Какие типы резисторов вы знаете
Перейти к содержимому

Какие типы резисторов вы знаете

  • автор:

Типы резисторов

Слово «резистор» произошло от латинского « resisto », что значит сопротивляюсь. Резисторы относятся к наиболее распространенным деталям радиоэлектронной аппаратуры.

Основным параметром резисторов является их номинальное сопротивление, измеряемое в Омах ( Ом ), килоомах ( кОм ) или мегаомах ( МОм ). Номинальные значения сопротивлений указываются на корпусе резисторов, однако действительная величина сопротивления может отличаться от номинального значения. Эти, отклонения устанавливаются стандартом в соответствии с классом точности, определяющим величину погрешности.

Как обозначается резистор на схеме

Широко используются три класса точности допускающие отклонение сопротивления от номинального значения:

  • I класс – на ± 5 %
  • II класс – на ± 10 %
  • III класс – на ± 20 %

Существует так же так называемые прецизионные резисторы, они выпускаются с допусками:

  • ± 2 %
  • ± 1 %
  • + 0,2 %
  • ± 0,1 %
  • ± 0,5 %
  • ± 0,02 %
  • ± 0,01 %

Помимо сопротивления резисторы характеризуются предельным рабочим напряжением, температурным коэффициентом сопротивления и номинальной мощностью рассеяния.

Предельным рабочим напряжением называют максимально допустимое напряжение, приложенное к выводам резистора, при котором он надежно работает. Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) отражает относительное изменение величины сопротивления резистора при колебании температуры окружающей среды на 1 °С . В зависимости от материала, из которого изготовлен резистор, его сопротивление с увеличением температуры может возрастать либо уменьшаться. В первом случае ТКС оказывается положительным, а во втором – отрицательным.

Если на резисторе выделяется большая мощность, чем предусмотрено, его температура будет повышаться, и он даже может перегореть. В большинстве устройств РЭА применяются резисторы с номинальной мощностью рассеяния от 0,125 до 2 Вт .

  • Маркировка резисторов по мощностиПостоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
  • Обозначение мощности резисторов на схеме0,05 Вт
  • Как определить мощность резистора0,125 Вт
  • Как узнать мощность резистора0,25 Вт
  • Мощность рассеяния резистора0,5 Вт
  • Обозначение резисторов по мощности1 Вт
  • Рассеиваемая мощность резистора2 Вт
  • Резисторы керамические 5 Вт5 Вт
  • Резистор керамический 10 Вт10 Вт

Номинальное значение сопротивления и допускаемое отклонение указываются на резисторе с помощью специальных буквенных обозначений:

  • Е (К) – от 1 до 99 Ом
  • К – от 0,1 до 99 кОм
  • М – от 0,1 до 99 МОм

Пример обозначений номинальных сопротивлений резисторов:

  • 27Е – 27 Ом
  • 4Е7 – 4,7 Ом
  • К680 – 680 Ом
  • 1К5 – 1,5 кОм
  • 43К – 43 кОм
  • 2М4 – 2,4 МОм
  • 3М – 3 МОм

Различают два основных вида резисторов: нерегулируемые ( постоянные ) и регулируемые ( переменные и подстроечные ). Особую группу составляют полупроводниковые резисторы.

Постоянные резисторы

Постоянные резисторы могут быть проволочными и непроволочными. Проволочные резисторы представляют собой цилиндрическое тело, на которое наматывается проволока из металла, обладающего большим удельным сопротивлением. Первыми элементами обозначения таких резисторов являются буквы:

  • ПЭ
  • ПЭВ
  • ПЭВ-Р
  • ПЭВТ

Из наиболее широко применяемых непроволочных резисторов можно назвать углеродистые, типа:

  • ВС
  • ВСЕ

Металлизированные резисторы, лакированные эмалью, теплостойкие:

  • МЛТ
  • ОМЛТ
  • МТ
  • МТЕ

Композиционные резисторы, с стеклянным основанием, на которое наносится токопроводящий материал-смесь нескольких веществ:

  • КИМ
  • ТВО

На электрических схемах постоянные резисторы, независимо от их типа, изображаются в виде прямоугольников, выводы от концов резисторов – линиями, проведенными от середин меньших сторон. Допустимая рассеиваемая мощность резистора указывается внутри прямоугольника. Рядом с условным графическим обозначением наносят латинскую букву R , после которой следует порядковый номер резистора, согласно принципиальной схеме, а также номинальное его сопротивление.

