Ce este o rezistență și pentru ce este?

Rezistoarele sunt printre cele mai utilizate elemente în electronică. Acest nume a ieșit de mult timp din cadrul restrâns al terminologiei radioamatorilor. Și pentru oricine este cel puțin puțin interesat de electronică, termenul nu ar trebui să provoace neînțelegeri.

 

Ce este un rezistor

Cea mai simplă definiție este următoarea: un rezistor este un element al unui circuit electric care rezistă curentului care trece prin el. Numele elementului provine de la cuvântul latin „resisto” - „rezist”, radioamatorii numesc adesea această parte astfel - rezistență.

Luați în considerare ce sunt rezistențele, pentru ce sunt rezistențele. Răspunsurile la aceste întrebări implică familiarizarea cu semnificația fizică a conceptelor de bază ale ingineriei electrice.

Pentru a explica principiul de funcționare al rezistorului, puteți utiliza analogia cu conductele de apă.Dacă în vreun fel fluxul de apă în conductă este împiedicat (de exemplu, prin reducerea diametrului acesteia), presiunea internă va crește. Îndepărtând bariera, reducem presiunea. În inginerie electrică, această presiune corespunde tensiunii - prin îngreunarea fluxului de curent electric, creștem tensiunea în circuit, reducând rezistența și coborâm tensiunea.

Prin modificarea diametrului conductei se poate modifica viteza de curgere a apei, in circuitele electrice, prin modificarea rezistentei, se poate regla puterea curentului. Valoarea rezistenței este invers proporțională cu conductivitatea elementului.

Proprietățile elementelor rezistive pot fi utilizate în următoarele scopuri:

• conversia curentului în tensiune și invers;
• limitarea curentului care curge pentru a obține valoarea specificată a acestuia;
• crearea divizoarelor de tensiune (de exemplu, în instrumentele de măsură);
• rezolvarea altor probleme speciale (de exemplu, reducerea interferențelor radio).

Pentru a explica ce este un rezistor și de ce este necesar, puteți folosi următorul exemplu. Strălucirea LED-ului familiar apare la o putere scăzută a curentului, dar propria sa rezistență este atât de mică încât, dacă LED-ul este plasat direct în circuit, atunci chiar și la o tensiune de 5 V, curentul care trece prin acesta va depăși parametrii admiși. a piesei. De la o astfel de încărcare, LED-ul se va eșua imediat. Prin urmare, în circuit este inclus un rezistor, al cărui scop în acest caz este limitarea curentului la o valoare dată.

Toate elementele rezistive sunt componente pasive ale circuitelor electrice, spre deosebire de cele active, ele nu dau energie sistemului, ci doar o consumă.

După ce ați dat seama ce sunt rezistențele, este necesar să luați în considerare tipurile, denumirea și marcarea acestora.

Tipuri de rezistențe

Tipurile de rezistențe pot fi împărțite în următoarele categorii:

1. Nereglementat (permanent) - sârmă, compozit, film, carbon etc.
2. Ajustabil (variabile și trimmere). Rezistoarele trimmer sunt proiectate pentru a regla circuitele electrice. Elementele cu rezistență variabilă (potențiometre) sunt utilizate pentru reglarea nivelurilor de semnal.

Un grup separat este reprezentat de elemente rezistive semiconductoare (termistoare, fotorezistoare, varistoare etc.)

Caracteristicile rezistențelor sunt determinate de scopul lor și sunt stabilite în timpul producției. Printre parametrii cheie:

1. Rezistenta nominala. Aceasta este caracteristica principală a elementului, măsurată în ohmi (Ohm, kOhm, MΩ).
2. Abaterea admisibilă ca procent din rezistența nominală specificată. Înseamnă posibila răspândire a indicatorului, determinată de tehnologia de fabricație.
3. Puterea disipată este puterea maximă pe care o poate disipa un rezistor sub sarcină pe termen lung.
4. Coeficientul de temperatură al rezistenței este o valoare care arată modificarea relativă a rezistenței unui rezistor cu o schimbare de temperatură de 1 ° C.
5. Limita tensiunii de funcționare (rezistență electrică). Aceasta este tensiunea maximă la care piesa reține parametrii declarați.
6. Caracteristica zgomotului - gradul de distorsiune introdus de rezistor în semnal.
7. Rezistență la umiditate și rezistență la căldură - valorile maxime ale umidității și temperaturii, al căror exces poate duce la defectarea piesei.
8. Factorul de tensiune. O valoare care ține cont de dependența rezistenței de tensiunea aplicată.

Utilizarea rezistențelor în regiunea microundelor acordă importanță unor caracteristici suplimentare: capacitatea și inductanța parazită.

Rezistoare semiconductoare

Acestea sunt dispozitive semiconductoare cu două fire, care au o dependență de rezistență electrică de parametrii mediului - temperatură, iluminare, tensiune etc. Pentru fabricarea unor astfel de piese se folosesc materiale semiconductoare dopate cu impurități, al căror tip determină dependența conductivității de influențele externe.

Există următoarele tipuri de elemente rezistive semiconductoare:

1. Rezistor de linie. Realizat dintr-un material ușor aliat, acest element are o dependență scăzută a rezistenței de influențele externe într-o gamă largă de tensiuni și curenți; este cel mai adesea utilizat în producția de circuite integrate.
2. Un varistor este un element a cărui rezistență depinde de intensitatea câmpului electric. Această proprietate a varistorului determină domeniul de aplicare al acestuia: pentru a stabiliza și regla parametrii electrici ai dispozitivelor, pentru a proteja împotriva supratensiunii și în alte scopuri.
3. Termistor. Acest tip de elemente rezistive neliniare are capacitatea de a-și schimba rezistența în funcție de temperatură. Există două tipuri de termistori: termistorul, a cărui rezistență scade odată cu temperatura, și termistorul, a cărui rezistență crește odată cu temperatura. Termistorii sunt utilizați acolo unde controlul constant asupra procesului de temperatură este important.
4. Fotorezistor. Rezistența acestui dispozitiv se modifică sub influența unui flux luminos și nu depinde de tensiunea aplicată.La fabricație sunt folosite plumbul și cadmiul, în mai multe țări acesta a fost motivul pentru care a refuzat utilizarea acestor piese din motive de mediu. Astăzi, fotorezistoarele sunt inferioare ca cerere față de fotodiodele și fototranzistoarele utilizate în noduri similare.
5. Tensometru. Acest element este proiectat în așa fel încât să își poată modifica rezistența în funcție de acțiunea mecanică exterioară (deformare). Este utilizat în unitățile care convertesc acțiunea mecanică în semnale electrice.

Elementele semiconductoare precum rezistențele liniare și varistoarele se caracterizează printr-un grad slab de dependență de factorii externi. Pentru tensometre, termistoare și fotorezistoare, dependența caracteristicilor de impact este puternică.

Rezistoarele semiconductoare de pe diagramă sunt indicate prin simboluri intuitive.

Rezistorul din circuit

Pe circuitele rusești, elementele cu rezistență constantă sunt de obicei notate drept dreptunghi alb, uneori cu litera R deasupra. Pe circuitele străine, puteți găsi denumirea unui rezistor sub forma unei pictograme „zig-zag” cu o literă similară R deasupra. Dacă vreun parametru al piesei este important pentru funcționarea dispozitivului, se obișnuiește să îl indice pe diagramă.

Puterea poate fi indicată prin dungi pe un dreptunghi:

• 2 W - 2 linii verticale;
• 1 W - 1 linie verticală;
• 0,5 W - 1 linie longitudinală;
• 0,25 W - o linie oblică;
• 0,125 W - două linii oblice.

Este permisă indicarea puterii pe diagramă cu cifre romane.

Desemnarea rezistențelor variabile se distinge prin prezența unei linii suplimentare cu o săgeată deasupra dreptunghiului, simbolizând posibilitatea de reglare, numerele pot indica numerotarea pinii.

Rezistoarele semiconductoare sunt indicate de același dreptunghi alb, dar tăiate cu o linie oblică (cu excepția fotorezistoarelor) cu o literă care indică tipul de acțiune de control (U - pentru un varistor, P - pentru un tensiometru, t - pentru un termistor ). Fotorezistorul este indicat printr-un dreptunghi într-un cerc, spre care indică două săgeți, simbolizând lumina.

Parametrii rezistenței nu depind de frecvența curentului care curge, ceea ce înseamnă că acest element funcționează în mod egal în circuitele DC și AC (atât frecvențe joase, cât și înalte). O excepție o reprezintă rezistențele bobinate, care sunt în mod inerent inductive și pot pierde energie din cauza radiațiilor la frecvențe înalte și de microunde.

În funcție de cerințele pentru proprietățile circuitului electric, rezistențele pot fi conectate în paralel și în serie. Formulele pentru calcularea rezistenței totale pentru diferitele conexiuni ale circuitelor sunt semnificativ diferite. Când este conectată în serie, rezistența totală este egală cu suma simplă a valorilor elementelor incluse în circuit: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.

Când sunt conectate în paralel, pentru a calcula rezistența totală, este necesar să adăugați reciprocele valorilor elementelor. Aceasta va avea ca rezultat o valoare care este și opusă celei finale: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.

Rezistența totală a rezistențelor conectate în paralel va fi mai mică decât cea mai mică dintre ele.

Denominații

Există valori standard de rezistență pentru elementele rezistive, numite „gamă de rezistență nominală”. Abordarea creării acestei serii se bazează pe următorul considerent: pasul dintre valori ar trebui să acopere abaterea admisă (eroarea). Exemplu - dacă valoarea elementului este de 100 ohmi, iar toleranța este de 10%, atunci următoarea valoare din serie va fi de 120 ohmi.Un astfel de pas permite evitarea valorilor inutile, deoarece valorile învecinate, împreună cu răspândirea erorii, acoperă practic întreaga gamă de valori dintre ele.

Rezistoarele produse sunt combinate în serii care diferă în toleranțe. Fiecare serie are propria sa serie nominală.

Diferențele între serii:

• E 6 - toleranta 20%;
• E 12 - toleranta 10%;
• E 24 - toleranta 5% (uneori 2%);
• E 48 - toleranta 2%;
• E 96 - toleranta 1%;
• E 192 - toleranță 0,5% (uneori 0,25%, 0,1% și mai mică).

Cea mai utilizată serie E 24 include 24 de valori de rezistență.

Marcare

Dimensiunea elementului rezistiv este direct legată de puterea sa de disipare, cu cât este mai mare, cu atât dimensiunile piesei sunt mai mari. Dacă este ușor să indicați orice valoare numerică pe diagrame, atunci marcarea produselor poate fi dificilă. Tendința de miniaturizare în producția de electronice determină nevoia de componente din ce în ce mai mici, ceea ce crește complexitatea atât a scrierii informațiilor pe pachet, cât și a citirii acestora.

Pentru a facilita identificarea rezistențelor în industria rusă, se utilizează marcajul alfanumeric. Rezistența este indicată astfel: cifrele indică valoarea nominală, iar litera este plasată fie în spatele numerelor (în cazul valorilor zecimale), fie în fața acestora (pentru sute). Dacă valoarea este mai mică de 999 ohmi, atunci numărul este aplicat fără literă (sau literele R sau E pot sta în picioare). Dacă valoarea este indicată în kOhm, atunci litera K este pusă în spatele numărului, litera M corespunde valorii în MΩ.

Evaluările rezistențelor americane sunt indicate cu trei cifre. Primele două dintre ele își asumă denumirea, a treia - numărul de zerouri (zeci) adăugate la valoare.

În producția robotizată a componentelor electronice, simbolurile aplicate ajung adesea pe partea părții care este orientată spre placă, ceea ce face imposibilă citirea informațiilor.

Cod de culoare

Pentru a se asigura că informațiile despre parametrii piesei rămân lizibile din orice parte, se utilizează marcajul colorat, în timp ce vopseaua este aplicată în dungi inelare. Fiecare culoare are propria sa valoare numerică. Dungile de pe detalii sunt plasate mai aproape de una dintre concluzii și se citesc de la stânga la dreapta din aceasta. Dacă, din cauza dimensiunii mici a piesei, este imposibil să mutați marcajul de culoare la o singură concluzie, atunci prima bandă este făcută de 2 ori mai lată decât restul.

Elementele cu o eroare admisă de 20% sunt indicate prin trei linii, pentru o eroare de 5-10% se folosesc 4 linii. Cele mai precise rezistențe sunt indicate folosind 5-6 linii, primele 2 dintre ele corespund valorii părții. Dacă există 4 benzi, atunci a treia indică multiplicatorul zecimal pentru primele două benzi, a patra linie înseamnă precizie. Dacă există 5 benzi, atunci a treia dintre ele este a treia denominație, a patra este gradul indicatorului (numărul de zerouri), iar a cincea este precizia. A șasea linie înseamnă coeficientul de temperatură al rezistenței (TCR).

În cazul unui marcaj cu patru benzi, dungile aurii sau argintii vin întotdeauna ultimele.

Toate semnele par complicate, dar capacitatea de a citi rapid marcajele vine cu experiența.

Articole similare: