Для чего служат резисторы
Что такое резистор? Особенности использования в цепи, как работает и как измерить сопротивление, назначение и классификация
Резистор представляет собой один из самых распространенных в электронике элементов.
Поэтому с ним знакомы все любители электроники, независимо от их уровня.
Содержимое обзора
Определение резистора
Базовым образом резистор можно определить как входящий в электрическую цепь элемент, функция которого — сопротивление току, идущему по данной цепи. Само по себе слово резистор пришло из латыни, в которой глагол «resisto» имеет значение «сопротивляться».
Соответственно у этого элемента есть второе неформальное обозначение «сопротивление». Фото резисторов весьма распространены в интернете и по ним можно составить представление о том, как выглядят их различные типы
Принцип функционирования резистора
Понять, каким образом функционирует данный элемент, несложно, если воспользоваться элементарной аналогией. Проводник с током можно сравнить с трубой, по которой течет вода.
Очевидно, что при возникновении препятствия для циркуляции воды по трубе (к примеру, при сужении ее диаметра) внутреннее давление жидкости увеличится.
Подобным образом все происходит и с резистором, при его действии увеличивается сопротивление и соответственно возрастает напряжение.
Цели, для которых может служить резистор
Установка резистора в цепи служит для таких целей, как
В целом область применения резисторов весьма обширна, они присутствуют во всех современных электросхемах, и любой электроприбор в обязательном порядке содержит данные элементы..
Из чего состоят резисторы
Резисторы подразделяются на проволочные и непроволочные.
Основой проволочного служит каркас, выполненный из прессованного порошка либо из керамики. В этом случае необходимо использовать проволоку, которая выполнена из манганина, константана или нихрома. В этом случае получится добиться значительного показателя удельного сопротивления полупроводника.
Основу непроволочного резистора составляет диэлектрик, а ток в нем проводится через пленки или смеси. Данные элементы могут быть композиционными либо тонкослойными.
Размеры резисторов широко варьируются в зависимости от их назначения.
Разновидности резисторов
Распространены следующие виды резисторов:
Также существуют элементы, в которых присутствуют полупроводники, в том числе варисторы, фоторезисторы и терморезисторы.
Помимо этого резисторы подразделяются на изделия общего и специального назначения. Последние обладают высокими показателями по одному из рабочих параметров:
Помимо этого существуют прецизионные резисторы, в них достигается весьма незначительное отклонение параметров диапазоне от 0,001 до одного процента.
Основные параметры работы резисторы
Резисторы — это элементы, которые характеризуются целым рядом параметров. Различные виды сопротивления обладают определенными показателями этих параметров, что и обусловливает их использование по тому или иному назначению.
Ключевая характеристика резисторов — номинальное сопротивление, которое выражается в Омах. Среди прочих параметров необходимо упомянуть:
Маркировка резистора
В прошлом информацию, относящуюся к данному элементу, проставляли непосредственно на его корпусе. Но в наши дни резисторы стали значительно меньше.
При этом различные цвета имеют установленные значения, поэтому, посмотрев на резистор, можно определить его пользовательские характеристики.
Соединение элементов
Существуют два способа соединения резисторов, а именно последовательное и параллельное.
При последовательном соединении для определения общего сопротивления нескольких элементов достаточно сложить показатели сопротивления для каждой из этих деталей
При параллельном соединении действует формула: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn. Таким образом, необходимо сложить величины, обратные показателям сопротивления всех имеющихся резисторов, что позволит получить величину, обратную общему сопротивлению.
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
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:
Также резисторы работают как:
Основные характеристики резисторов
Параметры, которые нужно учитывать при выборе резистора, зависят от характера схемы, в которой он будет использован. К основным характеристикам относятся:
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
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:
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:
Обозначение резисторов на схеме
| Обозначение по ГОСТ 2.728-74 | Описание |
 | Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт |
 | Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт |
Обозначение переменных, подстроечных и нелинейных резисторов на схемах:
| Обозначение по ГОСТ 2.728-74 | Описание |  | Переменный резистор (реостат). |
 | Переменный резистор, включенный как реостат (ползунок соединён с одним из крайних выводов). |
 | Подстроечный резистор. |
 | Подстроечный резистор, включенный как реостат (ползунок соединён с одним из крайних выводов). |
 | Варистор (сопротивление зависит от приложенного напряжения). |
 | Термистор (сопротивление зависит от температуры). |
 | Фоторезистор (сопротивление зависит от освещённости). |
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:
Если для выражения величины сопротивления используется десятичная дробь, то порядок расположения цифр и букв будет иным, например:
Если сопротивление выражается числом, отличным от нуля и с десятичной дробью, то буква в обозначении играет роль запятой, например:
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.
Что такое резистор и как он работает
Человек, который сталкивается с электрическими схемами и приборами, работающими от электричества, порой имеет дело с огромным количеством элементов и предметов, которыми фактически нашпигованы платы монтажного типа. На данный момент в электронике широко используется такая деталь, как резистор. Этот элемент единовременно может выполнять большое количество функций. Некоторые схемы не предполагают монтаж без его использования. Иными словами, резистор практически нечем заменить.
На снимке различные виды резисторов
Что это такое и для чего он нужен?
Если обратиться к формообразованию слова, то непременно ниточка приведет к английскому слову «resist». В переводе на русский он будет обозначать действие – противостоять, сопротивляться и препятствовать. Все сводится к тому, что в цепи в цепи протекает ток, испытывающий противодействие внутреннего типа. Определить величину этого самого сопротивления можно свойствами различных внешних факторов и свойств проводника.
Данный тип токовой характеристики можно измерить в Омах. При этом будет проглядываться непосредственная зависимость от напряжения и силы электрического тока. К примеру, при сопротивлении проводного элемента в 1 Ом и токе в 1 Ампер, на каждом из концов проводника будет создаваться напряжение в 1 Вольт. Из этого следует, что при введении и изменении величины сопротивления можно будет контролировать и регулировать все остальные параметры. Причем стоит отметить, что их можно будет рассчитать самостоятельно.
Главная функция резистора – это контроль и ограничение действия тока. Ко всему прочему, эту деталь порой применяют для того чтобы поделить напряжение в сети.
Если говорить о принципе работы, то все сводится к математическому представлению. В этом случае любая деталь в цепи, через которую проходит сила тока будет зависеть от сформировавшегося в ней напряжения. Эта зависимости может быть описана с помощью закона Ома, а деталь рассматривают в качестве резистора.
В стандартной ситуации на резисторе будет рассеиваться тепло. Специалисты утверждают, что в электрических схемах необходимо будет использовать этот элемент для того чтобы рассеять нужную мощность. Помимо прочего необходимо будет предусмотреть, чтобы повышение температуры резистора не мешало работе деталей, расположенных от него по соседству. Основываясь на математической теории можно выполнить расчет напряжения, его сопротивление и показатель электрического тока.
На всех электрических схемах резистор обозначают так, как показано на рисунке
Следует также отметить, что мощность резисторов, носящую номинальный характер обычно указывают в таблице комплектующих. Но в большинстве своем используют стандартную мощность в 0, 25 или 0,125 Ватт. Если для создания схемы необходимо использовать резистор большей мощности, то его указывают в предварительном списке.
Интересный факт. В большинстве своем все резисторы имеют в своем составе серебро. А вот определенные варианты собирают при использовании золота, платины, палладия, тантала и рутения.
Как определить мощность?
Для определения мощностного показателя предварительно необходимо научиться расшифровывать резистор. Специально для облегчения работы была придумана специальная маркировка. Все они имеют различное цветовое обозначение.
Так, на маркировке указывают четыре основных цвета:
Ряды резисторов указаны в таблице
Номинальное обозначение резистора по полоскам можно определить по табличным данным и справочным материалам.
Расчет
Чтобы выполнить расчет делителя напряжения на резисторе следует использовать математическую формулу №1.
Фактически формула основана на законе Ома, где:
Uin и Uout – напряжение на входе и выходе;
R1 R2 –это сопротивление, проходящее через резистор.
Для расчета падения напряжения на резисторе используют следующую математическую формулу:
Где U1– это падение напряжения на резисторе;
I – сила электрического тока, которая проходит через него;
R – cопротивление детали.
Как рассчитать сопротивление?
В таблице указано сопротивление резисторов
Сопротивления резисторов обозначается как R. При этом необходимо отметить, что сопротивление участка цепи с включенными в него тремя резисторами будет складываться из совокупности сопротивлений этих деталей.
Как проверить резистор?
Для того чтобы проверить деталь на работоспособность, необходимо ее попросту прозвонить. Для выполнения этой диагностической процедуры следует использовать мультиметр. Выбирают положение омметр. Данные полученные в конечном итоге можно будет сравнить с номинальным показателем сопротивления, которое предварительно указывают на корпусе элемента, а также на принципиальной схеме.
Соединение
На данный момент резисторы могут врезаться в сеть несколькими способами:
Параллельное соединение
При параллельном соединении резисторов их сопротивление будет величиной обратной номинальному.
Что же касается мощностного показателя, то его считывают на корпусе устройства.
Формула расчета параллельного соединения резисторов
Видео
Смотрите на видео что такое резистор и как он работает:
В том случае, если выполнить тот или иной расчет собственными силами невозможно, следует обратиться за помощью к справочным материалам и иным научным источникам.