Есть такой важный параметр термисторов, как ТКС – тепловой коэффициент сопротивления. Грубо говоря, этот коэффициент показывает на сколько изменится сопротивление термистора при изменении температуры окружающей среды.
Этот коэффициент может быть как отрицательный, так и положительный. Если ТКС отрицательный, то такой термистор называют термистором, а если ТКС положительный, то такой термистор называют позистором. У термисторов при увеличении температуры окружающей среды сопротивление падает. У позисторов с увеличением температуры окружающей среды растет и сопротивление.
Так как термисторы обладают отрицательным коэффициентом (NTC — Negative Temperature Coefficient — отрицательный ТКС), а позисторы положительным коэффициентом (РТС — Positive Temperature Coefficient — положительный ТКС), то и на схемах они будут обозначаться соответствующим образом.
Варисторы
Есть также особый класс резисторов, которые резко изменяют свое сопротивление при увеличении напряжения – это варисторы.
Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а также от импульсных скачков напряжения. Допустим у нас “скакануло” напряжение. Все это дело “чухнул” варистор и сразу же резко изменил сопротивление в меньшую сторону. Так как сопротивление варистора стало очень маленьким, то весь электрический ток сразу же начнет протекать через него, тем самым защищая основную цепь радиоэлектронного устройства. При этом варистор берет всю мощность импульса на себя и очень часто платит за это своей жизнью, то его выгорает наглухо
На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:
Фоторезисторы
Большой популярностью также пользуются фоторезисторы. Они изменяют свое сопротивление, если на них посветить. В этих целях можно применять как солнечный свет, так и искусственный, например, от фонарика.
На схемах они обозначаются вот таким образом:
Тензорезисторы
Принцип действия их работы основан на растяжении тонких печатных проводников. При растяжении они становятся еще тоньше. Это все равно, что вытягивать жевательную резинку. Чем больше вы ее вытягиваете, тем тоньше она становится. А как вы знаете, чем тоньше проводник, тем бОльшим сопротивлением он обладает.
На схемах тензорезистор выглядит вот так:
Вот анимация работы тензорезистора, позаимствованная с Википедии.
Ну и как вы догадались, тензорезисторы используются в электронных весах, а также в различных датчиках, где применяется какое-либо давление, либо сила.
Последовательное и параллельное соединение резисторов
Все вышеописанные резисторы можно соединять параллельно или последовательно. При параллельном соединении выводы резисторов соединятся в общих точках.
В этом случае, чтобы узнать общее сопротивление всех резисторов в цепи, достаточно будет воспользоваться формулой, где сопротивление между точками А и В (RAB) и есть то самое R общее:
При последовательном соединении номиналы резисторов просто тупо суммируются
В этом случае
Резюме
Резистор – это радиокомпонент электронной промышленности, который используется абсолютно во всей радиоэлектронной аппаратуре. Он используется для создания делителей тока, делителя напряжения, в качестве шунта и, конечно же, для ограничения силы тока.
Резистор обладает активным сопротивлением, в отличие от катушки индуктивности и конденсатора.
По конструктивному исполнению резисторы делятся на два класса: переменные и постоянные.
Существуют также подвиды резисторов – это фоторезисторы, термисторы, варисторы, тензорезисторы и другие специфические редко используемые подвиды резисторов.
www.ruselectronic.com
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