Для чего в электрическую цепь включаются резисторы

12

Что такое резистор и для чего он нужен в электрической цепи

Один самых часто используемых элементов в электронике – это резистор. Простым языком его называют «сопротивление». С его помощью можно ограничивать ток или измерять его, делить напряжение, создавать цепи обратной связи. Без сопротивлений не обходится ни одна схема. В этой статьи мы расскажем о том, что такое резистор, какой у него принцип работы, а также для чего нужен этот элемент электрической цепи.

Определение

Резистор происходит от английского «resistor» и от латинского «resisto», что в переводе на русский язык звучит как «сопротивляюсь». В русскоязычной литературе наравне со словом «резистор» используют слово «сопротивление». Из названия ясна основная задача этого элемента – оказывать сопротивление электрическому току.

Он относится к группе пассивных элементов, потому что в результате его работы ток может только понижаться, то есть в отличие от активных элементов – пассивные сами по себе не могут усиливать сигнал. Что из второго закона Кирхгофа и закона Ома значит, что при протекании тока на резисторе падает напряжение, величина которого равна величине протекающего тока, умноженного на величину сопротивления. Ниже вы видите, как обозначается сопротивление на схеме:

Условное обозначение на схеме легко запомнить – это прямоугольник, по ГОСТ 2.728-74 его размеры равны 4х10 мм. Существуют варианты обозначений для резисторов разной мощности рассеивания.

Классификация резисторов происходит по ряду критериев. Если говорить о дискретных компонентах, то по методу монтажа их делят на:

• Выводные. Используются для монтажа сквозь печатную плату. У таких элементов есть выводы, расположенные радиально или аксиально. В народе выводы называют ножками. Этот вид резисторов активно использовался во всех старых устройствах (20 и боле лет назад) – старых телевизорах, приёмниках, в общем везде, и сейчас используется в простых устройствах, а также там, где использование SMD компонентов по какой-то причине затруднено либо невозможно.
• SMD. Это элементы, у которых нет ножек. Выводы для подключения расположены на поверхности корпуса, незначительно выступая над ней. Они монтируются непосредственно на поверхность печатной платы. Преимуществом таких резисторов является простота и дешевизна сборки на автоматизированных линиях, экономия места на печатной плате.

Внешний вид элементов двух типов вы видите на рисунке ниже:

Мы уже знаем, как выглядит этот компонент, теперь следует узнать о классификации по технологии изготовления. Выводные резисторы бывают:

• Проволочными. В качестве резистивного компонента используют проволоку, намотанную на сердечнике, для снижения паразитной индуктивности используют бифилярную намотку. Проволоку выбирают из металла с низким температурным коэффициентом сопротивления и низким удельным сопротивлением.
• Металлопленочные и композитные. Как можно догадаться, здесь в качестве резистивного элемента используют пленки из металлического сплава.

Так как резистор состоит из резистивного материала, в роли последнего может выступать проволока или плёнка с высоким удельным сопротивлением. Что это такое? Такие материалы как:

• манганин;
• константан;
• нихром;
• никелин;
• металлодиэлектрики;
• оксиды металлов;
• углерод и прочие.

SMD или чип-резисторы бывают тонкопленочными и толстопленочными, в качестве резистивного материала используют:

На рисунке ниже изображено, из чего состоит резистор:

По конструкции различают:

• Постоянные. У них два вывода, а сопротивление вы изменять не можете – оно постоянно.
• Переменные. Это потенциометры и подстроечные резисторы, принцип действия которых основан на перемещении скользящего контакта (бегунка) по резистивному слою.
• Нелинейные. Сопротивление компонентов этого типа изменяется под воздействием температуры (терморезисторы), светового излучения (фоторезисторы), напряжения (варисторы) и других величин.

А также по назначению – общего и специального. Последние подразделяются на:

• Высокоомные (диапазон сопротивлений десятки МОм — единицы ТОм, при рабочих напряжениях до 400В).
• Высоковольтные (рассчитаны на работу в цепях с напряжением до десятков кВ).
• Высокочастотные (особенностью работы на высокой частоте является требование к низким собственным индуктивностям и ёмкостям. Такие изделия могут работать в цепях с частотой сигнала в сотни МГц).
• Прецизионные и сверхпрецизионные (это изделия с высоким классом точности. У них допуск по отклонению от номинального сопротивления 0,001 — 1 %, в то время как у обычных допуск может быть и 5% и 10% и больше).

Принцип работы

Резистор устанавливается в электрической цепи для ограничения тока, протекающего через цепь. Величина напряжения, которая на нем упадет, рассчитывается просто – по закону Ома:

Падением напряжения называется то количество Вольт, которые появляются на выводах резистора, когда через него протекает ток. Соответственно, если на резисторе у нас упало напряжение, и через него протекает ток – значит на нём выделяется в тепло определенная мощность. В физике есть известная всем формула для нахождения мощности:

Или для ускорения расчетов иногда удобно пользоваться формулой мощности через сопротивление:

Как работает резистор? У каждого проводника есть определенная внутренняя структура. При протекании электрического тока электроны (носители зарядов) сталкиваются с различными неоднородностями структуры вещества и теряют энергию, она то и выделяется в виде тепла. Если вам сложно понять, то принцип работы сопротивления простыми словами можно сказать так:

Это величина, которая показывает насколько сложно протекать электрическому току через вещество. Она зависит от самого вещества – его удельного сопротивления.

Где: р – удельное сопротивление, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения.

Основные характеристики

Чтобы правильно выбрать резистор важно знать, на какие характеристики нужно смотреть при выборе. К его основным параметрам относится:

В большинстве случае этих сведений достаточно. Новички часто забывают о допустимой мощности резистора, и они у них перегорают. Вы можете рассчитать сколько Ватт выделяется на резисторе по формуле, указанной в предыдущем разделе статьи. Покупайте резисторы с запасом по мощности в 20-30%, больше – лучше, меньше – не нужно!

Где и для чего применяется

Мы уже рассмотрели, что резистор предназначен для ограничения тока в цепи, теперь мы рассмотрим несколько практических примеров, где используется резистор в электротехнике.

Первая область применения — ограничение тока, например, для питания светодиодов. Принцип действия и расчета такой цепи заключается в том, что из напряжения источника питания вычитают номинальное рабочее напряжение светодиода, сумму делят на номинальный (или желаемый) ток через светодиод. В результате вы получаете номинал ограничительного сопротивления.

Второе — это делитель напряжения. Здесь выходное напряжение рассчитывают по формуле:

Также резистор нашел применение для задания тока транзисторам. В сущности, та же схема ограничителя, рассмотренная выше.

Мы рассмотрели, какие бывают резисторы, их назначение и принцип работы. Это важный элемент, с которого следует начать изучение электротехники. Для расчетов цепей с ним используют закон Ома и активной мощности, а в высокочастотных цепях учитывают и реактивные параметры – паразитную ёмкость и индуктивность. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Что такое резистор и зачем он нужен

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.

12. Резисторы

тиводействия электрической цепи или ее участка ( например, резистора ) протеканию электрического тока.

Единица измерения сопротивления – Ом.

Теперь становится понятной фраза: электрическая схема состоит из двух последо-

вательно соединенных резисторов R₁ и R₂, имеющих сопротивления соответственно 15 и 40 Ом. Из фразы следует, что резисторов – 2 ( шт.), а их сопротивление измеряется в омах.

Реостатом называют аппарат ручного управления, предназначенный для плавного или ступенчатого изменения под током значений сопротивления резисторов.

Конструктивно в состав реостата, кроме самого резистора, входит переключающее устройство.

В зависимости от назначения, различают следующие виды реостатов:

пусковые – для пуска электрических двигателей постоянного и переменного тока;

регулировочные – для регулирования тока возбуждения двигателей постоянно-

го тока и генераторов постоянного и переменного тока ( их также называют «реостаты возбуждения» и «регуляторы возбуждения» );

пускорегулировочные – для пуска и регулирования частоты вращения двигате-

лей постоянного тока.

Более подробно реостаты рассмотрены ниже в § 1.3 «Типовые узлы и схемы управ-

Классификация резисторов

Резисторы классифицируются по следующим основным признакам:

по назначению: пусковые; тормозные; добавочные; балластные; экономические,

разрядные; нагрузочные; нагревательные; установочные;

по электрическим характеристикам: низкого напряжения ( до 500 В ) и высоко-

го напряжения ( свыше 1000 В ); низкоомные ( до 10 Ом ) и высокоомные ( свыше 10 Ом), линейные и нелинейные;

по режимам работы: работающие в продолжительном режиме ( S1 ), кратковре-

менном ( S2 ), повторно-кратковременном ( S3 ) и других режимах;

4. по способу охлаждения: с естественным и искусственным охлаждением.

Схемы включения резисторов

Рассмотрим схемы включения резисторов, перечисленных выше.

Пусковые резисторы предназначены для уменьшения пусковых токов электродви-

гателей. Эти резисторы включают последовательно:

1. в цепь обмотки якоря электродвигателя постоянного тока ( рис.51, а );

в цепь обмотки статора асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

в цепь обмотки ротора асинхронного двигателя с фазным ротором.( рис. 51, в ).

Рис. 64. Схемы включения пусковых резисторов: а — в цепь обмотки якоря двигателя постоянного тока; б – в цепь обмотки статора асинхронного двигателя

с короткозамкнутым ротором; в – в цепь обмотки ротора асинхронного двигателя

с фазным ротором.

При пуске двигателя постоянного тока ( рис. 64, а ) контакты К₁ и К₂ замкнуты, кон

такт К₃ разомкнут, потому пусковой резистор R_п включен последовательно с обмоткой якоря и тем самым ограничивает пусковой ток до безопасных значений.

Аналогично, при пуске асинхронного двигателя с короткозакнутым ротором

( рис. 64, б ) контакты К₁, К₂ и К₃ разомкнуты, потому пусковые резисторы R_п включены последовательно с обмоткой статора.

Подобно этому, разомкнуты контакты К₁, К₂ и К₃ при пуске асинхронного двигате-

ля с фазным ротором ( рис. 64, в ), ограничивая пусковой ток ротора ( а значит, и ток ста-

тора ) до необходимых значений.

По окончании пуска в схеме на рис. 64, а замыкается контакт K₃, а в схемах на рис. 64, б и 64, в — контакты К₁, К₂ и К₃ , шунтируя пусковые резисторы.

Тормозные резисторы предназначены для уменьшения токов при электрическом торможении электродвигателей. Их включают последовательно в цепь обмотки якоря двигателей постоянного тока ( рис. 65, а ) или в цепь обмотки статора асинхронного двига

теля через понижающий трансформатор Т и выпрямитель UZ ( рис.65, б ).

Рис. 65. Схемы включения тормозных резисторов: на постоянном токе ( а );

на переменном токе ( б )

Схема на рис. 65, а работает так. При пуске двигателя контакты К₁ и К₂ замкнуты, а контакт К₃ разомкнут. При этом происходит прямой пуск двигателя при отключенном резисторе R_т .

Для электрического торможения размыкают контакты К₁ и К₂, тем самым обмотка якоря отключается от сети, и замыкают контакт К_3. В результате обмотка якоря и резистор R_т оказываются соединенными последовательно, и под действием э.д.с. обмотки якоря ток в этой цепи меняет направление на противоположное – двигатель тормозится и останавли-

Схема на рис. 65, б работает аналогично. При пуске двигателя контакты К₁, К₂ и К₃ замкнуты, а контакты К₄ и К₅ разомкнуты. При этом происходит прямой пуск асинхрон-

Для электрического торможения размыкают контакты К_1, К₂ и К₃ , тем самым об-

мотка статора отключается от сети, и замыкают контакты К₄ и К₅. При этом через обмот-

ку статора протекает ток по цепи: “плюс” на верхнем выводе мостика UZ – контакт К₄ – правая фазная обмотка статора ( внутри кружка ) – нулевая точка звезды – средняя фазная обмотка – контакт К₅ – тормозной резистор R_т – «минус» на нижнем выводе мостика UZ.

В результате протекания постоянного тока через обмотку статора на вращающийся по инерции ротор начинает действовать тормозной электромагнитный момент. Двигатель тормозится и останавливается.

Пусковые и тормозные резисторы не предназначены для длительного протекания тока. Обычно процессы пуска и электрического торможения электродвигателей автомати-

зированы при помощи реле времени, выдержка которых – не более 1…2 с.

Добавочные резисторы применяют в цепях управления для получения пониженно-

го напряжения на участке электрической цепи. Для этого добавочный резистор R cоеди-

няют последовательно с приемником электроэнергии, например, электрической лампоч-

кой HL ( рис. 66, а ).

Разновидностью такой схемы является схема с делителем напряжения ( рис.64, б ). Делитель напряжения образован двумя резисторами R₁и R₂, включенными последова-

тельно. Приемник электроэнергии ( сигнальную лампочку НL ) включают параллельно одному из резисторов.

Рис. 66. Схемы включения добавочных резисторов: а – основная; б – с делителем напряжения на двух резисторах; в – то же, на трех резисторах.

При необходимости получения нескольких напряжений, каждое из которых мень

ше напряжения питающей сети, применяют делители напряжения с тремя резисторами R₁, R₂ и R₃. При таком соединении напряжение U₂ больше, чем U₁.

Балластные резисторы применяют в силовых цепях для поглощения части элек

троэнергии путем преобразования её в тепловую в силовых цепях. Их включают последо

вательно с приёмником электроэнергии, который не рассчитан на прямое включение в сеть с данным напряжением. Для этого применяют схему на рис. 66, а ( вместо лампочки – мощный приемник электроэнергии ).

Например, судовая грелка, рассчитанная на напряжение 110 В, может быть включе

на в сеть напряжением 220 В через балластный резистор.

Экономические резисторы предназначены для уменьшения тепловых потерь в ка-

тушках электрических машин и электромагнитных аппаратов ( рис. 67, а и б ).

Рис. 67. Схема включения экономического резистора: в цепь обмотки возбуж-

дения двигателя постоянного тока ( а ); в цепь катушки контактора ( б )

В схеме на рис. 67, а, экономический резистор R_э включается последовательно с па

раллельной обмоткой возбуждения L.

В исходном состоянии ( двигатель не работает, но питание на схему подано ) схемы контакты К₁, К₂ и К₃ разомкнуты, и ток протекает через резистор R_э и обмоту возбуждения L.

Сопротивление резистора R_э рассчитывается так, чтобы оно уменьшало ток возбуж-

дения неработающего двигателя до 70…80% номинального.

При пуске и последующей работе контакты контакты К₁, К₂ и К₃ замыкаются, об-

мотка якоря подключается к сети, а экономический резистор шунтируется. Ток в обмотке возбуждения увеличивается до номинального ( 100% ).

Тем самым этот резистор уменьшает тепловые потери в обмотке возбуждения и увеличивает ее срок службы.

В схеме на рис. 67, б экономический резистор R_э включён последовательно с катуш

кой КТ тормозного контактора . В исходном состоянии контакт КТ замкнут и шунтирует резистор R_э.

При подаче питания на зажимы L₁, L₂ сразу же ток катушки КТ максимальный, т.к. он протекает через контакт КТ и далее через катушку КТ.

После включения контактора его контакт КТ размыкается, вводя последовательно в цепь катушки КТ резистор R_э . Поэтому ток в катушке КТ уменьшается до 70…80% макси

мального. Однако такого тока достаточно для того, чтобы якорь контактора КТ удерживал

ся притянутым, т.е. контактор КТ оставался включенным.

Таким образом, при работе контактора КТ ток в его катушке понижен, что уменьша

ет нагрев катушки и, дополнительно, позволяет применить для катушки провод меньшего сечения ( за счет уменьшения тока ). Это дает экономию меди и средств ( отсюда название резистора – «экономический» ).

Разрядные резисторы предназначены для защиты обмоток электрических машин и катушек электромагнитных аппаратов от пробоя изоляции при их отключении. Эти рези-

сторы включают параллельно катушкам ( рис. 68, а и 68, б ).

В схеме на рис. 68, а, при работе двигателя контакты К₁ и К₂ замкнуты, и ток проте

кает через три параллельные ветви: обмотку якоря М, параллельную обмотку возбужде-

ния ОВ и разрядный резистор R_р.

Действие разрядного резистора проявляется при размыкании контактов К₁ и К₂ .

Если бы разрядного резистора не было, то при размыкании контактов ток парал-

лельной обмотки возбуждения уменьшился бы от номинального значения I _в.н до 0 за ма-

лый промежуток времени dt₁ ( рис.68, в, кривая 1 ).

При этом в обмотке возбуждения индуктируется ЭДС самоиндукции

значение которой за счет малого времени dt₁ ( в знаменателе ) в 10…20 раз больше номинального напряжения обмотки, что может вызвать пробой изоляции.

Рис. 68. Схема включения разрядного резистора ( а ); то же – с диодом ( б );

кривые изменения тока в обмотке возбуждения без разрядного резистора ( левая ) и с ним ( правая ) – ( в ).

При наличии разрядного резистора и размыкании контактов К₁ и К₂ также индукти

руется ЭДС самоиндукции Е , но её значение значительно меньше, чем в первом случае. Такое уменьшение объясняется тем, что параллельно включенные обмотка возбуждения и разрядный резистор образуют последовательную цепь – так называемый «разрядный контур».

В этом контуре э.д.с. самоиндукции, в соответствии с правилом Ленца, имеет поляр

ность, обозначенную символами « + » и « — ». Эта э.д.с. поддерживает в обмотке возбужде-

ния убывающий ток, который протекает по цепи:

«плюс» э.д.с самоиндукции на выводе Ш2 – разрядный резистор R_р – «минус» э.д.с самоиндукции на выводе Ш1 – обмотка возбуждения ОВ.

При этом время убывания тока в обмотке возбуждения увеличивается за счет дейст

вия э.д.с. самоиндукции до значения dt₂, поэтому э.д.с. самоиндукции резко уменьшается..

Защита от пробоя изоляции действует, если выполняется соотношение:

Недостаток схемы – протекание тока через резистор R_р при работе схемы.

Его иногда устраняют, включая последовательно с разрядным резистором полупро-

водниковый диод VD.

В этом случае ток через резистор R_р не протекает при работе двигателя, но начина-

ет протекать при отключении двигателя от сети, на отрезке времени dt₂.

Нагрузочные резисторы предназначены для создания нагрузки электрических генераторов при их испытаниях на берегу после профилактики или ремонта.

Эти резисторы позволяют изменять нагрузку генераторов ( в сотни и тысячи кВт ) достаточно плавно в пределах от 0 до номинальной.

Нагревательные резисторы ( грелки ) предназначены для обогрева служебных электрических помещений с целью устранения конденсации влаги, которая понижает сопротивление изоляции обмоток электрических машин и аппаратов. Их устанавливают в румпельных отделениях, аккумуляторных, моторных отделениях и кабинах кранов и т.п.

Установочные резисторы предназначены для получения ( установки ) необходи-

мого значения тока или падения напряжения в каком-либо участке электрической цепи. Они включаются последовательно в электрическую цепь, например, цепь параллельной обмотки возбуждения двигателя постоянного тока ( рис. 67 ).

Рис. 69. Схема включения установочного резистора

Отличительным признаком таких резисторов является металлический хомут, кото-

рый при настройке вручную перемещают вдоль резистора до получения необходимого зна

чения тока ( напряжения ), после чего хомут закрепляют неподвижно при помощи винта и в дальнейшем ( при работе ) не перемещают.

Резистивное сопротивление: принцип действия простыми словами

Пассивный элемент, имеющий некоторое сопротивление (постоянное или переменное), называется резистором. Никто не даст вам более точного определения, но эта простая формулировка все же отражает главное свойство этого радиоэлемента.

Для полноты, вот определение из Википедии»:

Резистор (англ. Resistor, от латинского resisto — резистор) — пассивный элемент электрических цепей, имеющий определенное или переменное значение электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования тока в напряжение и напряжения в силу тока, ограничения тока, поглощения электричества, энергии и т д. Компонент, широко используемый практически во всех электрических и электронных устройствах.

Также существуют резисторы с нелинейными характеристиками, которые изменяют параметры в зависимости от различных условий: температуры, напряжения, света и так далее. Они хоть и являются резисторами, но имеют разные названия (варистор, термистор и т, так как идеала нет).

Эти элементы называются «сопротивлением» или «сопротивлением». Первое название происходит от латинского resisto, что переводится как сопротивление. Оба названия отражают основное предназначение этого элемента — изменять сопротивление электрической цепи. В схемах европейского происхождения фиксированный резистор обозначается маленьким прямоугольником. На американских схемах принято другое обозначение в виде ломаной линии. В любом случае рядом со значком стоит латинская буква R и цифра, обозначающая номер элемента.

Как выглядит резистор: наиболее типичные виды постоянных резисторов и обозначения на схемах

В малых схемах рядом с обозначением может стоять обозначение, в больших схемах в отдельной (указывающей) таблице прописан тип резистора и его параметры.

Обозначение резисторов на схеме с указанием номинального сопротивления

Ни одна схема не обходится без резистора. Ни электрического, ни электронного. Назначение резисторов в схеме может быть следующим:

• предельный ток;
• создать падение напряжения до определенного значения.

Например, в цепи протекает определенный ток, но необходимо использовать элемент, не рассчитанный на этот ток. В этом случае устанавливается резистор, после чего ток снижается до нужного уровня. Что делает резистор в цепи? Снижает ток до приемлемого значения. В этом случае их часто называют ограничителями тока из-за выполняемой ими задачи. То же делают и с напряжением, только в этом случае рассчитывается не ток, а напряжение.

Виды резисторов — появление постоянных сопротивлений. Правый резистор SMD — SMD

Если говорить о внешнем виде, то чаще всего они представляют собой небольшой цилиндр, от концов которого отходят монтажные ножки. Чаще всего их делают из проволоки, реже из металлической ленты. Существуют резисторы прямоугольной формы параллелепипеда (керамические) и малые прямоугольные (технология SMD) для поверхностного монтажа на печатных платах.

Области применения резисторов

Элемент используется для ограничения тока в цепи электроприбора. Они используются практически везде. Наиболее распространенные области применения:

1. Ограничение тока для цепей питания со светодиодами.
2. Использование резистора в качестве делителя напряжения в сети.
3. Установка текущей мощности для транзисторов.

Существует множество применений резисторов, несмотря на простоту их действия и свойства. Они находят свою нишу практически в любой схеме и используются для сложных и простых схем.

Резистор — один из основных элементов электрической схемы. Именно из его исследования необходимо овладеть электротехникой. Он прост в использовании, но остается самым популярным в проектировании электрических схем.

Номиналы

Существуют стандартные значения сопротивления резистивных элементов, которые называются «серией номинальных резисторов». Подход при создании этого ряда основан на следующем соображении: переход между значениями должен перекрывать допустимое отклонение (погрешность). Пример: если номинальное значение элемента составляет 100 Ом, а допустимое отклонение составляет 10%, следующее значение в строке будет 120 Ом. Этот шаг позволяет избежать ненужных значений, поскольку соседние номиналы вместе с разбросом погрешности практически охватывают весь диапазон значений между ними.

Изготовленные резисторы соединены последовательно с разными допусками. Каждая серия имеет свой номинальный диапазон.

• А 6 — допуск 20%;
• И 12 — допуск 10%;
• Е 24 — допуск 5% (иногда 2%);
• Е 48 — допуск 2%;
• И 96 — 1% толерантности%;
• E 192 — допуск 0,5% (иногда 0,25%, 0,1% и менее).

Наиболее часто используемая серия E 24 включает 24 уровня сопротивления.

Закон Ома

Эксперименты, проведенные в 1825 году Георгом Симоном Омом, позволили установить связь между силой тока и напряжением. Соединительным элементом оказался резистор (резистор).

В 1826 году экспериментатор сформулировал свой закон: ток прямо пропорционален разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Изначально этот закон не был принят научным миром и только после его смерти специальная комиссия определила его истинность.

Математически закон был записан в виде выражения:

X = a / (b + l), где:

X — измерения, показанные гальванометром;

а — величина, определяющая параметры источника напряжения;

l — длина проводника;

b — коэффициент, характеризующий электрическую систему.

В современной концепции закон описывается формулой:

I — электрический ток, А;

U — разность потенциалов, В;

R — сопротивление на участке цепи, Ом.

Таким образом, экспериментально установлена ​​связь между тремя фундаментальными ценностями электротехники. По формуле номинал резистора прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален току. То есть ток, проходящий через резистор, уменьшается. Математически сопротивление выглядит так: R = I / U.

Учитывая, что мощность цепи равна произведению тока и напряжения, P = I * U, и используя закон Ома, мы можем записать: P = I2 * R = U2 / R. То есть мощность также зависит от сопротивление сущности.

Физически эти формулы можно объяснить следующим образом. Электрический ток, вызванный прямым движением свободных электронов, встречая сопротивление, теряет часть своей мощности. В этом случае уменьшается и величина потенциала (падение напряжения). Энергия, выделяемая электронами, проходит через кристаллическую решетку вещества, вызывая тепловые колебания атомов или нагрев резистора. Количество выделяемого тепла характеризуется мощностью, рассеиваемой через резистор.

Принцип работы резистора простым языком

Все электронные устройства состоят из радиодеталей, которые делятся на два основных типа: активные и пассивные.

Активные усиливают электрические сигналы. Слабый входной сигнал генерирует сильный выходной сигнал. В этом случае коэффициент усиления больше единицы.

Резистор относится к пассивному типу деталей, у которого коэффициент усиления меньше единицы.

В советское время резисторы назывались резисторами. В наши дни эти детали называют резисторами. Это происходит потому, что все детали, используемые в электронике, имеют сопротивление. Чтобы не запутаться, активные резисторы были названы резисторами.

Все проводники имеют сопротивление, которое считается вредным, так как это приводит к нагреву элемента, через который протекает ток. Также пропадает электричество. Сопротивление резистора полезно. Он согревает и отдает тепло. По этому принципу работают печи и лампы, используемые в повседневной жизни.

Основные параметры переменных резисторов

Параметры переменных резисторов можно разделить на две группы: общие параметры с постоянными резисторами и специальные параметры, характерные только для переменных резисторов.

Специальные параметры для переменных резисторов:

1. Функциональная особенность
2. Разрешение
3. Минимальное сопротивление
4. Износостойкость

Функциональная характеристика

Функциональная характеристика (конусность): зависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта. Функциональная характеристика переменного резистора:

• линейный;
• не линейный.

Переменные резисторы с нелинейной характеристикой обычно используются в аудиоаппаратуре для регулировки громкости, тона и так далее. Наиболее часто используются следующие нелинейные характеристики:

• логарифмический;
• обратный логарифмический.

A — линейный (linear), B-логарифмический (Reverse Log, Reverse Audio), B-логарифмический обратный (Logarithmic, Audio) Следует отметить, что обозначение функциональных характеристик в отечественной документации отличается от зарубежной: обратный логарифмический Характеристика в иностранной документации обозначена как Логарифмическая.

Разрешающая способность

Разрешение — это минимальное изменение сопротивления при малейшем движении ручки управления. Этот параметр применим только к проволочным потенциометрам и определяется сопротивлением между ближайшими витками. У беспроводных потенциометров разрешение очень высокое и определяется дефектами резистивного слоя.

Виды резисторов по характеру сопротивления

Основной характеристикой резисторов является их эффективное сопротивление, которое измеряется в «Ом». Единица измерения обозначена как «Ом» — названа в честь немецкого физика Георга Ома. Вторая характеристика — рассеиваемая мощность, измеряемая в ваттах (Вт). Это количество энергии, которое элемент может преобразовать в тепло, не влияя на производительность. Рассеиваемая мощность иногда отражается на схеме в виде штрихов на «теле» элемента (см. Рисунок внизу справа), но в технических характеристиках это точно указано. В принципе, рассеиваемую мощность можно приблизительно определить по размеру элемента. Чем больше корпус, тем больше рассеиваемая мощность.

Обозначение рассеиваемой мощности постоянных резисторов на схеме

По характеру сопротивления резисторы бывают двух типов: фиксированные и переменные. Константы никогда не меняют своего сопротивления (в идеале). Переменные изменены, но принудительно. Для этого нужно сдвинуть бегунок, повернуть ручку или специальный регулятор. Переменные резисторы могут быть регулируемыми и подстроечными. Для обоих типов сопротивление можно изменять в определенном диапазоне. Только с настроенными диапазон обычно шире. Это те, что стоят на регуляторах громкости, частоты и т.д.

В радиоприемниках часто можно увидеть переменное сопротивление

Также существуют диммирующие резисторы, предназначенные для точной настройки заданных параметров радио и электронных устройств при их снятии с производства при установке после установки или в процессе ремонта. Как правило, у них не очень большой ассортимент. У моделей с отделкой есть небольшой регулятор отвертки (обычно).

Принцип работы резистора печки автомобиля

Схема обогрева автомобиля

Обычная печка ВАЗ имеет четыре скорости. Как видно из рисунка, скорость вращения мотора печки зависит от сопротивлений. Переключатель сопротивления — это переключатель скорости нагревателя. Чтобы воздух, поступающий в салон от печки, был теплым, двигатель необходимо прогреть. Водители часто включают подогреватель, чтобы охладить двигатель в случае перегрева.

Если нет необходимости в обогреве салона автомобиля (в жаркую погоду), воздух вдувается прямо в салон, минуя радиатор отопителя, через фильтр отопителя. Для этого есть специальная заслонка, которую водитель переключает из салона.

Зная схему подключения печного резистора, вы легко сможете заменить этот резистор в случае поломки. Можно сделать самому и не платить большие деньги в автосервисе.

Полупроводниковые резисторы

Это полупроводниковые приборы с двумя проводниками, с зависимостью электрического сопротивления от параметров среды: температуры, освещения, напряжения и т.д. Для изготовления таких деталей используются легированные примесью полупроводниковые материалы, вид которых определяет зависимость проводимости от внешних воздействий.

Полупроводниковые резистивные элементы бывают следующих типов:

1. Линейное сопротивление. Изготовленный из легколегированного материала, этот элемент имеет низкую зависимость сопротивления от внешних воздействий в широком диапазоне напряжений и токов, чаще всего используется при изготовлении интегральных схем.
2. Варистор — это элемент, сопротивление которого зависит от напряженности электрического поля. Это свойство варистора определяет сферу его применения: для стабилизации и регулирования электрических параметров устройств, для защиты от перенапряжения, для других целей.
3. Термистор. Этот тип нелинейного резистивного элемента может изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Существует два типа термисторов: термистор, сопротивление которого уменьшается с увеличением температуры, и позистор, сопротивление которого увеличивается с увеличением температуры. Термисторы используются там, где важен постоянный контроль температурного процесса.
4. Фоторезистор. Сопротивление этого устройства изменяется под действием светового потока и не зависит от приложенного напряжения. При производстве используются свинец и кадмий, в некоторых странах это стало причиной отказа от использования этих деталей по экологическим причинам. Сегодня фоторезисторы менее востребованы, чем фотодиоды и фототранзисторы, используемые в аналогичных агрегатах.
5. Экстензометр. Этот элемент сконструирован таким образом, чтобы можно было изменять свое сопротивление в зависимости от внешнего механического воздействия (деформации). Он используется в сборках, которые преобразуют механическое напряжение в электрические сигналы.

Такие полупроводниковые элементы, как линейные резисторы и варисторы, слабо зависят от внешних факторов. Для тензодатчиков, термисторов и фоторезисторов зависимость характеристик от удара сильная.

Номинальный ряд и цветовая маркировка резисторов

Большинство производимых в мире резисторов имеют сопротивление так называемого номинального диапазона (Е). Каждый из типов номинальной серии делится на декады, и в каждой десятке насчитывается 6 (серия E6), 12 (серия E12), (серия E24) 24 значения.

Эти значения за декаду подбираются таким образом, чтобы с учетом допуска сопротивления двух соседних значений перекрывались и, благодаря этому, можно было выбрать любые промежуточные сопротивления.

Стандартные допуски для резисторов составляют 5%, 10% или 20%. Смежные значения пересекаются в следующих случаях:

• для серии E6 с допуском 20,
• для серии E12 с допуском 10,
• для серии E24 с допуском 5.

Величина сопротивления и отклонение отмечаются на резисторе в виде разноцветных колец (или точек). Первые цветные кольца (2 или 3) определяют значение в омах, а последнее — допуск (отклонение). В малых сопротивлениях, как правило, значение сопротивления, допуска и температурного коэффициента (TCC) иногда наносят с использованием 4 .. 6 цветных полос. Подробнее о резисторах с цветовой кодировкой читайте здесь.

Постоянные, переменные и подстрочные резисторы

Постоянный резистор — это двухпроводная часть, которая вносит постоянное сопротивление в электрическую цепь.

Постоянный резистор — это стержень из диэлектрического материала (чаще всего керамики), на поверхность которого нанесена проводящая углеродная пленка или металлический сплав.

На концах стержня хорошо закрепляются «чашечки», переходящие в нити. Чем тоньше пленка, тем больше сопротивление.

на поверхность бруса можно нанести бороздки для увеличения прочности. Резистор с низким значением сопротивления может представлять собой керамическое основание с намотанной на него тонкой проволокой.

Для защиты резистивного слоя на него наносится слой компаунда или краски, поверх которых наносятся буквенно-цифровые знаки или знаки в виде нескольких цветных колец.

Раньше кабели резисторов были в основном медными. Теперь железо (которое дешевле меди) часто является основанием для таких выводов).

Очень часто возникает задача изменить вводимое в электрическую цепь сопротивление. Это действие выполняется переменными резисторами или резисторами сдвига, которые имеют три (или более) вывода.

Переменные резисторы отличаются тем, что на них нанесен токопроводящий слой в форме подковы, на концах которой соединены два неподвижных проводника.

Третий вывод — мобильный — проходит по подкове, поэтому при движении его сопротивление между ним и крайними выводами меняется.

Положение мобильного терминала можно изменить с помощью присоединенной к нему вращающейся ручки.

Подстроечный резистор отличается от переменного резистора тем, что внутри него сложнее повернуть ручку.

Часто в ручке триммера есть прорези под шлиц отвертки.

Иногда после регулировки электрической схемы ручка заливается компаундом или полиэтиленом, так что невозможно повернуть и сбить настройку.

Кстати, регулятор громкости в настольных колонках — это переменный резистор.

Типы включения и примеры использования

Основные типы подключений — это последовательные и параллельные подключения.

Последовательное сопротивление легко рассчитать. Просто положи все это.

При последовательном соединении напряжение распределяется по резисторам в соответствии с их сопротивлениями.

Это второе правило Кирхгофа. Например, напряжение 12 В и пара резисторов 1 кОм.

Следовательно, у каждого из них 6 В. Это простой пример делителя напряжения. Здесь пара частей делят напряжение, и благодаря этому можно получить необходимое напряжение.

Однако, если вы хотите использовать делитель напряжения для питания схемы, вам нужно не забыть согласовать резисторы. В этой схеме сопротивление составляет 1 кОм. Если подключить к нему нагрузку меньше этого сопротивления, он не будет полностью получать напряжение на своих выводах. Следовательно, все схемы делителей напряжения должны иметь размер и согласовываться друг с другом.

Рассмотрим пример транзисторного усилителя.

Здесь R1 и R2 образуют делитель напряжения, действуют как делитель напряжения. Между этими двумя резисторами и базой транзистора протекает ток, который включает транзистор.

Это необходимо для того, чтобы он работал без искажений.

Параллельное включение

При параллельном подключении радиодеталей общее сопротивление цепи уменьшается. Если два резистора 1 кОм соединены параллельно, общее сопротивление будет меньше 0,5 кОм, т. Е. Сопротивление цепи (эквивалент) будет вдвое меньше наименьшего.

При этом соблюдается первое правило Кирхгофа. Ток силой 1 А направлен в точку стыка, а в узле расходится в два направления на 0,5 А.

Формулы расчета

Для двух резисторов:

Для большего:

Для течения параллельное соединение похоже на вторую дорогу или объезд. Такой тип связи еще называют сортировкой. Примером может служить амперметр. Чтобы увеличить масштаб показаний, просто подключите другой шунтирующий резистор параллельно резистору.

Его сопротивление рассчитывается по формуле:

Эквивалентное соединение

В схеме усилителя пара резистора R3 и конденсатора С2 подключена к эмиттеру транзистора VT1.

В этом случае VT1 и R3 соединены последовательно друг с другом. Зачем это нужно? При работе усилителя транзистор начинает нагреваться и его сопротивление уменьшается. R3, как и светодиод, предохраняет транзистор от перегрева. Сбалансируйте общее сопротивление, чтобы транзистор не искажал сигнал. Это называется режимом термостабилизации.

И конденсатор С2 подключен параллельно R3. А это необходимо для того, чтобы переменный сигнал проходил без потерь при нормальной работе усилителя. Так работает параллельный фильтр.

Если бы был только один R3, мощность усилителя была бы намного меньше из-за того, что он принимает на себя переменное напряжение. И конденсатор проходит без потерь, но не пропускает постоянное напряжение.

SMD резисторы

Если вы посмотрите на материнскую плату компьютера, вы можете увидеть другую конструкцию резисторов (и других частей тоже). Это устройство для поверхностного монтажа (SMD), предназначенное для установки на поверхность платы.

Через отверстие монтируется традиционный резистор с проволочной обмоткой).

В этом случае резисторы SMD выглядят как «кирпичи» разного размера без проводов. Кабели в данном случае представляют собой концы кирпича, покрытые сваркой.

При использовании SMD компонентов увеличивается плотность монтажа, уменьшаются размеры изделий, отпадает необходимость сверлить в плате сотни отверстий.

Кроме того, из-за отсутствия длинных кабелей паразитная емкость и индуктивность резистора уменьшаются, что улучшает характеристики устройства в целом.

Выбор SMD требуемого типоразмера осуществляется исходя из требуемой рассеиваемой мощности. Здесь применима та же физика: чем больше размер, тем большую мощность может рассеять резистор. Размеры резисторов SMD и рассеиваемая мощность приведены в таблице.

Конструктивно резистор SMD представляет собой кусок той же керамики в форме параллелепипеда с нанесенной на его поверхность резистивной пленкой. Толщина и состав резистивных пленок могут быть разными.

Условно резисторы SMD делятся на толстопленочные (10-70 мкм) и тонкопленочные (единицы микрометры и менее), которые различаются технологией изготовления. Резистивные пленки могут быть изготовлены из нихрома, нитрида тантала, оксида свинца и других материалов. Точная настройка значения сопротивления выполняется с помощью лазерного луча.

Резистивный слой сверху защищен защитным слоем с нанесенной на него маркировкой.

В качестве перемычек используются SMD-резисторы с нулевым сопротивлением.

Физическая сущность

Изучение электричества учеными привело к выводу, что есть что-то, что препятствует прохождению свободных зарядов через материю. Способность тела пропускать через себя электрический ток получила название электрической проводимости. Как позже выяснилось, это определяется количеством свободных зарядов, присутствующих в структуре элемента, характером внешнего воздействия и физическими размерами тела. Все существующие вещества были разделены на три типа:

• проводники;
• полупроводники;
• диэлектрики.

В первую группу входят материалы, при прохождении через которые величина электрического тока практически не уменьшается. Это все металлы и электролиты. Ко второй группе относятся элементы, проводимость которых существенно меняется при воздействии внешних факторов, таких как температура, свет, электромагнитное излучение. Например, кремний, германий, селен. Диэлектрики — это вещества, которые почти полностью поглощают энергию электронов, то есть преобразуют электрическую энергию в тепло. Яркими представителями этой группы являются: резина, пластик, композиционные материалы (текстолит, гетинакс, второпласт).

С развитием электротехники и созданием различных электронных устройств были разработаны как пассивные, так и активные элементы. При этом их важнейшей чертой всегда было сопротивление. Радиокомпонент, который использует способность материалов по-разному проводить ток, был назван резистором.

Это слово происходит от латинского resisto, что в дословном переводе на русский язык звучит как «сопротивляться». Его правильное определение, которое можно найти в специальной литературе, выглядит следующим образом: «Резистор или сопротивление — это пассивный радиокомпонент в электрической цепи, характеризующийся постоянным или переменным значением проводимости. Он предназначен для преобразования силы тока в разность потенциалов или наоборот».

Маркировка

Размер резистивного элемента напрямую зависит от его рассеивающей мощности; чем он выше, тем больше размер куска. Если на диаграммах легко указать числовое значение, маркировка продукта может быть затруднена. Тенденция к миниатюризации в производстве электроники требует использования элементов все меньших размеров, что увеличивает сложность как приложения информации к случайности, так и ее считывания.

Для облегчения идентификации резисторов в российской промышленности используется буквенно-цифровая маркировка. Сопротивление обозначается следующим образом: числа указывают номинал, а буква ставится после чисел (в случае десятичных значений) или перед ними (для сотен). Если номинал меньше 999 Ом, цифра наносится без буквы (или могут быть буквы R или E). Если значение указано в кОм, то после числа ставится буква К, буква М соответствует значению в МОм.

Номиналы американских резисторов обозначены тремя цифрами. Первые два принимают номинал, третьи — количество нулей (десятков), прибавленных к значению.

В роботизированном производстве электронных компонентов нанесенные символы часто оказываются на стороне детали, обращенной к плате, что делает невозможным чтение информации.

Принцип работы подстроечного резистора

После установки деталей электронного устройства обычно его характеристики отличаются от номинальных. Для точной настройки работы устройства используются режущие резисторы. В принципе, это те же переменные резисторы, но выделенные в отдельную группу, поскольку конструктивно отличаются от переменных резисторов. У них нет ручек, которые меняются при повороте. Вместо них отверстия под плоскую или прямую отвертку.

В процессе эксплуатации устройства через некоторое время его параметры меняются. Подстроечные резисторы используются для приведения их к номинальному значению.

По типу движения ползунка есть подстроечные резисторы с движением по прямой и с движением по кругу.

Для точной настройки параметров электронного устройства используются режущие резисторы с большим количеством витков. В них изменение сопротивления от минимального до максимального осуществляется за несколько оборотов или даже за десятки оборотов вала обрезки. В этих резисторах контакт перемещается посредством червячной передачи.

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Наглядный пример того, как работает резистор

С помощью резистора в электрической цепи ограничивают ток, получая нужное значение. По закону Ома, чем больше сопротивление стабильному напряжению, тем меньше ток.

Закон Ома выражается формулой U = I * R, где:

• U — напряжение, В;
• I — сила тока, А;
• R — сопротивление, Ом.

Резисторы также работают как:

• преобразователи ток-напряжение и наоборот;
• делители напряжения, это свойство используется в измерительных приборах;
• элементы для уменьшения или полного устранения радиопомех.

Обозначение на схемах

Традиционно резисторы в схемах обозначают в виде прямоугольника (по ГОСТ 2.728-74) или ломаной линии (рис. 12 — в основном для схемы западного образца). Мощность иногда указывается в прямоугольнике с использованием символов в виде вертикальных, наклонных или горизонтальных линий (см. Рисунок ниже):

• I = 1 Вт;
• II = 2 Вт;
• III = 3 Вт;
• — = 0,5 Вт;
• = 0,25 Вт;
• = 0,125 Вт

Рис. 11. Обозначение резисторов по ГОСТ 2.728-74

Буква R и значение сопротивления помещаются рядом со значком.

Рис. 12. Обозначения на схемах

В отличие от постоянных деталей, в обозначении переменных резисторов есть особенность — над прямоугольником добавлена ​​стрелка, указывающая на то, что деталь имеет скользящий контакт (бегунок).

Например, потенциометр УГО выглядит так:

Типы резисторов и их обозначения

Какими могут быть номиналы резисторов

Номиналы резисторов четко определены и варьируются от нуля до десяти. При этом всегда учитывается допустимое отклонение, а затем производители выпускают элементы с определенным шагом. В шагах с отклонением в 10% это будет: 100, 120, 150, 180, 220 и более по схеме. Полупроводники различаются по типу сборки, по своим свойствам.

По назначению

Рассмотрим несколько типов резисторов по их прямому назначению. У них есть общее и специальное назначение. Резисторы общего назначения имеют следующие параметры:

• номинальное от 1 Ом до 10 МОм,
• мощность от 0,125Вт до 100Вт,
• допуск точности не менее 20%, 10%, 5%, 2% или 1%.

Они подходят для работы в сетях с напряжением не более 1000 В. Используются как ограничители тока или как нагрузки для активных элементов схемы. Резисторы специального назначения превосходят «обычные» по одной или нескольким характеристикам. К ним относятся:

• Изготовлен с высокой точностью (ПДК — 1%), с высокой стабильностью параметров. Их называют точностью и сверхточностью.
• Высокая частота. У них очень небольшая собственная емкость, из-за чего они используются в высокочастотных цепях.
• Высокое напряжение (для сетей с напряжением выше 1000 В).
• Высокая стойкость. Номинальное значение более 100 МОм и напряжение не менее 400 В.
  Виды резисторов по назначению

Для ремонта бытовой техники достаточно элементов с обычными характеристиками. В общем, при замене необходимо соблюдать правило: вставляйте одноименный элемент и с такими же характеристиками. Если базовый элемент старый и трудно найти точно такой же экземпляр или стоит непропорционально дорого, ищем аналог. При подборе аналогов номинал выбирается «один к одному», а характеристики могут быть немного лучше. Ничего хуже не переносите, так как это может привести к неисправности устройств.

Виды резисторов по способу изготовления и их особенности

Постоянное сопротивление осуществляется несколькими способами. Свойства в некоторой степени меняются в зависимости от способа изготовления, поэтому вам также необходимо знать типы резисторов на основе метода изготовления. Я:

• Проволока.
• Я не телеграфирую:
  • металл;
  • композиционный;
  • лист (металлический лист);
  • графит.

  Самыми «древними» являются нити. Они самые дешевые. А вот непроволочные могут иметь очень небольшие допустимые отклонения от номинала, некоторые другие полезные особенности.

  Проволочные

  Проволочные резисторы представляют собой кусок металлической проволоки, обернутой вокруг керамической основы. Применяется специальная проволока — константановая для обычных, нихромовая — для высокопрочных. Сверху мотки проволоки могут быть:

  • наполненный керамикой;
  • покрыт эмалью или краской.

  Внешне можно выделить несколько типов резисторов с проволочной обмоткой: с прямоугольным керамическим корпусом и трубчатого типа (С5-35Б или ПЭВР). Они явно отличаются от других. При этом они не могут быть ни тонкослойными, ни композитными.

  

  Так выглядят проволочные резисторы разной конструкции

  Остальные почти такие же внешне. Дело в том, что при сопоставимых номиналах они будут больше по размеру. Это и понятно: поток занимает больше места. В зависимости от способа установки проволочные резисторы доступны для монтажа на печатной плате (с монтажными гнездами) или для поверхностного монтажа. В последнем случае носитель должен быть предварительно установлен на карту.

  

  Если порвать провод корпуса резистора, мы увидим следующую картинку

  У них есть одна особенность — значительная паразитная индуктивность. По этой причине проволочные резисторы не используются в схемах, работающих с высокочастотными переменными напряжениями. Для постоянного или переменного напряжения, но с низкой частотой (например, 50 Гц) они подходят.

  Непроволочные

  Большинство резисторов сегодня поставляются без проводов, но многие из них изготавливаются с использованием аналогичной техники. На диэлектрическую основу нанесен слой проводящего вещества. Это может быть металл, сплав или композит. Поэтому их обычно называют «фильмами». По толщине слоя резисторы этого типа делятся на тонкопленочные (от долей микрон до 1-2 микрон) и толстопленочные. Чем меньше толщина пленки, тем больше сопротивление. Для высоких оценок можно вырезать на пленке бороздку. Поверх пленки ее можно покрыть защитным слоем (оксидной пленкой или лаком, лаком), можно нанести еще один слой керамики. Конечно, при использовании разных материалов технологические процессы меняются, но в целом схема производства такова.

  

  Строение пленочных резисторов разных типов

  Итак, вот пленочные резисторы:

  • Металлик. Это один из самых распространенных типов резисторов, так как они обладают достаточной точностью и невысокой стоимостью. Используются металлы: хром, палладий, тантал; сплав — нихром; металлокерамика — металлокерамика. В основном производятся нихромовые пленочные резисторы, так как они имеют низкий температурный коэффициент сопротивления (при изменении температуры сопротивление мало меняется), мало нагреваются и имеют стабильные параметры. Они меньше углеродных.
  • Композитный. Вместо металла на керамическую основу наносят композиты. Выпускается 13 видов элементов этого типа. Все их можно разделить на две группы: высокого сопротивления и высокого напряжения (от 2,5 кВ до 60 кВ). Предназначен для работы в цепях переменного и постоянного тока. Их главный недостаток — высокий уровень токового шума — от 15 до 40 мкВ / В.
  • Лист. На диэлектрическое тело приклеивается тонкая или сверхтонкая фольга, сверху покрытая диэлектрическим слоем. Эта технология позволяет получать резисторы высокой точности (прецизионные и сверхточные). Резисторы из металлической фольги характеризуются высокой стабильностью параметров, в том числе их величина практически не меняется при изменении приложенного напряжения. Но главное преимущество в том, что они мало шумят. Поэтому они используются в усилителях, приемниках / передатчиках, измерительных приборах и специальном оборудовании.
  • Древесный уголь или углистый. Графит используется как проводящий слой. Они могут быть пленочного или объемного типа. По номиналу они колеблются от 10 Ом до 10 МОм. Их преимущества — они могут использоваться в высокочастотных устройствах, широкий диапазон рабочих температур — от -60 ° C до + 125 ° C, имеют низкий уровень шума. Обратной стороной является то, что они сильно нагреваются. Токопроводящий слой графита можно нагревать до 120 ° C (этот режим выдерживает длительное время). Их можно использовать в цепях переменного, постоянного и импульсного тока.

  Итак, какие резисторы лучше использовать? Если вам нужна стабильность параметров и низкий уровень шума, подойдут металлические листы, металлические или спеченные пленки. Их также можно использовать в схемах, работающих на высоких частотах. Если нет особых требований (на постоянное напряжение или с частотой 50 Гц), нет смысла обращать внимание на типы резисторов по способу изготовления. Ищите необходимую оценку и требуемые характеристики.

  Принцип работы

  В электрическую цепь установлен резистор для ограничения тока, протекающего по цепи. Количество выпадающего на него напряжения рассчитывается просто — по закону Ома:

  Падение напряжения — это количество вольт, которое появляется на выводах резистора при протекании через него тока. Следовательно, если напряжение на резисторе падает и через него протекает ток, это означает, что некоторая мощность выделяется на нем в тепло. В физике есть известная формула нахождения потенции:

  Или, чтобы ускорить расчеты, иногда удобно использовать формулу мощности через сопротивление:

  Как работает резистор? Каждый проводник имеет определенную внутреннюю структуру. При протекании электрического тока электроны (носители заряда) сталкиваются с различными неоднородностями в структуре вещества и теряют энергию, которая затем выделяется в виде тепла. Если вам сложно понять, то принцип работы с сопротивлением можно описать простыми словами:

  Это значение, которое показывает, насколько трудно электрическому току течь через вещество. Это зависит от самого вещества — его удельного сопротивления.

  

  Где: p — удельное сопротивление, l — длина жилы, S — площадь поперечного сечения.