Номинал резисторов на схеме

Обозначение постоянного резистора

Для сопротивления от 0 до 999 Ом единицу измерения не указывают, для сопротивления от 1 кОм до 999 и от 1 МОм и выше к числовому его значению добавляют обозначения единиц измерения.

Изображение резистора на схеме

Сопротивление резистора ориентировочное

Если величина сопротивления резистора на схеме указана ориентировочно и в процессе настройки может быть изменена, к условному обозначению резистора добавляется звездочка * .

При необходимости подчеркнуть, что данный резистор должен обязательно быть проволочным, рядом с символом R делается надпись « пров ».

Переменные резисторы

Регулируемые, или переменные резисторы являются радиоэлементами, сопротивления которых можно изменять от нуля до номинальной величины. Как и постоянные, регулируемые резисторы могут быть проволочными и непроволочными.

Резистор переменный регулирующий

Регулируемый резистор без отводов

Регулируемый непроволочный резистор представляет собой токопроводящее покрытие, нанесенное на диэлектрическую пластинку в виде дуги, по которому перемещается пружинящий контакт (движок), скрепленный с осью. От этого контакта и от краев токопроводящего покрытия сделаны выводы.

Функциональная характеристика резисторов

Функциональная характеристика переменного резистора

По виду зависимости сопротивления между начальным выводом от токопроводящей части и движком от угла поворота оси различают резисторы типов:

  • А – линейная зависимость
  • Б – логарифмическая
  • В – показательная зависимость

Переменный резистор с отводом

Регулируемый резистор с двумя дополнительными отводами

Двойной переменный резистор конструкция

Сдвоенный переменный резистор

Резистор переменный сдвоенный

Двойной переменный резистор

Резистор выключатель

Регулируемый резистор с выключателем

Подстроечные резисторы

Разновидностью регулируемых резисторов являются подстроечные резисторы, которые не имеют выступающей оси, скрепленной с движком. Изменять положение движка и, следовательно, сопротивление между ним и одним из концов токопроводящего слоя в подстроечном резисторе можно только с помощью отвертки.

Подстроечные резисторы обозначение

Терморезисторы

Терморезистор – полупроводниковый резистор, включаемый в электрическую цепь, сопротивление которого возрастает при уменьшении температуры и понижается при ее увеличении. Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) таких резисторов отрицательный.

Позистор – полупроводниковый резистор, включаемый в электрическую цепь, сопротивление которого увеличивается при увеличении температуры и уменьшается при ее уменьшении. Температурный коэффициент сопротивления ( ТКС ) таких резисторов положительный.

Обозначение терморезистора на схеме

Обозначение варистора

Условное графическое обозначение варисторов

Варисторами – называют полупроводниковые резисторы, в которых используется свойство уменьшения сопротивления полупроводникового материала при увеличении приложенного напряжения.

Система обозначений варисторов включает буквы СН (сопротивление нелинейное) и цифры.

Первая из цифр обозначает материал

  • 1 – карбид кремния
  • 2 – селен

Вторая цифра – конструкцию

  • 1,8 – стержневая
  • 2, 10 – дисковая
  • 3 – микромодульная

Третья цифра – порядковый номер разработки. Последним элементом обозначения также является число. Оно указывает на классификационное напряжение в вольтах, например – СН-1-2-1-100.

Варисторы применяют для защиты от перенапряжений контактов, приборов и элементов радиоэлектронных устройств, высоковольтных линий и линий связи, для стабилизации и регулирования электрических величин и т. д.

Фоторезисторы

Фоторезисторами – называют полупроводниковые резисторы, сопротивление которых изменяется от светового или проникающего электромагнитного излучения. Более широко используются фоторезисторы с положительным фотоэффектом. Их сопротивление уменьшается при освещении или облучении электромагнитными волнами.

Фоторезистор условное обозначение

Условное графическое обозначение фоторезисторов

Благодаря высокой чувствительности, простоте конструкции, малым габаритам фоторезисторы применяются в фотореле различного назначения, счетчиках изделий в промышленности, системах контроля размеров и формы деталей, устройствах регулирования различных величин, телеуправлении и телеконтроле, датчиках различных величин и др.

Система обозначений фоторезисторов ранних выпусков содержит три буквы и цифру. Первые две буквы – ФС (фотосопротивление), за ними следует буква, обозначающая материал светочувствительного элемента:

  • А – сернистый свинец
  • К – сернистый кадмий
  • Д – селенистый кадмий

Затем идет цифра, указывающая на вид конструкции, например: ФСК-1 .

В новой системе обозначений первые две буквы СФ (сопротивление фоточувствительное). Следующая за ними цифра указывает на материал чувствительного элемента, а последняя цифра означает порядковый номер разработки, например: СФ2-1 .

Что такое резистор

Резистор (от латинского «resisto», что означает «сопротивляюсь») – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. В отличие от активных элементов, пассивные не имеют возможности управлять потоком электронов.

В народе резисторы называют «резюками» или просто «сопротивление». Резисторы отвечают за линейное преобразование силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.

Резистор является одним из самых популярных компонентов и используется в большинстве электронных устройств.

Содержание статьи

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Для чего нужен резистор

Наглядный пример работы резистора

С помощью резистора в электроцепи ограничивают ток, получая нужную его величину. В соответствии с законом Ома, чем больше сопротивление при стабильном напряжении, тем меньше сила тока.

Закон Ома выражается формулой U = I*R, в которой:

  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А;
  • R – сопротивление, Ом.

Также резисторы работают как:

  • преобразователи тока в напряжение и наоборот;
  • делители напряжения, это свойство применяется в измерительных аппаратах;
  • элементы для снижения или полного удаления радиопомех.

Основные характеристики резисторов

Параметры, которые нужно учитывать при выборе резистора, зависят от характера схемы, в которой он будет использован. К основным характеристикам относятся:

  • Номинальное сопротивление. Эта величина измеряется в Ом, 1 кОм (1000 Ом), 1 МОм (1000 кОм), 1 ГОм (1000 МОм).
  • Максимальная рассеиваемая мощность — предельная мощность, которую способен рассеивать элемент при долговременном использовании. На схемах номинальную мощность рассеивания указывают только для мощных резюков. Чем выше мощность, тем больше размеры детали.
  • Класс точности. Определяет, на сколько фактическая величина сопротивления может отличаться от заявленной.

При необходимости принимают во внимание предельное рабочее напряжение, избыточный шум, устойчивость к температуре и влаге, коэффициент напряжения. Если деталь планируется установить в аппарат, работающий на высоких и сверхвысоких частотах, учитывают паразитную емкость и паразитную индуктивность. Эти величины должны быть минимальными.

Способ монтажа

По технологии монтажа резисторы разделяют на выводные и SMD.

Выводные резисторы

Радиальный выводной резистор фото

Радиальный выводной резистор

Аксиальный выводной резистор фото

Аксиальный выводной резистор

Предназначены для монтажа сквозь печатную плату. Выводы могут располагаться аксиально и радиально. Такие детали использовались в старой аудио- и видеоаппаратуре. Сейчас они применяются в простых аппаратах и в тех случаях, когда использование SMD-резисторов по каким-либо причинам невозможно.

Выводные резисторы по конструкции бывают проволочными, металлопленочными и композитными.

Из чего состоит резистор проволочного типа

В проволочных резисторах резистивным компонентом является проволока, намотанная на сердечник. Бифилярная намотка (двумя параллельными проводами, изолированными друг от друга, или обычным двужильным проводом) снижает паразитную индуктивность. К концам обмотки присоединяют выводы из многожильной меди или латунных пластин. Для защиты от влаги, механических повреждений и загрязнений, проволочные резюки покрывают неорганической эмалью, устойчивой к повышенным температурам.

Чем отличается металлопленочный резистор от проволочного

У металлопленочного резистора резистивным элементом является не проволока, а пленка из металлосплава. Резистивные компоненты (проволока или пленка) в резисторе изготавливаются из сплавов с высоким удельным сопротивлением: манганина, константана, нихрома, никелина.

SMD-резисторы

SMD-резисторы (или чип-резисторы) рассчитаны на поверхностный монтаж и выводов не имеют. Эти миниатюрные детали малой толщины изготавливаются прямоугольной или овальной формы. Имеют небольшие контакты, впаянные в поверхность. Их преимущества – экономия места на плате, упрощение и ускорение процесса сборки платы, возможность использования для автоматизированного монтажа.

SMD-резисторы изготавливают по пленочной технологии. Они могут быть тонко- и толстопленочными. Резистивную толстую или тонкую пленку наносят на изоляционную подложку. Подложка выполняет две функции: основания и теплоотводящего компонента.

Из чего делают чип-резисторы

Тонкопленочные элементы, к которым предъявляются особые требования по влагостойкости, изготавливаются из нихрома. При производстве толстопленочных моделей используются диоксид рутения, рутениты свинца и висмута.

Виды резисторов по характеру изменения сопротивления

Резисторы бывают постоянными и переменными. Постоянные имеют два вывода и стабильное сопротивление, отображенное в маркировке. В переменных (регулировочных и подстроечных) резисторах этот параметр меняется в допустимых пределах, в зависимости от рабочего режима.

В переменных резюках три вывода. На схеме указывается номинал между крайними выводами. Значение сопротивления между средним выводом и крайними регулируется путем перемещения скользящего контакта (бегунка) по резистивному слою. При этом сопротивление между средним и одним из крайних выводов возрастает, а между средним и другим крайним выводами – падает. При движении «бегунка» в другую сторону эффект обратный.

Что делают подстроечные резисторы

Они созданы для периодической подстройки, поэтому подвижная система рассчитана на небольшое количество циклов перемещения – до 1000.

Регулировочные резисторы рассчитаны на многократное использование – более 5 тысяч циклов.

Типы резисторов по характеру вольтамперной характеристики

По ВАХ резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Сопротивление линейных резюков не зависит от напряжения и тока, а сопротивление нелинейных элементов меняется, в зависимости от этих (или других) величин. Малогабаритные линейные детали типа МЛТ (металлизированные лакированные термостойкие) используются в аппаратуре связи – магнитофонах и радиоприемниках.

Примером нелинейных резисторов может служить обычная осветительная лампочка, чье сопротивление в выключенном состоянии намного меньше, чем в режиме освещения. В фоторезисторах сопротивление меняется под действием света, в терморезисторах – температуры, тензорезисторах – деформации резисторного слоя, магниторезисторах – магнитного поля.

Виды резисторов по назначению

Резисторы по назначению разделяются на два основных типа – общего назначения и специальные. В свою очередь, специальные сопротивления делятся следующим образом:

  • Высокочастотные. Для чего нужны такие резисторы в электроцепях: благодаря низким собственным емкостям и индуктивностям, высокочастотные резисторы могут применяться в схемах, в которых частота достигает сотни мегагерц, они выполняют в них функции балластных или оконечных нагрузок.
  • Высокоомные. Величина сопротивления находится в диапазоне от нескольких десятков МОм до ТОм, величина напряжения небольшая – до 400 В. Высокоомные элементы работают в ненагруженном состоянии, поэтому большая мощность им не нужна. Их мощность рассеивания не превышает 0,5 Вт. Высокоомные резисторы служат для ограничения тока в дозиметрах, приборах ночного видения и других приборах с малыми токами.
  • Прецизионные и сверхпрецизионные. Эти устройства имеют высокий класс точности: допустимое значение сопротивления составляет 1% от номинального и менее. Для сравнения: у обычных резисторов допустимый диапазон составляет 5% и более. Прецизионные устройства используются в основном в приборах измерения высокой точности.

Шумы резисторов и способы их уменьшения

Собственные шумы резистивных элементов состоят из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы, спровоцированные движением электронов в токопроводящем слое, усиливаются при повышении температуры нагрева детали и температуры окружающей среды. При протекании тока генерируются токовые шумы. Токовые шумы, значение которых существенно выше тепловых, в основном характерны для непроволочных резисторов.

Способы борьбы с шумами:

  • Применение в схеме типов резисторов, в которых шумы невелики, благодаря технологии изготовления.
  • Переменные резисторы шумят больше постоянных, поэтому в схеме стараются использовать элементы с переменным сопротивлением минимального номинала или не применять их вообще.
  • Использование резюков с бОльшей мощностью, чем требуется по технологии.
  • Принудительное охлаждение элемента путем установки поблизости вентилятора.

Обозначение резисторов на схеме

Обозначение по ГОСТ 2.728-74 Описание
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт
Обозначение резистора на схеме Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

Обозначение переменных, подстроечных и нелинейных резисторов на схемах:

Условное обозначение резистора на схеме – прямоугольник размерами 4х10 мм. На схемах значение сопротивления постоянного резюка менее кОма проставляется рядом с его условным обозначением числом без единицы измерения. При номинале от одного кОм до 999 кОм рядом с числом ставят букву «К», от одного МОм – букву «М». Характеристики резисторов указывают на их поверхности, для чего применяют буквенно-цифровой код или группу цветных полосок.

Примеры буквенно-цифрового обозначения для сопротивления, выраженного целым числом:

  • 25 Ом – 25 R;
  • 25 кОм – 25 K;
  • 25 МОм – 25 M.

Если для выражения величины сопротивления используется десятичная дробь, то порядок расположения цифр и букв будет иным, например:

  • 0,25 Ом – R 25;
  • 0,25 кОм – K 25;
  • 0,25 МОм – M 25.

Если сопротивление выражается числом, отличным от нуля и с десятичной дробью, то буква в обозначении играет роль запятой, например:

  • 2,5 Ом – 2R5;
  • 2,5 кОм – 2K5;
  • 2,5 МОм – 2M5.

Производители в силу несовершенства производственной технологии не в состоянии на 100% гарантировать соответствие заявленного значения сопротивления фактическому. Допустимая погрешность обозначается в % и проставляется после номинального значения, например ±5%, ±10%, ±20%. Класс точности может определяться буквой, в зависимости от производителя, – русской или латинской.

Виды резисторов их цветовая маркировка (расшифровка), и обозначение на схеме

Резистором называется элемент схемы, используемый для ограничения тока в электрических цепях. Изобретателем резистора считается английский физик Генри Кавендиш (Henry Cavendish): в 1776 г. он начал изучать удельное сопротивление проводников и впоследствии разработал первые проволочные резисторы. Спустя 150 лет, в конце 1920 г., физик Б. И. Каминский создал первые непроволочные углеродистые резисторы, а спустя еще несколько лет появились металлизированные резисторы с улучшенными тепловыми свойствами. Совершенствование резисторов продолжается и в наши дни.

Основные требования к резисторам приведены в ГОСТ 28608-90 (МЭК 115-1-82) в этом же стандарте можно найти ссылки к другим стандартам, в которых рассматриваются частные требования и методы испытаний.

Виды резисторов

Постоянные резисторы классифицируются по нескольким признакам. Первый из них — по способу монтажа. Выделяются SMD-резисторы и резисторы для навесного монтажа и монтажа в отверстия. В последнее время к этим двум группам добавляют третью — резисторы, встраиваемые в печатную плату. Максимальная мощность рассеивания SMD-резисторов типоразмеров 01005…2512 составляет 0,031–1 Вт соответственно, а резисторов для навесного монтажа и монтажа в отверстия — 0,125–1000 Вт.

Также резисторы делятся на изолированные и неизолированные. Неизолированные виды резисторов не допускают контакта с другими компонентами и токоведущими частями изделия, в то время как изолированные имеют изоляционное покрытие и защищены от электрического контакта. Для защиты от воздействия окружающей среды доступны герметизированные типы резисторов.

Классифицируются резисторы и по технологии изготовления. Существуют два вида — проволочные и непроволочные. Непроволочные резисторы подразделяются на следующие типы:

  • тонкопленочные;
  • толстопленочные.

Кроме того, предусмотрена классификация резисторов в зависимости от назначения:

  • прецизионные и сверхпрецизионные резисторы с допустимым отклонением сопротивления от номинального значения в пределах 0,0005–0,5 %;
  • высокочастотные резисторы с минимальной величиной паразитной индуктивности и емкости;
  • высоковольтные резисторы для работы в цепях с напряжением вплоть до десятков киловольт;
  • высокоомные резисторы с сопротивлением до нескольких ТОм;
  • токочувствительные резисторы и резисторы со сверхнизким сопротивлением вплоть до 100 мкОм;
  • высокотемпературные резисторы с рабочей температурой до +200–300 °С.

Цветовая маркировка резисторов

Маркировка резисторов для монтажа в отверстия показана на рис. 1. На рис 2 показана расшифровка цветовой кодировки. Первые три полосы, расположенные слева, означают величину сопротивления, четвертая полоса это множитель, пятая отображает отклонение величины сопротивления от номинального значения, а шестая кодирует температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если используется 5-полосная маркировка, то информация о ТКС отсутствует. При 4-полосной маркировке также отсутствует кодировка ТКС, а величина сопротивления кодируется только двумя левыми полосами. При 5- и 6-полосной маркировке, в мантиссе числа сопротивления используется 3 цифры, что дает возможность маркировать все значения сопротивлений резисторов из рядов E48, E96 и E192. Например, сопротивления 332 кОм можно промаркировать только с помощью 5- и 6-полосная маркировка и нельзя с помощью 4-полосной маркировки.

Рис. 1. Цветовая маркировка резисторов

Рис. 2. Расшифровка цветовой кодировки

Иначе производится маркировка SMD-резисторов. При трехзначной маркировке резисторов с сопротивлением свыше 10 Ом первые две цифры отображают начальное значение сопротивления, а последняя цифра —число нулей. Например, маркировка «473» означает сопротивление 47000 Ом = 47 кОм. Если используется четырехзначная маркировка, то первые три цифры отображают начальное значение, а последняя цифра — число нулей. Например, маркировка «4703» кодирует сопротивление 470 000 Ом = 470 кОм. При маркировке резисторов с сопротивлением менее 10 Ом в качестве запятой используется символ R. Так, маркировка «4R7» кодирует сопротивление 4,7 Ом, а маркировка «R47» означает сопротивление 0,47 Ом. Обратите внимание, что при трехзначной маркировке допустимое отклонение от номинального значения может быть ±2%, ±5% или ±10%, а при четырехзначной маркировке допустимое отклонение составляет ±1%.

Нюансы выбора

Обычно при выборе резистора разработчики руководствуются номинальным значением сопротивления, допустимым отклонением сопротивления от номинального значения и рассеиваемой мощностью. Как правило, подобный подход оправдан, но бывают и исключения. Рассмотрим два особенных случая.

Для начала обратим внимание на упрощенную эквивалентную схему резистора, показанную на рис. 3. На ней приняты следующие обозначения: RН — идеальный резистор; RК — сопротивление контактов резистора, RИЗ — сопротивление изоляции резистора (в нашем случае этим сопротивлением можно пренебречь); LR и CR — паразитная индуктивность и емкость резистора.

К сожалению, избавиться от паразитных параметров резисторов невозможно. Проводник с током порождает магнитное поле, следовательно, имеет индуктивность. Нетрудно увидеть, что наибольшей индуктивностью обладают обычные проволочные резисторы, которые представляют собой катушку с воздушным сердечником. Этот же тип резисторов имеет и наибольшую паразитную емкость из-за дополнительной межвитковой емкости. Минимальные паразитные параметры имеют специальные СВЧ резисторы. Обычно это пленочные резисторы или резисторы, выполненные в виде тонкой квадратной металлизированной пластины

Иногда можно встретить термин «безиндуктивный резистор», но это лишь маркетинговая уловка, такой резистор имеет минимальную, но не равную нулю индуктивность. «Безиндуктивными» резисторами обычно называют проволочные резисторы с бифилярной (встречно параллельной) намоткой. Стоимость таких резисторов выше из-за увеличенного расхода проволоки.

Таким образом, эквивалентная схема резистора представляет собой колебательный контур. Собственная частота колебательного контура описывается известным выражением ω0 = √1/(LR×CR), а степень затухания — β =(RН/2) × √CR/LR.

Рис. 3. Упрощенная эквивалентная схема резистора

Для применения в цепях СВЧ с частотами несколько гигагерц или несколько десятков гигагерц используются специальные высокочастотные резисторы с минимальными паразитными индуктивностями и емкостями. В этом случае значение резонансной частоты крайне велико и она не сказывается на работе схемы. Казалось бы, в цепях с частотами несколько десятков или сотен мегагерц паразитными параметрами можно пренебречь, но дело не только в частоте: при крутых фронтах импульсов даже небольшой частоты резонансная цепь может породить звон на фронте импульса, который добавится к пульсациям на шинах распределенной системы питания.

Следует помнить, что при плотном монтаже у резистора возникает дополнительная индуктивная и емкостная связь с соседними компонентами и проводниками. Наименьшие паразитные параметры у SMD-резисторов из-за минимальной длины выводов.

Еще одним примером случая, когда некорректный выбор вида резистора может привести к неприятностям, являются измерительные цепи с микровольтовым уровнем сигналов. Важно, чтобы в таких цепях входной каскад измерительного тракта генерировал как можно меньше шумов. Напомним, что резистор R также является генератором шума, определяемого выражением:

где: Е — спектральная плотность шума, измеряется в нВ/√Гц; K — константа Больцмана (= 1,38×10 −25 ); T — температура в градусах Кельвина.

Тепловой шум зависит только от номинального значения сопротивления резистора. Но есть два типа шумов, которые зависят от вида резистора. Первый из них — шум 1/f, иногда его называют фликкер-шумом или розовым шумом, а второй — NI, добавочный шум. На данный момент нет единого мнения о природе шума 1/f, он присущ всем без исключения элементам электрической схемы. Предполагается, что он вызван неоднородностью материала и несовершенством технологии производства. Шум NI зависит только от материала резистора. Например, самый большой шум NI у карбоновых и толстопленочных резисторов, а самый низкий — у металлизированных и проволочных резисторов. Производитель, как правило, приводит сведения о шумах, но если их не найти в документации, рекомендуем обратиться в техподдержку компании.

Применение резисторов

В заключение приведем два примера использования резисторов.

Делитель напряжения (рис. 4) является самым простым и наиболее распространенным элементом схемы. Выходное напряжение делителя V2 рассчитывается по формуле:

Рис. 4. Схема делителя напряжения

Менее тривиальным примером служит матрица R-2R. В качестве примера на рис. 5 приведена 4-каскадная матрица. Подобная матрица используется в ЦАП, число каскадов матрицы определяет его разрядность. Выходное напряжение матрицы, изображенной на рис. 4, определяется из следующего соотношения:

Рис. 5. Схема 4-каскадной матрицы

В этом соотношении Ai = 1, если соответствующий ключ Ki замкнут, и Ai = 0, если соответствующий ключ Ki разомкнут.

Что такое резистор

Резистор — это самый распространенный радиоэлемент, который используется в электронике. Я могу со 100% уверенностью сказать, что абсолютно на любой плате какого-либо устройства вы найдете хотя бы один резистор. Резистор имеет важное свойство — он обладает активным сопротивлением электрическому току. Существует также и реактивное сопротивление. Подробнее про реактивное и активное сопротивление.

Виды резисторов

Существует множество видов резисторов, которые используются в радио-электронной промышленности. Давайте разберем основные из них.

Постоянные резисторы

Постоянное резисторы выглядят примерно вот так:

резисторы

Слева мы видим большой зеленый резистор, который рассеивает очень большую мощность. Справа — 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.

Вот так выглядит постоянный резистор на электрических схемах:

резистор советское обозначение на схемах резистор иностранное обозначение

Наше отечественное изображение резистора изображают прямоугольником (слева), а заморский вариант (справа), или как говорят — буржуйский, используется в иностранных радиосхемах.

Вот так маркируются мощности на советских резисторах:

резисторы по мощностям

Далее мощность маркируется с помощью римских цифр. V — 5 Ватт, X — 10 Ватт, L -50 Ватт и тд.

Какие еще бывают виды резисторов? Давайте рассмотрим самые распространенные:

20 ваттный стекловидный с проволочными выводами, 20 ваттный с монтажными лепестками,30 ваттный в стекловидной эмали, 5 ваттный и 20 ваттный с монтажными лепестками

Что такое резистор

1, 3, 5 ваттные керамические; 5,10,25, 50 ваттные с кондуктивным теплообменом

Что такое резистор

2, 1, 0.5, 0.25, 0.125 ваттные углеродной структуры; SMD резисторы типоразмеров 2010, 1206, 0805, 0603,0402; резисторная SMD сборка, 6,8,10 выводные резисторные сборки для сквозного монтажа, резистор в DIP корпусе

Что такое резистор

Переменные резисторы

Переменные резисторы выглядят так:

перменные резисторы

На схемах обозначаются так:

переменные резисторы на схемах

Соответственно отечественный и зарубежный вариант.

А вот и их цоколевка (расположение выводов):

потенциометры

Переменный резистор, который управляет напряжением называется потенциометром, а который управляет силой тока — реостатом. Здесь заложен принцип делителя напряжения и делителя тока соответственно. Различие между потенциометром и реостатом в схеме подключения самого переменного резистора. В схеме с реостатом в переменном резисторе соединяется средний и крайний выводы.

потенциометр и реостат

Переменные резисторы, у которых сопротивление можно менять только при помощи отвертки или шестигранного ключика, называются подстроечными переменными резисторами. У них есть специальные пазы для регулировки сопротивления (отмечены красной рамкой):

подстроечные резисторы

А вот так обозначаются подстроечные резисторы и их схемы включения в режиме реостата и потенциометра.

Что такое резистор

Термисторы

Термисторы — это резисторы на основе полупроводниковых материалов. Их сопротивление резко зависит от температуры окружающей среды. Есть такой важный параметр термисторов, 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. У термисторов при увеличении температуры окружающей среды сопротивление падает. У позисторов с увеличением температуры окружающей среды растет и сопротивление.

термисторы

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.

термисторы обозначение на схеме

Варисторы

Есть также особый класс резисторов, которые резко изменяют свое сопротивление при увеличении напряжения — это варисторы.

варисторы

Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а также от импульсных скачков напряжения. Допустим у нас «скакануло» напряжение. Все это дело «чухнул» варистор и сразу же резко изменил сопротивление в меньшую сторону. Так как сопротивление варистора стало очень маленьким, то весь электрический ток сразу же начнет протекать через него, тем самым защищая основную цепь радиоэлектронного устройства. При этом варистор берет всю мощность импульса на себя и очень часто платит за это своей жизнью, то его выгорает наглухо

сгоревший варистор

На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:

обозначение варистора на схеме

Фоторезисторы

Большой популярностью также пользуются фоторезисторы. Они изменяют свое сопротивление, если на них посветить. В этих целях можно применять как солнечный свет, так и искусственный, например, от фонарика.

фоторезисторы

На схемах они обозначаются вот таким образом:

обозначение фоторезистора на схеме

Тензорезисторы

Принцип действия их работы основан на растяжении тонких печатных проводников. При растяжении они становятся еще тоньше. Это все равно, что вытягивать жевательную резинку. Чем больше вы ее вытягиваете, тем тоньше она становится. А как вы знаете, чем тоньше проводник, тем бОльшим сопротивлением он обладает.

тензорезисторы

На схемах тензорезистор выглядит вот так:

обозначение тензорезистора на схеме

Вот анимация работы тензорезистора, позаимствованная с Википедии.

Ну и как вы догадались, тензорезисторы используются в электронных весах, а также в различных датчиках, где применяется какое-либо давление, либо сила.

Как измерить сопротивление резистора

Любой резистор обладает сопротивлением. Кто не в курсе, что такое сопротивление и как оно измеряется, в срочном порядке читаем эту статью. Сопротивление измеряется в Омах. Но как же нам узнать сопротивление резистора? Есть прямой и косвенный методы.

Прямой метод он самый простой. Нам нужно взять мультиметр и просто замерять сопротивление резистора. Давайте рассмотрим, как все это выглядит. Я беру мультиметр, выставляю крутилку на измерение сопротивления и цепляюсь к выводам резистора.

измерение сопротивления

Резистор я брал на 1 кОм. Он мне показал 976 Ом, что в принципе тоже нормально, так как у таких резисторов всегда существует некая погрешность.

Косвенный метод измерения заключается в том, что мы будем рассчитывать сопротивление резистора через закон Ома.

формула сопротивления через закон Ома

Поэтому, чтобы узнать сопротивление резистора, нам надо напряжение на концах резистора поделить на силу тока, которая течет через резистор. Все довольно просто!

Допустим, я хочу узнать сопротивление нити накала лампочки, когда она источает свет. Думаю, некоторые из вас в курсе, что сопротивление холодной вольфрамовой нити и раскаленной — это абсолютно разные сопротивления. Я ведь не смогу измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, так ведь? Поэтому, нам как нельзя кстати подойдет эта формула

формула сопротивления через закон Ома

Давайте же узнаем это на опыте. У меня есть лабораторный блок питания, который показывает сразу напряжение и силу тока, которая течет через нагрузку. Беру лампу, выставляю на блоке питания напряжение, которое написано на самой лампе и подключаю ее к клеммам блока питания.

лампа накаливания потребление тока

Итак, получается, что на выводах лампы сейчас напряжение 12 Вольт, а ток, который течет в цепи, а следовательно и через лампу 0,71 Ампер.

Получаем, что сопротивление раскаленной нити лампы в данном случае составляет

сопротивление нити лампы накаливания

Последовательное и параллельное соединение резисторов

Все вышеописанные резисторы можно соединять параллельно или последовательно. При параллельном соединении выводы резисторов соединятся в общих точках.

параллельное соединение резисторов

В этом случае, чтобы узнать общее сопротивление всех резисторов в цепи, достаточно будет воспользоваться формулой, где сопротивление между точками А и В (RAB) и есть то самое R общее:

формула параллельное соединение резисторов

При последовательном соединении номиналы резисторов просто тупо суммируются

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *