Резистор

Из закона сохранения заряда следует, что через все резисторы протекает одинаковый ток

Содержание

Резистор (англ. резистор Латынь. resisto – Резистор – это пассивный элемент электрической цепи, характеризующийся в идеальном случае только сопротивлением электрическому току, т.е. идеальный резистор должен выполнять закон Ома для данного участка цепи в данный момент времени: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально протекающему через него току.

На рисунке показано сопротивление между крайними клеммами переменного резистора. Сопротивление между средней и крайней клеммами изменяется при повороте оси резистора, причем при повороте оси в одну сторону сопротивление между средней и одной крайней клеммой увеличивается, а сопротивление между средней и другой крайней клеммой, соответственно, уменьшается. Если ось поменять местами, произойдет обратное. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука, тембра в усилителях, приемниках и т.д.

Значение сопротивления этих резисторов изменяется в большую или меньшую сторону при нагревании или охлаждении, что лежит в основе принципа измерения температуры. Термисторы используются в приборах и оборудовании для измерения и регулирования температуры, а также для защиты оборудования от перегрева.

Фоторезистор

Подобно термистору, фоторезистор изменяет свое сопротивление, когда свет падает на пластину, покрытую составом, который меняет свои свойства в зависимости от света. Этот резистор используется для управления осветительными приборами, устройствами, контролирующими пламя в духовке, и т.д.

Тестирование резисторов

Для тестирования резисторов вам понадобится мультиметр, чтобы измерить сопротивление резистора и сравнить его с номинальным значением, указанным на самом резисторе или на схеме устройства. При измерении сопротивления резистора полярность мультиметра не имеет значения. Т.е. Какой провод вы подключаете к одной или другой ноге резистора, не имеет значения для измерения сопротивления. Отклонение в 10% от номинального значения для обычных (не сверхточных и прецизионных) резисторов считается нормальным.

При проверке переменных резисторов измерьте сопротивление между крайними клеммами, которое должно соответствовать номинальному значению с учетом допуска и погрешности измерения. Также измерьте сопротивление между каждым из крайних выводов и средним выводом и поверните ось резистора из одного крайнего положения в другое, значение должно изменяться плавно, без скачков от нуля до номинала.

Подключение резисторов в электрической цепи

Теперь, когда вы знакомы с “резисторами”, позвольте мне еще немного помучить вас теорией о том, как резисторы подключаются в электрической цепи, это очень важно, без этого никак, и тогда вы поймете почему.

Последовательное подключение резисторов

Серийное соединение – это соединение, в котором каждый последующий резистор соединен с предыдущим, образуя непрерывную и неразветвленную цепь. Ток в такой цепи будет одинаковым в каждой точке, но напряжения U1, U2, U3 будут разными в разных точках.

Из этого следует, что общая величина такого соединения равна сумме всех последовательных сопротивлений. Полное сопротивление рассчитывается по довольно простой формуле (Rитого =R1+R2+….Rn). Обратите внимание, что для резисторов, соединенных последовательно, общее сопротивление (Rсумма). увеличивается.

Параллельное подключение

Соединив концы резисторов в точке A и в точке B, мы получим участок цепи, который назовем параллельное соединение и состоит из ряда ветвей (в нашем случае резисторов), идущих параллельно друг другу. Это позволит распределить электрический ток между точками A и B вдоль каждой из этих ветвей. Напряжения на всех резисторах будут одинаковыми: U=U1=U2

Чем больше резисторов (или других частей электрической цепи, имеющих определенное сопротивление) соединено параллельно, тем больше путей для протекания тока и тем меньше общее сопротивление цепи. Вы можете рассчитать общее сопротивление при параллельном соединении резисторов по этой формуле:

Вам необходимо знать, что при параллельном соединении резисторов общее сопротивление (Rобщий), уменьшается.

Смешанное соединение

Смешанное соединение – (как показано на схеме) – это схема, в которой резисторы соединены как последовательно, так и параллельно. Вы можете рассчитать смешанное соединение таким образом.

Для чего используются последовательные, параллельные и смешанные соединения резисторов? При практическом использовании резисторов, таком как сборка, настройка параметров оборудования, ремонт электроники своими руками, вам может не понадобиться размер резистора, может помочь знание того, как соединять резисторы, так что если вам нужен резистор 100Komi, вы можете сделать это, соединив два резистора 50Komi последовательно, или соединить два резистора 200Komi параллельно, или использовать смешанное соединение двух резисторов 70Komi, соединенных параллельно и подключить к ним последовательно резистор 65Komi. Конечно, я дал краткое описание, то есть базовые знания о резисторах и о том, как их подключать. Если вам нужно более подробное описание и теория, вы всегда можете обратиться к специальной литературе и Интернету.

1 = 1 + 1 + 1 + .
R R1 R2 R3

Урок 2.2 – Резисторы

Резисторы являются самым распространенным электронным компонентом. В каждом радиоэлектронном устройстве (телевизор, плеер, компьютер), в каждом наборе мастера резисторы преобладают над всеми остальными деталями. Резистор – это пассивный элемент электрических цепей, имеющий определенное или переменное значение электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования тока в напряжение и напряжения в ток, ограничения тока, поглощения электричества и т.д.

Радиолюбители иногда называют эту деталь резистором. Но лучше придерживаться следующего правила: называть радиодеталь резистором, а ее физическую величину – сопротивлением. Поэтому правильно говорить: “этот резистор имеет сопротивление 1 кОм”, или “резистор 1 кОм”, или “резистор упал со стола и где-то потерялся”. И вам не нужно говорить: “Подайте мне этот резистор, быстро!”.

Вот как выглядит резистор и как он обозначается на схемах:

Резисторы не имеют полярности и могут быть установлены на печатную плату в любом положении выводов.

Номинал резистора (сопротивление)
Основным параметром резистора является его сопротивление. Размерность сопротивления – Ом (в честь немецкого физика с таким именем).
Как и любое другое имя, например, Иванов или Сидоров, Ом следует писать с большой буквы: 1 Ом, 5 Ом и т.д. Пишут только самые невежественные люди: 3 Ом или 100 Ом.
Другими распространенными единицами измерения являются килоОм (кОм) и мегаОм (МОм):
1 кОм = 1000 Ом
1 мегаом = 1000 Ом

Современные резисторы идентифицируются по цветным полосам на боковой стороне резистора. Такая система маркировки более удобна для автоматической установки и контроля на производстве с использованием систем промышленного зрения, но радиолюбителю придется потрудиться.

Существует два основных способа определения номинала резистора:
1. использование специальных справочных таблиц. Эти таблицы можно найти в руководствах к наборам, на сайте Master Kit, на многих других сайтах в Интернете и в радиолюбительской литературе.

Одним из вариантов таблицы является цветовая маркировка резисторов:

Однако я настоятельно рекомендую определять номинал резистора методом №2 – так как он проще и удобнее.

2. с помощью измерительного прибора (мультиметра). Самый простой можно купить за 150-200 рублей в радиомагазинах, на радиобазарах, в крупных сетевых магазинах с бытовыми товарами или заказать через интернет-магазины радиотоваров (“Электроника”, “Dessie” и др.). Кроме того, в номенклатуре Master Kit есть набор-сборщик NM1006K Уникальность этого набора в том, что вы не только получите качественный прибор, но и изучите принцип работы мультиметра в процессе сборки, а также получите навыки сборки и пайки электронных устройств.

Мультиметр полезен не только для определения номинала резистора. Это незаменимый прибор для любительской радиосвязи, поэтому всегда стоит обзавестись мультиметром.

Мультиметр прост и удобен в использовании, а инструкции по применению можно найти в руководстве, прилагаемом к прибору.

Допуск (или точность) резистора
Каждый резистор имеет номинальное сопротивление (например, 470 Ом) и фактическое сопротивление. Предположим, мы измерили несколько резисторов мультиметром с номиналом 470 Ом и получили значения: 473 Ом, 491 Ом, 463 Ом… Что это такое – резисторы неисправны? Нет, это не так.
При изготовлении резисторов очень трудно добиться абсолютно одинаковых значений. Вернее, можно, но это приводит к серьезному росту цен на эти радиочастотные компоненты. Учитывая, что большинство схем, не только любительских, но и промышленных, хорошо работают, когда номиналы резисторов варьируются в пределах 10%, добиваться полной идентичности резисторов не только дорого, но и бесполезно.
Современные стандартные резисторы имеют допуск (или точность) 1% или 5% (еще несколько лет назад стандартной считалась точность 10%). Поэтому, например, резистор с номинальным сопротивлением 470 Ом и допуском 5% может иметь фактическое сопротивление в диапазоне от 447 до 493 Ом, и это совершенно нормально.
Также производятся резисторы с более высокими классами точности: 0,1% и даже выше, но они обычно не используются в радиолюбительской практике.

Мощность резистора
Если через резистор сопротивлением 50 Ом протекает ток 0,1 А, он рассеивает мощность 5 Вт. Если резистор не рассчитан на такую мощность, он может перегреться и сгореть.
Стандартные резисторы: 0,125 Вт (они наиболее распространены в электронике и мастер-комплектах), 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 3 Вт, 5 Вт… Чем выше мощность резистора, тем больше его размеры. На рисунке ниже показан резистор мощностью 5 Вт с сопротивлением 2 кОм:

Примечание: этот резистор больше не маркируется цветными полосками, а четко обозначается буквами и цифрами.

Параллельное и последовательное соединение резисторов

1 – Последовательное подключение резисторов.
Предположим, вам нужен резистор 20 кОм, а у вас есть только резисторы 3 кОм, 2 кОм и 15 кОм. Соедините все три резистора последовательно, и вы получите необходимое сопротивление 20 кОм.
Запомните правило: при последовательном соединении общее сопротивление всей цепочки резисторов будет равно сумме сопротивлений каждого резистора, поэтому:
R всего=R1+R2+R3+….

2. Параллельное соединение резисторов.

Рассмотрим другую ситуацию: нам нужен резистор со значением 20 кОм, но у нас есть только резисторы со значениями 33 кОм и 47 кОм. Соедините эти резисторы параллельно, и общее сопротивление цепи составит (33*47)/(33+47) = 19,3 кОм – что почти в точности соответствует тому, что нам нужно!
При параллельном включении двух резисторов общее сопротивление цепи рассчитывается по этой формуле:
R = (R1*R2)/(R1 + R2)
При параллельном соединении более двух резисторов общее сопротивление цепи рассчитывается следующим образом:

1 = 1 + 1 + 1 + .
R R1 R2 R3

Переменные и подстроечные резисторы
Выше мы рассматривали фиксированные резисторы, т.е. резисторы, сопротивление которых не может меняться: 1 кОм, 510 Ом, 33 кОм… Но для управления громкостью, напряжением, частотой удобно использовать резисторы, которые могут менять свое сопротивление. Такие резисторы называются переменными резисторами. Переменный резистор имеет вал, на котором может быть установлена ручка. Поворачивая ручку, вы можете изменять сопротивление переменного резистора.
Триммерный резистор – это миниатюрная копия переменного резистора. Он используется для настройки устройства во время регулирования и устанавливается непосредственно на печатную плату. Резистор не имеет вала, и его сопротивление регулируется с помощью отвертки.
Внешний вид и обозначение на схемах:

Для двух резисторов, соединенных параллельно, формула имеет вид:

Назначение резисторов

“C” указывает на фиксированное сопротивление;
“SP” – переменное (регулируемое) сопротивление;
“СН” – варистор (нелинейное сопротивление);
“ST” – термистор (сопротивление, зависящее от температуры).

Второй элемент – номер – обозначает тип материала, из которого изготовлен элемент сопротивления (с дополнительным уточнением): 1. 4 – резисторы без проволоки, 5 – резисторы с проволокой.

Третий элемент – номер – обозначает порядковый номер детали.

Например, C5-16 – проволочный фиксированный резистор, 16-е расширение.

“P” – это фиксированный резистор;
“РП” – переменный резистор;
“ВП” – фиксированный варистор;
“VRP” – переменный варистор;
“TR” – терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (TCR);
“ГТО” – термистор с положительным TCR.

Второй элемент, номер, указывает на тип элемента сопротивления:
1 – резисторы без проволоки, 2 – резисторы, намотанные на проволоку или металлическую фольгу.

Третий элемент, номер, указывает на серийный номер конструкции. Например, P1-26 – это твердый непроволочный резистор, 26-я разработка.

тип резистора,
Номинальная рассеиваемая мощность,
Номинальное сопротивление,
допустимое отклонение от номинального сопротивления,
дата производства.

Номинальное сопротивление обозначено на корпусе резистора в виде полного или кодированного номинала.

Номинальное сопротивление состоит из номинального значения сопротивления (цифра) и буквенного обозначения единицы измерения (Ом, кОм, Мом, Хом).

Кодированное обозначение номинального сопротивления состоит из трех цифр, включая две цифры и букву, или из четырех цифр, включая три цифры и букву.

Резисторы от 1 до 999 Ом можно обозначать только цифрами:
62 – 62 Ом, 430 – 430 Ом.
Иногда (обычно для резисторов с низким сопротивлением) используются буквы “E” и “R”:
12E – 12 Ом, 27R – 27 Ом.
Эти буквы можно использовать в качестве запятой для обозначения дробных значений сопротивления:
8R2 – 8,2 Ом, 9E1 – 9,1 Ом.
Резисторы от 1 до 99 килоОм обозначаются буквой “k”, которая также может использоваться вместо запятой:
1k – это 1 килоом, 4k7 – это 4,7 кОм.
Резисторы от 100 до 999 килоОм обозначаются как цифрами с буквой “k”, так и буквой “M” перед цифрой:
200k – это 200 килоом, M390 – 390 килоом.
Резисторы Megayom пронумерованы буквой “M”:
1M – 1 мегаом, 2M4 – 2,4 мегаом.

Номинальная мощность указывается на корпусе резистора, если он достаточно большой, или определяется визуально, в зависимости от размера резистора, особенно при малых значениях рассеиваемой мощности.

Для обозначения отклонения фактического сопротивления резистора от указанного на нем значения используются три системы.

Классы точности. Отклонение сопротивления на ±5% обозначается цифрой “I” (первый класс точности), ±10% – цифрой “II” (второй класс), которые располагаются после значения сопротивления. Резисторы без таких цифр имеют отклонение ±20%.
Например, 6k21 – 6,2 кОм с допуском ±5%, 390 II – 390 Ом с допуском ±10%, 47 – 47 Ом с допуском ±20%.
Буквенный код. Отклонение значения сопротивления указывается на резисторе после обозначения номинального сопротивления русскими буквами (старая система) или латинскими буквами (новая система) в соответствии с таблицей 1.

Коды допусков номинального сопротивления

Допуск, %.	Код (польская буква)	Код – (латинская буква)
± 0,1	Ж	В
± 0,25	У	С
± 0,5	Д	D
±1	Р	F
±2	Л	G
±5	И	J
±10	С	К
±20	В	М

4kZI – это резистор 4,3 кОм с допуском ±5%,
11кФ – 11 кОм резистор с допуском ±1%

ЦВЕТОВАЯ МАРКИРОВКА РЕЗИСТОРОВ

На фиксированных резисторах можно использовать цветовой код, цветные полосы или круги. При цветовой маркировке номинальное сопротивление резисторов в омах должно быть выражено двумя или тремя цифрами (в случае трех цифр последняя не является нулевой) и умножено на 10 до n-ой степени, где n – любое целое число от – 2 до + 9. Символы цветовой маркировки должны быть сдвинуты на одну сторону резистора, например, влево, а затем расположены слева направо в следующем порядке

первая полоса – первая цифра рейтинга,
вторая полоса – вторая цифра рейтинга
третий штрих – третья цифра рейтинга, не равная нулю
четвертая полоса – множитель,
пятая планка – допуск на отклонение.

В случаях, когда номинал резистора содержит только две значащие цифры, третья полоса не используется, а общее количество символов (цветных полос) сокращается до четырех: две цифры номинала, множитель и допуск. Если размер резистора не позволяет разместить цветные полосы асимметрично, т.е. ближе к одному концу резистора, то площадь первого символа (ширина первой полосы) примерно в два раза больше (шире), чем у других символов.

Цветовая кодировка маркировки номинального сопротивления и допусков должна соответствовать цветам, указанным в следующей таблице.

Цвета сопротивления и маркировка допусков

Цвет символа	Первая цифра	Вторая цифра	Третья цифра	Коэффициент умножения	Допуск, %.
Серебро	–	–	–	10 -2	10
Золото	–	–	–	10 -1	5
Черный	–	0	–	1	–
Коричневый	1	1	1	10	1
Красный	2	2	2	10 2	2
Апельсин	3	3	3	10 3	–
Желтый	4	4	4	10 4	–
Зеленый	5	5	5	10 5	0,5
Голубой	6	6	6	10 6	0,25
Виолетта	7	7	7	10 7	0,1
Серый	8	8	8	10 8	0,05
Белый	9	9	9	10 9	–

Резистор 56 кОм с допуском 1%

Рис. 5 – Примеры цветовой маркировки резисторов

Резисторы на основе углеродная фольгаРезисторы на основе углеродной пленки имеют более высокую точность, чем резисторы на основе углерода. Они изготовлены из керамической основы (цилиндра), на которую нанесен тонкий слой углерода. Этот слой углерода вытравливается, образуя спираль, толщина которой определяет величину сопротивления конкретного резистора.

Обзор типов резисторов и материалов

Резисторы можно разделить по типу конструкции и материалу, из которого они изготовлены.

Существует несколько типов резисторов:

Фиксированные резисторы;
Переменные резисторы, такие как: потенциометры, реостаты, триммеры;
Термисторы (NTC и PTC), в которых сопротивление изменяется при изменении внешней температуры;
Светорезисторы (LDR), сопротивление меняется из-за изменения освещенности фоторезистора;
Варистор (VDR), сопротивление которого изменяется при изменении напряжения;
Магниторезистор (MDR), изменение сопротивления под воздействием переменного магнитного поля;
Тензорезистор, изменение сопротивления в результате механической деформации.

Каждый из перечисленных типов резисторов имеет свое обозначение в электрических схемах.

Другая классификация резисторов: по типу материала, из которого они изготовлены:

Композитный резистор на основе углерода;
Пленочный резистор на основе углерода;
Резистор на основе металлооксидной пленки;
Металлопленочный резистор;
проволочный резистор;
Фольгированный резистор.

Для каждого применения используется определенный тип материала. Часто это компромисс между стоимостью производства, точностью и другими необходимыми условиями.

Резисторы на основе углеродная основа устарели и имеют довольно высокое процентное отклонение, но все еще используются в некоторых устройствах, где проходят импульсы высокого напряжения. Они изготавливаются из смеси графитового порошка и непроводящего наполнителя, обычно керамического.

Резисторы на основе углеродная фольгаТочность резисторов из углеродной пленки выше, чем у резисторов из углеродной пленки. Они изготовлены из керамической основы (цилиндра), на которую нанесен тонкий слой углерода. Этот слой углерода вытравливается, в результате чего образуется спираль, толщина которой определяет величину сопротивления конкретного резистора.

Резисторы из металлической фольги и металлооксидные резисторы, безусловно, самые стабильные и точные. Они также менее восприимчивы к изменениям температуры. По технологии производства они похожи на резисторы с углеродной пленкой. Пленочные резисторы на основе оксида металла обычно более долговечны.

Резисторы с проволочной намоткойэто, вероятно, самый старый тип резистора, который может использоваться как в высокоточных, так и в мощных цепях. Они изготавливаются путем наматывания специальной металлической проволоки на керамическую основу.

Обычно это металлы или сплавы с высоким удельным сопротивлением, такие как марганец, нихром или константан. Они долговечны, точны и могут иметь очень низкое значение сопротивления. Недостатком является наличие паразитной индуктивности на высоких частотах.

Если требуется резистор с очень высокой точностью и стабильностью, используется резистор из металлической фольги. фольговый резистор. Они создаются путем приклеивания металлической фольги к керамической подложке.

Резисторы с низким энергопотреблением также имеют небольшие размеры.

Основные характеристики

Чтобы правильно выбрать резистор, важно знать, на какие характеристики следует обращать внимание при его выборе. Его основными параметрами являются:

Номинальное сопротивление.
Максимальная рассеиваемая мощность.
Допуск или класс точности. Определяет, насколько сопротивление детали данного класса может отличаться от заявленного значения.

В большинстве случаев этой информации достаточно. Новички часто забывают о допустимой мощности резистора и перегорают. Вы можете рассчитать, сколько ватт приходится на один резистор, используя формулу, приведенную в предыдущем разделе этой статьи. Покупайте резисторы с запасом мощности 20-30%, больше – лучше, меньше – не нужно!

Читайте далее: