Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

Один самых часто используемых элементов в электронике – это резистор. Простым языком его называют «сопротивление».

С его помощью можно ограничивать ток или измерять его, делить напряжение, создавать цепи обратной связи. Без сопротивлений не обходится ни одна схема.

В этой статьи мы расскажем о том, что такое резистор, какой у него принцип работы, а также для чего нужен этот элемент электрической цепи.

Определение

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

Он относится к группе пассивных элементов, потому что в результате его работы ток может только понижаться, то есть в отличие от активных элементов – пассивные сами по себе не могут усиливать сигнал.

Что из второго закона Кирхгофа и закона Ома значит, что при протекании тока на резисторе падает напряжение, величина которого равна величине протекающего тока, умноженного на величину сопротивления.

Ниже вы видите, как обозначается сопротивление на схеме:

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

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

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

Виды

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

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

Внешний вид элементов двух типов вы видите на рисунке ниже:

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

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

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

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

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

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

Материал Особенности, где используется
Никель-хром (нихром, NiCr) в тонкоплёночных, которые устойчивы к высокой влажности (moisture-resistant)
Нитрид дитантала (Ta2N). TCR составляет 25 ppm/0С (-55…+1250С);
Диоксид рутения (RuO2) в толстоплёночных
Рутенит свинца (Pb2Ru2O6) в толстоплёночных
Рутенит висмута (Bi2Ru2O7) в толстоплёночных
Диоксиды рутения, легированные ванадием (Ru0,8V0,2O2, Ru0,9V0,1O2, Ru0,67V0,33O2)
Оксид свинца (PbO)
Висмут иридий (Bi2Ir2O7)
Сплав никеля В низкоомных (0,03…10 Ом) тонкоплёночных изделиях

На рисунке ниже изображено, из чего состоит резистор:

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

По конструкции различают:

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

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

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

Принцип работы

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

U=IR

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

  • P=UI
  • Или для ускорения расчетов иногда удобно пользоваться формулой мощности через сопротивление:
  • P=U2/R=I2R

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

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

Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

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

Основные характеристики

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

  • Номинальное сопротивление.
  • Максимальная рассеиваемая мощность.
  • Допуск или класс точности. От него зависит, насколько процентов сопротивление деталей из этого класса может отличаться от заявленного.
  • В большинстве случае этих сведений достаточно. Новички часто забывают о допустимой мощности резистора, и они у них перегорают. Вы можете рассчитать сколько Ватт выделяется на резисторе по формуле, указанной в предыдущем разделе статьи. Покупайте резисторы с запасом по мощности в 20-30%, больше – лучше, меньше – не нужно!

    Где и для чего применяется

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

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

    Rогр=(Uпитания-U­требуемое)/Iноминальный

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

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

    Uвых=Uвх(R2/R1+R2)

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

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

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

    © Источник

    Источник: https://www.entehno.ru/chto-takoe-rezistor-i-dlja-chego-on-nuzhen-v-jelektricheskoj-cepi.html

    Урок 11. Все способы соединения резисторов — Владимир Николаевич — КОНТ

    Соединение резисторов разными способами позволяет получить необходимую величину сопротивления и мощности рассеивания одного эквивалентного резистора. Всего существует три способы соединения резисторов – последовательное, параллельное и смешанное.

    Последовательное соединение резисторов

    Последовательное соединение резисторов предполагает использование двух и более радиоэлектронных элемента. Конец предыдущего элемента соединяется с началом последующего и так далее. При последовательном соединении сопротивления и мощности рассеивания всех резисторов складываются.

    Рассмотрим следующий пример. Соединим последовательно четыре резистора, каждый имеет R = 1 кОм и мощность рассеивания P = 0,25 Вт.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    • Rобщ = R1 + R2 + R3 + R4 = 1кОм + 1кОм + 1кОм + 1кОм = 4 кОм.
    • Pобщ = P1 + P2 + P3 + P4 = 0,25 Вт + 0,25 Вт + 0,25 Вт + 0,25 Вт = 1 Вт.
    • Таким образом, получается один эквивалентный или общий резистор, имеющий следующие параметры:
    • Rобщ = 4 кОм; Pобщи = 1 Вт.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    В последовательной цепи электрической ток протекает одной и той же величины, поэтому электроны на протяжении всего пути неизбежно наталкиваются на все препятствия в виде сопротивлений. С каждым препятствием уменьшается число свободных зарядов, что приводит к снижению силы электрического тока.

    Параллельное соединение резисторов

    При параллельном соединении резисторов увеличивается количество путей для перемещения свободных зарядов, то есть электронов, из одного участка пути к другому. Поэтому при параллельном соединении резисторов их суммарное (общее, эквивалентное) сопротивление всегда ниже наименьшего сопротивления из всех резисторов.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Величина, обратная сопротивлению называется проводимостью. Проводимость измеряется в сименсах [См] и обозначается большей латинской буквой G.

    1. G = 1/R = 1/Ом = См
    2. Поэтому при выполнении различных подсчетов в электрических цепях, имеющих параллельное соединение, пользуются проводимостью.
    3. Если сопротивления всех параллельно соединенных резисторов равны, то для определения общего Rобщ достаточно R одного из них разделить на их общее количество:
    4. Если R1 = R2 = R3 = R4 = R, то
    5. Rобщ = R/4.
    6. Например, каждый из четырех резисторов имеет R = 10 кОм, тогда
    7. Rобщ = 10 кОм/4 = 2,5 кОм.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    • Мощности рассеивания суммируются также, как и при последовательном соединении.
    • Смешанное соединение резисторов

    Смешанное соединение резисторов представляет собой комбинации последовательных и параллельных соединений.

    В принципе любую даже самую сложную электрическую цепь, состоящую из источников питания, конденсаторов, диодов, транзисторов и других радиоэлектронных элементов в конкретный момент времени можно заменить резисторами и источниками напряжения, параметры которых изменяются с каждым последующим моментом времени. Для примера изобразим схему, имеющую несколько соединений.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Общее (эквивалентное) сопротивление находится методом «сворачивания» схемы. Сначала определяется общее сопротивление одного отдельного соединения, затем последующего и так далее.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    1. Теперь самостоятельно подсчитайте общее сопротивления схемы, приведенной ниже.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    • Правильный ответ: 2 ома.
    • Источник

    Источник: https://cont.ws/post/1556082

    Что такое резистор? Принцип работы. Применение. Маркировка :

    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.

    Что такое резистор

    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.

    Читайте также:  Контур заземления: разновидности, подключение

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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

    Резистор в цепи является пассивным элементом. Он не накапливает, а поглощает энергию таких двух составляющих, как сила тока и напряжение.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистораРезистор 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.

    Номиналы резисторов

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Источник: https://www.syl.ru/article/211018/new_chto-takoe-rezistor-printsip-rabotyi-primenenie-markirovka

    Использование резисторов в электронике

    Воспользуйтесь строкой поиска, чтобы найти нужный материал

    Главная Схемотехника Использование резисторов в электронике. Резистор можно охарактеризовать тремя параметрами:

    • сопротивление
    • допуск
    • мощность

    Для того чтобы понять, что такое сопротивление, давайте представим себе трубу, по которой течёт вода. Так как движению воды в трубе ничего не мешает, напор на выходе трубы будет равен напору на входе трубы. Теперь давайте мысленно разрежем трубу на две части и поместим между ними сетку, такую же, как у ситечка, которым мы сеем муку. Желательно ещё представить, что эта сетка обладает некоторой толщиной, но это необязательно. Теперь напор на выходе трубы будет отличаться от напора на входе трубы, а насколько он будет отличаться будет зависеть от размера ячейки сетки.Применение резисторов в электрических цепях: работа резистораЕсли провести аналогию с электрической цепью, то ток — это вода, а резистор — сетка, а размер ячейки — сопротивление. Функция сетки — ограничение потока воды, а основное назначение резистора в электрических цепях — ограничение тока.Допуск показывает насколько реальное сопротивление резистора, может отличается от заявленного. Резистор 100 ом с допуском в 5%, в действительности может обладать сопротивлением от 95 до 105 ом.Известно что при протекании тока через проводник, последний нагревается, то есть электрическая энергия превращается в тепловую. Мощность резистора определяет какое количество тепла он способен рассеивать. С другой стороны, если записать формулу мощности следующим образом

    • P = U²/R
    • P = I²*R
    • Применение резистора.
    • Токоограничивающий резистор.

    Становится понятно, что мощность определяет максимальный ток, протекающий через резистор или максимальное напряжение, которое может быть к нему приложено. Как правило, более мощные резисторы обладают большими размерами.Как Вы думаете можно ли подключить светодиод, падение напряжения на котором 2V, к кроне на клеммах которой напряжение 9V?Конечно можно, надо только ограничить ток текущий через светодиод и в этом нам поможет резистор.Применение резисторов в электрических цепях: работа резистораТакой резистор называют токоограничивающим, потому что в данной схеме он предназначен для ограничения тока через светодиод. Его сопротивление легко рассчитать воспользовавшись законом Ома.

    1. I = (Uкроны — Uдиода)/R
    2. R = (Uкроны — Uдиода)/I
    3. R = (9 –2)/0.02 = 350 ом
    4. Подтягивающий резистор.

    А ток через светодиод не должен превышать 20mA, тогда у нас получится следующееСопротивление можно взять большего номинала, например 470 ом, при этом диод будет не так ярко светиться.На картинке ниже изображены 4 микросхемы, к двум верхним кнопка подключена без подтягивающего резистора, а к двум нижним с подтягивающим резистором.Применение резисторов в электрических цепях: работа резистораДавайте рассмотрим две верхние микросхемы, когда кнопка нажата, на первом выводе левой микросхемы будет 0V или логический ноль, а на первом выводе правой микросхемы будет напряжение питания или логическая единица. Определить в каком состоянии находится вывод микросхемы когда кнопка не нажата нельзя, вывод просто болтается в воздухе и ловит наводки, которые являются источником ложных срабатываний. Состояние первого вывода нижних микросхем всегда определено, у левой микросхемы, на первом выводе когда кнопка не нажата — логическая единица, когда кнопка нажата — логический ноль, у правой наоборот. Если заменить подтягивающий резистор куском провода, то при нажатии кнопки плюс подключался бы к минусу и ток стремился бы к бесконечности.Подведём итоги, подтягивающий резистор позволяет избежать состояния неопределённости и ограничивает ток.

    Делитель напряжения.

    С помощью двух последовательно соединённых резисторов можно разделить напряжение кроны на несколько частей, причём чем больше сопротивление резистора, тем больше на нём падение напряжения.Применение резисторов в электрических цепях: работа резистораРассчитать падение напряжения на каждом из резисторов очень просто, для этого надо по закону Ома вычислить ток, протекающий через них и умножить его на сопротивление каждого из резисторов.

    Задание коэффициента усиления операционного усилителя(ОУ)

    Читайте также:  Особенности поведения конденсаторов в сетях постоянного и переменного тока

    В данной схеме с помощью резисторов задаётся коэффициент усиления ОУ, но если присмотреться становится понятно, что резисторы на схеме образуют обычный делитель.Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Времязадающие цепи.

    Резистор совместно с конденсатором образует RC цепочку, с помощью которой можно измерять временный промежутки. Подробнее об этом можно прочитать тут.

    Фильтры.

    Та же RC цепочка может быть использована как фильтр, высоких или низких частот.Применение резисторов в электрических цепях: работа резистораТакие фильтры называют пассивными, в зависимости от номинала резистора и конденсатора они могут без изменения пропускать одни частоты и ослаблять другие.

    Кроме обычного резистора о котором писалось выше, существуют резисторы способные изменять своё сопротивление в зависимости от внешних условий. Например, термистор, который изменяет своё сопротивление в зависимости от температуры, или фоторезистор, сопротивление которого зависит от освещения.

    Источник: hubstub.ru

    Источник: https://hubstub.ru/circuit-design/88-ispolzovanie-rezistorov-v-elektronike.html

    Из чего состоит и как выглядит резистор, предназначение в электрической цепи, принцип работы и маркировка

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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 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

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    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:

    • Применение резисторов в электрических цепях: работа резисторапостоянный 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.

    Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/rezistory/iz-chego-sostoit-rezistor-i-princip-ego-raboty-v-elektricheskoy-cepi.html

    Что такое резистор и для чего он нужен?

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

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Что такое резистор

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

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

    Для разъяснения принципа работы резистора можно использовать аналогию с водопроводными трубами.

    Если каким-либо образом затруднить протекание воды в трубе (например, уменьшив ее диаметр), произойдет повышение внутреннего давления. Убирая преграду, мы снижаем давление.

    В электротехнике этому давлению соответствует напряжение — затрудняя протекание электрического тока, мы повышаем напряжение в цепи, снижая сопротивление, понижаем и напряжение.

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

    Свойства резистивных элементов можно использовать в следующих целях:

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

    Пояснить, что такое резистор и для чего он нужен, можно на следующем примере.

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

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

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

    Виды резисторов

    Виды резисторов можно разбить на следующие категории:

    1. Нерегулируемые (постоянные) — проволочные, композитные, пленочные, угольные и др.
    2. Регулируемые (переменные и подстроечные). Подстроечные резисторы предназначены для настройки электрических цепей. Элементы с переменным сопротивлением (потенциометры) применяются для регулировки уровней сигнала.
    Читайте также:  Какими огнетушителями нельзя тушить электропроводку под напряжением электротока

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

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

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

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Применение резисторов в области сверхвысоких частот придает важность дополнительным характеристикам: паразитной емкости и индуктивности.

    Полупроводниковые резисторы

    Это полупроводниковые приборы с двумя выводами, обладающие зависимостью электрического сопротивления от параметров среды — температуры, освещенности, напряжения и др. Для изготовления таких деталей используют полупроводниковые материалы, легированные примесями, тип которых определяет зависимость проводимости от внешнего воздействия.

    Существуют следующие типы полупроводниковых резистивных элементов:

    1. Линейный резистор. Изготовленный из слаболегированного материала, этот элемент имеет малую зависимость сопротивления от внешнего воздействия в широком диапазоне напряжений и токов, чаще всего он применяется в производстве интегральных микросхем.
    2. Варистор — элемент, сопротивление которого зависит от напряженности электрического поля. Такое свойство варистора определяет сферу его применения: для стабилизации и регулирования электрических параметров устройств, для защиты от перенапряжения, в других целях.
    3. Терморезистор. Эта разновидность нелинейных резистивных элементов обладает способностью изменять свое сопротивление в зависимости от температуры. Существует два типа терморезисторов: термистор, сопротивление которого падает с ростом температуры, и позистор, чье сопротивление растет вместе с температурой. Терморезисторы применяются там, где важен постоянный контроль над температурным процессом.
    4. Фоторезистор. Сопротивление этого прибора меняется под воздействием светового потока и не зависит от приложенного напряжения. При изготовлении используется свинец и кадмий, в ряде стран это послужило поводом для отказа от применения этих деталей по экологическим соображениям. Сегодня фоторезисторы уступают по востребованности фотодиодам и фототранзисторам, применяемым в аналогичных узлах.
    5. Тензорезистор. Этот элемент устроен так, что способен менять свое сопротивление в зависимости от внешнего механического воздействия (деформации). Используется в узлах, преобразующих механическое воздействие в электрические сигналы.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Такие полупроводниковые элементы, как линейные резисторы и варисторы, характеризуются слабой степенью зависимости от внешних факторов. Для тензорезисторов, терморезисторов и фоторезисторов зависимость характеристик от воздействия является сильной.

    Полупроводниковые резисторы на схеме обозначаются интуитивно понятными символами.

    Резистор в цепи

    На российских схемах элементы с постоянным сопротивлением принято обозначать в виде белого прямоугольника, иногда с буквой R над ним. На зарубежных схемах можно встретить обозначение резистора в виде значка “зигзаг” с аналогичной буквой R сверху. Если для работы прибора важен какой-либо параметр детали, на схеме принято его указывать.

      Что такое литий ионный аккумулятор — устройство и виды

    Мощность может обозначаться полосками на прямоугольнике:

    • 2 Вт — 2 вертикальные черты;
    • 1 Вт — 1 вертикальная черта;
    • 0,5 Вт — 1 продольная линия;
    • 0,25 Вт — одна косая линия;
    • 0,125 Вт — две косые линии.

    Допустимо указание мощности на схеме римскими цифрами.

    Обозначение переменных резисторов отличается наличием дополнительной над прямоугольником линии со стрелкой, символизирующей возможность регулировки, цифрами может быть указана нумерация выводов.

    Полупроводниковые резисторы обозначаются тем же белым прямоугольником, но перечеркнутым косой линией (кроме фоторезисторов) с буквенным указанием типа управляющего воздействия (U — для варистора, P — для тензорезистора, t — для терморезистора). Фоторезистор обозначается прямоугольником в круге, к которому направлены две стрелки, символизирующие свет.

    Параметры резистора не зависят от частоты протекающего тока, это означает, что данный элемент одинаково функционирует в цепях постоянного и переменного тока (как низкой, так и высокой частоты). Исключением являются проволочные резисторы, которым свойственна индуктивность и возможность потери энергии вследствие излучения на высоких и сверхвысоких частотах.

    В зависимости от требований к свойствам электрической цепи резисторы могут соединяться параллельно и последовательно. Формулы для расчета общего сопротивления при разном соединении цепей существенно отличаются. При последовательном соединении итоговое сопротивление равно простой сумме значений входящих в цепь элементов: R = R1 + R2 +… + Rn.

    При параллельном соединении для вычисления суммарного сопротивления необходимо сложить величины, обратные значениям элементов. При этом получится значение, также обратное итоговому: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn.

    Общее сопротивление параллельно соединенных резисторов будет ниже наименьшего из них.

    Номиналы

    Существуют стандартные значения сопротивлений для резистивных элементов, называемые “номинальным рядом резисторов”.

    В основу подхода при создании этого ряда положено следующее соображение: шаг между значениями должен перекрывать допустимую величину отклонения (погрешность). Пример — если номинал элемента 100 Ом, а допустимое отклонение 10%, то следующее значение в ряду будет 120 Ом.

    Такой шаг позволяет избежать лишних значений, поскольку соседние номиналы вместе с разбросом погрешности практически перекрывают весь диапазон значений между ними.

    Выпускаемые резисторы объединяются в серии, отличающиеся по допускам. Для каждой серии составлен свой номинальный ряд.

    Отличия между сериями:

    • Е 6 — допуск 20%;
    • E 12 — допуск 10%;
    • E 24 — допуск 5% (бывает 2%);
    • Е 48 — допуск 2%;
    • E 96 — допуск 1%;
    • E 192 — допуск 0,5% (бывает 0,25%, 0,1% и ниже).

    Самая широко распространенная серия Е 24 включает в себя 24 номинала сопротивлений.

    Маркировка

    Размер резистивного элемента напрямую связан с его мощностью рассеивания, чем она выше, тем крупнее габариты детали.

    Если на схемах легко указать любое численное значение, то маркировка изделий бывает затруднена.

    Тенденция миниатюризации в производстве электроники вызывает необходимость использования элементов все меньших размеров, что повышает сложность как нанесения информации на корпус, так и ее прочтения.

      Какие основные виды аккумуляторных батареек существуют?

    Для облегчения идентификации резисторов в российской промышленности применяют буквенно-цифровую маркировку.

    Сопротивление обозначается так: цифрами указывают номинал, а букву ставят либо за цифрами (в случае десятичных значений), либо перед ними (для сотен). Если номинал менее 999 Ом, то число наносится без буквы (или могут стоять буквы R либо Е).

    Если же значение указано в кОм, то за числом ставится буква К, букве М соответствует значение в МОм.

    Номиналы американских резисторов обозначаются тремя цифрами. Первые две из них предполагают номинал, третья — количество нулей (десятков), добавляемых к значению.

    При роботизированном производстве электронных узлов нанесенные символы нередко оказываются на той стороне детали, которая обращена к плате, это делает прочтение информации невозможным.

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Цветовая маркировка

    Чтобы информация о параметрах детали оставалась читаемой с любой стороны, применяют цветовую маркировку, краска при этом наносится кольцевыми полосами. Каждому цвету соответствует свое численное значение.

    Полосы на деталях размещаются ближе к одному из выводов и читаются от него слева направо.

    Если из-за малого размера детали невозможно сместить цветовую маркировку к одному выводу, то первая полоса делается шириной в 2 раза больше, чем остальные.

    Элементы с допустимой погрешностью в 20% обозначают тремя линиями, для погрешности 5-10% используют 4 линии. Самые точные резисторы обозначаются с помощью 5-6 линий, первые 2 из них соответствуют номиналу детали.

    Если полос 4, то третья говорит о десятичном множителе для первых двух полос, четвертая линия означает точность. Если полос 5, то третья из них — третий знак номинала, четвертая — степень показателя (количество нулей), а пятая — точность.

    Шестая линия означает температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

    В случае четырехполосной маркировки последними всегда идут золотая или серебряная полосы.

    Все обозначения выглядят сложно, но умение быстро читать маркировку приходит с опытом.

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

    Простая инструкция по применению резистора: для чего он нужен?

    Резистор есть в каждом доме, да не один. Да, да, и в вашем тоже их предостаточно. Секрет в том, что любая электрическая схема содержит резистор.

    Крошечный элемент играет огромную роль в работоспособности электроприбора. В чем же секрет детали?

    Резистор — что это такое?

    Электрический поток – вещь небезопасная и неудержимая. Но человечество научилось обманывать физические явления себе на благо.

    Резистор используют подобно ловушке: он собственным сопротивлением удерживает электрический ток, делит и уменьшает напряжение.
    Эти параметры прочно взаимосвязаны, потому благодаря регулированию силы сопротивления, можно получать необходимые параметры тока. Чем мы успешно пользуемся сегодня.

    Для измерения силы сопротивления тока в резисторе используют физическую единицу – Ом.

    На какие особенности обращать внимание при выборе?

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Главное типовое различие – постоянный или переменный поток напряжения.

    Например, в схеме регулирования громкости звука всегда установлен переменный резистор. Он подстраивается под сокращение или нарастание напряжения и меняет силу сопротивления. От этого мы слышим громкий или тихий звук.

    В остальном резисторы отличаются по принципу работы, соединения, мощности, материалу-проводнику и качеству. Последнее — наиболее важный критерий. Профессионалы рекомендуют приобретать модели известных производителей, проверенные многолетней продажей на рынке. Также для выбора резистора необходимо учитывать:

    • значение необходимого сопротивления;
    • минимальную мощность рассеивания резистора.

    Выбор резистора по мощности рекомендуется проводить с её запасом в 1–2 раза больше от расчетной. Правильно подобранный резистор – это отсутствие перегрева у самого устройства и близлежащих элементов схемы.

    Он обеспечивает рассеивание и дробление энергии, постоянство удерживаемого потока. Появление помех в работе техники: шум, перегрев, скачки напряжения — означает, что резисторы не справляются с работой.

    Поспешите совершить диагностику и замену резисторов.

    Области применения резисторов

    Применение резисторов в электрических цепях: работа резистора

    Встретить микроприбор можно в бытовых приборах, медицинском, техническом оборудовании, измерительных устройствах, системах автоматики, цепях питания, высокочастотных линиях, волноводах, робототехнике, автотранспортных технологиях, теле-, радио-, видеоаппаратуре и прочее.

    Существуют схемы, где используют резисторы в единичном порядке или устанавливают цельные конструкции из множества таких микроприборов.
    В заключение можно сказать, что резисторы еще долгое время будут занимать главенствующую нишу в построении электросхем.
    Ведь высокий КПД, доступность, простота в эксплуатации, малогабаритность позволяют внедрить микроустройство в любую деталь.

    Подробный рассказ на видео: почему так широко используют резисторы

    Источник: https://elektrik24.net/elektrooborudovanie/rezistory/dlya-chego-nuzhen.html

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector