Как выглядят резисторы на плате

Резисторы — виды и обозначения на схемах

Каждый, кто работает с электроникой, или когда-нибудь видел электронную схему, знает, что практически ни одно электронное устройство не обходится без резисторов.

Функция резистора в схеме может быть совершенно разной: ограничение тока, деление напряжения, рассеивание мощности, ограничение времени зарядки или разрядки конденсатора в RC-цепочке и т. д. Так или иначе, каждая из этих функций резистора осуществима благодаря главному свойству резистора — его активному сопротивлению.

Само же слово «резистор» — это русскоязычное прочтение английского слова «resistor» , которое в свою очередь происходит от латинского «resisto» — сопротивляюсь. В электрических цепях применяют постоянные и переменные резисторы, и предметом данной статьи будет обзор основных видов постоянных резисторов, так или иначе встречающихся в современных электронных устройствах и на их схемах.

Максимальная рассеиваемая резистором мощность

В первую очередь постоянные резисторы классифицируются по максимальной рассеиваемой компонентом мощности: 0,062 Вт, 0,125 Вт, 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 3 Вт, 4 Вт, 5 Вт, 7 Вт, 10 Вт, 15 Вт, 20 Вт, 25 Вт, 50 Вт, 100 Вт и даже больше, вплоть до 1 кВт (резисторы для особых применений).

Данная классификация не случайна, ведь в зависимости от назначения резистора в схеме и от условий, в которых должен работать резистор, рассеиваемая на нем мощность не должна привести к разрушению самого компонента и компонентов расположенных поблизости, то есть в крайнем случае резистор должен разогреться от прохождения по нему тока, и суметь рассеять тепло.

Например, керамический резистор с цементным заполнением SQP-5 (5 ватт) номиналом 100 Ом уже при 22 вольтах постоянного напряжения, длительно приложенных к его выводам, разогреется более чем до 200°C, и это необходимо учитывать.

Так, лучше выбрать резистор необходимого номинала, допустим на те же 100 Ом, но с запасом по максимальной рассеиваемой мощности, скажем, на 10 ватт, который в условиях нормального охлаждения не разогреется выше 100°C — это будет менее опасно для электронного устройства.

SMD резисторы для поверхностного монтажа с максимальной рассеиваемой мощностью от 0,062 до 1 ватта — также можно встретить сегодня на печатных платах. Такие резисторы так же как и выводные всегда берутся с запасом по мощности. Например в 12 вольтовой схеме для подтягивания потенциала к минусовой шине можно использовать SMD резистор на 100 кОм типоразмера 0402. Или выводной на 0,125 Вт, поскольку рассеиваемая мощность будет в десятки раз дальше от максимально допустимой.

Проволочные и непроволочные резисторы, точность резисторов

Резисторы для различных целей используют разные. Не желательно, например, проволочный резистор ставить в высокочастотную цепь, а для промышленной частоты 50 Гц или для цепи постоянного напряжения достаточно и проволочного.

Проволочные резисторы изготавливают путем намотки проволоки из манганина, нихрома или константана на керамический или порошковый каркас.

Высокое удельное сопротивление данных сплавов позволяет получить требуемый номинал резистора, однако несмотря на бифилярную намотку, паразитная индуктивность компонента все равно остается высокой, именно по этой причине проволочные резисторы не подходят для высокочастотных схем.

Непроволочные резисторы изготавливают не из проволоки, а из проводящих пленок и смесей на основе связующего диэлектрика. Так, выделяют тонкослойные (на основе металлов, сплавов, оксидов, металлодиэлектриков, углерода и боруглерода) и композиционные (пленочные с неорганическим диэлектриком, объемные и пленочные с органическим диэлектриком).

Непроволочные резисторы — это зачастую резисторы повышенной точности, которые отличаются высокой стабильностью параметров, способны работать при высоких частотах, в высоковольтных цепях и внутри микросхем.

Резисторы в принципе подразделяются на резисторы общего назначения и специального назначения. Резисторы общего назначения выпускаются номиналами от долей ома до десяти мегаом. Резисторы специального назначения могут быть номиналом от десятков мегаом до единиц тераом, и способны работать под напряжением 600 и более вольт.

Специальные высоковольтные резисторы способны работать в высоковольтных цепях с напряжением в десятки киловольт. Высокочастотные способны работать с частотами до нескольких мегагерц, поскольку обладают исключительно малыми собственными емкостями и индуктивностями. Прецизионные и сверхпрецизионные отличаются точностью номиналов от 0,001% до 1%.

Номиналы резисторов и их маркировка

Резисторы выпускаются на различные номиналы, и есть так называемые ряды резисторов, например широко распространенный ряд Е24. Вообще, стандартизированных рядов у резисторов шесть: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Число после буквы «Е» в названии ряда отражает количество значений номиналов на десятичный интервал, и в Е24 этих значений 24.

Номинал резистора обозначается числом из ряда, умноженным на 10 в степени n, где n — целое отрицательное или положительное число. Каждый ряд характеризуется своим допустимым отклонением.

Цветовая маркировка выводных резисторов в виде четырех или пяти полос давно стала традиционной. Чем больше полос — тем выше точность. На рисунке приведен принцип цветовой маркировки резисторов с четырьмя и пятью полосами.

Резисторы для поверхностного монтажа (SMD – резисторы) с допуском в 2%, 5% и 10% маркируются цифрами. Первые две цифры из трех образуют число, которое необходимо умножить на 10 в степени третьего числа. Для обозначения точки в десятичной дроби, на ее месте ставят букву R. Маркировка 473 обозначает 47 умножить на 10 в степени 3, то есть 47х1000 = 47 кОм.

SMD резисторы начиная с типоразмера 0805, с допуском в 1%, имеют четырехзначную маркировку, где первые три — мантисса (число, которое следует умножить), а четвертая — степень числа 10, на которое следует умножить мантиссу, чтобы получить значение номинала. Так, 4701 обозначает 470х10 = 4,7 кОм. Для обозначения точки в десятичной дроби, на ее место ставят букву R.

Две цифры и одна буква применяются в маркировке SMD резисторов типоразмера 0603. Цифры — это код определения мантиссы, а буквы — код показателя степени числа 10 — второго множителя. 12D обозначает 130х1000 = 130 кОм.

Обозначение резисторов на схемах

На схемах резисторы обозначаются белым прямоугольником с надписью, и в надписи иногда содержится как информация о номинале резистора, так и информация о его максимальной рассеиваемой мощности (если она критична для данного электронного устройства). Вместо точки в десятичной дроби обычно ставят букву R, K, M – если имеются ввиду Ом, кОм и МОм соответственно. 1R0 – 1 Ом; 4K7 – 4,7 кОм; 2M2 – 2,2 МОм и т. д.

Чаще в схемах и на платах резисторы просто нумеруются R1, R2 и т. д., а в сопроводительной документации к схеме или плате дается список компонентов по этими номерами.

Относительно мощности резистора, на схеме она может быть указана надписью буквально, например 470/5W – значит — 470 Ом, 5 ваттный резистор или символом в прямоугольнике. Если прямоугольник пустой, то резистор берется не очень мощный, то есть 0,125 — 0,25 ватт, если речь о выводном резисторе или максимум типоразмера 1210, если выбран резистор SMD.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Как определить компоненты печатной платы

Все электронное оборудование состоит из ряда компонентов, которые взаимодействуют и работают вместе, изменяя и управляя током и напряжением в различных ракурсах. Так, покупка электрооборудования, это покупка большого количества радиодеталей в одном даже очень маленьком устройстве.

Даже такое маленькое устройство, как печатная плата, состоит из ряда компонентов. Большинство компонентов являются стандартными и имеют отчетливо распознавательные формы, размеры и цвета. После небольшой практики, вы сможете научиться определять различные части печатной платы.

Схема

Схема печатной платы имеет прямые сплошные линии проводов и соединений между различными частями. Короткие линии зигзага – это резисторы. Конденсаторы представлены короткими параллельными линиями, которые могут быть прямыми и изогнутыми. Транзисторы и диоды имеют стрелки, указывающие направление тока.

Сложные компоненты, такие как интегральные микросхемы, представлены в виде блок-схем. Каждый компонент обычно подписан по стандартной схеме. Например, 11-резистор в цепи будет подписан на схеме, как «R11».

Внешний вид печатной платы

Сама плата представляет собой тонкий пластиковый прямоугольник, как правило, установленный внутри корпуса оборудования. Это небольшие пластины размером в спичечный коробок.

Большая печатная плата может иметь размер 20 дюймов и больше. Типичная плата имеет все компоненты с одной стороны на проводящей медной фольге. Пластины обычно имеют медный или синий цвета, но также могут иметь и другие цвета. Когда вы видите объявление «куплю печатные платы», это значит, что человек хочет купить такую плату, со всеми ее составляющими компонентами, которые должны быть в исправности и не поврежденными.

Интегральные микросхемы

Интегральные микросхемы представляют собой миниатюрные электронные компоненты, которые могут содержать до миллиарда микроскопических транзисторов, резисторов и других деталей. В основном интегральные микросхемы выглядят, как прямоугольные пластинки темного цвета, изготовленные из пластика или керамики. Они подключаются к печатной плате через несколько металлических штырей. Интегральная микросхема имеет мимолетное сходство с маленькими кусочками темного шоколада.

Резисторы

Резисторы простые электронные компоненты, которые ограничивают количество тока, проходящего через схему. На плате резисторы выглядят как небольшие горизонтальные цилиндры, имеющие, четыре или пять, цветных полос. Полосы – это код, который показывает сопротивление в Ом. Так одна плата может иметь десятки резисторов. Если у вас есть ненужные вам резисторы, то вы всегда можете их продать, найдя объявление в Интернете «куплю резисторы».

Конденсаторы

Конденсаторы служат емкостью для электрического заряда, и оценивается такая электрическая емкость в фарадах, а пробивное напряжение в вольтах. Хотя старинные конденсаторы и имеют цветные коды, современные, как правило, подписаны. Конденсаторы могут быть в виде вертикальных и горизонтальных цилиндров, дискообразными или напоминающими глянцевые леденцы.

Разъемы

Печатная плата может иметь один или несколько соединений, присоединяющихся к ней. Кабель фиксируется на разъеме и несет электрические сигналы с других частей электронного оборудования. Соединители, как правило, пластиковые и имеют один или несколько металлических штифтов или фитинги, сопряженные с кабелем. Как не удивительно, но такую мелочь как разъемы, можно как купить, так и продать, чаще всего можно встретить объявления «куплю разъемы».

Все цены привязаны к Лондонской бирже

Ценовая политика на март:

• Pt — 11%;
• Ag (в чистоте) 58руб/гр; Au (в деталях) 3700руб/гр; —>
• Au (в деталях) 5100руб/гр;
• Ta 190 $/кг
• Pd — 14%, КМ — 16%.

Как выглядят резисторы на плате

Происхождение названия Резистор от латинского resisto – сопротивляюсь. На схемах обозначается латинской буквой R. При прохождении электрического тока через резистор он нагревается – рассеивает электрическую энергию в виде тепла. Можно считать это его основным обобщённым назначением в электрических схемах – диссипация электрической энергии.

Резисторам мы посвятим больше места по двум причинам: резисторы часто и много используются в электрических схемах (показано на рисунке 1.1, компоненты в красных прямоугольниках) и они имеют большое конструктивное разнообразие.

Исторический образ резистора – кусок металлического провода (показан на рисунке 1.2), от характеристик которого зависит основной параметр его – электрическое сопротивление (далее – сопротивление): чем длиннее и тоньше провод, тем сопротивление выше.

Примечание – Более правильное, но длинное название термина – электрическое сопротивление постоянному току. Мы будем использовать короткое – сопротивление.

При этом важно, из какого металла провод изготовлен. Обычно это медь и его сплавы, но возможны и другие варианты (представлены в таблице 1.1).

Сопротивление куска провода можно рассчитать:

где ρ («ро») – электрическая плотность, Ом мм 2 /м;

Ɩ – длина провода, м;

S – площадь сечения, мм 2

Примечание – В справочниках для серийно изготавливаемых проводов — имеющих известное значение S, для удобства расчёта приводится другая характеристика, выраженная в единицах Ом/м. Имея её, легко рассчитать необходимую длину провода, если известно требуемое R.

Таблица 1.1 – Сравнительные примеры электрической плотности для проводов, изготовленных из разных металлов

Металл

Электрическая плотность, мкОм*м

Таким образом, резистор можно изготовить своими руками из провода, который есть под рукой. При этом следует иметь в виду, что провод должен быть покрыт эмалью так, чтобы при намотке не возникало межвитковых замыканий.

Пример расчёта. Требуется рассчитать длину эмалированного медного провода диаметром 0,01 мм для создания резистора с электрическим сопротивлением 10 кОм.

Из справочника находим значение сопротивления метра такого провода – (192…275) Ом/м. Выбираем среднее значение: (275+192)/2 = 467 Ом/м.

Окончательно имеем: 10 кОм/467 Ом/м = 21,4 м.

Т.к. из справочника мы выбрали среднее значение сопротивления погонного метра провода, то ожидаем возможного отклонения от требуемого значения сопротивления. При изготовлении штучных резисторов точность номинала можно подогнать, добавив или убавив длину провода.

На принципиальных электрических схемах резисторы обозначаются графемой (представлена на рисунке 1.3 слева):

Примечание – Графема – это графический символ. В некоторых случаях общепринятую в принципиальных схемах графему заменяют более сложной моделью (представлена на рисунке 1.3 справа). Такая замена обоснована для проволочных резисторов и также может быть справедливой для резисторов других конструктивных решений.

В настоящее время постоянные резисторы имеют, как правило, другие конструктивно-технологические решения. Их называют толстоплёночными, тонкоплёночными, металлоплёночными; для поверхностного монтажа (чип-резисторы) и для монтажа в отверстия; низкоомными, высокоомными, прецизионными, высокотемпературными, высоковольтными и т.п. (представлены на рисунке 1.4).

Электротехническое определение резистора выглядит как отношение R = U/I (закона Ома), где U – падение напряжения на резисторе, I – ток, протекающий через резистор.

На практике применяют постоянные, переменные и подстроечные резисторы (представлены на рисунке 1.5).

Переменные и подстроечные резисторы имеют конструктивные особенности, позволяющие изменять вручную сопротивление резистора.

Постоянные резисторы

Основной параметр постоянного резистора – номинальное сопротивление, может меняться во время эксплуатации под воздействием различных факторов.

Это изменение должно происходить в контролируемых пределах. Другими словами, такое изменение должно быть просчитано ещё на стадии проектирования.

Возможных причин такого штатного изменения несколько: погрешность округления и изготовления, температурное воздействие окружающей среды, саморазогрев резистора, старение, изменение параметра после перегрузок. Дадим некоторые пояснения.

Резистор это серийное изделие и производится он ограниченным числом номинальных значений сопротивления. Выбор номинала осуществляется в соответствии с таблицами (приведены далее). При выборе мы вынужденно округляем нужное нам значение до ближайшего серийного, тем самым вносим на этой стадии некоторую погрешность. Вторая составляющая погрешности – неточность изготовления резистора, о которой заявляет производитель в технических документах.

Но этого мало: сопротивление резистора меняется под воздействием окружающей среды. Наиболее сильным дестабилизирующим фактором при этом является температура. Прописанные в технических документах характеристики резистора позволяют рассчитать и учесть такое изменение. Следует иметь также в виду, что резистор сам нагревается при протекании через него тока.

При использовании прецизионных (особо точных) резисторов такой саморазогрев может приводить к существенным метрологическим ошибкам. Другой случай, менее контролируемый: сопротивление изменяется после перегрузкирезистора. Перегрузка это такое явление, когда электрическая (электронная) схема кратковременно работает в нештатном режиме при повышенных рабочих напряжениях и/или токах.

Такие режимы не приводят ещё к разрушению схемы, но параметры компонентов при этом несколько меняются. Частичная деградация прецизионных резисторов может приводить к существенным метрологическим искажениям. Её можно уменьшить на стадии производства.

Для этого производитель для некоторых партий или на заказ проводит термотренировку резисторов.

Итак, рассмотрим детальнее основные характеристики постоянных резисторов.

Точность изготовления номинальных значений резисторов

Точность изготовления описывается относительной погрешностью изготовления (допуском), выражаемой в процентах: δ=100ΔRном/Rном.

Серийные резисторы изготавливаются в широком диапазоне точностей: от самых грубых ±20% (редко используются; обычно для переменных резисторов) до прецизионных ±0,01% (используются в средствах измерений). Наиболее широко используются резисторы с допуском ±5%. Они выпускаются с номинальными значениями, которые соответствуют ряду Е24 (представлены в таблице 1.2).

Число 24 в названии ряда это число различимых производственных номиналов среди соответственно единиц, десятков и сотен Ом, а также кОм, МОм … .

Например, с различимым значением 2,4 выпускаются резисторы следующих номиналов: … 2,4 Ом; 24 Ом; 240 Ом; 2,4 кОм; 24 кОм, 240 кОм; 2,4 МОм и т.д.

Таблица 1. 2 – Ряд Е24 номинальных значений резисторов

Резисторы с допуском ±1% и менее принято относить к точным и прецизионным. Они выпускаются в соответствии с другими рядами: Е48, Е96 и/или Е192 (представлены в таблице 1.3).

Таблица 1.3 – Ряды Е48, Е96, Е192 номинальных значений точных резисторов

Маркировка резисторов

Современные резисторы имеют относительно малые габаритные размеры. На их поверхности затруднительно проставлять идентификационные метки (номинальное сопротивление, допуск, ТКС, тип).

Для широко используемых цилиндрических резисторов был введен и широко используется международный способ обозначений. Так для маркировки резисторов малой точности применяют четыре цветных полоски, кольца или точки (показано на рисунке 1.6): первые две полоски задают двухзначное номинальное значение из ряда Е24.

Третья полоска – десятичный множитель, а пятая – допуск в процентах. В маркировку точных и прецизионных резисторов добавляют пятую цветную полоску (не показано). Существуют маркировки с семью полосками.

Для чипрезисторов, размеры которых ещё меньше цилиндрических, применяют трёх- или четырёхзначную цифровую маркировку, которая может отличаться у разных производителей. Типовая маркировка чипрезисторов малой точности (2%, 5%, 10%) осуществляется посредством трёх цифр, где номинал рассчитывается умножением первых двух цифр, взятых из ряда Е24, на 10 в степени, равной третьей цифре.

Например, число 273 означает номинал 27 кОм, число 270 означает 27 Ом, а код 2R7 означает 2,7 Ом.

Номинальная мощность рассеивания

Это такая мощность, которую допустимо рассеивать на резисторе бесконечно долго. Резистор при этом не выйдет из строя под воздействием выделяемой тепловой энергии. Производители выпускаю резисторы в широких диапазонах мощностей. Для наших задач интересны резисторы с диапазоном мощностей от 2 Вт до 0,062 Вт.

Мощность, рассеиваемая в резисторе, рассчитывается по формулам P=U 2 /R = I 2 R. С рассеиваемой мощностью связаны и габаритные размеры резисторов: при прочих равных условиях размеры более мощных резисторов больше. В таблице 1.4 для сравнения представлены размеры отечественных цилиндрических резисторов С2-29В.

Таблица 1.4 – Габаритные размеры резисторов С2-29В

Параметр

Номинальная мощность рассеивания, Вт

При выборе мощности резистора следует иметь в виду следующие замечания и рекомендации:

• при использовании резисторов в цепях переменного тока мощность рассеивания и номинальная мощность считаются по среднеквадратическому значению приложенного напряжения;
• выбирать номинальную мощность резистора необходимо с 20%-м запасом, чтобы не снижать функциональную надёжность резистора. Если резистор во время работы рассеивает номинальную мощность, то срок службы резистора снижается;
• в ряде случаев номинальная мощность прецизионных резисторов выбирается с 10-кратным запасом. Только в этом случае саморазогрев резистора не приведёт к недопустимым погрешностям номинала;
• при возрастании температуры окружающей среды допустимая мощность рассеивания резистором снижается. В технической документации даётся график зависимости допустимой мощности от температуры среды;
• при рассеивании мощности, близкой к номинальной, резистор на ощупь может быть достаточно горячим – это ещё не является признаком аварийной его работы;
• при прочих равных условиях следует выбирать более высокоомные резисторы, имея в виду, что они будут рассеивать меньшую мощность, повышая экономичность схемы.

С целью повышения информативности принципиальных схем часто используют графемы резисторов, в теле которых обозначены их номинальные мощности в соответствии с ГОСТ 2.728-74 (показано на рисунке 1.7).

Предельное рабочее напряжение

Этот параметр, который следует учитывать обычно в случае использования высокоомных резисторов. Дело в том, что в выражении P=U 2 /R при выбранном допустимом Pном и возрастании Rном значение напряжения U=√(Pном/Rном) резко растёт. Например, при Pном=1 Вт и Rном=1 МОм имеем из расчёта U=1000 В.

Если выбранный резистор относится к группе резисторов широкого применения (не специальных), то ошибочно считать, что такое напряжение может к нему прикладываться без последствий – резистор обязательно выйдет из строя в результате диэлектрического пробоя. Это важно, что в нашем случае при номинальной мощности рассеивания теплового пробоя не возникнет, но возникнет пробой именно диэлектрический (межвитковый).

Предельное рабочее напряжение также как и номинальная мощность зависит от габаритов резистора (представлено в таблице 1.5).

Таблица 1.5 – Предельное рабочее напряжение резисторов С2-29В

Параметр

Номинальная мощность рассеивания, Вт

напряжение, СКЗ, В

Температурный коэффициент сопротивления

Этот параметр позволяет рассчитать предельное изменение номинального сопротивления под воздействием температуры. ТКС (KT) измеряется, обычно, в единицах [ppm/ºC], где ppm – читается как «миллионная часть».

Пусть ТКС некоторого резистора равно ±100 ppm/ºC. Это значит, что при изменении температуры на 1ºС его номинальное сопротивление меняется (увеличивается или уменьшается) на сто миллионных частей. Для прецизионных резисторов полезно такое изменение представить также в %: умножим на 100 и получим ±0,01%/ºС.

Формула для расчёта предельного изменения номинального значения резистора под воздействием температуры ΔRT.п= KT ×Rном×ΔT, где ΔT=|20ºС — Tсреды|. 20ºС – нормальная температура (температура, при которой задаётся номинальное значение).

Пример: пусть Rном= 10 кОм, ΔT=20-5 = 15ºС, KT=±100 ppm/ºC.

Имеем: ΔRT.п= (100/10 6 )× 10 000 × 15 = ±15 Ом.

Типовые расчётные соотношения

1. Закон Ома: R=U/I (1.1)
2. Обобщённый закон Ома (закон Ома для участка цепи): I=(Uba+E1 — E2)/(R1+R3+R2) (1.2)

3. Последовательное соединение резисторов Rэ = R1+R2+R3

4. Параллельное соединение резисторов Rэ = R1*R2/(R1+R2)

5 Полезные выражения для упрощения вычисления Rэ для ряда практических случаев:

Rab= Ra+Rb+Ra*Rb/Rc ; Ra= Rca*Rab/(Rca+Rab+Rbc)

Переменные регулировочные резисторы

Переменные (регулирующие) резисторы предназначены для интенсивной регулировки так, как это делается при изменении громкости в аудиоусилителях.

Основная характеристика таких резисторов – тип зависимости сопротивления от регулирующего воздействия (угла поворота вала или перемещения движка). Реализуются три типа зависимости (показано на рисунке 1.8): А – линейная, Б – логарифмическая и В – обратно-логарифмическая.

Переменные резисторы имеют разные конструктивные решения. Но все они должны обеспечивать вывод регулирующего стержня (вала) сквозь корпус прибора. Принцип устройства переменных резисторов и функциональный прототип (реостат) представлены на рисунках 1.9а, 1.9б.

а) – принцип устройства переменных резисторов;

б) – функциональный прототип (реостат);

в) – и) – отличия переменных резисторов по способу крепления в приборе с помощью гайки и резьбы на корпусе прибора;

к) – н) – отличия переменных резисторов по способу впаивания в печатную плату и дополнительному закреплению также с помощью накидной гайки;

п) – переменный резистор как конструктивная имитация реостата при впаивании в плату.

Рисунок 1.9 – Конструктивные виды переменных резисторов

Конструктивные отличия связаны со способом крепления переменных резисторов в приборе:

• одни крепятся с помощью гайки и резьбы на корпусе прибора, связь с электрической схемой реализуется с помощью навесных проводников (представлены на рисунках 1.9в … 1.9и);
• другие впаиваются в печатную плату и дополнительно закрепляются также с помощью накидной гайки (представлены на рисунках 1.9к … 1.9н);
• третьи впаиваются в плату и конструктивно имитируют реостат (представлены на рисунке 1.9п), в котором изменение сопротивления осуществляется не вращением вала, а поступательным движением движка, выводимым наружу.

Другие возможные отличия – тип резистивного материала: провод или слой износоустойчивого проводника.

Примечание – Обычно регулировка сопротивления осуществляется по линейному закону: равномерное перемещение якоря (движка) приводит к равномерному изменению сопротивления.

Для регулировки громкости в аудиоусилителях осуществляется регулировка по логарифмическому закону. В наших устройствах второй способ не применяется.

Характеристики переменных резисторов.

Характеристики аналогичны характеристикам постоянных резисторов:

• номинальное сопротивление, номинальная мощность, предельное рабочее напряжение, ТКС, конструктивные особенности и габаритные размеры. Но есть и специфические параметры:
• диапазон изменения (регулирования) и минимальное устанавливаемое значение;
• точность установки сопротивления;
• гарантированное число полных оборотов без изменения характеристик и др.

В качестве примера рассмотрим общий вид и основные характеристики регулировочного резистора типа PTD901-2015K-B103, которые приведены на рисунке 1.10.

Схемы подключения переменных резисторов

Различают два способа подключения переменных резисторов: реостатное и потенциометрическое (показано на рисунке 1.11).

Подстроечные резисторы

Подстроечный резистор (потенциометр) это переменный резистор, который обычно используется в контрольно-измерительных приборах для точной настройки режима работы или коррекции метрологических характеристик из-мерительных каналов. Обычно, подстроечный резистор используется однократно – в ходе процедуры настройки, или изредка – время от времени.

После манипуляций настройки регулировочный винт контрится (например, закрашивается), чтобы во время дальнейшей эксплуатации изделия его положение не сдвинулось от случайных механических воздействий (вибраций, ударов). Количество подстроек у таких резисторов лимитировано несколькими десятками полных оборотов.

Подстроечные резисторы (потенциометры), как правило, устанавливаются внутри корпуса прибора. Они имеют разные конструктивные решения.

Также как переменные, подстроечные резисторы бывают проволочными или на основе износоустойчивого напылённого проводника. Различают однооборотные (показаны на рисунках 1.12а – 1.12г) и многооборотные (показаны на рисунках 1.12д – 1.12к) потенциометры. Потенциометры могут быть относительно мощными с регулировочным элементом, который допустимо выводить на внешнюю сторону прибора (показаны на рисунках 1.12л, 1.12м, 1.12н).

В качестве примера рассмотрим характеристики типового многооборотного потенциометра типа Bourns 3296W-1-472LF (показаны на рисунке 1.13)

В качестве примера рассмотрим характеристики типового многооборотного потенциометра типа Bourns 3296W-1-472LF (показаны на рисунке 1.13)

Сравнительные характеристики альтернативных типов подстроечных резисторов представлены в таблице 1.6, обозначения подстроечных резисторов – на рисунке 1.15.

Таблица 1.6 – Сравнительные характеристики подстроечных многооборотных резисторов с номиналом 330 Ом

Схемные примеры использования подстроечных резисторов

Схемные варианты для подстройки коэффициента деления измерительного преобразователя напряжения (делителя) в типовом канале измерителя переменного напряжения представлены на рисунке 1.16.

Измерение электрического сопротивления постоянному току

Наиболее удобно измерять сопротивления резисторов с помощью цифровых многофункциональных измерительных приборов – мультиметров (показанна рисунке 1.17).

До или после подключения резистора секторный переключатель режимов мультиметра перевести в такое положение для измерения сопротивление (в нашем примере их пять), при котором результат измерения будет иметь наибольшее число значащих разрядов (в нашем примере – три).

Биполярный резистор с изолированным затвором IGBT.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (от англ.Insulated-gate bipolar transistor) – трёхэлектродный силовой электронный прибор, используемый, в основном, как мощный электронный ключ в импульсных источниках питания, инверторах, в системах управления электрическими приводами.

По своей внутренней структуре БТИЗ представляет собой каскадное включение двух электронных ключей: входной ключ на полевом транзисторе управляет мощным оконечным ключом на биполярном транзисторе.

Управляющий электрод называется затвором, как у полевого транзистора, два других электрода – эмиттером и коллектором, как у биполярного. Такое составное включение полевого и биполярного транзисторов позволяет сочетать в одном устройстве достоинства обоих типов полупроводниковых приборов.

Выпускаются как отдельные БТИЗ, так и силовые сборки (модули) на их основе, например, для управления цепями трёхфазного тока.

БТИЗ сочетает достоинства двух основных видов транзисторов:

• высокое входное сопротивление, низкий уровень управляющей мощности – от полевых транзисторов с изолированным затвором;
• низкое значение остаточного напряжения во включенном состоянии – от биполярных транзисторов;
• малые потери в открытом состоянии при больших токах и высоких напряжениях;
• характеристики переключения и проводимость биполярного транзистора;
• управление как у МОП – напряжением.

Диапазон использования – от десятков до 1200 ампер по току, от сотен вольт до 10 кВ по напряжению. В диапазоне токов до десятков ампер и напряжений до 500 В целесообразно применение обычных МОП- (МДП-) транзисторов, а не БТИЗ, так как при низких напряжениях полевые транзисторы обладают меньшим сопротивлением.

Основное применение БТИЗ – это инверторы, импульсные регуляторы тока, частотно-регулируемые приводы.

Широкое применение БТИЗ нашли в источниках сварочного тока, в управлении мощным электроприводом, в том числе на городском электрическом транспорте.

Применение БТИЗ-модулей в системах управления тяговыми двигателями позволяет (по сравнению с тиристорными устройствами) обеспечить высокий КПД, высокую плавность хода машины и возможность применения рекуперативного торможения практически на любой скорости.

БТИЗ применяют при работе с высокими напряжениями (более 1000 В), высокой температурой (более 100 °C) и высокой выходной мощностью (более 5 кВт). БТИЗ используются в схемах управления двигателями (при рабочей частоте менее 20 кГц), источниках бесперебойного питания (с постоянной нагрузкой и низкой частотой) и сварочных аппаратах (где требуется большой ток и низкая частота – до 50 кГц).

БТИЗ и МОП занимают диапазон средних мощностей и частот, частично «перекрывая» друг друга. В общем случае, для высокочастотных низковольтных каскадов наиболее подходят МОП, а для высоковольтных мощных – БТИЗ.

В некоторых случаях БТИЗ и МОП полностью взаимозаменяемы, цоколёвка приборов и характеристики управляющих сигналов обоих устройств обычно одинаковы. БТИЗ и МОП требуют 12–15В для полного включения и не нуждаются в отрицательном напряжении для выключения.

Но «управляемый напряжением» не значит, что схеме управления не нужен источник тока. Затвор БТИЗ или МОП для управляющей схемы представляет собой конденсатор с величиной ёмкости, достигающей тысяч пикофарад (для мощных устройств). Драйвер затвора должен быть способным быстро заряжать и разряжать эту ёмкость, чтобы гарантировать быстрое переключение транзистора.

• Вы здесь:
• Главная
• Обучение
• Техническая учеба АиМ
• Выпрямительные диоды. Назначение, характеристики, виды

© 2024 Info KS — техническое обучение персонала на компрессорных станциях газотранспортных предприятий

Закрытый канал телеграм

Канал обучения по профессии Машинист ТК и Сменный инженер (инженер по ЭОГО) от А до Я

✅Всё о конструкции и работе оборудования КС с ГПА-Ц-16

✅Правильная эксплуатация и особенности

✅Внештатные ситуации и способы выхода из них

✅Опросы в виде тестов

✅Возможность задавать вопросы

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:

12 недорогих наборов электроники для самостоятельной сборки и пайки

Моя личная подборка конструкторов с Aliexpress «сделай сам» для пайки от простых за 153 до 2500 рублей. Дочке 5 лет — надо приучать к паяльнику))) — пусть пока хотя-бы смотрит — переходи посмотреть, один светодиодный куб чего только стоит

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:

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:

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

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

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

Переменные резисторы

Переменные резисторы выглядят так:

На схемах обозначаются так:

Соответственно отечественный и зарубежный вариант.

А вот и их цоколевка (расположение выводов):

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.

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):

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

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.

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.

Варисторы

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

Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а также от импульсных скачков напряжения. Допустим у нас «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

На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:

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.

На схемах они обозначаются вот таким образом:

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.

На схемах тензорезистор выглядит вот так:

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.

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.

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

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.

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

Последовательное и параллельное соединение резисторов

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

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

При последовательном соединении номиналы резисторов просто тупо суммируются