Электронные компоненты
Пассивные твердотельные |
Резистор · Переменный резистор · Подстроечный резистор · Варистор · Конденсатор · Индуктивность · Кварцевый резонатор · Предохранитель · Самовосстанавливающийся предохранитель · Трансформатор |
Активные твердотельные |
Диод · Светодиод · Фотодиод · Полупроводниковый лазер · Диод Шоттки · Стабилитрон · Стабистор · Варикап · Вариконд · Диодный мост · Лавинно-пролётный диод · Туннельный диод · Диод Ганна Транзистор · Биполярный транзистор · Полевой транзистор · КМОП-транзистор · Однопереходный транзистор · Фототранзистор · Составной транзистор Интегральная схема · Цифровая интегральная схема · Аналоговая интегральная схема Тиристор · Симистор · Динистор |
Пассивные вакуумные |
Бареттер |
Активные вакуумные и газоразрядные |
Электронная лампа · Электровакуумный диод · Триод · Тетрод · Пентод · Гексод · Гептод · Пентагрид · Октод · Нонод · Механотрон · Клистрон · Магнетрон · Амплитрон · Платинотрон · Электронно-лучевая трубка · Лампа бегущей волны |
Устройства отображения |
Электронно-лучевая трубка · ЖК монитор · Светодиод · Газоразрядный индикатор · Флажковый индикатор · Семисегментный индикатор |
Акустические устройства и датчики |
Микрофон · Динамик · Тензорезистор · Пьезокерамический излучатель |
Термоэлектрические устройства |
Термистор · Термопара · Элемент Пельтье |
Резисторы (раньше говорили "сопротивления") ≈ это наиболее многочисленные детали в радиоаппаратуре. Их используют для ограничения тока в цепях, для создания на отдельных участках схем необходимых падений напряжения, для фильтрации напряжения и тока, для регулирования громкости и тембра и еще во многих случаях.
Различают два вида резисторов: нерегулируемые (постоянные) и регулируемые (переменные и подстроечные). Особую группу составляют полупроводниковые резисторы:
варисторы ≈ резисторы, сопротивление которых сильно изменяется в зависимости от приложенного напряжения;
термисторы (или терморезисторы) ≈ резисторы с изменяющимся в зависимости от окружающей температуры сопротивлением;
фоторезисторы ≈ резисторы, которые меняют свое со противление под воздействием излучения.
Классификация резисторов приведена на рис.1, а их условные графические изображения ≈ на рис.2.
В
старой системе обозначений резисторов
первый элемент ≈ буквы ≈ обозначали:
"С" ≈ сопротивление постоянное;
"СП" - сопротивление переменное (подстроечное);
"СН " ≈ варистор (сопротивление нелинейное);
"СТ" ≈ терморезистор (сопротивление термозависимое).
Второй элемент ≈ цифра ≈ указывал вид материала резистивного элемента (с дополнительной конкретизацией): 1...4 ≈ непроволочные, 5 ≈ проволочные резисторы.
Третий элемент ≈ цифра ≈ порядковый номер разработки. Например С5-16 ≈ резистор постоянный проволочный, 16-ая разработка.
В новой системе обозначений, введенной с 1980 г., первый элемент ≈ буквы ≈ обозначает:
"Р" ≈ резистор постоянный;
"РП" ≈ резистор переменный;
"ВР" ≈ варистор постоянный;
"ВРП" ≈ варистор переменный;
"ТР" - терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС);
"ТРП" ≈ терморезистор с положительным ТКС.
Второй элемент ≈ цифра ≈ указывает вид резистивного элемента: 1 ≈ непроволочные, 2 ≈ проволочные или металлофольговые резисторы.
Третий элемент ≈ цифры ≈ обозначает порядковый номер разработки. Например Р1-26 ≈ постоянный непроволочный резистор, 26-ая разработка.
Основные характеристики резистора: номинальное сопротивление, отклонение действительного сопротивления от номинального и допустимая мощность рассеяния.
Сопротивление резистора на принципиальных схемах обозначается: от 1 до 999 Ом ≈ целыми числами без указания величины;от 1 до 999 кОм ≈ числами с добавлением строчной буквы "к";от 1 и более МОм ≈ числами с добавлением прописной буквы "М".
Например 120 ≈ означает 120 ом, Юк ≈ 10 килоом, 1,2 М ≈ 1,2 мегаома и т.д.
На самих резисторах маркировка номинального сопротивления имеет различный вид.
Резисторы от 1 до 999 Ом могут иметь только цифровую маркировку: 62 ≈ 62 Ом, 430 ≈ 430 Ом, а иногда - (обычно для резисторов с малыми сопротивлениями) используются буквы "Е" и "R". 12E ≈ 12 Ом, 27R ≈ 27 Ом. Эти буквы могут использоваться в качестве запятой для указания дробных значений сопротивлений: 8R2 ≈ 8,2 Ом, 9Е1 ≈ 9,1 Ом.
Резисторы от 1 до 99 килоом имеют маркировку номинала с буквой "к", которая также может использоваться вместо запятой: 1к ≈ 1 килоом, 4к7 ≈ 4,7 кОм.
Резисторы от 100 до 999 килоом маркируются как цифрами с буквой "к", так и с буквой "М" перед числом, т.е. 200 к ≈ 200 килоом, М390 ≈ 390 килоом.
Мегаомные резисторы маркируются числом с буквой "М": 1М ≈ 1 мегаом, 2М4 ≈ 2,4 мегаом.
Для обозначения отклонения действительного сопротивления резистора от величины, указанной на нем, используется три системы.
1. По классам точности. Отклонение величины сопротивления +5% обозначается цифрой " I " (первый класс точности), +10% ≈ цифрой " II " (второй класс), которые проставляются после величины сопротивления. У резисторов, не имеющих таких цифр, отклонение составляет +20%.
Например 6к21 ≈ 6,2 килоома с допуском +5%, 390 II ≈ 390 Ом с допуском +10%, 47 ≈ 47 Ом с допуском +20%
2. Буквенным кодом. Отклонение величины сопротивления указывается на резисторе после обозначения номинального сопротивления русскими (старая система) или латинскими (новая система) буквами в соответствии с табл.1.
Табл.1
Допуск, % |
Код (рус. буква) |
Код - ( лат буква ). |
+ 0,1 |
Ж |
В |
+ 0,25 |
У |
С |
+ 0,5 |
Д |
D |
+1 |
Р |
F |
+2 |
Л |
G |
+5 |
И |
J |
+10 |
С |
К |
+20 |
В |
М |
Например 4кЗИ ≈ резистор сопротивлением 4,3 килоома с допуском +5%, 11kF ≈ резистор сопротивлением 11 килоом с допуском +1%
3. Цветовым кодом. Для обозначения номинального сопротивления и его допустимого отклонения на резистор наносятся в определенном порядке цветные кольца (пояски) или точки.
Номинальное сопротивление выражается в омах двумя или тремя цифрами с множителем 10п, где п ≈ целое число в пределах -2...+9. Маркировочные знаки сдвинуты к одному из торцов резистора и ближайший к торцу знак считается первым. Если длина резистора не позволяет сдвинуть маркировку к одному из торцов, то первый знак (поясок, точка) делается примерно в два раза тире, остальных. Расположение знаков на резисторе показано на рис.3. Цвет маркировочных знаков приведен в табл.2.
Табл.2
Цвет знака |
Номинал сопротивления, Ом |
Допустимое отклонение, % |
|||
1 цифра |
2 цифра |
3 цифра |
Множитель |
||
Серебристый |
- |
- |
- |
10-2 |
+10 |
Золотистый |
- |
- |
- |
10-1 |
+5 |
Черный |
- |
0 |
- |
1 |
- |
Коричневый |
1 |
1 |
1 |
10 |
+1 |
Красный |
2 |
2 |
2 |
102 |
+2 |
Оранжевый |
3 |
3 |
3 |
103 |
- |
Желтый |
4 |
4 |
4 |
104 |
- |
Зеленый |
5 |
5 |
5 |
105 |
+0,5 |
Голубой |
6 |
6 |
6 |
106 |
+0,25 |
Фиолетовый |
7 |
7 |
7 |
107 |
+0,1 |
Серый |
8 |
8 |
8 |
108 |
+0,05 |
Белый |
9 |
9 |
9 |
109 |
- |
Допустимая мощность рассеяния ≈ это та мощность протекающего через резистор тока, которую он может длительное время выдерживать и рассеивать в виде тепла без ущерба для своей работы. По существу, это характеристика электрической прочности резистора.
Допустимая мощность постоянных резисторов указывается на схемах внутри условных графических обозначений, как показано на рис.4. Внешний вид наиболее распространенных резисторов типа МЛТ приведен на рис.5.
|
|
Регулируемые (или переменные) резисторы (рис.6) имеют изменяющуюся от нуля до номинала величину.
Разновидностью переменных резисторов являются подстроечные. В них изменение сопротивления производится с помощью отвертки при регулировке радиоаппаратуры и в дальнейшем не меняется.
Для регулируемых резисторов существует еще один параметр ≈ зависимость сопротивления между начальным выводом и движком от угла поворота (Ос) движка, которая показана на рис.7.
Различаются переменные резисторы
группы А (линейная зависимость),
группы Б (логарифмическая)
группы В (показательная или обратнологарифмическая зависимость).
Допустимая мощность переменных резисторов на схеме не обозначается, а в описании обычно указывается их тип.
При работе резисторов в электрических цепях переменного тока высокой частоты необходимо учитывать наличие у них собственных емкости (Сс) и индуктивности (Lc), вызывающих паразитные резонансы. Граничная частота (fгp), до которой может работать непроволочный резистор, зависит в основном от сопротивления R и величины Сс, поскольку Lc у таких резисторов весьма мала.
Собственные емкости большинства непроволочных резисторов широкого применения (ВС, МЛТ, С2-6, С2-13 и т.д.) составляют 0,1...1 пФ. У проволочных резисторовСс и Lc значительно больше, поэтому их frp на два-три порядка ниже.
Если при конструировании устройства отсутствует резистор с необходимым сопротивлением, но есть резисторы других номиналов, то соединяя их последовательно или параллельно (рис.8), можно получить требуемое сопротивление.
При последовательном соединении резисторов их общее сопротивление (Rnc) увеличивается и определяется по формуле:
При параллельном соединении резисторов их общее сопротивление (Rnap) уменьшается и всегда меньше сопротивления каждого отдельно взятого резистора и определяется по формуле:
Для двух соединяемых параллельно резисторов формула (2) приобретает вид:
Например для резисторов 1 кОм и 10 кОм:
Rпс=10+1=11(кОм);
[3] Иное название этого понятия — «Сопротивление»;.
Шесть резисторов разных номиналов и точности, промаркированные с помощью цветовой схемы
Рези́стор
(англ.
resistor,
от лат. resisto —
сопротивляюсь), — пассивный элемент
электрической цепи, в идеале характеризуемый
только сопротивлением электрическому
току, то есть для идеального резистора
в любой момент времени должен выполняться
закон
Ома:
мгновенное значение напряжения
на резисторе пропорционально току
проходящему через него
.
На практике же резисторы в той или иной
степени обладают также паразитной
ёмкостью,
паразитной индуктивностью и нелинейностью
вольт-амперной
характеристики.
|
|
Обозначение резисторов на схемах
а) обозначение, принятое в России и в Европе б) принятое в США
В России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующим образом:
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 |
Цепи, состоящие из резисторов
При последовательном соединении резисторов их сопротивления складываются
Доказательство:
Так как общая разность потенциалов равна сумме её составляющих:
А из закона Ома
падение напряжения
на
каждом сопротивлении
равно:
при этом из закона
сохранения заряда, через все резисторы
идёт одинаковый ток
,
поэтому подставляя в формулу для суммы
напряжений закон Ома, записываем:
Делим всё на ток и получаем:
При параллельном
соединении резисторов складываются
величины, обратные пропорциональные
сопротивлению (то есть общая проводимость
складывается
из проводимостей каждого резистора
)
Если цепь можно разбить на вложенные подблоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого подблока, потом заменяют каждый подблок его эквивалентным сопротивлением, таким образом находя общее(искомое) сопротивление.
Доказательство:
Так как заряд при
разветвлении тока сохраняется, то:
Из закона Ома ток
через
каждый резистор равен:
,
но разность потенциалов на всех резисторах
будет одинакова, поэтому перепишем
уравнение суммы токов:
Делим всё на U
и получаем общую проводимость
,
и общее сопротивление
Пример
Схема состоит из
двух параллельно включённых блоков,
один из них состоит из последовательно
включённых резисторов
и
,
общим сопротивлением
,
другой из резистора
,
общая проводимость будет равна
,
то есть общее сопротивление
.
Для расчёта таких цепей из резисторов, которые нельзя разбить на блоки последовательно или параллельно соединённые между собой, применяют правила Кирхгофа. Иногда для упрощения расчётов бывает полезно использовать преобразование треугольник-звезда и применять принципы симметрии.
Классификация резисторов
Три резистора разных номиналов для поверхностного монтажа (SMD) припаянные на печатную плату
Резисторы являются элементами электронной аппаратуры и могут применяться как дискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем. Дискретные резисторы классифицируются по назначению, виду ВАХ, характеру изменения сопротивления, технологии изготовления. [1]
По назначению:
резисторы общего назначения
резисторы специального назначения
высокоомные (сопротивления от десятка МОм до единиц ТОм, рабочие напряжения 100..400 В)
высоковольтные (рабочее напряжения - десятки кВ)
высокочастотные (имеют малые собственные индуктивности и ёмкости, рабочие частоты до сотен МГц)
прецизионные и сверхпрецизионные (повышенная точность, допуск 0,001 - 1%)
По виду вольт-амперной характеристики:
линейные резисторы
нелинейные резисторы
варисторы
терморезисторы — сопротивление зависит от температуры
фоторезисторы — сопротивление зависит от освещённости
тензорезисторы — сопротивление зависит от деформации резистора
магниторезисторы — сопротивление зависит от величины магнитного поля
По характеру изменения сопротивления:
постоянные резисторы
переменные регулировочные резисторы
переменные подстроечные резисторы
По технологии изготовления:
Проволочные резисторы. Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы иногда изготавливают из микропровода.
Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. Иногда, для повышения сопротивления, в плёнке прорезается винтовая канавка. Это наиболее распространённый тип резисторов.
Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлическая лента.
Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.
Интегральный резистор. Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов невозможно или не технологично.