Что делает резистор – что это такое и для чего нужен, принцип работы, как определить мощность, расчет сопротивления и последовательное, смешанное, параллельное соединение

Содержание

Из чего состоит резистор и принцип его работы в электрической цепи

Из чего состоит резисторЧайники, лампы накаливания, электрооборудование машины и многие другие электроприборы содержат резисторы. Они настолько видоизменились, что без знания отличительных признаков их порой трудно определить. В справочниках дается определение: резистор — это элемент с заданным постоянным или переменным сопротивлением. На практике — это множество элементов, которые используются в самых неожиданных конструкциях. Чтобы понять из чего состоит резистор, необходимо узнать, из какого материала он изготавливается.

Устройство резистора изнутри

Самый простой резистор — это реостат. На каркас наматывается проволока с большим сопротивлением и подключается к источнику питания. Исходя из этого можно сделать вывод: первое требование для этого элемента — высокоомный проводник. Для производства этого элемента используют:

  • проволоку;
  • металлическую пленку, металлическую фольгу;
  • композитный материал;
  • полупроводник.

Проволочные сопротивления просты в изготовлении, способны рассеивать максимальную мощность, но имеют существенный недостаток: у них самая большая индуктивность. Диаметр проволоки колеблется от нескольких микрон до нескольких миллиметров.

Металлическую фольгу из высокоомного материала наматывают на каркас. При необходимости увеличить сопротивление ее разрезают на дорожку, тем самым увеличивая длину, и соответственно, сопротивление. Металлопленочный резистор получают напылением металла на основу.

Что такое резисторВ качестве композитного материала используют графит с органическими или неорганическими добавками. Резистор может полностью состоять из такого материала или из дорожки, на которую нанесен этот материал.

С началом производства микросхем появились новые резисторы, которые называются интегральные. Производство выполняется на молекулярном уровне. На высоколегированный полупроводник напыляют тонкий слой высокоомного металла, что и выполняет функцию резистора.

Разделение по видам

Поскольку сопротивление — одна из самых используемых форм деталей, то и применение его очень разнообразно. В зависимости от назначения резистора его можно разделить на три категории:

  • постоянные;
  • подстроечные;
  • регулирующие.

Первая категория — постоянные резисторы — имеют заданное сопротивление и больше остальных используются в электрических схемах. Тем не менее сопротивление все равно зависит от внешних факторов. По этому признаку их квалифицируют на следующие виды:

  • линейные;
  • нелинейные.

Линейные названы так, потому что их сопротивление меняется плавно, то есть линейно, в зависимости от внешнего влияния. У нелинейных такой плавности нет. Например, если измерить сопротивление лампы накаливания в холодном состоянии, то оно будет одно, а в горячем — совсем другое, причем в 10—15 раз больше.

Если существует такое многообразие, то возникает закономерный вопрос — как понять где резистор? На самом деле резистор может выглядеть как круг, трубка или квадрат. Они выпускаются различных форм, размеров, окрасок. Порой чтобы определить, что это резистор, необходимо посмотреть электрическую принципиальную схему.

Вторая категория — подстроечные. Имеют регулирующий механизм, который плавно меняет сопротивление. Используется для точной настройки аппаратуры.

Следующая категория — регулировочные. Название здесь говорит само за себя. Они предназначены для регулировок, а значит, должны менять свое сопротивление. В отличие от постоянных, у которых два вывода, у этих имеется три вывода. Два из них подключаются к самому резистору, а третий — к подвижному контакту, который соединен с вращающимся элементом. Если подключить питание к двум выводам, то на подвижном контакте будет другое напряжение, которое будет отличаться от напряжения на выводах этого элемента.

Если подключить регулировочный (переменный) резистор последовательно с батарейкой, соединить лампочку одним выводом с минусовой клеммой батарейки, а другой с выводом подвижного контакта, то при вращении рукоятки переменного резистора будет заметно, как меняется яркость лампочки. Почему такое происходит можно понять, если разобраться что делает резистор.

Использование в электрической схеме

Использование резистораЯркость лампочки зависит от тока, протекающего по нити накаливания — чем больше ток, тем ярче горит лампочка. По закону Ома ток можно высчитать разделив напряжение на сопротивление, значит, чем меньше сопротивление, тем больше ток. На практике работать это будет следующим образом.

Допустим, лампочка рассчитана на напряжение в 9 В, имеет сопротивление 70 Ом (в рабочем, горячем состоянии), батарея на 9 в и переменное сопротивление 100 Ом. Для нормальной работы ток, проходящий через лампочку, должен быть примерно 0,13 А (напряжение батареи 9 В делится на сопротивление лампочки 70 Ом). В эту цепь последовательно подсоединяется переменный резистор в 100 Ом, ток цепи составит примерно 0,05 А (напряжение батареи 9 В делится на общее сопротивление 170 Ом), — это примерно треть от требуемого тока и лампочка, следовательно, не будет гореть.

В этом случае резистор помогает плавно гасить свет. Подобный принцип используется, например, в кинотеатрах. Если батарея на 9 В, а лампочка рассчитана на 2,5 В, то для ее нормальной работы необходим делитель или гаситель напряжения. В чем суть? В цепи необходимо создать нормальный для лампочки ток.

Если используется гаситель, то к источнику тока последовательно подключаются 2 или более резистора и лампочка. Общее сопротивление выбирается с таким расчетом, чтобы ток, протекающий по цепи, соответствовал номинальному току лампочки. Допустим, имеются: источник постоянного тока 9 В, лампочка напряжением 2,5 В и номинальным током 0,12 А.

Рассчитывается сопротивление лампочки, для этого напряжение делится на ток и получается примерно 20,8 Ом. Чтобы по цепи шел ток в 0,12 А, рассчитывается общее сопротивление: 9 В делённое на 0,12 А дает 75 Ом. Вычитается сопротивление лампочки и получится 54,2 Ом — такое сопротивление необходимо добавить к лампочке.

Функции резистораЕсли используется делитель, то тогда берутся два и более резистора и подключаются последовательно источнику питания. Параллельно какой-то части делителя подключается нагрузка, получается схема со смешанным подключением: источник — часть делителя — параллельно подключенные часть делителя и нагрузка — источник тока. Это только один вариант, на самом деле схем подключения множество, но всегда идет смешанное подключение.

Далее делается расчет нужного сопротивления. При параллельном подключении ток идет по двум цепям, значит, на нагрузке его будет меньше (подключенный последовательно резистор ограничивает ток). Для нормальной работы нагрузки высчитываются все токи, проходящие по делителю, а затем подбирается ограничивающий.

При последовательном подключении, чтобы отключить лампочку — нужно отключить питание, а при использовании делителя достаточно отключить цепь лампочки. Если необходимо к источнику подключить несколько нагрузок с разным напряжением, то без делителя (его еще называют делитель напряжения) не обойтись.

Области применения

Кроме своего обычного назначения — оказывать влияние на ток и напряжение, резисторы при использовании различных материалов приобретают совершенно другие свойства и название. Зачем они нужны, видно из следующего списка:

  • зависит от напряжения, — это варистор;
  • от температуры — терморезистор, термистор;
  • от освещенности — фоторезистор;
  • от деформации — тензорезистор;
  • от действия магнитного поля — магниторезистор;
  • разрабатывается новый, называется мемристор, сопротивление зависит от количества, проходящего через него заряда.

Варисторы чаще всего используют в качестве защиты от перенапряжения. В виде датчиков температуры используют терморезисторы. Если необходимо автоматизировать включение уличного освещения, то без фоторезистора это будет сделать сложно. Остальные указанные приборы используются в узкой специализации.

Обозначение на схеме

На электрической принципиальной схеме все резисторы обозначаются прямоугольником. Рядом ставится буква R и число, указывающее сопротивление. Если это постоянный, то внутри прямоугольника могут стоять римские цифры, соответствующие мощности этого элемента в ваттах. При мощности менее 1 Вт применяются следующие условные обозначения

:

  • одна продольная линия внутри прямоугольника указывает на мощность в 0,5 Вт;
  • одна косая линия говорит о мощности в 0,25 Вт;
  • две косых — 0,125 Вт;
  • три косых — 0,05 Вт.

Для того чтобы можно было отличать один прибор от другого, например, варистор от термистора также используются условные обозначения:

  • Принцип работы резистора в электрической цепипостоянный резистор обозначается только прямоугольником;
  • регулировочный — стрелка перечеркивает прямоугольник, центральный вывод подключается к одному из выводов резистора;
  • переменный — к прямоугольнику сверху под прямым углом подходит стрелка, к ней подключаются другие приборы;
  • подстроечный — на прямоугольник сверху ложится буква «т», к этому выводу подключаются другие приборы;
  • подстроечный, как реостат, центральный вывод соединен с одним из выводов прибора — прямоугольник перечеркивает косая буква «т»;
  • термистор (терморезистор) — на прямоугольник под наклоном ложится хоккейная клюшка;
  • варистор — обозначается как термистор, но над рабочей поверхностью клюшки ставится буква U;
  • фоторезистор — сверху к прямоугольнику подходят две наклонные стрелки.

Виды маркировок

На больших постоянных резисторах в сокращенной форме пишутся мощность, сопротивление и допуск (на сколько процентов может отклоняться указанная величина). Детали малого размера имеют цветовую, буквенную или цифровую маркировку, причем буквы и цифры могут дополнять друг друга. Каждый производитель сам выбирает способ маркировки.

Что такое резистор? Принцип действия, особенности использования в цепи и как подобрать правильно элемент сопротивления (120 фото)

Резистор — это важная составляющая электрической цепи, которая регулирует характеристики тока и напряжения. Этот элемент можно заметить почти во всех электрических приборах. Резистор выглядит как специальный стержень, внешне защищенный от проведения электричества. Сверху этого стержня нанесен небольшой слой сажи или металла. Подробнее ознакомиться с внешним видом этого элемента вам помогут фото резисторов на просторах Сети.

К слову, чем меньше толщина поверхностного слоя, тем более сильным является сопротивление. Если сопротивление достаточно мало, тем сильнее ток, поступающий к резистору. Это правило действует и в обратном направлении: чем больше эта характеристика, тем меньше существующий ток.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности резисторов

Существует несколько основных категорий резисторов, о которых мы расскажем далее.

Постоянные резисторы имеют отличительное свойство: сопротивление в них слабо зависит от внешних условий. Незначительные изменения могут вызвать колебания температуры и резкие перепады работы электричества.

Подстроечный вид отличается наличием специального винта, который позволяет манипулировать током в электрической цепи.

Переменный механизм способен на самостоятельное изменение параметров, которое обычно регулируется с помощью ручки. Пример

Резистор — это что такое? Резистор

В электротехнике, электронике, физике встречается такое понятие, как резистор. Это довольно распространенный элемент электронных схем. Тем, кто не сталкивался с принципами радиотехники, тяжело разобраться в большом количестве составляющих систем любого прибора. Для начала следует понять принцип работы такого простого и широко распространенного элемента, как резистор. Без него не функционирует практически ни одна электросхема.

Что такое резистор

Это название берет свое начало от англ. resist, что переводится как «сопротивляться». Поэтому резистор еще называют сопротивлением.

резистор это

Электрический ток, поступающий к различным приборам, в силу разных причин испытывает сдерживающий эффект. Его величина зависит от типа проводника и внешних условий.

Величина такого влияния на электроток измеряется в омах. Чем лучше резистор способен рассеять мощность в тепловую энергию, тем он больше. Его работа не должна мешать соседним деталям схемы, поэтому учитывается тот нагрев, который выделяется при уменьшении силы тока.

Роль, которую играет в цепи этот элемент, переоценить трудно. Резистор позволяет обеспечить стабильность работы системы и контролирует напряжение.

Другие составляющие схемы также несколько рассеивают силу тока, однако у него это главная задача. Вот почему резистор — это сопротивление.

Это пассивный элемент электронной схемы. Но его роль тяжело переоценить.

Виды

Продвигаясь по пути изучения вопроса о том, что такое резистор, следует рассмотреть их разновидности. Эти элементы бывают переменными, постоянными и подстроечными.

Постоянные резисторы не меняют своего сопротивления (внизу на схеме: I — американское обозначение; II — европейское).

резистор это проводникПеременные их разновидности бывают потенциометрами (манипулируют напряжением) и реостатами (манипулируют силой тока).

Подстроечный резистор – это проводник, который относится к классу переменных элементов схемы, но его настройку производят вручную при помощи отвертки или шестигранника.

Чтобы понять, является резистор материалом или оборудованием, следует рассмотреть его подвиды.

Встречаются фоторезисторы, термисторы, варисторы. Они различны по своему устройству и области применения.

Термисторы производят на основе полупроводников. Их функции находятся в зависимости от температуры кружащей среды.

Варисторы резко изменяют сопротивление при увеличении напряжения. Такое свойство просто незаменимо в цепях, подвергающихся скачкам напряжения.

Фоторезисторы, соответственно, меняют сопротивление при попадании на них солнечных лучей.

Опираясь на все перечисленные качества, можно смело ответить на вопрос о том, резистор — это материал или оборудование. В электросхеме это прибор сопротивления.

Идеальный резистор

Существует понятие того, каким должен быть идеальный резистор. В действительности его не существует, но некоторые элементы схемы могут быть приближенно похожи на безупречный вариант.

Идеальный резистор является проводником со строго обозначенным, не меняющимся сопротивлением, надписанным на корпусе. Данная функция оборудования не зависит в этом случае от силы тока и окружающих условий. Такой прибор не имеет внутренней емкости, но при этом он отличается идеальной технологией полного отвода тепла при работе.

Размеры его должны быть нулевыми, чтобы не занимать место на электросхеме. Идеальный резистор является электротехническим элементом, имеющим систему бесшумной работы.

Но в реальности такие приборы не соответствуют подобному образу.

Реальный резистор

Резонно возникает следующий вопрос: «Реальный резистор – это что?» В жизни это оборудование, стремясь к идеальному, предполагает наличие всего нескольких совершенных качеств.

резистор это сопротивление

В зависимости от типа оборудования применяются соответствующие разновидности резисторов. Они выполняют строго определенные функции, которые обеспечат правильную работу в конкретно взятых условиях.

Для этого разработчикам резисторов приходится либо жертвовать площадью, которую оборудование занимает на схеме, либо учитывать влияния окружения, а также предусматривать дополнительные внутренние емкости и т. д.

Реальные резисторы имеют сопротивление, отличное от указанного на корпусе, что связано с влиянием разных внешних условий.

Показатели, влияющие на тип резистора

Любой резистор постоянного сопротивления включает ряд характеристик, обозначенных на корпусе при его производстве. Основными из них являются сопротивление, класс точности, а также мощность рассеивания.

Существуют и другие характеристики, но они разнятся в зависимости от типа оборудования.

Резистор – это источник тока, величина которого зависит от таких факторов, как длина и площадь поперечного сечения проводника, температура. Имеет значение напряжение, которое было приложено к концам проводника. Величина резистора также зависит от силы тока и материала, из которого выполнен проводник.

Электронные конструкции используют разные резисторы. В соответствии с определенными условиями применяют соответствующие разновидности приборов.

Сопротивление

В электротехнике применяют резисторы, имеющие различное сопротивление. Приборы, у которых оно меньше 1000 Ом, имеют на корпусе букву R. Встречаются экземпляры, на которых вообще не указывают никакой буквы. Однако они все равно относятся к подобной разновидности оборудования.

Если прибор имеет сопротивление больше 1000 Ом, применяют для обозначения величины килоомы, мегаомы.

Резистор – это электротехнический элемент, имеющий довольно маленькие размеры. Поэтому, даже написав на их корпусе маркировку, производители понимают, что прочесть ее будет сложно. Широко используется цветовая маркировка резисторов, которую можно рассмотреть на фото ниже.

резистор это что

Класс точности

Большинство резисторов изготавливается из особого материала. Но даже в условиях промышленного производства практически нереально сделать их абсолютно идентичными.

резистор это электротехнический элемент

В силу разных обстоятельств происходит разброс параметров оборудования для электросхем. Производитель рассчитывает величину отклонения от номинального значения и указывает его в процентах. Допустимая погрешность может находиться в указанном диапазоне, который резистор не превышает.

Для определенного типа устройств необходимо соблюдать более точные показатели сопротивления. Поэтому резистор имеет неодинаковые показатели погрешности для каждого типа электроприборов.

Указанная в процентах величина отклонения подразумевает, что погрешность может быть как в положительную, так и в отрицательную сторону.

Мощность рассеивания

Резистор – это прибор, применяющийся в цепях с различной силой тока. Для маломощных схем подойдут резисторы любой мощности. Их работа будет стабильной и не приведет к негативным последствиям.

Совсем другая картина наблюдается в цепи, по которой осуществляется течение тока значительной силы. Если резистор будет иметь недостаточную мощность, он перегреется, выйдет из строя, а то и может стать причиной пожара.

Расчет мощности рассеивания для подобных систем является обязательным действием. Это обеспечит страховку в процессе эксплуатации техники и позволит подобрать подходящий прибор сопротивления.

На маломощных резисторах производители обычно не указывают величину рассеивания. На более крупных экземплярах этот показатель указан в обязательном порядке и может быть обозначен римскими или арабскими цифрами.

Опираясь на такие обозначения, а также на расчет мощности цепи, подбирают требуемое оборудование.

Крепление резисторов

Резистор – это электротехнический элемент, который чаще всего имеет два выхода для подсоединения к схеме. Существуют также разновидности оборудования с тремя выводами. Их можно встретить среди переменных и подстроечных резисторов.

Используются также специальные их разновидности, имеющие отводы. Обычно их несколько.

резистор это материал или оборудование

В современной электронике все чаще применяются резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. Они выглядят как крохотные детали прямоугольной формы и не имеют привычных проволочных выводов. Вместо этого для подключения подобной детали предназначены две полоски из металла, расположенные по краям резистора.

Поверхностный монтаж производится путем припаивания элемента сопротивления на печатные проводники, находящиеся на плате.

Популярность подобных деталей объясняется их минимальными размерами, что соответствует современным требованиям электротехнического оборудования. Их маркировка имеет отличную от проволочных резисторов систему.

Роль резисторов в схеме

Резистор – это элемент, который может выполнять в электросхеме различные функции. Самыми распространенными являются токоограничивающая, стягивающая и разделительная роль.

Токоограничивающий резистор представляет собой прибор, предназначенный для обеспечения требуемой силы тока, при которой компонент оборудования будет функционировать бесперебойно.

Стягивающий (растягивающий) резистор применяют на входе логических компонентов схемы, которым важно знать только наличие или отсутствие напряжения (логическая единица или ноль). Резистор в подобной схеме нужен для обеспечения нормальной работы системы, чтобы она не оставалась в подвешенном состоянии. Нежелательный ток, поступающий извне на вход, будет при помощи стягивающего резистора уходить в землю. Это гарантирует определение входом позиции «логический ноль».

Делитель напряжения требуется для взятия только определенной части тока, необходимой для правильной работы электрокомпонента.

Маркировка

Существует определенный принцип выделения основных качеств резисторов. Его широко применяют во всем мире.

Резистор – это (фото представлено ниже) небольшая деталь, имеющая цветовую или знаковую маркировку.

резистор это фото Главной характеристикой детали электросхемы является ее сопротивление, поэтому именно данный показатель определен на корпусе. Буквенные обозначения характеризуют систему измерений: R – омы, К – килоомы, М – мегаомы.

В последнее время многие производители переходят на другой тип маркировки – цветовой. Он проще в нанесении при больших объемах производства.

Самые точные резисторы имеют до 6 цветов на корпусе. Две первые полосы соответствуют номиналу напряжения.

Рассмотрев, что собой представляет элемент сопротивления в схеме приборов различной техники, следует сделать вывод, что резистор – это оборудование, обеспечивающее всю систему необходимой для работы силой тока.

Резистор — Вікіпедія

Вугільний плівковий резистор Tesla TR-212 1 КОм для навісного монтажу (без захисного лакофарбового покриття) Мікрозбірка резисторів

Рези́стор або о́пір  (від лат. resisto — опираюся) — пасивний елемент електричного кола, призначений для використання його електричного опору[1]. Основною характеристикою резистора є величина його електричного опору. Для випадку лінійної характеристики значення електричного струму через резистор в залежності від електричної напруги описується законом Ома.

Резистори належать до електронних компонентів, що застосовуються в схемах електротехніки та електроніки для обмеження сили струму та розподілу напруги. Резистори — найпоширеніші пасивні компоненти електронної апаратури, що використовуються як навантаження, споживачі та подільники в колах живлення, як елементи фільтрів, шунти, в колах формування імпульсів і т. д.

Основні параметри резисторів[ред. | ред. код]

Резистори характеризують номінальним значенням електричного опору (від частин Ома до 1000 ГОм), прийнятним відхиленням від нього (0,001…20 %), максимальною потужністю розсіювання (від сотих часток Вт до декількох сотень Вт), граничною електричною напругою та температурним коефіцієнтом електричного опору.

Класифікація резисторів[ред. | ред. код]

В залежності від призначення резистори діляться на дві групи: резистори загального призначення та резистори спеціального призначення, до яких належать: високоомні резистори, високовольтні резистори, високочастотні резистори та прецизійні резистори.

За видом резистивного матеріалу резистори класифікуються на:

  • дротяні резистори (найдавніші) — відрізок дроту з високим питомим опором, намотаний на неметалевий каркас. Можуть мати значну паразитну індуктивність;
  • плівкові металеві резистори — тонка плівка металу з високим питомим опором, напилена на керамічне осердя, на кінці якого вдягнуті металеві ковпачки з дротяними виведеннями. Це найпоширеніший тип резисторів;
  • металофольгові резистори — як резистивний матеріал використовується тонка металева стрічка;
  • вугільні резистори — бувають плівковими і об’ємними. Використовують високий питомий опір графіту;
  • напівпровідникові резистори — використовують опір слабколегованого напівпровідника. Ці резистори можуть бути як лінійними, так і мати значну нелінійність вольт-амперної характеристики. В основному використовуються в складі інтегральних мікросхем, де інші типи резисторів застосувати важче.

За характером зміни опору резистори поділяються на:

За видом монтажу резистори бувають:

За видом вольт-амперної характеристики:

Ом (Ω), 1Ω=1V1A=1J1s1C2{\displaystyle 1\Omega ={\frac {1V}{1A}}=1J{\frac {1s}{1C^{2}}}}

Для резистора з електричним опором R{\displaystyle R\,} при проходженні струму із силою I{\displaystyle I\,} падіння напруги U{\displaystyle U\,} на ньому складає:

U=IR{\displaystyle U=IR\,}.

Потужність P{\displaystyle P\,}, що розсіюється на резисторі, дорівнює

P=I2R{\displaystyle P=I^{2}R\,}.
Крім номінального значення опору, для резисторів важливі такі характеристики як допуск, номінальна потужність розсіювання, електрична міцність, температурний коефіцієнт опору, рівень шумів, стабільність резисторів (стійкість до старіння).

Допуск[ред. | ред. код]

Допуском (англ. Tolerance) називають встановлені для даної сукупності резисторів граничні відхилення від номінальної величини опору. Сучасні резистори мають такі значення допусків: ±0.01% ±0.1% ±0.02% ±0.2% ±0.05% ±0.5% ±0.25% ±1% ±2% ±5% ±10%

Номінальна потужність розсіювання[ред. | ред. код]

Номінальна потужність розсіювання (англ. Power factor) У будь-який момент потужність P (Ватт), що споживається резистором опору R (Ом), обчислюється як: P=I2R=IV=V2R{\displaystyle P=I^{2}R=IV={\frac {V^{2}}{R}}} , де V (Вольт) — напруга на резисторі, а I (Ампер) — струм, що протікає через нього. Ця потужність перетворюється на тепло, яке повинно розсіюватися корпусом резистора до того, як його температура підвищиться до критичної. Дискретні резистори в електронних системах зазвичай мають потужність 1/10, 1/8 або 1/4 Вт. Зазвичай, вони поглинають набагато менше, ніж 1Ватт. Резистори, необхідні для розсіювання значної кількості енергії, особливо, що використовується в джерелах живлення, схемах перетворення потужності та підсилювачах потужності, як правило, називають резисторами живлення; це означення не застосовується для резисторів з номінальною потужністю менше 1 Вт. Якщо середня потужність, що розсіюється резистором, перевищує його потужність, може виникнути пошкодження резистора, постійно змінюючи його опір. Надмірне розсіювання потужності може підвищити температуру резистора до точки, де він може спалити друковану плату або сусідні компоненти, або навіть викликати пожежу. Є вогнестійкі резистори, які виходять з ладу перш, ніж вони небезпечно перегріваються.
SMD корпус Розміри Розміри Потужність
дюйм mm дюйм Вт
2512 6.3 x 3.2 0.25 x 0.125 1 Вт
2010 5.0 x 2.5 0.20 x 0.10 1/2 Вт
1812 4.5 x 3.2 0.18 x 0.125 1/3 Вт
1210 3.2 x 2.5 0.125 x 0.10 1/4 Вт
1206 3.2 x 1.6 0.12 x 0.06 1/8 Вт
0805 2.0 x 1.3 0.08 x 0.05 1/10 Вт
0603 1.6 x 0.8 0.06 x 0.03 1/16 Вт
0402 1.0 x 0.5 0.04 x 0.02 1/16 Вт
0201 0.6 x 0.3 0.02 x 0.01 1/20 Вт

Електрична міцність[ред. | ред. код]

Електричною міцністю резистора називають максимальну робочу напругу, яку короткочасно прикладають до висновків резистора без порушення його працездатності.

Температурний коефіцієнт опору[ред. | ред. код]

Температурний коефіцієнт опору резистора (ТКR або a) визначається зміною величини опору резистора при зміні температури на 1°С. Опір металевих і дротяних резисторів залежить від температури. При цьому залежність від температури практично лінійна  R=R0(1+α(t−t0)){\displaystyle ~R=R_{0}(1+\alpha (t-t_{0}))}, оскільки коефіцієнти 2-го й 4-го порядку достатньо малі і при звичайних вимірах ними можна знехтувати. Коефіцієнт  α{\displaystyle ~\alpha } — називають температурним коефіцієнтом опору. Така залежність опору від температури дозволяє використовувати резистори як термометри. Опір напівпровідникових резисторів може залежати від температури сильніше, можливо, навіть експоненційно, за законом Арреніуса, однак у практичному діапазоні температур і цю експоненційну залежність можна замінити лінійною.

Рівень шумів резистора.[ред. | ред. код]

Навіть ідеальний резистор при температурі вище абсолютного нуля є джерелом шуму. Це випливає з фундаментальної флуктуативно-дисипативної теореми (у застосуванні до електричних кіл це твердження відоме також як теорема Найквіста). При істотно меншій частоті, ніж kBT/h{\displaystyle k_{B}T/h} (де  kB{\displaystyle ~k_{B}} — стала Больцмана,  T{\displaystyle ~T} — абсолютна температура,  h{\displaystyle ~h} — стала Планка) спектр теплового шуму рівномірний («білий шум»), спектральна густина шуму (перетворення Фур’є від корелятора напруг шуму) |U|ω2=4RkBT{\displaystyle |U|_{\omega }^{2}=4Rk_{B}T}, де Uω2=∫dt⟨U(t)U(0)⟩eiωt{\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}}. Видно, що чим більший опір, тим більша ефективна напруга шуму, а також, що ефективна напруга шуму пропорційна квадратному кореню з температури. Навіть при абсолютному нулі температур у резисторів, складених з квантових точкових контактів буде шум, який зумовлений Фермі-статистикою. Однак такий шум усувається шляхом послідовного та паралельного підключення кількох контактів. Рівень шуму реальних резисторів вищий. В шумі реальних резисторів також завжди присутня компонента, інтенсивність якої пропорційна оберненій частоті, тобто 1/f шум або «рожевий шум». Цей шум виникає з кількох причин, одна з головних — перезарядження іонів домішок, на яких локалізовані електрони. Шуми резисторів виникають за рахунок проходження в них струму. У змінних резисторах є так звані «механічні» шуми, що виникають при роботі рухомих контактів.

Стабільність резистора.[ред. | ред. код]

Стабільність резисторів характеризується зміною величини опору в результаті впливу як зовнішніх (вологості, температури), так і внутрішніх (фізикохімічних процесів в провідному шарі) факторів. Ці зміни можуть бути як оборотними (властивості резисторів відновлюються при припиненні дії чинника), так і незворотними (властивості резисторів не відновлюються). Одним з сильнодіючих факторів, що впливають на стабільність резисторів, є вологість, що викликає як оборотні, так і необоротні зміни опору. Стабільність резисторів до дії вологи оцінюється коефіцієнтом вологостійкості, що виражає відносну зміну величини опору резистора в умовах підвищеної вологості, в порівнянні з величиною опору в нормальних умовах за певний період часу.

Старіння резистора.[ред. | ред. код]

Старіння резисторів характеризується зміною величини опору резистора від часу і відбувається як при зберіганні, так і при експлуатації. Причинами старіння є локальні перегріви резистивного елементу, електролітичні процеси, процеси деструкції матеріалів під дією електричного поля, нагрівання і несприятливих впливів навколишнього середовища (вологості, хімічного забруднення, сонячного світла і ін.).

Позначення резисторів на принципових електричних схемах[ред. | ред. код]

Умовні графічні позначення резисторів на принципових електричних схемах регламентуються ГОСТ 2.728-74[3]. Згідно з ним постійні резистори у залежності від виду і потужності позначаються так:

Європейські симоволи для позначення
резисторів у електричних схемах,
у тому числі і за ГОСТ 2.728-74

За ГОСТ 2.710-81[4] резистор, змінний резистор, потенціометр, варистор, терморезистор на електричних схемах позначаються буквою R. Наприклад: R2.

Види з’єднаннь резисторів[ред. | ред. код]

{\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}} Еквівалентна схема послідовно сполучених резисторів {\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}} Еквівалентна схема паралельно сполучених резисторів {\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}} Змішане сполучення резисторів {\displaystyle U_{\omega }^{2}=\int dt\langle U(t)U(0)\rangle e^{i\omega t}} Приклади маркування резисторів кольоровими мітками

Послідовне з’єднання резисторів[ред. | ред. код]

При з’єднанні резисторів послідовно їх еквівалентною схемою буде резистор з опором, рівним сумі опору окремих резисторів:

R=R1+R2+⋯+RN=∑i=1NRi.{\displaystyle R=R_{1}+R_{2}+\dots +R_{N}=\sum _{i=1}^{N}R_{i}.}

Паралельне з’єднання резисторів[ред. | ред. код]

При паралельному з’єднанні резисторів обернена величина еквівалентного опору (провідність) дорівнює сумі обернених величин усіх опорів (провідностей).

1R=1R1+1R2+⋯+1RN=∑i=1N1Ri.{\displaystyle {\frac {1}{R}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+\dots +{\frac {1}{R_{N}}}=\sum _{i=1}^{N}{\frac {1}{R_{i}}}.}

Змішане з’єднання резисторів[ред. | ред. код]

Схема складається з двох паралельно з’єднаних блоків, один з них складається з послідовно з’єднаних резисторів  R1{\displaystyle ~R_{1}} та  R2{\displaystyle ~R_{2}} загальним опором  R1+R2{\displaystyle ~R_{1}+R_{2}}, інший — з резистора  R3{\displaystyle ~R_{3}}; загальна провідність буде становити 1R=1(R1+R2)+1R3{\displaystyle {\frac {1}{R}}={\frac {1}{(R_{1}+R_{2})}}+{\frac {1}{R_{3}}}} . Таким чином загальний опір можна обчислити за рівнянням R=R3(R1+R2)R1+R2+R3{\displaystyle R={\frac {R_{3}(R_{1}+R_{2})}{R_{1}+R_{2}+R_{3}}}}.

Маркування резисторів[ред. | ред. код]

Промислові резистори одного й того ж номіналу різняться між собою за опором за законами розподілу випадкових величин. Величина можливого відхилення від номінального значення визначається точністю резистора. Випускають резистори з точністю 20 %, 10 %, 5 %, і т. д. аж до 0,01 %[5]. Номінали резисторів не довільні: їх значення вибираються зі спеціальних номінальних рядів за ГОСТ 28884-90 (IEC 63-63)[6], найчастіше з номінальних рядів E6 (20 %), E12 (10 %) або E24 (для резисторів з точністю до 5 %), для точніших резисторів використовуються точніші ряди (наприклад, E48).

Резистори, що випускаються промисловістю, характеризуються також певним значенням максимальної потужності розсіювання(випускаються резистори потужністю 0,065 Вт; 0,125 Вт; 0,25 Вт; 0,5 Вт; 1 Вт; 2 Вт; 5 Вт аж до 150 Вт).

Маркування резисторів для навісного монтажу[ред. | ред. код]

Відповідно до ГОСТ 28883-90 (IEC 62-74)[7] кольорове маркування наноситься у вигляді 3, 4, 5 або 6 кольорових кілець.

Колір Значення Множник Допустиме відхилення
± %
Темп.коеф.опору
± 10−6/K
1 кільце 2 кільце 3 кільце 4 кільце Останнє кільце
відсутнє       20  
сріблястий     0,01 Ω 10  
золотистий     0,1 Ω 5  
чорний 0 0 x 1 Ω 20 200
коричневий 1 1 x 10 Ω 1 100
червоний 2 2 x 100 Ω 2 50
помаранчевий 3 3 x 1 kΩ 3 15
жовтий 4 4 x 10 kΩ 0,1 25
зелений 5 5 x 100 kΩ 0,5  
блакитний 6 6 x 1 MΩ 0,25 10
фіолетовий 7 7 x 10 MΩ 0,1 5
сірий 8 8   0,05 1
білий 9 9      
  • якщо нанесено три кільця, вони позначають величину опору (у тому числі третє — множник), а допустиме відхилення становить ± 20 %;
  • якщо нанесено чотири кільця, то перші три (як у пункті, наведеному вище) позначають значення опору, а четверте — допустиме відхилення;
  • якщо є п’ять кілець, перші три позначають опір, четверте — множник, а п’яте — допустиме відхилення;
  • якщо є шість кілець, — це точний резистор і перші три кільця позначають опір, четверте — множник, п’яте — допустиме відхилення, шосте — температурний коефіцієнт опору (це кільце може знаходитись на самому краю резистора).

Маркування резисторів поверхневого монтажу (SMD-резисторів)[ред. | ред. код]

{\displaystyle R={\frac {R_{3}(R_{1}+R_{2})}{R_{1}+R_{2}+R_{3}}}} SMD—резистор опором 2 МОм типорозміру 1206 {\displaystyle R={\frac {R_{3}(R_{1}+R_{2})}{R_{1}+R_{2}+R_{3}}}} Паяння SMD—резистора 0805 типорозміру за допомогою паяльного пінцета

Резистори для поверхневого монтажу випускаються з низкою типорозмірів: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 1218 і т. д. Зазвичай, типорозмір корпусу складається з чотирьох цифр, які вказують на його довжину і ширину. Наприклад, корпус 0805 означає таке: 0805 = довжина х ширина = (0,08 х 0,05) дюйма. Іноді ці цифри задаються в міліметрах, наприклад корпус 5763 має габарити (5,7 х 6,3) мм. Корпуси з однаковою назвою можуть мати різну висоту, різні контактні площадки й бути виконані з різних матеріалів, але розраховані для монтажу на стандартне установче місце.

  • Маркування 3-ма цифрами

Перші дві цифри вказують значення в омах, остання — кількість нулів. Поширюється на резистори з ряду номіналів Е24 з допуском 1 % і 5 % типорозмірів 0603, 0805 та 1206. Буква R грає роль десяткової коми.

Приклад:

220 = 22 x 100 (1) = 22Ω (не 220Ω!)
471 = 47 x 101 (10) = 470Ω
102 = 10 x 102 (100) = 1000Ω або 1kΩ
3R3 = 3.3Ω
  • Маркування 4-ма цифрами

Перші три цифри вказують значення в омах, остання — число нулів. Поширюється на резистори з ряду номіналів Е96 з допуском 1 % типорозмірів 0805 та 1206. Буква R має значення десяткової коми.

Приклад:

4700 = 470 x 100 (1) = 470Ω (не 4700Ω!) 2001 = 200 x 101 (10) = 2000Ω або 2kΩ 1002 = 100 x 102 (100) = 10000Ω або 10kΩ 15R0 = 15.0Ω
  • Маркування 3-ма символами цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)
Розшифровка маркування резистора 3-ма символами цифра-цифра-буква
Ω Код
Ω Код
Ω Код
Ω Код
Ω Код
Ω Код
Код Множник
100 01 147 17 215 33 316 49 464 65 681 81 Z 0.001
102 02 150 18 221 34 324 50 475 66 698 82 Y або R 0.01
105 03 154 19 226 35 332 51 487 67 715 83 X або S 0.1
107 04 158 20 232 36 340 52 499 68 732 84 A 1
110 05

последовательное и параллельное соединение, токоограничивающие и подтягивающие сопротивления [Амперка / Вики]

Резистор (сопротивление) — один из наиболее распространённых компонентов в электронике. Его назначение — простое: сопротивляться течению тока, преобразовывая его часть в тепло.

Основной характеристикой резистора является сопротивление. Единица измерения сопротивления — Ом (Ohm, Ω). Чем больше сопротивление, тем большая часть тока рассеивается в тепло. В схемах, питаемых небольшим напряжением (5 – 12 В), наиболее распространены резисторы номиналом от 100 Ом до 100 кОм.

Закон Ома

Закон Ома позволяет на заданном участке цепи определить одну из величин: силу тока I, напряжение U, сопротивление R, если известны две остальные:

Для обозначения напряжения наряду с символом U используется V.

Рассмотрим простую цепь

Расчитаем силу тока, проходящего через резистор R1 и, соответственно, затем через лампу L1. Для простоты будем предполагать, что сама лампа обладает нулевым собственным сопротивлением.

Аналогично, если бы у нас был источник питания на 5 В и лампа, которая по документации должна работать при токе 20 мА, нам нужно бы было выбрать резистор подходящего номинала.

В данном случае, разница в 10 Ом между идеальным номиналом и имеющимся не играет большого значения: можно смело брать стандартный номинал — 240 или 220 Ом.

Аналогично, мы могли бы расчитать требуемое напряжение, если бы оно было не известно, а на руках были значения сопротивления и желаемая сила тока.

Соединение резисторов

При последовательном соединении резисторов, их сопротивление суммируется:

При параллельном соединении, итоговое сопротивление расчитывается по формуле:

Если резистора всего два, то:

В частном случае двух одинаковых резисторов, итоговое сопротивление при параллельном соединении равно половине сопротивления каждого из них.

Таким образом можно получать новые номиналы из имеющихся в наличии.

Применеие на практике

Среди ролей, которые может выполнять резистор в схеме можно выделить следующие:

  1. Токоограничивающий резистор (current-limiting resistor)

  2. Стягивающий, подтягивающий резистор (pull-down / pull-up resistor)

  3. Делитель напряжения (voltage divider)

Токоограничивающий резистор

Пример, на котором рассматривался Закон Ома представляет собой также пример токоограничевающего резистора: у нас есть компонент, который расчитан на работу при определённом токе — резистор снижает силу тока до нужного уровня.

В случае с Ардуино следует ограничивать ток, поступающий с выходных контактов (output pins). Напряжение, в состоянии, когда контакт включен (high) составляет 5 В. Исходя из документации, ток не должен превышать 40 мА. Таким образом, чтобы безопасно увести ток с контакта в землю понадобится резистор номиналом R = U / I = 5 В / 0.04 А = 125 Ом или более.

Стягивающие и подтягивающие резисторы

Стягивающие (pull-down) и подтягивающие (pull-up) резисторы используются в схемах рядом со входными контактами логических компонентов, которым важен только факт: подаётся ноль вольт (логический ноль) или не ноль (логическая единица). Примером являются цифровые входы Ардуино. Резисторы нужны, чтобы не оставить вход в «подвешенном» состоянии. Возьмём такую схему

Мы хотим, чтобы когда кнопка не нажата (цепь разомкнута), вход фиксировал отсутствие напряжения. Но в данном случае вход находится в «никаком» состоянии. Он может срабатывать и не срабатывать хаотично, непредсказуемым образом. Причина тому — шумы, образующиеся вокруг: провода действуют как маленькие антенны и производят электричество из электромагнитных волн среды. Чтобы гарантировать отсутствие напряжения при разомкнутой цепи, рядом с входом ставится стягивающий резистор:

Теперь нежелательный ток будет уходить через резистор в землю. Для стягивания используются резисторы больших сопротивлений (10 кОм и более). В моменты, когда цепь замкнута, большое сопротивление резистора не даёт большей части тока идти в землю: сигнал пойдёт к входному контакту. Если бы сопротивление резистора было мало (единицы Ом), при замкнутой цепи произошло бы короткое замыкание.

Аналогично, подтягивающий резистор удерживает вход в состоянии логической единицы, пока внешняя цепь разомкнута:

То же самое: используются резисторы больших номиналов (10 кОм и более), чтобы минимизировать потери энергии при замкнутой цепи и предотвратить короткое замыкание при разомкнутой.

Делитель напряжения

Делитель напряжения (voltage divider) используется для того, чтобы получить из исходного напряжения лишь его часть. Например, из 9 В получить 5. Он подробно описан в отдельной статье.

Мощность резисторов

Резисторы помимо сопротивления обладают ещё характеристикой мощности. Она определяет нагрузку, которую способен выдержать резистор. Среди обычных керамических резисторов наиболее распространены показатели 0.25 Вт, 0.5 Вт и 1 Вт. Для расчёта нагрузки, действующей на резистор, используйте формулу:

При превышении допустимой нагрузки, резистор будет греться и его срок службы может сильно сократиться. При сильном превышении — резистор может начать плавиться и вызвать воспламенение. Будьте осторожны!

Что такое резистор? | AUDIO-CXEM.RU

Резистор представляет собой пассивный элемент электрической цепи, то есть не вносит в электрическую цепь энергию, а только потребляет её. В электротехнике резистор, как идеализированный элемент электрической цепи, характеризующийся только сопротивлением электрическому току, называют сопротивлением.

При сопротивлении протеканию электрического тока через резистор, последний нагревается, преобразуя энергию электрического тока в тепловую энергию, рассеивая тепло в окружающую среду.

Если говорить простым языком, то резистор ограничивает ток, текущий по проводнику.

Для полного понимания, сразу приведу аналогию. Представим, что у нас есть трубопровод, по которому течет вода с определенным давлением. В нашей аналогии диаметр трубы и будет резистором (сопротивлением), а количество воды, проходящее через данный диаметр трубы в единицу времени, будет силой тока. Чем меньше диаметр трубы, тем больше сопротивление, следовательно, меньше сила тока. Напряжением в нашей аналогии будет давление воды в трубе.

Что такое резистор?Что такое резистор?

Одной из основных характеристик резистора является сопротивление. Сопротивление измеряется в Омах.

1 кОм = 1000 Ом

1 Мом = 1000000 Ом
Следующая основная характеристика, это рассеиваемая мощность, которая измеряется в Ваттах.

Самые распространенные резисторы с рассеваемой мощностью от 0.125 до 2 Вт и более.

Погрешность тоже бывает различная, в основном 5%. В моем городе других не продают. Есть высокоточные резисторы с погрешностью 1% и менее, но таких компонентов в нашем городе нет.

Есть и другие характеристики, но они не так важны.

Давайте наглядно посмотрим, как резистор ограничивает ток. Соберем простую схему:

Пример работы резистораПример работы резистораАмперметр показывает потребление тока равное 19 мА. Напряжение подаваемое в цепь 3.3 В. Светодиод светит ярко.

Как работает резистор.Как работает резистор. Как работает резистор.Как работает резистор.

Теперь добавим в цепь резистор, сопротивлением 1.3 кОм. Схема будет выглядеть так:

светодиод_2светодиод_2Соберем схему на монтажной плате:

Как работает сопротивлениеКак работает сопротивление

Мы видим, что яркость светодиода уменьшилась. Ток, текущий через светодиод и резистор уменьшился с 19 до 0.5 мА.


Похожие статьи

Что такое резистор и для чего он нужен

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.

Что такое резистор

Резисторы производят, в основном, в виде трубок из фарфора или керамики с металлическими выводами на обоих концах. На поверхности трубок может быть нанесен, например, слой углерода (у углеродных резисторов) или даже очень тонкий слой драгоценного металла (у металлизированных резисторов).

Так же резистор может быть выполнен из проволоки с высоким удельным сопротивлением (проволочные резисторы).

Основным параметром резистора является его постоянное сопротивление. В области больших частот у резистора, помимо сопротивления, появляются такие характеристики, как емкость и индуктивность. Эти параметры резистора можно представить в виде следующей модели:

где:

  • R = сопротивление резистивного материала,
  • CL = собственная емкость резистора,
  • LR = индуктивность резистора,
  • LS = индуктивность его выводов.

Здесь видно, что резистор имеет помимо собственного сопротивления еще и составляющие индукции и емкости. При применении в цепях переменного тока эти характеристики играют роль реактивного сопротивления, который в сочетании с собственным сопротивлением создают дополнительное сопротивление в схеме, которое в некоторых случаях необходимо учитывать.

Основными параметрами резисторов являются:

  • Номинальное сопротивление — дано с учетом больших допустимых отклонений, содержащихся в диапазоне 0,1…20%.
  • 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 4…6 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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *