Резистор большего сопротивления. Резисторы переменные, постоянные вся истина
Как ни крути, но если Вы не знаете обозначения элементов на схемах и вообще не знаете, что такое радиосхема, то Вы - не электронщик! Но это дело поправимо, не переживайте;-). Начинаю цикл статей про виды и обозначения на схемах радиоэлементов. Начнем с самого распространненого радиоэлемента - резистора .
Радиоэлемент "резистор" имеет важное свойство - сопротивление электрическому току. Резисторы бывают постоянными и переменными. В жизни постоянные резисторы могут выглядеть примерно вот так:
Слева мы видим резистор, который рассеивает очень большую мощность, поэтому он такой большой. Справа мы видим маленький крохотный SMD резистор, который рассеивает очень маленькую мощность, но при этом отлично выполняет свою функцию. Про то, как определить сопротивление резистора, можно прочитать в статье Маркировка резисторов . А вот так выглядит постоянный резистор на электрических схемах:
Наше отечественное изображение резистора показывают прямоугольником (слева), а заморский вариант (справа), или как говорят - буржуйский, используется в иностранных радиосхемах.
А вот так выглядит маркировка мощности на них:
Переменные резисторы выглядят как-то так:
Переменный резистор, который управляет напряжением называется потенциометром , а тот, который управляет силой тока - реостатом. Здесь заложен принцип Делителя напряжения и Делителя тока соответственно.
Вот так обозначаются перменные резисторы на схемах:
Соответственно отечественный и зарубежный вариант.
А вот и их цоколевка (расположение выводов):
Переменники, у которых сопротивление можно менять только при помощи отвертки или шестигранного ключика, называются подстроечными переменными резисторами . У них есть специальные пазы, для регулировки сопротивления.
А вот так обозначаются подстроечные резисторы:
Чтобы включить его как реостат , нам нужно два вывода соединить вместе.
Также существуют и другие виды резисторов. Это могут быть термисторы, варисторы, фоторезисторы. Термисторы - это резисторы на основе полупроводниковых материалов. Их сопротивление резко зависит от температуры окружающей среды. Есть такой важный параметр, как ТКС - тепловой коэффициент сопротивления. Грубо говоря, этот коэффициент показывает на сколько изменится сопротивление термистора при изменении температуры окружающей среды. Этот коэффициент может быть как отрицательный, так и положительный. Если ТКС отрицательный, то такой термистор называют термистором:-), а если ТКС положительный, то такой термистор называют позистором. Какой еще нафиг ТКС, что к чему? Не замарачивайтесь, все просто:-). У термисторов при увеличении температуры окружающей среды сопротивление падает. У позисторов с увеличением температуры окружающей среды растет и сопротивление.
Так как термисторы обладают отрицательным коэффициентом (NTC - Negative Temperature Coefficient - отрицательный ТКС), а позисторы положительным коэффициентом (РТС - Positive Temperature Coefficient - положительный ТКС), то и на схемах они будут обозначаться соответствующим образом.
Есть также особый класс резисторов, которые резко изменяют свое сопротивление при увеличении напряжения - это варисторы.
Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а также от импульсных скачков напряжения. Допустим у нас скаканула напруга, при этом также сразу же резко уменьшилось сопротивление варистора. Весь электрический ток сразу же начнет протекать через варистор, тем самым защищая основую цепь радиоэлектронного устройства. На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:
Большой популярностью также пользуются Фоторезисторы . Весь прикол заключается в том, что они изменяют свое сопротивление, если на них посветить. В этих целях можно применять как солнечный свет, так и искусственный, например от фонарика.
На схемах они обозначаются вот таким образом:
В настоящее время резисторы используются абсолютно во всей радиоаппаратуре. Переменные резисторы регулируют громкость ваших компьютерных колонок. Фоторезисторы и термисторы используются в охранно-пожарной сигнализации, как высокочувствительные датчики. Не знание схемотехники резисторов - это все равно, что не знание таблицы умножения.
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:
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 . Эти параметры резистора можно представить в виде следующей модели:
- 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 .
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 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.
Опираясь на такие обозначения, а также на расчет мощности цепи, подбирают требуемое оборудование.
Крепление резисторов
Резистор - это электротехнический элемент, который чаще всего имеет два выхода для подсоединения к схеме. Существуют также разновидности оборудования с тремя выводами. Их можно встретить среди переменных и подстроечных резисторов.
Используются также специальные их разновидности, имеющие отводы. Обычно их несколько.
В современной электронике все чаще применяются резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. Они выглядят как крохотные детали прямоугольной формы и не имеют привычных проволочных выводов. Вместо этого для подключения подобной детали предназначены две полоски из металла, расположенные по краям резистора.
Поверхностный монтаж производится путем припаивания элемента сопротивления на печатные проводники, находящиеся на плате.
Популярность подобных деталей объясняется их минимальными размерами, что соответствует современным требованиям электротехнического оборудования. Их маркировка имеет отличную от проволочных резисторов систему.
Роль резисторов в схеме
Резистор - это элемент, который может выполнять в электросхеме различные функции. Самыми распространенными являются токоограничивающая, стягивающая и разделительная роль.
Токоограничивающий резистор представляет собой прибор, предназначенный для обеспечения требуемой силы тока, при которой компонент оборудования будет функционировать бесперебойно.
Стягивающий (растягивающий) резистор применяют на входе логических компонентов схемы, которым важно знать только наличие или отсутствие напряжения (логическая единица или ноль). Резистор в подобной схеме нужен для обеспечения нормальной работы системы, чтобы она не оставалась в подвешенном состоянии. Нежелательный ток, поступающий извне на вход, будет при помощи стягивающего резистора уходить в землю. Это гарантирует определение входом позиции "логический ноль".
Делитель напряжения требуется для взятия только определенной части тока, необходимой для правильной работы электрокомпонента.
Маркировка
Существует определенный принцип выделения основных качеств резисторов. Его широко применяют во всем мире.
Резистор - это (фото представлено ниже) небольшая деталь, имеющая цветовую или знаковую маркировку.
Главной характеристикой детали электросхемы является ее сопротивление, поэтому именно данный показатель определен на корпусе. Буквенные обозначения характеризуют систему измерений: R - омы, К - килоомы, М - мегаомы.
В последнее время многие производители переходят на другой тип маркировки - цветовой. Он проще в нанесении при больших объемах производства.
Самые точные резисторы имеют до 6 цветов на корпусе. Две первые полосы соответствуют номиналу напряжения.
Рассмотрев, что собой представляет элемент сопротивления в схеме приборов различной техники, следует сделать вывод, что резистор - это оборудование, обеспечивающее всю систему необходимой для работы силой тока.
Электрическая схема практически любого современного прибора имеет резисторы. Они могут быть разных видов. Их функции также разнообразны. Что такое резистор, следует знать каждому даже начинающему радиолюбителю. А также любому человеку, решившему самостоятельно отремонтировать какой-нибудь прибор или бытовую технику.
С английского резистор переводится как сопротивление. Это пассивный элемент цепи, который, благодаря своим свойствам, обеспечивает нужное напряжение и регулирует значение тока.
Чтобы понять, что такое резистор, следует обладать хотя бы самыми общими представлениями об электрике. Сопротивление измеряется в Омах. Оно связано зависимостью с напряжением и силой тока. Проводник обладает сопротивлением 1 Ом, если к концам его приложено напряжение 1 В, и по нему протекает ток силой в 1 А. Поэтому резистор является управлением другими параметрами электрической системы.
Поэтому такой элемент контролирует и ограничивает ток. В цепи резистор может делить напряжение. Характеристиками резистора являются величина номинального сопротивления и мощность, которая показывает, какое количество энергии он способен рассеять без перегрева.
Виды резисторов
Все резисторы разделяют на три большие группы. Они могут быть переменными, постоянными и подстроечными.
Сопротивление резистора постоянного типа существенно не меняется в зависимости от условий извне. Небольшие отклонения от номинального значения могут быть вызваны изменением температуры, внутренними шумами, а также скачками электричества.
Переменные резисторы могут произвольно менять сопротивление. Для этого прибор обычно имеет поворачивающуюся ручку или ползунок (например, в радиоприемнике - регулятор силы звука). Он позволяет плавно менять параметры цепи.
Подстроечный резистор имеет винт со шлицом для регулировки тока в цепи. Его характеристики меняют довольно редко.
Полупроводниковые резисторы
Существуют резисторы, которые меняют свои свойства под воздействием окружающей среды. К ним относятся терморезисторы, варисторы и фоторезисторы. Сопротивление резистора подобного типа меняется только под воздействием определенных факторов.
Терморезистор уменьшает или увеличивает свое сопротивление при увеличении температуры. Это свойство используют в некоторых видах приборов, например, в саморегулирующихся обогревательных кабелях для водопроводов, труб.
Варисторы уменьшают свою проводимость тока при увеличении напряжения. Их применяют для защиты, стабилизации и регулировки электрических величин.
Фоторезисторы реагируют на солнечный свет или на электромагнитное излучение. Чаще всего используют подобные устройства с положительным фотоэффектом. При попадании на него излучения резистор уменьшает свою силу сопротивления. Такие элементы часто применяют в датчиках, реле, счетчиках.
Резистор в цепи является пассивным элементом. Он не накапливает, а поглощает энергию таких двух составляющих, как сила тока и напряжение. 
Резистор не меняет параметры в зависимости от частоты протекающего через него тока. Он одинаково работает как в цепи постоянного, так и переменного тока низкой и высокой частотности. Единственным исключением считаются проволочные разновидности, которые обладают индуктивностью.
Резистор - линейный элемент. В зависимости от типа соединения в цепи различают параллельные и последовательные резисторы. Их суммарное сопротивление при последовательном соединении равняется их сумме.
Несколько сложнее производится расчет второго типа соединения. Параллельные резисторы суммируют по величинам обратно пропорциональных сопротивлению. Эти величины еще называют проводимостью.
Все элементы сопротивления электрической системы, выпускаемые по ГОСТу, объединяются в серии. Они составляют номинальный ряд, который увеличивается путем умножения исходного показателя на 1, 10, 100, 1 кОм, 10 кОм и т. д. Если в ряду есть значения 3, 5, то продолжение ряда считается в десятках - 35, в сотнях - 350.
Номиналы резисторов в пределах ряда по количеству серий отвечают типу точности, выбранной производителем. Самая популярная серия Е24 включает в себя 24 базовых показателя сопротивления резистора. Ее точность - ±5%.
Обозначение номиналов резисторов в схеме имеет определенный вид. Так, если сопротивление рассчитано в Омах, то за числом может стоять буква Е или вообще ничего. Если же значение указано в килоомах, то за ним может стоять буква к. Число сопротивления в МОм обозначения имеет букву М.
Маркировка
Резисторы с малой мощностью имеют и небольшие габариты.
А в современной технике используют чаще всего именно такие приборы. Обозначение резисторов можно нанести на корпус, только прочитать его будет крайне тяжело.
Чтобы хоть как-то сократить надпись, стали применять буквенные обозначения, которые ставят сзади числа для десятичных значений и впереди числа для сотен.
Американские резисторы маркируют тремя цифрами. Первые две из них обозначают номиналы резисторов, а третья - количество нулей десятков, добавляемых к значению.
Однако в процессе производства нередки случаи, когда маркировка оказывается нанесенной на сторону, повернутую к плате. Поэтому используют и другие типы обозначений.
Цветовая маркировка
Чтобы свойства, присущие резистору, можно было определить со всех сторон, стали применять цветовую маркировку.
Резисторы с допустимым изменением параметров в 20% обозначают тремя линиями. Если это прибор средней точности (5-10% погрешность), используют всего 4 маркера. Самые точные экземпляры имеют обозначение резисторов в виде 5-6 полос.
Две первые из них соответствуют номиналу детали. Если полос четыре, то третья из них говорит о десятичном множителе первых двух полос. При этом четвертый маркер говорит о точности резистора.
Если полос всего пять, то третья из них - это третий знак сопротивления, четвертая - степень показателя, а пятая - точность. Шестая полоса указывает на температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
Считают полосы с той стороны, где они ближе находятся к краю. Если это четырехполосные разновидности, последними всегда идут золотая или серебряная полосы.
Разновидности по технологии изготовления
Чтобы глубже вникнуть в вопрос, что такое резистор, следует рассмотреть его виды по способу производства.
Проволочные резисторы чаще всего имеют высокий уровень индуктивности. Их изготавливают путем намотки на каркас проволоки.
Пленочные металлические резисторы являются наиболее распространенным типом. На пластиковый сердечник наносится тонкая пленка из металла. На концы конструкции надеты колпачки, к которым подведены проволочные выводы. Ток в резисторе этого типа встречает большее сопротивление при прорезе в керамическом сердечнике винтовой канавки.
Металлофольговые экземпляры при производстве выполняют из тонкой ленты. Угольные резисторы используют сопротивление графита. Интегральные виды выполнены на основе слаболегированного проводника. Такие резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперных показателей. Их применяют в интегральных микросхемах. В этом случае использовать резисторы другого вида не технологично или даже нереально.
Резисторы с низким ТКС и уровнем шумов
К резисторам с низким ТКС относятся углеродистые и бороуглеродистые разновидности.
Углеродистые резисторы работают на основе пленки пиролитического углерода. Они имеют повышенную стабильность параметров. Их небольшой ТКС имеет отрицательный характер. Резисторы стойкие к импульсным нагрузкам.
Бороуглеродистые разновидности имеют в слое проводника некоторое количество бора. Это позволяет максимально уменьшить ТКС.
Низкий уровень шумов имеют металлопленочные и металлоокисные резисторы. У них хорошая частотная характеристика и стойкость к температурным колебаниям. ТКС может быть как положительным, так и отрицательным.
Ознакомившись с понятием, что такое резистор, можно правильно выбрать и применять этот элемент электрической системы. Являясь одними из наиболее часто применяющихся, они встречаются практически во всех сферах деятельности человека. Их функции очень разнообразны. Существующие разновидности предоставляют широкий выбор подобных изделий. При этом, имея некоторое представление о их конструкции, можно будет выполнить ремонт практически любого прибора или бытовой техники.
Друзья, всем привет! На дворе зима а календарь говорит мне, что будни перетекают в приятные праздничные выходные, так что самое время для новой статьи. Для тех кто меня не знает, скажу, что меня зовут Владимир Васильев и я веду вот этот самый радиолюбительский блог, так что добро пожаловать!
В мы разбирались с понятием электрического тока и напряжения. В ней буквально на пальцах я постарался объяснить что представляет собой электричество. В помощь применял некие «сантехнические аналогии».
Боле того, я наметил для себя написать ряд обучающих статей для совсем начинающих радиолюбителей- электронщиков, так что дальше будет больше — не пропустите.
Сегодняшняя статья будет не исключением, сегодня я постараюсь как можно подробнее осветить тему резисторов. Резисторы хоть и являются, наверно самыми простыми радиокомпонентами, но у начинающих могут вызвать массу вопросов. А отсутствие ответов на них может привести к полному бардаку в голове и привести к отсутствию мотивации и желанию развиваться.
Что такое сопротивление?
Резистор — это пассивный элемент электрической цепи, обладающий фиксированным или переменным значением электрического сопротивления.
Резисторы обладают сопротивление, а что такое сопротивление? Постараемся с этим разобраться.
Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вернемся снова к нашей сантехнической аналогии. Под действием силы тяжести или под действием давления насоса, вода устремляется от точки большего давления в точку с меньшим давлением. Так и электрический ток под действием напряжения течет из точки большего потенциала в точку с меньшим потенциалом.
Что может помешать движению воды по трубам? Движению воды может помешать состояние труб, по которым она бежит. Трубы могут быть широкими и чистыми, а могут быть загажены и вообще представлять собой печальное зрелище. В каком случае скорость водного потока будет больше? Естественно, что вода будет течь быстрее если ее движению не будет оказываться никакого сопротивления.
В случае с чистым трубопроводом так и будет, воде будет оказываться наименьшее сопротивление и ее скорость будет практически неизменной. В загаженной трубе сопротивление на водный поток будет значительным, и соответственно скорость движения воды будет не очень.
Хорошо, теперь переносимся из нашей водопроводной модели в реальный мир электричества. Теперь становится понятно, что скорость воды в наших реалиях представляет собой силу тока измеряемую в амперах. Сопротивление которое оказывали трубы на воду, в реальной токоведущей системе будет сопротивление проводов измеряемое в омах.
Как и трубы, провода могут оказывать сопротивление на ток. Сопротивление напрямую зависит от материала из которого сделаны провода. Поэтому совсем не случайно провода часто изготавливают из меди, так как медь имеет небольшое сопротивление.
Другие металлы могут оказывать очень большое сопротивление электрическому току. Так для примера, удельное сопротивление (Ом*мм²) нихрома составляет 1.1Ом*мм ². Величину сопротивления нетрудно оценить сравнив с медью у которой удельное сопротивление 0,0175 Ом*мм ². Неплохо да?
При пропускании тока через материал с высоким сопротивлением, мы можем убедиться, что ток в цепи будет меньше, достаточно провести несложные замеры.
Как выглядит резистор?
В природе встречаются абсолютно различные резисторы. Есть резисторы с постоянным сопротивление, есть резисторы с переменным сопротивлением. И каждый вид резисторов находит свое применение. Так давайте остановимся и постараемся уделить вниманием некоторые из них.
Само название говорит о том, что они обладают постоянным фиксированным сопротивлением. Каждый такой резистор изготавливается с определенным сопротивлением, определенной рассеиваемой мощностью.
Рассеиваемая мощность — это еще одна характеристика резисторов, так же как и сопротивление. Мощность рассеяний говорит о том, какую мощность может рассеять резистор в виде тепла (вы наверное замечали, что резистор во время работы может значительно нагреваться).
Естественно, что на заводе не могут изготавливать резисторы абсолютно любые. Поэтому постоянные резисторы имеют определенную точность указываемую в процентах. Эта величина показывает в каких пределах будет гулять результирующее сопротивление.И естественно, чем точнее резистор, тем дороже он будет. Так зачем переплачивать?
Также сама величина сопротивления не может быть любой. Обычно сопротивление постоянных резисторов соответствует определенному номинальному ряду сопротивлений. Эти сопротивления обычно выбираются из рядов типо Е3, Е6, Е12,Е24
Как видите резисторы из ряда Е24 имеют более богатый набор сопротивлений. Но это еще не предел так как существуют номинальные ряды E48, E96, E192.
На электрических схемах постоянные резисторы обозначаются эдаким прямоугольником с выводами. На самом условном графическом обозначении может надписываться мощность рассеяния.
 |
Так изображается обычный постоянный резистор. Мощность рассеивания может не указываться |
 |
Резисторы с рассеиваемой мощностью 0,125 Вт |
 |
Это изображение резистора с мощностью рассевания 0,25 Вт. |
 |
Резистор с рассеиваемой мощностью 1 Вт |
 |
Резистор с рассеиваемой мощностью 2 Вт. |
Вы когда-нибудь обращали внимание на различные «крутилки» в старой аналоговой технике. Например, задумывались ли о том что вы крутите, прибавляя громкость в старом, возможно даже ламповом телевизоре?
Многие регуляторы и различные «крутилки»представляют собой переменные резисторы. Так же как и постоянные резисторы, переменные также имеют различную рассеивающую мощность. Однако их сопротивление может меняться в широких пределах.
Переменные резисторы служат для регулирования напряжения или тока в уже готовом изделии. Как я уже упоминал этим резистором может регулироваться сопротивление в схеме формирования звука. Тогда громкость звука будет меняться пропорционально углу поворота ручки резистора. Так сам корпус находится внутри устройства, а та самая крутилка остается на поверхности.
Более того, бывают еще и сдвоенные, строенные, счетверенные и так далее переменные резисторы. Обычно их применяют, когда нужно параллельное изменение сопротивления сразу в нескольких участках схемы.
Переменный резистор это очень хорошо, но что если нам нужно изменение или подстройка сопротивления лишь на этапе сборки изделия?
Переменный резистор нам в этом не очень подходит. Переменный резистор обладает меньшей точностью нежели постоянный. Это плата за возможность регулировки, в результате которой сопротивление может гулять в некоторых пределах.
Конечно на этапе налаживания изделия может применяться так называемый подборочный резистор. Это обычный постоянный резистор, только при монтаже он подбирается из кучки резисторов с близкими номиналами.
Подбор резисторов имеет место быть когда требуется регулировка параметров изделия и при этом требуется высокая точность работы (чтобы требуемый параметр как можно меньше плавал). Таким образом нужно чтобы резистор был как можно большей точностью 1% или даже 0,5%.
Так для подстройки параметров схемы чаще всего применяют подстроечные резисторы. Эти резисторы специально придуманы для этих целей. Подстройка осуществляется посредством тоненькой часовой отвертки, причем после достижения требуемой величины сопротивления ползунок резистора часто фиксируют краской или клеем.
Формулы и свойства
При выборе резистора, помимо его конструктивной особенности, следует обращать внимания на основные его характеристики. А основными его характеристиками, как я уже упоминал, являются сопротивление и мощность рассеяния.
Между этими двумя характеристиками есть взаимосвязь. Что это значит? Вот допустим в схеме у нас стоит резистор с определенной величиной сопротивления. Но по каким-либо причинам мы выясняем, что сопротивление резистора должно быть значительно меньше того, что есть сейчас.
И вот что получается, мы ставим резистор с значительно меньшим сопротивлением и в соответствии с законом Ома мы можем получить небольшое западло.
Так как сопротивление резистора было большим, а напряжение в цепи у нас фиксированное, то вот что получилось. При уменьшении номинала резистора общее сопротивление в цепи упало, следовательно ток в проводах возрос.
Но что если мы поставили резистор с прежней мощностью рассеяния? При возросшем токе, новый резистор может и не выдержать нагрузки и умереть, его душа улетит вместе с клубком дыма из бездыханного тельца резистора
Выходит, что при номинале резистора 10 Ом, в цепи будет течь ток равный 1 А. Мощность которая будет рассеиваться на резисторе будет равняться
Видите какие грабли могут подстерегать на пути. Поэтому при выборе резистора, обязательно нужно смотреть его допустимую мощность рассеяния.
Последовательное соединение резисторов
А давайте теперь посмотрим как будут меняться свойства цепи при последовательном расположении резисторов. Итак у нас есть источник питания и далее стоят последовательно три резистора с различным сопротивлением.
Попробуем определить какой ток протекает в цепи.
Здесь хочется упомянуть, для тех кто не в теме, что электрический ток в цепи только один. Есть правило Кирхгофа, которое гласит что сумма токов втекающих в узел равно сумме токов вытекающих из узла. А так как в данной схеме у нас последовательное расположение резисторов и никаких узлов и в помине нет, то ясно, что ток будет один.
Для определения тока, нам нужно определить полное сопротивление цепи. Находим сумму всех резисторов показанных на схеме.
Полное сопротивление получилось равным 1101 Ом. Теперь зная что полное напряжение (напряжение источника питания)равно 10 В, а полное сопротивление равно 1101 Ом, тогда ток в цепи равняется I=U/R=10В/1101 Ом=0,009 А =9 мА
Зная ток мы можем определить напряжение, высаживаемое на каждом резисторе. Для этого также воспользуемся законом Ома. И получается напряжение на резисторе R1 будет равно U1=I*R1=0.009А*1000Ом=9В. Ну и тогда для остальных резисторов U2=0.9В, U3=0.09В. Теперь можно и проверить сложив все эти напряжения, ну и получив в результате значенье близкое напряжению питания.
Ах да вот вам и делитель напряжения. Если сделать отвод после каждого резистора то можно убедиться в наличии еще некоторого набора напряжений. Если при этом использовать равные сопротивления то эффект делителя напряжения будет еще более очевиден.
Кликните для увеличения
На изображении видно как меняется напряжение между разными точками -потенциалами.
Так как резисторы сами по себе являются хорошими потребителями тока, то понятно, что при использовании делителя напряжения, стоит выбирать резисторы с минимальными сопротивлениями. Кстати мощность расходуемая на каждом резисторе будет одинаковой.
Для резистора R1 мощность будет равняться P=I*R1=3.33A*3.33В=11,0889Вт. Округляем и получаем 11Вт. И каждый резистор естественно должен быть на это рассчитан. Потребляемая мощность всей цепи будет P=I*U=3.33A*10В=33,3Вт.
Сейчас я вам покажу какая мощность будет для резисторов имеющих разное сопротивление.
Кликните для увеличения
Мощность потребляемая всей цепочкой, изображенной на рисунке, будет равняться P=I*U=0.09A*10В=0,9Вт.
Теперь рассчитаем мощность потребляемую каждым резистором:
Для резистора R1: P=I*U=0.09A*0.9В=0,081Вт;
Для резистора R2: P=I*U=0.09A*0.09В=0,0081Вт;
Для резистора R3: P=I*U=0.09A*9В=0,81Вт.
Из этих наших расчетов становится понятной закономерность:
- Чем больше общее сопротивление цепочки резисторов, тем меньше будет ток в цепи
- Чем больше сопротивление конкретного резистора в цепи, тем большая мощность будет на нем выделяться и тем больше он будет греться.
Поэтому становится понятной необходимость подбирать номиналы резисторов в соответствии с их потребляемой мощностью.
Параллельное соединение резисторов
С последовательным расположение резисторов думаю более менее понятно. Так давайте рассмотрим параллельное соединение резисторов.
Здесь на этом изображении схемы показано различное расположение резисторов. Хотя в заголовке я упомянул о параллельном соединении, думаю наличие последовательно соединенного резистора R1 позволит нам разобраться в некоторых тонкостях.
Итак суть заключается в том что последовательная схема соединения резисторов является делителем напряжения, а вот параллельное соединение представляет собой делитель тока.
Рассмотрим это подробнее.
Ток течет от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом. Естественно, что ток из точки с потенциалом 10В стремится к точке нулевого потенциала — земле. Маршрут тока будет: Точка10В —>>точка А—>>точка В—>>Земля.
На участке пути Точка 10 —Точка А, ток будет максимальным, ну просто потому, что ток бежит по прямой и не разделяется на развилках.
Далее по правилу Кирхгофа, ток будет раздваиваться. Получается ток в цепи резисторов R2 и R4 будет одним а в цепи с резистором R3 другим. Сумма токов этих двух участков будет равняться току на самом первом отрезке (от источника питания до точки А).
Давайте рассчитаем эту схему и узнаем значение тока на каждом участке.
Для начала узнаем сопротивление участка цепи резисторов R2, R4
Значение резистора R3 нам известен и равен 100Ом.
Теперь находим сопротивления участка АВ. Сопротивление цепи резисторов, соединенных параллельно будет вычислено по формуле:
Ага, подставили в формулу наши значения для суммы резисторов R2 и R4 (Сумма равна 30 Ом и подставляется вместо формульной R1) и значение резистора R3 равное 100 Ом (Подставляется вместо формульной R2). Вычисленное значение сопротивления на участке АВ равняется 23 Ом.
Как видите выполнив несложные вычисления наша схема упростилась и свернулась и стала нам уже более знакомой.
Ну и полное сопротивление цепи будет равняться R=R1+R2=23Ом+1Ом=24Ом. Это мы нашли уже по формуле для последовательного соединения. Мы это рассматривали так что на этом останавливаться не будем.
Теперь ток на участке до разветвлений (участок Точка 10В —>>Точка А) мы сможем найти по формуле Ома.
I=U/R=10В/24Ом=0,42A . Получилось 0,42 ампера. Как мы уже обсуждали этот ток будет один на всем пути от точки максимального потенциала, до точки А. На участке А В, значение тока будет равно сумме токов с участков полученных после разделения.
Чтобы определить ток на каждом участке между точками А и В, нам нужно найти напряжение между точками А и В.
Оно как уже известно будет меньше напряжения питания 10В. Его мы найдем по формуле U=I*R=0.42A*23Ом=9,66В.
Как вы могли заметить полный ток в точе А (равный сумме токов параллельных участков) умножается на результирующее сопротивление запараллеленных (сопротивление резистора R1 мы не учитываем) участков цепи.
Теперь мы можем найти ток в цепи резисторов R2, R4. Для этого напряжение между точками А и В разделим на сумму этих двух резисторов. I=U/(R2+R4)=9.66В/ 30Ом=0,322А.
Ток в цепи резистора R3 тоже найти не сложно. I=U/R3=9.66В/100Ом=0,097А.
Как видите при параллельно соединении резисторов ток делится пропорционально значениям сопротивлений. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше будет ток на этом участке цепи.
В тоже время напряжение между точками А и В, будет относиться к каждому из параллельных участков (напряжение U=9.66В мы использовали для расчетов и там и там).
Здесь хочется сказать как напряжение и ток распределяются по схеме.
Как я уже говорил ток до разветвления равен сумме токов после развилки. Впрочем умный мужик Кирхгоф нам это уже рассказывал.
Получается следующее: Ток I на развилке разделится на три I1, I2, I3, а затем снова воссоединится в I как было и в самом начале, получаем I=I1+I2+I3.
Для напряжения или разности потенциалов, что есть одно и тоже будет следующее. Разность потенциалов между точками А и С (далее буду говорить напряжение AC), не равна напряжениям BE, CF,DG. В тоже время напряжения BE, CF,DG , будут равны между собой. Напряжение на участке FH вообще равно нулю, так как напряжению просто не на чем высаживаться (нет резисторов).
Думаю тему параллельного соединения резисторов я раскрыл, но если есть еще какие-то вопросы то пишите в комментариях, чем смогу помогу
Преобразование звезды в треугольник и обратно
Существуют схемы, в которых резисторы соединены так, что не совсем понятно где есть последовательное соединение а где параллельное. И как же с этим быть?
Для этих ситуаций есть способы упрощения схем и вот одни из них это преобразование треугольника в эквивалентную звезду или наоборот, если это необходимо.
Для преобразования треугольника в звезду считать будем по формулам:
Для того чтобы совершить обратное преобразование нужно воспользоваться несколько другими формулами:
С вашего позволения я не буду приводить конкретные примеры, все что требуется это только подставить в формулы конкретные значения и получить результат.
Этот метод эквивалентного преобразования будет служить хорошим подспорьем в мутных случаях, когда не совсем понятно с какой стороны подступиться к схеме. А тут порой поменяв звезду на треугольник ситуация проясняется и становится более знакомой.
Ну чтож дорогие друзья вот и все, что я хотел вам сегодня рассказать. Мне кажется эта информация будет полезной для вас и принесет свои плоды.
Хочу еще добавить, что многое из того что я здесь выложил очень хорошо расписано в книгах и , так что рекомендую прочитать обзорные статьи и скачать себе эти книжки. А будет еще лучше, если вы их раздобудете где-нибудь в бумажном варианте.
P.S. У меня на днях возникла одна идея о том как можно получить интересный способ заработка на знаниях электроники и вообще радиолюбительском хобби так что обязательно подпишитесь на обновления.
Кроме того относительно недавно появился еще один прогрессивный способ подписки через форму сервиса Email рассылок, так что люди подписываются и получают некие приятные бонусы, так что добро пожаловать.
А на этом у меня действительно все, я желаю вам успехов во всем, прекрасного настроения и до новых встреч.
С н/п Владимир Васильев.
Конструктор ЗНАТОК 320-Znat «320 схем» — это инструмент, который позволит получить знания в области электроники и электротехники а также достичь понимания процессов происходящих в проводниках.
Конструктор представляет собой набор полноценных радиодеталей имеющих спец. конструктив, позволяющий их монтаж без помощи паяльника. Радиокомпоненты монтируются на специальную плату — основание, что позволяет в конечном итоге получить вполне функциональные радиоконструкции.
Используя этот конструктор можно собрать до 320 различных схем, для построения которых есть развернутое и красочное руководство. А если подключить фантазию в этот творческий процесс то можно получить бесчисленное количество различных радиоконструкций и научиться анализировать их работу. Этот опыт я считаю очень важен и для многих он может оказаться бесценным.
Вот несколько примеров того, что Вы можете сделать благодаря этому конструктору:
Летающий пропеллер;
Лампа,включаемая хлопком в ладоши или струей воздуха;
Управляемые звуки звездных войн, пожарной машины или скорой помощи;
Музыкальный вентилятор;
Электрическое световое ружье;
Изучение азбуки Морзе;
Детектор лжи;
Автоматический уличный фонарь;
Мегафон;
Радиостанция;
Электронный метроном;
Радиоприемники, в том числе FM диапазона;
Устройство, напоминающее о наступлении темноты или рассвета;
Сигнализация о том, что ребенок мокрый;
Защитная сигнализация;
Музыкальный дверной замок;
Лампы при параллельном и последовательном соединении;
Резистор как ограничитель тока;
Заряд и разряд конденсатора;
Тестер электропроводимости;
Усилительный эффект транзистора;
Схема Дарлингтона.
