За что отвечают резисторы на плате

Все про резисторы

Резистор – это самая распространенная деталь в электронике. Он гасит лишнее напряжение, ограничивает ток, изменяет и фильтрует сигналы. Резисторы применяются везде, от процессоров, где их миллионы, до энергетических систем. где их размеры с напольный шкаф.

Свойства в теории и практике

Основное свойство этой радиодетали – это сопротивление. Измеряется в омах (Ом).

Разберем для начала понятие активного сопротивления. Оно так называется потому, что есть у всех материалов (даже у сверхпроводников, пусть и 0,00001 Ом). И именно оно является основным у резисторов.

Что говорит теория

В теории у резистора есть постоянное сопротивление, которое на зависит от внешних условий (температуры, давления, напряжения и т.п.).

График зависимости тока от напряжения прямолинеен.

В идеальных и математических условиях у резистора только активное сопротивление. По типам бывают нелинейные и линейные резисторы.

Что на самом деле

На самом у всех резисторов непрямолинейная зависимость тока от напряжения. То есть, его сопротивление тоже зависит от внешних условий, конкретно от температуры.

Конечно, эта зависимость не такая, как у полупроводников, но она есть. И самое главное, у этой радиодетали есть емкость и индуктивность. Помимо активного сопротивления, есть еще и реактивное.

Реактивное сопротивление отличается от активного тем, что оно по разному пропускает электрический ток на разных частотах.

Например, для постоянного тока сопротивление 200 Ом, а если есть высокие значения индуктивности, то на частотах выше 2 кГц, сопротивление будет уже 250 Ом.

Еще существует специальные типы резисторов с более выраженной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Если у обычных резисторов вольт-амперный график чуть-чуть не линейный, то у такого типа деталей он лавинообразный.

У них сопротивление резко зависит от внешних условий, не так. как у обычных:

  • Терморезистор. Повышает или понижает сопротивление из-за влияния температуры;
  • Варистор. Изменяет свои свойства в зависимости от приложенного напряжения;
  • Фоторезистор. Уменьшается сопротивление, если на него действует свет;
  • Тензорезистор. При деформировании (сжатии, механических воздействиях) изменяет свое сопротивление.

Кроме того, еще одна особенность активного сопротивления – выделение тепла, когда проходит электрический ток. Когда протекает электрический ток замкнутой цепи, электроны ударяются об атомы. И поэтому выделяется тепло. Тепло измеряется в мощности. Она рассчитывается исходя из напряжения и тока.

Одна из популярных функций резисторов это снижение напряжения и ограничения тока. Например, если через резистор проходит ток 0,25 А и на нем есть падение напряжения 1 В, то мощность, которая будет на нем рассеиваться это 0,25 Вт.

И из-за этого и существуют резисторы с разной рассеиваемой мощностью. Нельзя ставить резистор 0,125 Вт на место 1 Вт. Он начнет греться, трескаться, чернеть. А потом и сгорит. Потому, что не рассчитан на такую мощность.

Обозначения на схемах

На схемах в Европе и СНГ обознается прямоугольником и латинской букой R. Согласно ГОСТу, на отечественных схемах не указывается номинал сопротивления, а только номер детали (R). Однако, если под изображением детали указано число, например 120, оно по умолчанию читается как 120 Ом.

В таблице примеры обозначений детали.

Основное обозначение
0,125 Вт
0,25 Вт
0,5 Вт
1 Вт
2 Вт
5 Вт
Переменный
Подстроечный

Типы включения и примеры использования

Основные типы включения это последовательные и параллельные соединения.

Последовательно сопротивление рассчитывается просто. Достаточно все сложить.

При последовательном соединении напряжение распределяется по резисторам согласно их сопротивлениям.

Это второе правило Кирхгофа. Например, напряжение 12 В, а пара резисторов по 1 кОм.

Соответственно, на каждом из них по 6 В. Это простой пример делителя напряжения. Здесь пара деталей делит напряжение, и благодаря этому можно получить необходимое напряжение.

