Что такое резистор для чайников

Что такое резистор и для чего он нужен?

Резисторы относятся к наиболее широко используемым в электронике элементам. Это название давно вышло из узких рамок терминологии радиолюбителей. И для каждого, кто хоть немного интересуется электроникой, термин не должен вызывать непонимание.

Что такое резистор

Наиболее простое определение выглядит так: резистор — это элемент электрической цепи, оказывающий сопротивление протекающему через него току. Название элемента происходит от латинского слова «resisto» — «сопротивляюсь», радиолюбители эту деталь часто так и называют — сопротивление.

Рассмотрим, что такое резисторы, для чего нужны резисторы. Ответы на эти вопросы подразумевают знакомство с физическим смыслом основных понятий электротехники.

Для разъяснения принципа работы резистора можно использовать аналогию с водопроводными трубами. Если каким-либо образом затруднить протекание воды в трубе (например, уменьшив ее диаметр), произойдет повышение внутреннего давления. Убирая преграду, мы снижаем давление. В электротехнике этому давлению соответствует напряжение — затрудняя протекание электрического тока, мы повышаем напряжение в цепи, снижая сопротивление, понижаем и напряжение.

Изменяя диаметр трубы, можно менять скорость потока воды, в электрических цепях путем изменения сопротивления можно регулировать силу тока. Величина сопротивления обратно пропорциональна проводимости элемента.

Свойства резистивных элементов можно использовать в следующих целях:

преобразование силы тока в напряжение и наоборот;
ограничение протекающего тока с получением его заданной величины;
создание делителей напряжения (например, в измерительных приборах);
решение других специальных задач (например, уменьшение радиопомех).

Пояснить, что такое резистор и для чего он нужен, можно на следующем примере. Свечение знакомого всем светодиода происходит при малой силе тока, но его собственное сопротивление настолько мало, что если светодиод поместить в цепь напрямую, то даже при напряжении 5 В текущий через него ток превысит допустимые параметры детали. От такой нагрузки светодиод сразу выйдет из строя. Поэтому в схему включают резистор, назначение которого в данном случае — ограничение тока заданным значением.

Все резистивные элементы относятся к пассивным компонентам электрических цепей, в отличие от активных они не отдают энергию в систему, а лишь потребляют ее.

Разобравшись, что такое резисторы, необходимо рассмотреть их виды, обозначение и маркировку.

Виды резисторов

Виды резисторов можно разбить на следующие категории:

Нерегулируемые (постоянные) — проволочные, композитные, пленочные, угольные и др.
Регулируемые (переменные и подстроечные). Подстроечные резисторы предназначены для настройки электрических цепей. Элементы с переменным сопротивлением (потенциометры) применяются для регулировки уровней сигнала.

Отдельную группу представляют полупроводниковые резистивные элементы (терморезисторы, фоторезисторы, варисторы и пр.)

Характеристики резисторов определяются их назначением и задаются при изготовлении. Среди ключевых параметров:

Номинальное сопротивление. Это главная характеристика элемента, измеряется в омах (Ом, кОм, МОм).
Допустимое отклонение в процентах от указанного номинального сопротивления. Означает возможный разброс показателя, определяемый технологией изготовления.
Рассеиваемая мощность — предельная мощность, которую резистор может рассеивать при долговременной нагрузке.
Температурный коэффициент сопротивления — величина, показывающая относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С.
Предельное рабочее напряжение (электрическая прочность). Это максимальное напряжение, при котором деталь сохраняет заявленные параметры.
Шумовая характеристика — степень вносимых резистором искажений в сигнал.
Влагостойкость и термостойкость — максимальные значения влажности и температуры, превышение которых может привести к выходу детали из строя.
Коэффициент напряжения. Величина, учитывающая зависимость сопротивления от приложенного напряжения.

Источник: https://odinelectric.ru/knowledgebase/chto-takoe-rezistor

Что такое подтягивающий резистор: pull-up и pull-down, расчет подтягивающего резистора

Резисторы являются устройствами ограничения тока, которые широко используются в электронных схемах и изделиях. Резистор – это пассивный компонент, который обеспечивает сопротивление при протекании тока через него. Сегодня существует много разных типов резисторов.

Если мы рассмотрим цифровую схему, то ее контакты всегда будут либо в состоянии логического 0, либо в состоянии логической 1. В некоторых случаях нам нужно изменить состояние с 0 на 1 или с 1 на 0. В любом случае нам нужно удерживать цифровой контакт либо в 0 и затем изменить состояние на 1, либо нам нужно удерживать его на 1, а затем изменить на 0. В обоих случаях нам нужно сделать цифровой вывод либо «высоким», либо «низким», но его нельзя оставлять плавающим.

Таким образом, в каждом случае состояние меняется, как показано ниже.

Теперь, если мы заменим значение High и Low фактическим значением напряжения, то High будет логическим уровнем 1 (скажем, 5V), а Low будет заземлением или 0 В.

Pull-up резистор используется, чтобы сделать состояние по умолчанию цифрового вывода высоким, то есть High (на изображении выше это 5 В), а Pull-Down резистор делает в точности наоборот, он делает состояние по умолчанию цифрового контакта низким, то есть Low (0 В).

Но зачем нам нужны эти резисторы, вместо этого мы могли бы подключить цифровые логические выводы непосредственно к напряжению уровня логики или к земле, как показано на рисунке ниже?

Так делать нельзя. Поскольку цифровая схема работает при слабом токе, подключение логических контактов непосредственно к напряжению питания или заземлению не является хорошим вариантом. Поскольку прямое соединение в конечном итоге увеличивает ток, как и короткое замыкание, это может привести к повреждению чувствительной логической схемы.

Чтобы контролировать ток, нам нужны резисторы с понижением или повышением напряжения. Подтягивающий к питанию (pull-up) резистор позволяет контролировать поток тока от источника напряжения питания к цифровым входным контактам, а подтягивающие к земле (pull-down) резисторы могут эффективно управлять током от цифровых контактов к земле.

В то же время оба резистора, понижающий и понижающий, поддерживают цифровое состояние низкого или высокого логического уровня.

Где и как использовать подтягивающие резисторы

Ссылаясь на приведенное выше изображение микроконтроллера, где цифровые логические выводы закорочены с заземлением и питанием, мы могли бы изменить соединение, используя pull-up и pull-down резисторы. Предположим, нам нужно логическое состояние по умолчанию, и мы хотим изменить состояние с помощью некоторого взаимодействия или внешних периферийных устройств, мы используем pull-up или pull-down резисторы

Использование pull-up резистора

Если нам нужно высокое логическое состояние по умолчанию и мы хотим изменить состояние на низкое с помощью внешнего взаимодействия, мы можем использовать подтягивающий резистор, как показано на рисунке ниже.

Цифровой логический входной контакт P0.5 может переключаться с логической 1 или High на логическую 0 или Low с помощью переключателя SW1. Резистор R1 действует как подтягивающий резистор. Он связан с логическим напряжением от источника питания 5В. Таким образом, когда переключатель не нажат, на контакт логического входа всегда подается напряжение по умолчанию 5 В, если контакт не закорочен на землю, то логический уровень станет низким (Low).

Однако, как мы уже говорили, контакт не может быть напрямую закорочен на землю или питание, поскольку это в конечном итоге приведет к повреждению цепи из-за короткого замыкания, но в этом случае мы снова замыкаем на землю с помощью замкнутого переключателя. Но, посмотрите внимательно, на самом деле это не короткое замыкание. Поскольку, согласно закону Ома, из-за сопротивления подтягивающего резистора небольшое количество тока будет течь от источника к резистору и переключателю и затем достигнет земли.

Если мы не используем этот подтягивающий резистор, выход будет непосредственно закорочен на землю при нажатии переключателя, с другой стороны, когда переключатель будет разомкнут, вывод логического уровня будет плавать, что может дать некоторый нежелательный результат.

Использование pull-down резистора

То же самое верно и для резистора с понижением напряжения. Рассмотрим нижеследующее соединение, где показан pull-down резистор в цепи.

На изображении выше происходит прямо противоположное предыдущему варианту с pull-up резистором. Здесь мы имеем понижающий резистор R1, который связан с землей или 0В. Таким образом, вывод цифрового логического уровня P0.

3 по умолчанию равен 0 до тех пор, пока не будет нажат переключатель, и вывод логического уровня не станет высоким.

В этом случае небольшое количество тока протекает от источника 5 В через замкнутый переключатель и pull-down резистор, что предотвращает замыкание линии с источником 5 В.

Таким образом, для различных схем логического уровня мы можем использовать резисторы Pull-up и Pull-down. Это наиболее часто встречается в различном встроенном оборудовании, однопроводной системе протоколов, периферийных соединениях, Raspberry Pi, Arduino и прочих микроконтроллерных и микропроцессорных устройствах.

Расчет подтягивающего резистора

Теперь, когда мы знаем, как использовать подтягивающие резисторы Pull-up и Pull-down, возникает вопрос, как рассчитать номинал этих резисторов? Хотя во многих схемах цифрового логического уровня мы видим понижающие или понижающие резисторы в диапазоне от 2 кОм до 4,7 кОм. Но каково будет действительное номинальное значение?

Чтобы понять это, нам нужно знать, что такое логическое напряжение.

Какое напряжение является низким логическим уровнем, а какое – высоким? Для различных логических уровней различные микроконтроллеры используют разные диапазоны напряжения для высокого логического уровня и низкого логического уровня.

Если мы рассмотрим вход уровня транзисторно-транзисторной логики (TTL), ниже на графике будет показано минимальное логическое напряжение для высокого логического сигнала и максимальное логическое напряжение для обнаружения низкого логического сигнала.

Как мы видим, для логики TTL максимальное напряжение логического 0 составляет 0,8 В. Таким образом, если мы предоставим менее 0,8 В, логический уровень будет принят как 0. С другой стороны, если мы обеспечим более 2 В до максимума 5,25 В, сигнал будет распознан как высокий логический уровень.

Но при напряжении от 0,8 до 2 В это пустая область, при этом напряжении нельзя гарантировать, что логика будет принята High или Low.

Итак, для безопасности, в архитектуре TTL мы принимаем от 0 В до 0,8 В как низкий уровень и от 2 В до 5 В как высокие, что гарантирует, что 0 и 1 будут распознаваться логическими микросхемами при этом предельном напряжении.

Для определения значения подтягивающего резистора по формуле используется простой закон Ома:

V = I x R
R = V / I

В случае подтягивающего pull-up резистора, V будет напряжением источника. И ток будет максимальным током, потребляемым логическими линиями.

Rpull-up = (Vпит – Vвыс(min)) / Iпотр

Здесь Vпит – это напряжение питания, Vвыс(min) – это минимальное допустимое напряжение высокого логического уровня, а Iпотр – максимальный ток, потребляемый цифровым выводом.

То же самое относится и к pull-down резистору. Но формула имеет небольшое изменение.

Rpull-up = (Vниз(max) – 0) / Iотд

Здесь Vниз(max) – максимальное напряжение низкого логического уровня, а Iотд – максимальный ток, отдаваемый цифровым выводом.

digitrode.ru

Источник: http://digitrode.ru/articles/1700-chto-takoe-podtyagivayuschiy-rezistor-pull-up-i-pull-down-raschet-podtyagivayuschego-rezistora.html

Резистор. Принцип работы. Математическая модель

Резистор. Принцип работы. Применение в схемах. Свойства. Классификация. (10+)

Резистор. Принцип работы. Математическая модель

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Самое важное:Любой элемент, сила тока через который зависит от напряжения на нем в соответствии с законом Ома, может рассматриваться как резистор.На резисторе рассеивается тепло. В схемах нужно применять резисторы, рассчитанные на рассеивание нужной мощности. Кроме того, нужно предусмотреть, чтобы нагрев резисторов не мешал работе соседних деталей.Реальные резисторы кроме собственно омического сопротивления могут обладать емкостью и индуктивностью. При разработке высокочастотных схем это необходимо учитывать.

Резистор — электронный прибор, необходимый во всех электронных схемах. Конечно, можно попытаться выдумать схему без резисторов, но это будет лишь трюк ума. Практические схемы без резисторов немыслимы. Что такое резистор?

Математическая модель резистора. Обозначение

Вашему вниманию подборка материалов:Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Резистор имеет обычно два вывода. Встречаются переменные или подстроечные резисторы с тремя выводами и специальные резисторы с отводами. Они имеют несколько выводов. Резистор обладает следующим свойством, на основе которого он применяется в схемах. [напряжение на резисторе] = [сопротивление резистора] * [ток через резистор].

[сопротивление резистора] — некая величина, характеризующая резистор. Изображенная формула еще называется законом Ома. С точки зрения инженера-электронщика любой прибор, обладающий таким свойством, может называться резистором вне зависимости от его внутреннего устройства.

Резисторы по своей физической природе бывают разные, есть разные технологии их производства, но все они обладают указанным свойством.

На резисторе выделяется тепловая энергия. [мощность выделяемого тепла] = [сопротивление резистора] * [ток через резистор] 2

На схемах резистор обозначается, как показано на рисунке.

Идеальный резистор

Идеальный резистор имеет строго фиксированное сопротивление, соответствующее надписи на корпусе, не зависящее от тока и внешних условий, например, температуры. Он не имеет внутренних индуктивности и емкости.

Идеальный резистор имеет совершенную систему охлаждения, обеспечивающую отвод всего выделяемого тепла. Идеальный резистор имеет нулевые размеры, не занимает место на плате. Он не шумит. Ток через него строго зависит от напряжения, без посторонних помех.

Реальные резисторы. Классификация, виды, типы

Если бы резистор на самом деле был идеальным, то нужен был бы всего один тип резистора — ПИР (просто идеальный резистор). Его можно было бы применять во всех схемах. В реальности все не так хорошо. Резисторы могут быть произведены по разным технологиям и из разных материалов. От этого зависят их свойства и отклонение их сопротивления от номинала, написанного на корпусе.

Выделяют проволочные резисторы, сделанные из высокоомной металлической проволоки (из специальных сплавов, обладающих высоким удельным сопротивлением).

Такие резисторы обладают высокой собственной индуктивностью и емкостью, как будто последовательно с резистором подключена индуктивность, а параллельно — емкость.

По мере нагрева такого резистора, его сопротивление растет, так как проволока при нагревании расширяется и удлиняется, что приводит к росту сопротивления. Проволочные резисторы применяются довольно редко, в специальных случаях, когда требуется особенно большая мощность.

Другой категорией резисторов являются резисторы из полупроводниковых материалов. Полупроводниковые материалы обладают гораздо более высоким удельным сопротивлением, чем металлы. Так что для создания резистора требуется гораздо меньший кусок полупроводника. Его не надо наматывать. Это просто пластинка с заданным сопротивлением.

Резисторы классифицируются по точности маркировки. Есть серии резисторов с маркировкой сопротивления с точностью 10%, 5%, 1% и т. д.

Резисторы классифицируются по максимально допустимой рассеиваемой мощности. Бывают резисторы мощностью 0.1 Вт, 0.25 Вт, 0.5 Вт, 1 Вт, 2 Вт и т. д.

Мощность резистора может обозначаться на схемах на самом резисторе, но чаще указывается в приложении, так как нанесение на изображение самого резистора понижает читаемость схемы.

Еще выделяют малошумящие и термостабильные резисторы.

Существуют переменные и подстроечные резисторы. Такие резисторы физически состоят из пластинки полупроводника или обмотки высокоомного провода с отводами от концов этой пластинки или обмотки (как у любого другого резистора). Однако, кроме этого предусмотрен специальный контакт, который соприкасается с полупроводником или высокоомным проводом. Место соприкосновения можно менять, поворачивая ручку.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Нужно ли заряжать аккумулятор

В результате меняется сопротивление между этим контактом и стационарными выводами резистора. Переменные резисторы позволяют строить схемы механического регулирования громкости, уровня сигнала, напряжения или тока.

Отличие переменных и подстроечных резисторов в том, что переменные резисторы намного более надежны в плане постоянных регулировок, рассчитаны на сотни тысяч циклов перемещения движка, а подстроечные предназначены для редкой регулировки, эксплуатации в условиях установленного сопротивления. Подстроечные резисторы не следует подвергать постоянной регулировке.

Особенности применения резисторов в схемах

Резисторы можно соединять последовательно и параллельно.

[Сопротивление последовательно соединенных резисторов] = [Сопротивление R1] + [Сопротивление R2]

[Сопротивление параллельно соединенных резисторов] = 1 / (1 / [Сопротивление R1] + 1 / [Сопротивление R2])

Источник: https://gyrator.ru/circuitry-resistor

Измерительный мост

Измерительный мост, позволяющий определять величину неизвестного электрического сопротивления, был изобретён британским учёным Самуэлом Кристи в 1833 году, и позже модернизирован и популяризирован другим британским учёным, Чарьзом Витстоном в 1843 году.

Схема измерительного моста Уинстона.P1 — P3 — диагональ питания; P2 — P4 — измерительная диагональ моста;

R1, R2 — левое плечо, R3, Rx — правое плечо моста.

Принцип работы

Принцип измерения неизвестного сопротивления основан на уравнивании отношений сопротивлений в обоих плечах моста, при этом гальванометр, включённый между этими плечами, будет показывать нулевое напряжение. На рисунке Rx — это неизвестное сопротивление, которое требуется измерить. R1, R2 и R3 — резисторы с известными значениями сопротивлений, причём резистор R2 переменный.

Если отношение двух известных сопротивлений в плече R2/R1 равно отношению сопротивлений в плече Rx/R3, то в этом случае напряжение между точками схемы P2 и P4 будет равно нулю, и через гальванометр V ток не будет течь. Если же мост разбалансирован, то отклонение гальванометра будут указывать на то, что сопротивление резистора R2 слишком большое или слишком маленькое.

Переменный резистор R2 регулируют до тех пор, пока гальванометр не укажет на ноль.

По гальванометру можно определять отсутствие тока в цепи с очень большой точностью. Следовательно, если резисторы R1, R2 и R3 — высокоточные, то неизвестное сопротивление Rx может быть измерено с большой точностью. Небольшие изменения сопротивления Rx разбалансируют измерительный мост, что обнаруживается по показанию гальванометра.

При сбалансированном мосте выполняется равенство R2/R1 = Rx/R3.

Отсюда Rx = R3*R2 / R1

В случае если сопротивления R1, R2 и R3 известны, а резистор R2 — постоянный, то неизвестное сопротивление Rx может быть рассчитано с помощью законов Кирхгофа. Этот метод измерения часто используется при применении измерительного моста в тензометрии, совместно с тензодатчиком, так как считать показания с гальванометра получится гораздо быстрее, чем балансировать мост переменным резистором.

Расчёт

Используя первый закон Кирхгофа, найдём токи, протекающие в узлах P2 и P4:

I3 — Ix + IG = 0
I1 — I2 — IG = 0

Далее с помощью второго закона Кирхгофа найдём напряжения в контурах P1-P2-P4 и P2-P3-P4:

(I3 * R3) — (IG * RG) — (I1 * R1) = 0
(Ix * Rx) — (I2 * R2) + (IG * RG) = 0

Мост сбалансирован, следовательно IG = 0, так что вторая система уравнений сократится:

I3 * R3 = I1 * R1
Ix * Rx = I2 * R2

Решая эту систему уравнений, получим:

Rx = R2 * I2 * I3 * R3 / (R1 * I1 * Ix)

Из первого закона Кирхгофа следует, что I3 = Ix и I1 = I2. Следовательно величина неизвестного сопротивления Rx будет определятся по формуле:

Rx = R3*R2/R1

Если известны сопротивления всех четырёх резисторов и величина питающего напряжения Uпит, а сопротивление гальванометра достаточно высокое, так что током IG, протекающим через него можно пренебречь, то напряжение U между точками моста P2 и P4 может быть найдено путём расчёта каждого из делителей напряжения, вычтя затем напряжение на одном делителе из напряжения на другом делителе. В этом случае получится следующее уравнение:

U = Rx * Uпит / (R3 + Rx) — R2 * Uпит / (R1 + R2)

Напряжение питания Uпит можно вынести за скобки, в этом случае получится выражение:

U = (Rx / (R3 + Rx) — R2 / (R1 + R2)) * Uпит

Где U — напряжение в точке P2 относительно точки P4.

Измерительный мост Уинстона иллюстрирует концепцию дифференциальных измерений, результаты которых могут быть очень точными. Различные разновидности моста Уинстона используются для измерения ёмкости, индуктивности, импеданса и других величин.

Одной из разновидностей моста является мост Кельвина, специально предназначенный для измерения малых сопротивлений. Во многих случаях измерение величины неизвестного сопротивления связано с измерением некоторых физических параметров, таких как сила, температура, давление и т.д.

, здесь в качестве измеряемого сопротивления используется соответствующий резистивный датчик.

В 1865 году Джеймс Максвелл применил измерительный мост Уинстона, питаемый переменным током, для измерения индуктивности, и в 1926 году Алан Блюмлейн подверг этот мост усовершенствованию.

Модификации основной схемы измерительного моста

Мост Уинстона является основной схемой измерительных мостов, но так же существуют различные его модификации, с помощью которых можно проводить измерения различных типов сопротивлений, когда основная схема моста для этого не подходит. Вот несколько разновидностей основной схемы измерительного моста:

Источник: http://zpostbox.ru/izmeritelnyi_most.html

Что такое потенциометр?

Потенциометр — регулируемый вручную переменный резистор с 3 выводами. Два его вывода подключены к обоим концам резистивного элемента, а третий вывод (движок) подключен к скользящему контакту, который перемещается по резистивному элементу. Положение движка определяет выходное напряжение потенциометра.

Потенциометр по сути своей функционирует в качестве переменного делителя напряжения. Резистивный элемент можно представить как два последовательно соединенных резистора, где положение движка определяет соотношение сопротивления первого резистора ко второму резистору.

Потенциометр также широко известен как переменный резистор. Наиболее распространенной формой является однооборотный переменный резистор.

Этот тип переменного резистора часто используется в аудио системах для регулирования громкости (логарифмический тип), а также во многих других устройствах.

При производстве потенциометра используются различные резистивные материалы: углерод, металлокерамика, проволока, электропроводный пластик, металлическая пленка.

На принципиальных схемах потенциометр обозначается следующим образом:

линейные (обозначаются буквой A) – изменение сопротивления прямопропорционально углу поворота скользящего контакта;
логарифмические (обозначаются буквой B) – изменение сопротивления происходит с начала быстро, потом замедляется;
экспоненциальные (обозначаются буквой C) – изменение сопротивления происходит с начала медленно, потом ускоряется. Обратите внимание, иногда обозначение типа потенциометра (буквами A, B, C) может быть иным в зависимости от производителя потенциометра, поэтому вы должны проверять это по техническому описанию конкретного экземпляра.

— монтажные (под пайку на плату);

— оборотные стационарные (размещаемые на корпусе );

Тип	Описание	Применение
Однооборотные	Вращение движка осуществляется на один оборот (примерно 270 градусов или 3/4 полного оборота)	Наиболее часто такие потенциометры используется в устройствах, где одного оборота вполне достаточно для осуществления регулировки.
Многооборотные	Движок резистора может совершать несколько оборотов (в основном 5, 10 или 20) для повышения точности. В них, как правило, резистивный элемент имеет спиральную или винтовую форму.	Они используется там, где требуется высокая точность и разрешение. Многооборотные потенциометры часто используются в качестве подстроечных резисторов на печатной плате.
Сдвоенные	Сочетает в себе два отдельных резистора на одном валу, что позволяет осуществлять параллельную регулировку двух каналов. Наиболее распространены потенциометры с линейным и логарифмическим сопротивлением.	Используется, например, в стерео регуляторах громкости аудио или других устройствах, где необходимо одновременно отрегулировать сразу два независимых канала.

— ползунковые (линейные);

Тип	Описание	Применение
Ползунковый потенциометр	Одинарный ползунковый линейный потенциометр предназначен в основном для аудио устройств. Высококачественные резисторы часто изготавливают из проводящего пластика.	Для одного канала
Двойной ползунковый потенциометр	Двойной потенциометр, так же как и сдвоенный оборотный потенциометр позволяет регулировать два независимых канала.	Часто используется для управления стерео в профессиональной аудиосистеме и других устройствах, где необходимо управлять двумя каналами одновременно.
Многооборотный ползунковый потенциометр	Имеет шпиндель, который переводит вращательное движение в поступательное линейное перемещение движка потенциометра по резистивному элементу.	Используется там, где требуется высокая точность и разрешение. Многооборотный ползунковый потенциометр используются в качестве подстроичника на печатной плате, но не так часто, как поворотный многооборотный.

Конструкция потенциометра

Потенциометр чаще всего имеет 3 вывода: два вывода соединены друг с другом путем постоянного сопротивления, третий вывод имеет подвижной контакт, который перемещается по поверхности постоянного сопротивления.

Принцип действия потенциометра

Потенциометр работает как делитель напряжения, с той лишь разницей, что вращение ручки приводит к изменению положения контакта (2) и тем самым изменяется соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2:

Источник: http://www.joyta.ru/7588-potenciometr-kratkaya-informaciya/

Мультиметр для

Измерение напряжения, тока,сопротивления и дажеобычная проверка провода на обрыв не обходится без использованияизмерительных инструментов. Куда же без них. Даже пригодность батарейкине измерить, а тем более узнать хоть, что-то о состоянии какой-нибудьэлектронной схемы без измерений просто невозможно.

Напряжение измеряют вольтметром,амперметром меряютсилу тока, омметром соответственно сопротивление, но речь в этой статьепойдет о мультиметре, который является универсальным прибором дляизмерений напряжений, тока и сопротивления.

В продаже можно встретить два основныхтипамультиметров: аналоговый и цифровой.

Аналоговый мультиметр

Ваналоговоммультиметре результаты измерений наблюдается по движению стрелки (какна часах) по измерительной шкале, на которой подписаны значения:напряжение, ток, сопротивление. На многих (особенно азиатскихпроизводителей) мультиметрах шкала реализована не совсем удобно и длятого, кто первый раз взял такой прибор в руку, измерение можетдоставить некоторые проблемы.

Популярность аналоговых мультиметровобъясняется их доступностью и ценой (2-3$), а основным недостаткомявляется некоторая погрешность в результатах измерений. Для болееточной подстройки в аналоговых мультиметрах имеется специальныйпостроечный резистор, манипулируя которым можно добиться немногобольшей точности.

Тем не менее, в случаях когда желательны более точныеизмерения, лучшим будет использование цифрового мультиметра.

Цифровой мультиметр

Главныйотличием от аналогового является то,что результаты измерения отображаются на специальном экране (в старыхмоделях на светодиодах, в новых на жидкокристаллическом дисплее). Ктому же цифровые мультиметры обладают более высокой точностью иотличаются простотой использования, так как не приходится разбиратьсяво всех тонкостях градуирования измерительной шкалы, как в стрелочныхвариантах.

Немного подробней о том, что за чтоотвечает..

Любой мультиметр имеет два вывода,черный и красный,и от двух до четырех гнезд (на старых российских еще больше). Черныйвывод является общим (масса). Красный называют потенциальным выводом иприменяют для измерений. Гнездо для общего вывода помечается как comили просто (-) т.е.

минус, а сам вывод на конце часто имеет такназываемый «крокодильчик», для того, чтобы при измерении можно былозацепить его за массу электронной схемы. Красный вывод вставляется вгнездо помеченное символами сопротивления или вольты (ft, V или +),если гнезд больше чем два, то остальные обычно предназначаются длякрасного вывода при измерениях тока.

Помечены как A (ампер), mA(миллиампер), 10A или 20A соответственно..

Переключатель мультиметра позволяетвыбрать одиннескольких пределов для измерений. Например, простейший китайскийстрелочный тестер:

Постоянное (DCV) и переменное (ACV)напряжение:10В, 50В, 250В, 1000В.
Ток (mA): 0.5мА, 50мА, 500мА.
Сопротивление (обозначаетсязначком, немногопохожим на наушники): X1K, X100, X10, что означает умножение наопределенное значение, в цифровых мультиметрах обычно указываетсястандартно: 200Ом, 2кОм, 20кОм, 200кОм, 2МОм.

На цифровых мультиметрах пределовизмерений обычнобольше, к тому же часто добавлены дополнительные функции, такие какзвуковая «прозвонка» диодов, проверка переходов транзисторов,частотометр, измерение емкости конденсаторов и датчик температуры.

Для того, чтобы мультиметр не вышел изстроя приизмерениях напряжения или тока, особенно если их значение неизвестно,переключатель желательно установить на максимально возможный пределизмерений, и только если показание при этом слишком мало, для полученияболее точного результата, переключайте мультиметр на предел нижетекущего.

Начинаем измерения

Проверка напряжения, сопротивления,тока.

Измеритьнапряжение проще некуда, если постоянное ставимdcv, если переменное acv, подключаем шупы и смотрим результат, если наэкране ничего нет, нет и напряжения. С сопротивлением так же просто,прикасаемся щупами к двум концам того, чье сопротивление нужно узнать,таким же способом в режиме омметра прозваниваются провода и дорожки наобрыв. Измерение силы тока отличаются тем, что щупы мультиметра должныбыть врезаны в цепь, как будто это один из компонентов этой самой цепи.

Проверка резисторов.

Резистор должен быть выпаян изэлектрической цепихотя бы одним концом, чтобы быть уверенным в том, что никакие другиекомпоненты схемы не повлияют на результат.

Подключаем щупы к двумконцам резистора и сравниваем показания омметра со значением котороеуказано на самом резисторе. Стоит учитывать и величину допуска(возможных отклонений от нормы), т.е.

если по маркировке резистор на200кОм и допуском ± 15%, его действительное сопротивление может быть впределах 170-230кОм. При более серьезных отклонениях резистор считаетсянеисправным.

Проверяя переменные резисторы, измеряемспервасопротивление между крайними выводами (должно соответствовать номиналурезистора), а затем подключив щуп мультиметра к среднему выводу,поочередно с каждым из крайних. При вращении оси переменного резистора,сопротивление должно изменяться плавно, от нуля до его максимальногозначения, в этом случае удобней использовать аналоговый мультиметрнаблюдая за движением стрелки, чем за быстро меняющимися цифрами нажидкокристалическом экране.

Проверка диодов.

Если имеется функция проверки диодов,то все просто,подключаем щупы, в одну сторону диод звониться, а в другую нет. Еслиданной функции нет, устанавливаем переключатель на 1кОм в режимеизмерения сопротивления и проверяем диод.

При подключении красноговывода мультиметра к аноду диода, а черного к катоду, вы увидите егопрямое сопротивление, при обратном подключении сопротивление будетнастолько высоко, что на данном пределе измерения вы не увидите ничего.

Если диод пробит, его сопротивление в любую сторону будет равно нулю,если оборван, то в любую сторону сопротивление будет бесконечнобольшим. Большинство светодиодов при прозвонке в прямом направлениислабо подсвечиваются.

Проверка конденсаторов.

Для проверки конденсаторов лучше всегоиспользоватьспециальные приборы, но и обычный аналоговый мультиметр может помочь.Пробой конденсатора легко обнаруживается путем проверки сопротивлениямежду его выводами, в этом случае оно будет равно нулю, сложнее сповышенной утечкой конденсатора.

При подключении в режиме омметра квыводамэлектролитического конденсатора соблюдая полярность (плюс к плюсы,мунус к минусу), внутренние цепи прибора заряжают конденсатор, при этомстрелка медленно ползет вверх, показывая увеличение сопротивления.

Чемвыше номинал конденсатора, тем медленнее движется стрелка. Когда онапрактически остановится, меняем полярность и наблюдаем как стрелкавозвращается в нулевое положение. Если что-то не так, скорее всего естьутечка и к дальнейшему использованию конденсатор не пригоден.

Стоитпотренироваться, так как, лишь при определенной практике можно неошибиться.

Проверка транзисторов.

Обычный биполярный транзисторпредставляет собой двадиода, включенных навстречу один другому. Зная, как проверяются диоды,несложно проверить и такой транзистор. Стоит учесть, что транзисторыбывают разных типов, p-n-p когда их условные диоды соединены катодами,и n-p-n когда они соединяются анодами.

Для измерения прямогосопротивления транзисторных p-n-p переходов, минус мультиметраподключается к базе, а плюс поочередно к коллектору и эмиттеру. Приизмерении обратного сопротивления меняем полярность. Для проверкитранзисторов n-p-n типа делаем все наоборот.

Если еще короче, топереходы база-коллектор и база-эмиттер в одну сторону должныпрозваниваться, в другую нет.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Какой провод нужен для бойлера

И еще пару советовнапоследок.

При использовании стрелочногомультиметра, положитеего на горизонтальную поверхность, так как в других положения точностьпоказаний может заметно ухудщится.

Не забывайте откалибровать прибор,для этого просто сомкните щупы между собой и переменным резистором(потенциометром) добейтесь, чтобы стрелка смотрела точно на ноль. Неследует оставлять мультиметр включенным, даже если на аналоговомприборе на переключателе нет положения — выкл.

не оставляйте его врежиме омметра, так как в этом режиме постоянно теряется заряд батареи,лучше поставить переключатель на измерение напряжения.

Вообщем пока это все, что хотелосьсказать, думаю, уновичков отпадет много вопросов по этому поводу, а вообще в этом делетонкостей настолько много, что рассказать обо всем просто невозможно.По большей части такому даже не учат. Оно приходит само собой. И толькос практикой.

Так, что практикуйтесь, измеряйте, тестируйте и с каждымразом ваши знания будут все сильнее, а пользу от этого вы увидите ужепри следующей неполадке.

Только не забывайте про технику безопасности,как никак большие токи и высокие напряжения могут доставить инеприятностей!

По материалам Virtual-Master.Info

В раздел статей осветодиодах и свете

В каталогсветодиодных изделий

Наглавную страницу Led22.ru

Светодиодный магазин»Alled.ru»

Форумо светодиодах и свете «Светлый угол»

Источник: http://led22.ru/ledstat/multi/multi.htm

Резистор простым языком: что это такое, устройство, принцип работы, виды

При передаче электрического тока на расстояние из-за сопротивления проводов теряется часть энергии. В таких случаях сопротивление является негативным фактором и его стараются свести к минимуму.

Другое дело электрические цепи в электронных устройствах. Там резистор выполняет много полезных функций. В электронных схемах используется свойства этих пассивных компонентов для ограничения тока в многочисленных цепях. С их помощью обеспечивается нужный режим работы усилительных каскадов.

Что такое резистор?

Название этого электронного элемента произошло от латинского слова resisto — сопротивляюсь. То есть – это пассивный элементприменяемый в электрических цепях, действие которого основано на сопротивлении току. Основной характеристикой этого электронного компонента является величина его электрического сопротивления.

Пассивность данного электронного компонента означает то, что основной его функцией является поглощение электрической энергии. В отличие от активных элементов электроники, он ничего не генерирует, а только пассивно рассеивает электричество, преобразуя его в тепло. В схемах замещения сопротивление является основным параметром, в то время как ёмкость и индуктивность – паразитные величины.

Применение

Резисторы применяются во всех электрических схемах для установления нужных значений тока в цепях, с целью демпфирования колебаний в различных фильтрах, в качестве делителей напряжений и т. п.

Резисторы выполняют функции нагрузки в резистивных цепях, используются в качестве делителя напряжения (см. рисунок ниже) и тока, являются элементами фильтров, применяются для формирования импульсов, выполняют функции шунтов и многое другое. Сегодня трудно себе представить электрическую схему, в которой не задействованы несколько резистивных элементов.

Рис. 1. Пример использования резисторов в схеме делителя напряжения

Без резисторов не работает ни один электронный прибор.

Устройство и принцип работы

Конструкция постоянных резисторов довольно простая. Они состоят из керамической трубки, поверх которой намотана проволока или нанесена резистивная плёнка с определённым сопротивлением. На концы трубки вставлены металлические колпачки с припаянными выводами для поверхностного монтажа. Для защиты слоя используется лакокрасочное покрытие.

Устройство таких элементов можно понять из рисунка 2 ниже.

В большинстве моделей такая конструкция традиционно сохраняется, но сегодня существуют различные виды сопротивлений с использованием резистивного материала, устройство которых немного отличается от конструкции описанной выше.

Рис. 2. Строение резистора

Современную электронную аппаратуру наполняют платы, начинённые миниатюрными деталями. Поскольку тенденция к уменьшению размеров электронных приборов сохраняется, то требования к уменьшению габаритов коснулись и резисторов. Для этих целей идеально подходят непроволочные сопротивления. Они просты в изготовлении, а их номинальные мощности хорошо согласуются с параметрами маломощных цепей.

Казалось бы, что эра проволочных резисторов постепенно уходит в прошлое. Однако это не так. Спрос на проволочные сопротивления остаётся в тех сферах, где транзисторы с металлоплёночным или с композитным резистивным слоем не справляются с мощностями электрических цепей.

Для непроволочных резисторов используются следующие резистивные материалы:

нихром;
манганин;
константан;
никелин;
оксиды металлов;
металлодиэлектрики;
углерод и другиематериалы.

Перечисленные вещества обладают высокими показателями удельного сопротивления. Это позволяет изготавливать электронные компоненты с очень маленькими корпусами, сохраняя при этом значения номинальных величин.

Размеры и формы корпусов, проволочных выводов современных резисторов соответствуют стандартам, разработанным для автоматической сборки печатных плат. С целью надёжного соединения выводов способом пайки, выводы деталей проходят процесс лужения.

Конструкция регулировочных (рис. 3) и подстроечных резисторов (рис.4) немного сложнее. Эти переменные транзисторы состоят из кольцевой резистивной пластины, по которой скользит бегунок. Перемещаясь по кругу, подвижный контакт изменяет расстояние между точками на резистивном слое, что приводит к изменению сопротивления.

Рис. 3. Регулировочные резисторы Рис. 4. Подстроечные резисторы

Принцип действия.

Работа резистора основана на действии закона Ома: I = U/R , где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление на участке цепи. Из формулы видно как зависят от величины сопротивления параметры тока и напряжения.

Подбирая резисторы соответствующего номинала, можно изменять на участках цепей величины тока и напряжения. Например, увеличивая сопротивление последовательно включённого резистора на участке цепи, можно пропорционально уменьшить силу тока.

Условно резистор можно представить себе в виде узкого горлышка на участке трубки, по которой течёт некая жидкость (см. рис. 5). На выходе из горлышка давление будет ниже, чем на его входе. Примерно, то же самое происходит и с потоком заряженных частиц – чем больше сопротивление, тем слабее ток на выходе резистора.

Рис. 5. Принцип работы

Виды

Мы уже упомянули два типа резисторов, отличающиеся по конструкции: постоянные, у которых сопротивление статичное (допускается мизерное отклонение параметров при нагреве элемента) и переменные. К последним можно добавить подвид переменных сопротивлений (полупроводниковых резисторов) – нелинейные.

Сопротивление нелинейных компонентов изменяется в широких пределах под воздействием различных факторов:

изменения температуры (терморезисторы);
яркости света (фоторезисторы);
изменений напряжения (варисторы);
деформации (тензорезисторы);
напряжённости электрического поля (магниторезисторы);
от протекающего заряда (мемристоры).

За видом резистивного материала классификация может быть следующей:

проволочные резисторы (рис. 6);
композиционные;
металлоплёночные (рис. 7);
металлооксидные (характеризуются стабильностью параметров);
углеродные (угольный резистор);
полупроводниковые, с применением резистивных полупроводниковых материалов (могут быть как линейными, так и переменными).

Рис. 6. Проволочные резисторы Рис. 7. Постоянные плёночные SMD компоненты

Отличие плёночных smd компонентов от композиционных деталей состоит в способах их изготовления. Композиционные детали производятся путём прессования композитных смесей, а плёночные – путём напыления на изоляционную подложку.

Винтегральных монокристаллических микросхемах методом трафаретной печати илиспособом напыления в вакууме создают встроенные интегральные резисторы.

По назначению сопротивления подразделяются на детали общего назначения и на компоненты специального назначения:

прецизионные исверхпрецизионные (высокоточные детали с допуском отклонений параметров от0,001% до 1%);
высокоомные (отдесятков МОм до нескольких Том);
высокочастотные, способныеработать с частотами до сотен МГц;
высоковольтные, срабочим напряжением, достигающим десятков кВ.

Можно классифицировать деталии по другим признакам, например по типу защиты от влаги или по способу монтажа:печатный либо навесной.

Номиналы резисторов

Элементы имеют свой допуск в отклонениях номинальных сопротивлений. В соответствии с допусками номиналы резисторов разбиты на 3 ряда, которые обозначаются: Е6, Е12, и Е24.

Компоненты ряда Е6 имеют допускотклонения ± 20%; ряда Е12 – ± 10%, а ряда Е24 – ± 5%.

Номиналы резисторов каждого ряда представлены в справочных таблицах, которые можно найти в интернете.

Маркировка

Раньше на корпусах сопротивлений проставляли номинал, ряд, мощность и серийный номер. В связи с миниатюризацией деталей перешли на цветовую маркировку. Параметры сопротивлений кодируют с помощью цветных колец (см. рис. 8).

Рис. 8. Цветовая маркировка

Еслина корпусе присутствует 3 кольца, то первые два обозначают величинусопротивления, третье – множитель, а допустимое отклонение составляет 20%.

Еслина корпусе 4 кольца, то значения первых трёх из них такие же, как в предыдущемпримере, а четвёртое кольцо указывает на величину отклонения.

Пятьколец: первые 3 указывают величину сопротивления, на четвёртой позиции –множитель, а на пятой – допуск.

На сверхточных деталях наносятся 6 цветовых полос: три первых указывают величину сопротивления, полоса на четвёртой позиции – множитель, а пятое кольцо — допустимое отклонение.

Каждому цвету присвоена конкретная цифра (от 0 до 9). Учитывая позицию кольца и его цвет, можно с точностью определить параметры изделия. Для этого удобно пользоваться таблицей цветов (рис. 9).

Рис. 9. Таблица цветов

В некоторых случаях вместо сопротивления используют обычные перемычки. Считается что у них нулевое сопротивление. Вместо перемычек иногда устанавливают резистор с нулевым сопротивлением (по сути та же перемычка, только адаптирована под размеры резистора). На корпус такого сопротивления наносят 1 чёрную полоску.

Маркировка SMD-резисторов

Сопротивления, предназначенные для поверхностного монтажа маркируют цифрами (см. рис. 10). Кодировка сложна для запоминания. В ней учитывается количество цифр и их позиции. Цифрами кодируют типоразмеры изделий и значения основных параметров. Для расшифровки кодов данного типа маркировки существуют справочные таблицы или калькуляторы.

Рис. 10. Цифровая маркировка

Код на рисунке расшифровывается так: номинальное сопротивление 120×106 Ом (последняя цифра показывает количество нулей, то есть степень числа 10). Резистор из ряда Е96 с допуском 1%, типоразмер 0805 либо 1206 (значения, выделенные курсивом, определяются по справочнику).

Обозначение на схемах

Источник: https://www.asutpp.ru/chto-takoe-rezistor.html

Как работает варистор для чайников

От перепадов напряжения не застрахована ни одна электросеть, есть множество причин вызывающих это явление, начиная от перегрузки и заканчивая перекосом фаз.

Такие броски способны вывести из строя бытовую технику, поэтому практически все современные электронные устройства имеют защиту.

Если после очередного перепада в БП какого-нибудь прибора сгорел предохранитель, произведя его замену, не спешите включать технику. На всякий случай проверьте варистор на исправность тестером или мультиметром.

Прежде, чем перейти к тестированию, рекомендуем ознакомиться с кратким описанием варистора, особенностями его работы и характеристиками. Эта информация может быть полезной при поиске аналога, взамен вышедшего из строя элемента.

Характеристики

Варистор представляет собой полупроводниковый резистор с нелинейной вольт-амперной характеристикой, ее график показан на рисунке 2.

Рис. 2. Типичные вольт-амперные характеристики: А – варистора, В – обычного резистора

Как видно из графика, когда напряжение на полупроводнике достигает порогового значения, резко увеличивается сила тока, что вызвано понижением сопротивления. Эта характеристика позволяет использовать варистор в качестве защиты от кратковременных скачков напряжения.

Принцип действия, обозначение на схеме, варианты применения

Внешне варистор очень похож на конденсатор, но его внутреннее устройство, как видно из рисунка 3, совершенное иное.

Рисунок 3. Конструкция варистора (1) и его обозначение на схемах (2)

Обозначения:

А – два металлических электрода в форме диска;
В – вкрапления оксида цинка (размер кристаллов не соблюден);
С – оболочка полупроводника, сделанная на основе синтетических отвердителей (эпоксидов);
D – керамический изолятор;
Е – выводы.

Помимо конструкции, на рисунке 3 показано обозначение элемента на принципиальных схемах (2).

оксида цинка в керамическом изоляционном слое определяет порог срабатывания варистора, как только напряжение станет выше допустимого, сопротивление резко снижается и проходящий через полупроводник ток увеличивается. Вырабатывающаяся в результате этого процесса тепловая энергия рассеивается в воздухе.

Такой принцип действия позволяет не допустить выход из строя электронных устройств при краткосрочном перепаде напряжения. Длительный импульс вызовет перегрев и разрушение варистора, но на этот процесс требуется время. Хоть оно исчисляется долями секунды, в большинстве случаев, этого достаточно для срабатывания плавкого предохранителя.

Именно поэтому после замены предохранителя необходимо проверять варистор (внешний осмотр и тестирование мультиметром). В противном случае, следующий перепад напряжения, с большой долей вероятности, приведет к разрушению компонентов электронного устройства.

Пример реализации защиты

На рисунке 4 показан фрагмент принципиальной схемы БП компьютера, на котором наглядно показано типовое подключение варистора (выделено красным).

Рисунок 4. Варистор в блоке питания АТХ

Судя по рисунку, в схеме используется элемент TVR 10471К, используем его в качестве примера расшифровки маркировки:

первые три буквы обозначают тип, в нашем случае это серия TVR;
последующие две цифры указывают диаметр корпуса в миллиметрах, соответственно, у нашей детали диаметр 10 мм;
далее идут три цифры, которые указывают действующее напряжение для данного элемента. Расшифровывается следующим образом: XXY = XX*10 y , в нашем случае это 47*10 1 , то есть 470 вольт;
последняя буква указывает класс точности, «К» соответствует 10%.

Можно встретить и более простую маркировку, например, К275, в этом случае К – это класс точности (10%), последующие три цифры обозначают величину действующего напряжения, то есть, 275 вольт.

Теперь, когда мы разобрались с основами, можно перейти к проверке варистора

Определяем работоспособность элемента (пошаговая инструкция)

Для данной операции нам потребуются следующие инструменты:

Отвертка (как правило, крестовая). Чтобы добраться до платы блока питания, потребуется разобрать корпус электронного устройства, тут без отвертки не обойтись.
Щетка, для очистки печатной платы. Как показывает практика, в БП накапливается много пыли. Особенно это характерно для устройств с принудительным охлаждением, типичный пример, – блок питания компьютера.
Паяльник. В силовой части БП на плате большие дорожки и нет мелких элементов, поэтому допустимо использовать устройства мощностью до 75 Вт.
Канифоль и припой.
Мультиметр или другой прибор, позволяющий измерить сопротивление.

Когда все инструменты готовы, можно приступать к процедуре. Действуем по следующему алгоритму:

Разбираем корпус устройства. В данном случае дать детальную инструкцию как это сделать затруднительно, поскольку конструкции приборов существенно отличаются друг от друга. Эту информацию можно найти в инструкции к оборудованию или на сайте производителя, также поможет поиск на тематических форумах и блогах.
Добравшись до печатной платы БП, следует очистить ее от пыли. Делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить радиодетали.
Бывали случаи, когда от чрезмерного усилия, в процессе чистки, щетка повреждала транзистор, тиристор или другой компанент.
Когда пыль удалена, находим варистор, он имеет характерный вид, поэтому спутать его можно разве что с конденсатором, но последний отличается маркировкой. Варистор в силовой части БП
Найдя элемент, тщательно осматриваем его на предмет повреждений. Это могут быть трещины, сколы и другие нарушения целостности корпуса.

В большинстве случаев, определить неисправность можно на этом этапе. При обнаружении повреждений элемент выпаиваем и меняем на такой же или аналог. Подобрать его можно самостоятельно (расшифровка маркировки приводилась выше) или посоветовавшись с продавцом радиодеталей. Варистор со следами повреждений
Если визуальный осмотр не дал результатов, следует проверить варистор мультиметром, для этого выпаиваем деталь.
Для проведения измерения подключаем щупы к мультиметру (на рисунке 7 гнезда показаны зеленым цветом) и переводим его в режим измерения максимального сопротивления (красный круг на рис. 7). Если у вас мультиметр другого типа, воспользуйтесь инструкцией к прибору. Рисунок 7. Установка режима отмечена красным, гнезда для щупов – зеленым
Касаемся щупами выводов и измеряем сопротивление варистора. Оно должно быть бесконечно большим.
Иное значение указывает на неисправность варистора, следовательно, его необходимо заменить.

Источник: https://crast.ru/instrumenty/kak-rabotaet-varistor-dlja-chajnikov

Что необходимо знать о резисторах?

Резистор: кусочек материала, сопротивляющийся прохождению электрического тока. К обоим концам присоединены клеммы. И всё. Что может быть проще? Оказывается, что это совсем не просто.

Температура, ёмкость, индуктивность и другие параметры играют роль в превращении резистора в довольно сложный компонент.

И использовать его в схемах можно по-разному, но мы сконцентрируемся на разных видах резисторов фиксированного номинала, на том, как их делают и как они могут пригодиться в разных случаях. Начнём с самого простого и старого.

Углеродные композиционные резисторы

Углеродный композит в проигрывателе

Их часто называют «старыми» резисторами. Они широко применялись в 1960-х, но с появлением других типов резисторов и благодаря достаточно большой себестоимости, их использование сейчас ограничено.

Они состоят из смеси керамического порошка с углеродом, связанных при помощи смолы. Углерод хорошо проводит ток, и чем больше его в смеси, тем меньше сопротивление. Провода присоединяются с концов.

Они покрываются краской или пластиком, служащими изоляцией, а сопротивление и допуск обозначаются цветными полосками.

Сопротивление таких резисторов можно перманентно изменить, подвергнув их высокой влажности, высокому напряжению или перегреву. Допуск составляет 5% или более. Это просто твёрдый цилиндр с хорошими высокочастотными характеристиками. Также они хорошо переносят перегрев, несмотря на свой малый размер, и всё ещё используются в блоках питания и сварочных контроллерах.

Однако их возраст не остановил меня от использования мешка таких резисторов, купленных мною в комиссионке с целью изготовления различных сопротивлений, которые были нужны мне для моего проекта муз. проигрывателя 555. На фото как раз моя поделка.

Углеродно-плёночные резисторы

Производятся нанесением слоя чистого углерода на керамический цилиндр и последующего удаления углерода с целью формирования спирали. Итог покрывается кремнием. Толщина слоя и ширина оставшегося углерода управляют сопротивлением, а допуск таких резисторов бывает от 2%, лучше, чем у предыдущих.

Благодаря чистому углероду сопротивление меньше меняется с температурой. Температурный коэффициент сопротивления углеродно-плёночных резисторов составляет от 200 до 500 ppm/C – миллионных долей на градус Цельсия. 200 ppm/C значит, что с каждым градусом сопротивление не изменится больше, чем на 200 Ом на каждый МОм общего сопротивления.

В процентах это можно выразить как 0,02%/C. Если температура изменится на 80 С, при показателе 200 ppm/C сопротивление резистора поменяется на 1,6%, или на 16 кОм. Такие резисторы выпускаются номиналом от 1 Ом до 10 кОм, мощностью от 1/16 Вт до 5 Вт и выдерживают напряжения в несколько киловольт.

Обычно используются в высоковольтных блоках питания, рентгеновских аппаратах, лазерах и радарах.

Металлическая плёнка

Металлическая плёнка делается схожим с углеродной образом, путём размещения металлического слоя (часто это никель хром) на керамике, с последующим вырезанием спирали. Согласно документации от производителя Vishay, после присоединения клемм спираль раньше обрабатывали шлифовкой, но сейчас для этого используют лазеры. Результат покрывается лаком и помечается цветовой кодировкой или текстом.

Сопротивление резисторов из металлической плёнки меняется меньше, чем у углеродно-плёночных. ТКС находится в районе 50-100 ppm/C. 50 ppm/C аналогичны 0,005%/C. Использовав аналогичный приведённому выше пример с резистором в 1 МОм, изменение температуры на 80 С приведёт в случае резистора 50 ppm/C к изменению сопротивления на 0,4%, или на 4 кОм. Допуск у них меньше, порядка 0,1%.

Также обладают хорошими шумовыми характеристиками, низкой нелинейностью и хорошей стабильностью по времени, и используются для множества целей.

Плёнка из оксида металла

Случай схож с металлической плёнкой, только обычно используется оксид олова с примесью оксида сурьмы. Ведут себя такие резисторы лучше, чем углеродные или металлические плёнки, если говорить о напряжении, перегрузках, скачках и высоких температурах. Резисторы на углеродной плёнке работают до 200 С, на металлической – до 250-300 С, а резисторы на плёнке из оксида – до 450 С. При этом их стабильность весьма хромает.

Проволочные резисторы

Производятся намоткой провода на пластиковый, керамический или стекловолоконный цилиндр. Поскольку провод можно отрезать довольно точно, номинал их сопротивления можно выбрать с большой точностью с допуском не хуже 0,1%. Чтобы получить резистор с высоким сопротивлением, нужно использовать очень тонкий и длинный провод. Провод можно сделать тоньше для меньшей мощности или толще для большей мощности.

Его можно изготавливать из большого числа металлов и сплавов, включая никель хром, медь, серебро, хромистой стали и вольфрама. Разрабатываются с прицелом на возможность работы при высоких температурах: вольфрамовые выдерживают температуры до 1700 С, серебряные – от 0 до 150 С. ТКС у высокоточных проволочных резисторов составляет порядка 5 ppm/C. У резисторов, предназначенных для высоких мощностей, ТКС выше. Работают на мощностях от 0,5 Вт до 1000 Вт.

Резисторы на несколько сотен Вт могут быть покрыты высокотемпературным кремнием или стекловидной эмалью. Для увеличения теплоотвода могут быть оборудованы алюминиевым кожухом с пластинами, работающими как радиатор.
Виды намотки Поскольку это практически катушки, у них присутствует индуктивность и ёмкость, из-за чего на высоких частотах они ведут себя плохо.

Для уменьшения этих эффектов применяются различные хитрые схемы намотки, например, бифилярная, намотка на плоском носителе, и намотка Аэртона-Перри. У бифилярной намотки отсутствует индукция, но высокая ёмкость. Намотка на плоском и тонком носителе сближает провода и уменьшает индукцию. Намотка Аэртона-Перри, благодаря тому, что провода идут в разных направлениях и находятся близко друг от друга, уменьшает самоиндукцию и ёмкость, поскольку в местах пересечения напряжение одинаково.

Потенциометры делают на основе проволочных резисторов благодаря их надёжности. Также они используются в прерывателях и предохранителях. Их индукцию можно увеличить и использовать их как датчики тока, измеряя индуктивное сопротивление.

Фольговые резисторы

Используют фольгу толщиной в несколько микрон, обычно из никель хрома с добавлениями, расположенную на керамической подложке. Они наиболее стабильные и точные из всех, даром что существуют с 1960-х. Необходимое сопротивление достигается фототравлением фольги.

Не имеют индуктивности, обладают низкой ёмкостью, хорошей стабильностью и быстрой тепловой стабилизацией. Допуск может быть в пределах 0,001%. ТКС составляет 1 ppm/C. При изменении температуры на 80 С мегаомный резистор поменяет сопротивление всего на 0.008% или 80 Ом. Интересен способ, которым достигается подобная точность.

При увеличении температуры увеличивается и сопротивление. Но резистор делается так, что увеличение температуры приводит к сжатию фольги, из-за чего сопротивление падает. Суммарный эффект приводит к тому, что сопротивление почти не меняется. Хорошо подходят для аудиопроектов с токами высоких частот.

Также подходят для проектов, требующих высокую точность, например, электронных весов. Естественно, используются в областях, где ожидаются большие колебания температуры.

Толстоплёночные и тонкоплёночные резисторы

В основном применяются для поверхностного монтажа. Плёнка в толстоплёночных резисторах в 1000 раз толще, чем в тонкоплёночных. Это самые дешёвые резисторы, так как толстая плёнка дешевле. Тонкооплёночные резисторы изготавливаются ионным напылением никель хрома на изолирующую подложку. Затем применяется фототравление, абразивная или лазерная чистка.

Толстоплёночные изготавливаются печатью по трафарету. Плёнка представляет собой смесь связующего вещества, носителя и оксида металла. В конце процесса применяется абразивная или лазерная чистка. Допуск тонкоплёночных резисторов находится на уровне 0,1%, а ТКС – от 5 до 50 ppm/C. У толстоплёночных допуск бывает 1%, а ТКС — 50 до 200 ppm/C.

Тонкоплёночные резисторы меньше шумят. Тонкоплёночные резисторы применяются там, где требуется высокая точность. Толстоплёночные можно использовать практически везде – в некоторых ПК можно насчитать до 1000 толстоплёночных резисторов поверхностного монтажа.

Существуют и другие виды резисторов постоянного номинала, но в ящичках для резисторов вы, скорее всего, встретите один перечисленных.

Источник: https://habr.com/ru/post/397607/

Соединение резисторов — Основы электроники

Соединение резисторов в различные конфигурации очень часто применяются в электротехнике и электронике.
Здесь мы будем рассматривать только участок цепи, включающий в себя соединение резисторов.
Соединение резисторов может производиться последовательно, параллельно и смешанно (то есть и последовательно и параллельно), что показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Соединение резисторов.

Последовательное соединение резисторов

Последовательное соединение резисторов это такое соединение, в котором конец одного резистора соединен с началом второго резистора, конец второго резистора с началом третьего и так далее (рисунок 2).

Рисунок 2. Последовательное соединение резисторов.

То есть при последовательном соединении резисторы подключатся друг за другом. При таком соединении через резисторы будет протекать один общий ток.

Следовательно, для последовательного соединения резисторов будет справедливо сказать, что между точками А и Б есть только один единственный путь протекания тока.

Таким образом, чем больше число последовательно соединенных резисторов, тем большее сопротивление они оказывают протеканию тока, то есть общее сопротивление Rобщ возрастает.

Рассчитывается общее сопротивление последовательно соединенных резисторов по следующей формуле:

Rобщ = R1 + R2 + R3++ Rn.

Параллельное соединение резисторов

Параллельное соединение резисторов это соединение, в котором начала всех резисторов соединены в одну общую точку (А), а концы в другую общую точку (Б) (см. рисунок 3).

Рисунок 3. Параллельное соединение резисторов.

При этом по каждому резистору течет свой ток. При параллельном соединении при протекании тока из точки А в точку Б, он имеет несколько путей.

Таким образом, увеличение числа параллельно соединенных резисторов ведет к увеличению путей протекания тока, то есть к уменьшению противодействия протеканию тока.

А это значит, чем большее количество резисторов соединить параллельно, тем меньше станет значение общего сопротивления такого участка цепи (сопротивления между точкой А и Б.)

Общее сопротивление параллельно соединенных резисторов определяется следующим отношением:

1/Rобщ= 1/R1+1/R2+1/R3++1/Rn

Следует отметить, что здесь действует правило «меньше — меньшего». Это означает, что общее сопротивление всегда будет меньше сопротивления любого параллельно включенного резистора.
Общее сопротивление для двух параллельно соединенных резисторов рассчитывается по следующей формуле:

Rобщ= R1*R2/R1+R2

Если имеет место два параллельно соединенных резистора с одинаковыми сопротивлениями, то их общее сопротивление будет равно половине сопротивления одного из них.

Смешанное соединение резисторов

Смешанное соединение резисторов является комбинацией последовательного и параллельного соединения. Иногда подобную комбинацию называют последовательно-параллельным соединением.
На рисунке 4 показан простейший пример смешанного соединения резисторов.

Рисунок 4. Смешанное соединение резисторов.

На этом рисунке видно, что резисторы R2 R3 соединены параллельно, а R1, комбинация R2 R3 и R4 последовательно. Для расчета сопротивления таких соединений, всю цепь разбивают на простейшие участки, из параллельно или последовательно соединенных резисторов. Далее следуют следующему алгоритму:1.

Определяют эквивалентное сопротивление участков с параллельным соединением резисторов.2. Если эти участки содержат последовательно соединенные резисторы, то сначала вычисляют их сопротивление.3. После расчета эквивалентных сопротивлений резисторов перерисовывают схему.

Обычно получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных сопротивлений.

4. Рассчитывают сопротивления полученной схемы.

Пример расчета участка цепи со смешанным соединением резисторов приведен на рисунке 5.

Рисунок 5. Расчет сопротивления участка цепи при смешанном соединении резисторов.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник: http://www.sxemotehnika.ru/soedinenie-rezistorov.html

Резистор принцип работы для чайников — Все об электричестве

Резисторы являются наиболее распространенными элементами в электронных схемах. Они состоят обычно из изоляционного корпуса с выводами соединенными материалом с известным удельным сопротивлением (ρ)

Резисторы обычно имеют вид стержня, трубки, пленки для поверхностного монтажа или проволоки определенной длины (l) и сечения (А).

Поэтому сопротивление резистора можно выразить следующей формулой:

R = ρ x l/A

Резисторы (сопротивление) оказывают сопротивление току, протекающему через них. Резисторы используют в основном для получения конкретных значений тока, а также применяются в делителях напряжения. И так основное предназначение резистора – это противодействие протеканию тока. Это действие они оказывают как для постоянного, так и для переменного тока.

Основными параметрами резисторов являются:

Номинальное сопротивление — дано с учетом больших допустимых отклонений, содержащихся в диапазоне 0,120%.
Номинальная мощность – максимально допустимая мощность рассеивания.

Номинальное напряжение – равно наибольшему напряжению, которое не вызывает изменения в свойствах резистора, и, в частности его повреждения. Номинальные значения напряжений для большинства резисторов составляет от нескольких десятков до нескольких сотен вольт.

На основании размера резистивного слоя или сечения проволоки можно определить значение сопротивления. В электронных схемах, в основном, используются резисторы многослойные. В случае работы с большими значениями тока и мощности, используются проволочные резистор.

Резисторы многослойные металлизированные являются термически стабильными, они надежные в работе и имеют низкий уровень шума (важно в профессиональной электронике).

Единицей измерения сопротивления является Ом (символ омега), и в основном на схемах обозначается буквой – R.

Из закона Ома: сопротивление резистора в 1 Ом — это такое сопротивление, когда при напряжении на его выводах в 1 вольт через него протекает ток равный 1 амперу.

Номинальный ряд и цветовая маркировка резисторов

Большинство производимых в мире резисторов имеют сопротивление из так называемого номинального ряда (Е). Каждый из видов номинального ряда поделен на декады, и в каждой десятке есть 6 (ряд E6), 12(ряд E12), (ряд E24) 24 значения.

Эти значения в декаде подобраны так, что с учетом допуска, сопротивления двух соседних значений перекрывают друг друга, и благодаря этому вы можете подобрать любые промежуточные сопротивления.

Стандартные допуски сопротивления резисторов равны 5, 10 или 20%. Соседние значения пересекаются в следующих случаях:

для ряда E6 с 20% допуском,
для ряда E12 с 10% допуском,
для ряда Е24 с 5% допуском.

Величина сопротивления и отклонение отмечаются на резисторе в виде нескольких цветных колец (или точек). Первые цветные кольца (2 или 3) определяют значение в Ом, а последнее кольцо – допуск (отклонение).У небольших резисторов, как правило, величина сопротивления, допуск и температурный коэффициент (ТКС) иногда наносится с помощью 46 цветных полос. Более подробно о цветовой маркировки резисторов читайте здесь.

В типоразмер и мощность резисторов

Как известно, напряжение, поданное на резистор, вызывает протекание в нем тока, а значит, на таком резисторе выделяется определенная часть мощности в виде тепла. Для исправного функционирования, это тепло резистор должен рассеивать в окружающее пространство. Эта его способность напрямую зависит его размеров.

В следующей в таблице приведены типичные значения номинальной мощности резисторов в соответствии с их размерами:

Номинальная мощность (Вт)	Примерные размеры (мм) длина х диаметр
0,1	5 7 х 1
0,2	5 х 1,6
0,33	7.5 х 2,5
0,5	10 х 3,7
1	18 х 7
2	24 х 8,5

Источник: https://contur-sb.com/rezistor-printsip-raboty-dlya-chaynikov/