Однако, если вы хотите использовать делитель напряжения для питания цепи, то должны помнить, что нужно согласовать сопротивления. В этой схеме сопротивление 1 кОм. Если вы подключите к ней нагрузку меньше этого сопротивления, то она не получит напряжения на свои выводы в полном объеме. Поэтому, все схемы с делителями напряжения должны быть рассчитаны и согласованы друг с другом.

Здесь R1 и R2 образуют делитель напряжения, они выполняют роль делителя напряжения. Между этими двумя резисторами и базой транзистором протекает ток, который открывает транзистор.

Это необходимо для того, чтобы он работал без искажений.

Вам понравится:  Микросхема 4013 отечественный аналог

Параллельное включение

При параллельном соединении радиодеталей, общее сопротивление цепи снижается. Если два резистора по 1 кОм соединены параллельно, то общее будет равно меньше 0,5 кОм, т.е. сопротивление цепи (эквивалентное) равно половине самого наименьшего.

В таком соединении наблюдается первое правило Кирхгофа. В точку соединения направляется ток в 1 А, а в узле он расходится на два направления по 0,5 А.

Формулы расчета

Для двух резисторов:

Для более:

Для тока параллельное соединение — это как вторая дорога или обходной путь. Еще такой тип соединения называют шунтированием. В качестве примера можно привести амперметр. Чтобы увеличить его шкалу показаний, достаточно подключить параллельно резистору еще один шунтирующий.

Его сопротивление рассчитывается по формуле:

Эквивалентное соединение

В схеме усилителя к эмиттеру транзистора VT1 подключена пара из резистора R3 и конденсатора C2.

В этом случае VT1 и R3 подключены последовательно друг к другу. Зачем это надо? Когда усилитель работает, транзистор начинает нагреваться и его сопротивление снижается. R3, как и в случае со светодиодом, не позволяет транзистору перегреваться. Он балансирует общее сопротивление, чтобы транзистор не вносил искажения в сигнал. Это называется режим термостабилизации.

А конденсатор C2 подключен к R3 параллельно. И это нужно для того, чтобы при нормальном режиме работы усилителя, переменный сигнал прошел без потерь. Так работает параллельный фильтр.

Фильтры и резисторы

С помощью резисторов и конденсаторов можно делать фильтры. Так называются RC фильтры.

Эта пара может разделять сигнал на постоянные и переменные составляющие.

В качестве примера рассмотрим ФНЧ и ФВЧ.

В схеме фильтра низких частот конденсатор C1 забирает на себя высокочастотные токи. Его сопротивление для них намного меньше, чем у нагрузки. Он шунтирует нагрузку. Таким образом, можно получить низкую частоту, отделив от нее все высокие составляющие.
В фильтре высоких частот наоборот. Высокие частоты свободно проходят через C1, и если в сигнале есть низкочастотные, то они пойдут через R1.

Такие фильтры бывают разные по конструкции. П образные, Г образные и т.п. Конкуренцию резистору может составить катушка индуктивности или дроссель. У них меньше активное сопротивление, но реактивное больше. Благодаря этому снижаются потери от активного сопротивления.

Источник

Что такое резистор, виды и роль в электроцепи, проверка мультиметром

Все схемы — большие и малые, сложные и не очень — собраны из определенного набора радиоэлементов. Одни из самых простых и в то же время самых распространенных — резисторы или сопротивления. О том, что это за элемент, для чего его ставят на схеме, какие бывают виды резисторов, — обо всем этом речь пойдет в этой статье.

Что такое резистор и для чего нужен

Пассивный элемент, имеющий определенное сопротивление (постоянное или переменное) называют резистором. Более точное определение вам не даст никто, но эта простая формулировка тем не менее отражает основное свойство этого радиоэлемента.

Для полноты картины, приводим определение из «Википедии»:

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления, предназначенный для линейного преобразования силы тока в напряжение и напряжения в силу тока, ограничения тока, поглощения электрической энергии и др. Весьма широко используемый компонент практически всех электрических и электронных устройств.

Есть еще сопротивления с нелинейными характеристиками, которые изменяют параметры в зависимости от различных условий: температуры, напряжения, света и т.д. Они хоть и являются сопротивлениями, но имеют отдельные названия (варистор, термистор и т.д.), немного иное обозначение и другие технические характеристики. В этой статье речь пойдет о постоянных и переменных резисторах, но тех, которые имеют линейные характеристики (почти линейные, так как идеала нет).

Называют эти элементы либо «резистор» либо «сопротивление». Первое название — произошло от латинского resistо, что переводится как сопротивление. Оба названия отражают основное предназначение этого элемента — изменять сопротивление электрической цепи. На схемах европейского происхождения постоянный резистор обозначается в виде небольшого прямоугольника. На американских схемах принято другое обозначение — в виде ломаной линии. В любом случае рядом со значком стоит латинская буква R и число, которое обозначает номер элемента.

Как выглядит резистор: наиболее типичные виды постоянных резисторов и обозначение в схемах

В небольших схемах рядом с обозначением может стоять номинал, в больших в отдельной таблице (спецификации) прописан тип резистора и его параметры.

Обозначение резисторов на схеме с указанием номинального сопротивления

Без резистора не обходится ни одна схема. Ни электрическая, ни электронная. Назначение резисторов в цепи может быть таким:

  • для ограничения тока;
  • для создания падения напряжения до определенного значения.

Например, в цепи течет определенный ток, но надо использовать элемент, который не рассчитан на такой ток. В этом случае ставят резистор, после которого ток понижается до нужного уровня. Что делает резистор в схеме? Понижает ток до приемлемого значения. В этом случае часто называют их токоограничивающими — по той задаче, которую они выполняют. Аналогично поступают и с напряжением, только рассчитывается в данном случае не ток, а напряжение.

Вам понравится:  Лючок на 2 розетки для полов

Виды резисторов: внешний вид постоянных сопротивлений. Справа SMD резистор — предназначен для поверхностного монтажа

Если говорить о внешнем виде, чаще всего, представляют собой небольшого размера цилиндр, от торцов которого отходят монтажные ножки. Чаще всего они выполнены из проволоки, реже из металлической ленты. Бывают резисторы в виде прямоугольного параллелепипеда (керамические) и в виде небольшого прямоугольника (SMD технология) для поверхностного монтажа на печатных платах.

Что такое резистор и как работает

Виды резисторов по характеру сопротивления

Основная характеристика резисторов — собственно сопротивление, которое измеряется в «омах». Обозначается единица измерения как «Ом» — по фамилии немецкого физика Георга Ома. Вторая характеристика — рассеиваемая мощность, измеряется в Ваттах (Вт). Это та мощность, которую элемент может преобразовать в тепло без повреждения работоспособности. Рассеиваемая мощность иногда отражается на схеме в виде черточек на «теле» элемента (см. на рисунке ниже справа), но точно указывается в спецификации. В принципе, рассеиваемую мощность можно примерно определить по размерам элемента. Чем больше корпус, тем больше рассеиваемая мощность.

Обозначение рассеиваемой мощности постоянных резисторов на схеме

Существуют два типа резисторов по характеру сопротивления: постоянные и переменные. Постоянные не меняют свое сопротивление никогда (в идеале). Переменные изменяют, но принудительно. Для этого надо передвинуть бегунок, покрутить ручку или специальный регулятор. Переменные резисторы могут быть регулируемые и подстроечные. У обоих видов можно изменять сопротивление в некотором диапазоне. Только у регулируемых диапазон обычно шире. Именно они стоят на регуляторах громкости, частоты и т.д.

Переменный резистор часто можно увидеть в радиоприемниках

Есть также подстроечные резисторы, предназначенные для точной настройки заданных параметров радио- и электронных устройств в процессе их выпуска из производства при настройке после монтажа или в процессе ремонта. Как правило, они имеют не слишком широкий диапазон. На подстроечных моделях есть небольшой регулятор под отвертку (как правило).

По назначению

Рассмотрим еще виды резисторов по назначению. Они бывают общего и специального назначения. Сопротивления общего назначения имеют следующие параметры:

  • номинал от 1 Ом до 10 МОм,
  • мощность от 0,125 Вт до 100 Вт,
  • допуск точности не менее 20%, 10 %, 5%, 2% или 1%.

Они пригодны для работы в сетях напряжением не более 1000 В. Используются как токоограничители или в качестве нагрузок для активных элементов схем. Резисторы специального назначения превосходят «обычные» по одной или нескольким характеристикам. К ним относятся:

  • Изготовленные с высокой точностью (максимально допустимое отклонение номинала — 1%), имеющие высокую стабильность параметров. Называют их прецизионные и сверхпрецизионные.
  • Высокочастотные. Имеют очень небольшую собственную емкость, благодаря чему и применяются в высокочастотных схемах.
  • Высоковольтные (для сетей напряжением выше 1000 В).
  • Высокоомные. Номинал выше 100 МОм и напряжение не менее 400 В.

Виды резисторов по назначению

Для ремонта бытовых приборов достаточно элементов с обычными характеристиками. А вообще, при замене стоит придерживаться правила: ставить элемент того же номинала и с теми же характеристиками. Если элементная база старая и найти точно такой же экземпляр сложно или стоит он несоизмеримо, ищем аналог. При подборе аналогов номинал выбираем «один в один», а характеристики могут быть немного лучше. Хуже брать не следует, так как это может стать причиной некорректной работы устройств.

Виды резисторов по способу изготовления и их особенности

Постоянные сопротивления изготавливают несколькими способами. От способа производства в некоторой степени меняются свойства, поэтому приходится знать еще и виды резисторов по способу изготовления. Они бывают:

  • Проволочные.
  • Непроволочные:
    • металлические;
    • композиционные;
    • фольговые (металлофольговые);
    • графитные.

Самые «древние» — проволочные. Они же самые недорогие. Зато непроволочные могут иметь очень малое допустимое отклонение от номинала, некоторые другие полезные особенности.

Проволочные

Проволочные резисторы представляют собой отрезок металлической проволоки, намотанной на керамическое основание. Проволока используется специальная — константановая для обычных, нихромовая — для высокоомных. Сверху витки проволоки могут быть:

  • залиты керамикой;
  • покрыты эмалью или лаком.

Некоторые виды резисторов проволочного типа можно отличить внешне: в керамическом прямоугольном корпусе и трубчатого типа (C5-35B или ПЭВР). Они явно отличаются от других. При этом ни тонкослойными, ни композиционными быть не могут.

Так выглядят проволочные резисторы разных видов исполнения

Другие по внешнему виду почти не отличаются. Разве что тем, что при сравнимых номиналах они будут больше по размеру. Это и понятно — проволока занимает больше места. По способу монтажа проволочные резисторы бывают — для монтажа на печатные платы (с монтажными отводами) или навесного монтажа. В последнем случае на плате должны быть предварительно установлены крепления.

Если разбить корпус проволочного резистора, увидим следующую картину

Есть у них одна особенность: значительная паразитная индуктивность. Из-за нее проволочные сопротивления не используют в схемах, работающих с высокочастотными переменными напряжениями. Для сетей постоянного напряжения или переменного, но небольшой частоты (50 Гц, к примеру), они подходят.

Непроволочные

Большинство современных резисторов выпускаются без проволоки, но многие из них делают по похожей методике. На диэлектрическое основание наносится слой токопроводящего вещества. Это может быть металл, сплав или композиционный материал. Поэтому их обычно называют «пленочными». По толщине слоя этот вид резисторов делят на тонкопленочные (от долей микрона до 1-2 микрон) и толстопленочные. Чем меньше толщина пленки, тем выше сопротивление. Для получения больших номиналов могут на пленке нарезают канавку. Поверх пленка может покрываться защитным слоем (оксидная пленка или лак, краска), может накладываться еще слой керамики. Конечно, при использовании различных материалов меняются технологические процессы, но в общем схема изготовления такова.

Строение пленочных резисторов разных видов

Итак, вот какие бывают пленочные резисторы:

  • Металлические. Это один из самых распространенных видов резисторов, так как они имеют достаточную точность и невысокую стоимость. Используют металлы — хром, палладий, тантал; сплав — нихром; металлокерамику — кермет. Преимущественно производятся нихромовые пленочные резисторы, так как у них малый температурный коэффициент сопротивления (с изменением температуры сопротивление почти не изменяется), мало греются, обладают стабильными параметрами. Имеют меньшие размеры по сравнению с углеродистыми.
  • Композиционные. Вместо металла на керамическое основание наносят композиты. Выпускаются 13 типов элементов этого вида. Все их можно разделить на две группы — высокоомные и высоковольтные (от 2,5 кВ до 60 кВ). Предназначены для работы в цепях переменного и постоянного тока. Их основной недостаток — высокий уровень токовых шумов — от 15 до 40 мкВ/В.
  • Фольговые. На диэлектрический корпус наклеивается тонкая или супер-тонкая фольга, покрывается сверху слоем диэлектрика. Эта технология позволяет получить резисторы высокой точности (прецизионные и суперпрецизионные). Металлофольговые резисторы отличаются очень высокой стабильностью параметров, в том числе их номинал почти не изменяется при изменениях приложенного напряжения. Но основной плюс — они мало шумят. Поэтому используются в усилителях, приемниках/передатчиках, измерительных приборах и специальном оборудовании.
  • Угольные или углеродистые. В качестве токопроводящего слоя используется графит. Могут быть пленочного типа или объемными. По номиналу бывают от 10 Ом до 10 МОм. Их плюсы — можно использовать в высокочастотных приборах, широкий диапазон эксплуатационных температур — от -60°C, до +125°C, имеют низкий уровень шумов. Недостаток — они сильно греются. Проводящий слой графита может нагреваться до 120°C (такой режим способны выдерживают длительное время). Использоваться могут в схемах переменного, постоянного и импульсного тока.

Так какие виды резисторов лучше использовать? Если вам нужна стабильность параметров и низкий уровень шумов — подойдут металлофольговые или пленочные металлические или металлокерамические. Их же можно использовать в схемах, работающих на высокой частоте. Если особых требований нет (для постоянного напряжения или с частотой 50 Гц), обращать внимание на виды резисторов по способу производства нет смысла. Ищите нужный номинал и требуемые характеристики.

ВСЁ О РЕЗИСТОРАХ [РадиолюбительTV 31]

Как проверить резистор

Для проверки резистора подойдет практически любой мультиметр. С постоянным резистором могут произойти только две неприятности:

  • Обрыв резистора — его сопротивление стремится к бесконечности;
  • Сильное изменение сопротивления.

В электрической схеме легко заметить подгоревший резистор — в этом случае он обязательно должен был подвергнуть прозвонке при помощи мультиметра. Необходимо заметить, что обрыв резистора может произойти и без изменения внешнего вида (без «подгорания»).

Процесс проверки резистора следующий:

  1. Определяете сопротивление по цифровой или цветовой маркировке;
  2. Выставляете мультиметр в режим измерения сопротивления исходя из номинала резистора;
  3. Проверяете соответствие сопротивления указанному на корпусе.

Если сопротивление резистора находится в допустимых пределах (для углеродистых отечественных резисторов С1-4 допустимые отклонения от номинала могут доходить до ±10 %), то резистор исправен. В противном случае он нуждается в замене.

Процесс проверки постоянных резисторов при помощи цифрового мультиметра продемонстрирован в видео ниже.

Как проверить резистор мультиметром?

Проверка переменных резисторов немного сложнее. Необходимо проверить качество контакта щетки с токопроводящим элементом. В некоторых случаях неисправный переменный резистор можно отремонтировать.

Проверка исправности переменных резисторов

Источник

Оцените статью
Частотные преобразователи
Adblock
detector