Rezistory patria medzi najpoužívanejšie prvky v elektronike. Tento názov už dávno vybočuje z úzkeho rámca terminológie rádioamatérov. A pre každého, kto sa o elektroniku aspoň trochu zaujíma, by tento pojem nemal spôsobiť nedorozumenie.
Obsah
Čo je rezistor
Najjednoduchšia definícia je nasledovná: rezistor je prvok elektrického obvodu, ktorý odoláva prúdu, ktorý ním preteká. Názov prvku pochádza z latinského slova "resisto" - "odolávam", rádioamatéri často nazývajú túto časť tak - odpor.
Zvážte, čo sú odpory, na čo sú odpory. Odpovede na tieto otázky naznačujú oboznámenie sa s fyzikálnym významom základných pojmov elektrotechniky.
Na vysvetlenie princípu činnosti rezistora môžete použiť analógiu s vodným potrubím.Ak sa akýmkoľvek spôsobom bráni prietoku vody v potrubí (napríklad zmenšením jeho priemeru), vnútorný tlak sa zvýši. Odstránením zábrany znížime tlak. V elektrotechnike tento tlak zodpovedá napätiu - sťažením toku elektrického prúdu zvyšujeme napätie v obvode, znižujeme odpor a znižujeme napätie.
Zmenou priemeru potrubia môžete zmeniť rýchlosť prúdenia vody, v elektrických obvodoch zmenou odporu môžete upraviť silu prúdu. Hodnota odporu je nepriamo úmerná vodivosti prvku.
Vlastnosti odporových prvkov možno využiť na tieto účely:
- prevod prúdu na napätie a naopak;
- obmedzenie pretekajúceho prúdu na získanie jeho špecifikovanej hodnoty;
- vytvorenie rozdeľovačov napätia (napríklad v meracích prístrojoch);
- riešenie iných špeciálnych problémov (napríklad zníženie rádiového rušenia).
Na vysvetlenie toho, čo je odpor a prečo je potrebný, môžete použiť nasledujúci príklad. Žiarenie známej LED sa vyskytuje pri nízkej intenzite prúdu, ale jej vlastný odpor je taký malý, že ak je LED umiestnená priamo v obvode, potom aj pri napätí 5 V prúd, ktorý ňou preteká, prekročí povolené parametre. časti. Z takéhoto zaťaženia LED okamžite zlyhá. Preto je v obvode zahrnutý odpor, ktorého účelom je v tomto prípade obmedziť prúd na danú hodnotu.
Všetky odporové prvky sú pasívne komponenty elektrických obvodov, na rozdiel od aktívnych nedávajú systému energiu, ale ju iba spotrebúvajú.
Po zistení, čo sú odpory, je potrebné zvážiť ich typy, označenie a označenie.
Typy rezistorov
Typy rezistorov možno rozdeliť do nasledujúcich kategórií:
- Neregulované (trvalé) - drôt, kompozit, film, uhlík atď.
- Nastaviteľné (premenné a trimre). Trimre odpory sú určené na ladenie elektrických obvodov. Na nastavenie úrovní signálu sa používajú prvky s premenlivým odporom (potenciometre).
Samostatnú skupinu predstavujú polovodičové odporové prvky (termistory, fotorezistory, varistory atď.)
Charakteristiky rezistorov sú určené ich účelom a sú nastavené pri výrobe. Medzi kľúčové parametre:
- Menovitá odolnosť. Toto je hlavná charakteristika prvku, meraná v ohmoch (Ohm, kOhm, MΩ).
- Prípustná odchýlka v percentách zo špecifikovaného menovitého odporu. Znamená možné rozšírenie indikátora, určené výrobnou technológiou.
- Stratový výkon je maximálny výkon, ktorý môže rezistor rozptýliť pri dlhodobom zaťažení.
- Teplotný koeficient odporu je hodnota ukazujúca relatívnu zmenu odporu rezistora pri zmene teploty o 1 °C.
- Obmedzte prevádzkové napätie (elektrickú pevnosť). Toto je maximálne napätie, pri ktorom si diel zachová deklarované parametre.
- Šumová charakteristika - stupeň skreslenia vneseného rezistorom do signálu.
- Odolnosť proti vlhkosti a tepelná odolnosť - maximálne hodnoty vlhkosti a teploty, ktorých prekročenie môže viesť k poruche dielu.
- Napäťový faktor. Hodnota, ktorá zohľadňuje závislosť odporu od použitého napätia.
Použitie odporov v mikrovlnnej oblasti dáva dôležitosť dodatočným charakteristikám: parazitná kapacita a indukčnosť.
Polovodičové odpory
Ide o polovodičové súčiastky s dvoma vývodmi, ktoré majú závislosť elektrického odporu od parametrov prostredia - teploty, osvetlenia, napätia atď. Na výrobu takýchto dielov sa používajú polovodičové materiály dopované nečistotami, ktorých typ určuje závislosť vodivosti od vonkajších vplyvov.
Existujú nasledujúce typy polovodičových odporových prvkov:
- Linkový odpor. Tento prvok vyrobený z ľahko legovaného materiálu má nízku závislosť odolnosti od vonkajších vplyvov v širokom rozsahu napätí a prúdov, najčastejšie sa používa pri výrobe integrovaných obvodov.
- Varistor je prvok, ktorého odpor závisí od sily elektrického poľa. Táto vlastnosť varistora určuje rozsah jeho použitia: stabilizovať a regulovať elektrické parametre zariadení, chrániť pred prepätím a na iné účely.
- Termistor. Tento druh nelineárnych odporových prvkov má schopnosť meniť svoj odpor v závislosti od teploty. Existujú dva typy termistorov: termistor, ktorého odpor klesá s teplotou, a termistor, ktorého odpor sa zvyšuje s teplotou. Termistory sa používajú tam, kde je dôležitá stála kontrola nad teplotným procesom.
- Fotorezistor. Odpor tohto zariadenia sa mení pod vplyvom svetelného toku a nezávisí od použitého napätia.Pri výrobe sa používa olovo a kadmium, v mnohých krajinách to bol dôvod na odmietnutie používania týchto dielov z ekologických dôvodov. Dnes sú fotorezistory menej žiadané ako fotodiódy a fototranzistory používané v podobných uzloch.
- Tenzomer. Tento prvok je navrhnutý tak, že je schopný meniť svoj odpor v závislosti od vonkajšieho mechanického pôsobenia (deformácie). Používa sa v jednotkách, ktoré premieňajú mechanické pôsobenie na elektrické signály.
Takéto polovodičové prvky, ako sú lineárne odpory a varistory, sa vyznačujú slabým stupňom závislosti od vonkajších faktorov. U tenzometrov, termistorov a fotorezistorov je závislosť charakteristík od nárazu silná.
Polovodičové odpory na diagrame sú označené intuitívnymi symbolmi.
Rezistor v obvode
Na ruských obvodoch sú prvky s konštantným odporom zvyčajne označené ako biely obdĺžnik, niekedy s písmenom R nad ním. Na zahraničných obvodoch nájdete označenie rezistora vo forme „cik-cak“ ikony s podobným písmenom R navrchu. Ak je niektorý parameter dielu dôležitý pre prevádzku zariadenia, je obvyklé uviesť ho na diagrame.
Výkon môže byť označený pruhmi na obdĺžniku:
- 2 W - 2 zvislé čiary;
- 1 W - 1 vertikálna čiara;
- 0,5 W - 1 pozdĺžna čiara;
- 0,25 W - jedna šikmá čiara;
- 0,125 W - dve šikmé čiary.
Na diagrame je prípustné uvádzať výkon rímskymi číslicami.
Označenie premenných rezistorov sa vyznačuje prítomnosťou ďalšej čiary so šípkou nad obdĺžnikom, ktorá symbolizuje možnosť nastavenia, čísla môžu označovať číslovanie kolíkov.
Polovodičové odpory sú označené rovnakým bielym obdĺžnikom, ale prečiarknuté šikmou čiarou (okrem fotorezistorov) s písmenom označujúcim typ ovládania (U - pre varistor, P - pre tenzometer, t - pre termistor ). Fotorezistor je označený obdĺžnikom v kruhu, ku ktorému smerujú dve šípky symbolizujúce svetlo.
Parametre rezistora nezávisia od frekvencie pretekajúceho prúdu, čo znamená, že tento prvok funguje rovnako v jednosmerných aj striedavých obvodoch (nízke aj vysoké frekvencie). Výnimkou sú drôtové odpory, ktoré sú zo svojej podstaty indukčné a môžu stratiť energiu v dôsledku žiarenia pri vysokých a mikrovlnných frekvenciách.
V závislosti od požiadaviek na vlastnosti elektrického obvodu je možné rezistory zapájať paralelne aj sériovo. Vzorce na výpočet celkového odporu pre rôzne zapojenia obvodu sú výrazne odlišné. Pri sériovom zapojení sa celkový odpor rovná jednoduchému súčtu hodnôt prvkov zahrnutých v obvode: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.
Pri paralelnom pripojení je na výpočet celkového odporu potrebné pripočítať prevrátené hodnoty prvkov. To bude mať za následok hodnotu, ktorá je tiež opakom konečnej hodnoty: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.
Celkový odpor paralelne zapojených odporov bude menší ako najmenší z nich.
Denominácie
Pre odporové prvky existujú štandardné hodnoty odporu, ktoré sa nazývajú "nominálny rozsah odporu". Prístup k vytvoreniu tejto série je založený na nasledujúcej úvahe: krok medzi hodnotami by mal pokrývať prípustnú odchýlku (chybu). Príklad - ak je hodnota prvku 100 ohmov a tolerancia je 10%, ďalšia hodnota v rade bude 120 ohmov.Takýto krok umožňuje vyhnúť sa zbytočným hodnotám, pretože susedné nominálne hodnoty spolu s rozšírením chýb prakticky pokrývajú celý rozsah hodnôt medzi nimi.
Vyrábané odpory sú kombinované do sérií, ktoré sa líšia toleranciami. Každá séria má svoj vlastný nominálny rad.
Rozdiely medzi sériami:
- E 6 - tolerancia 20 %;
- E 12 - tolerancia 10 %;
- E 24 - tolerancia 5 % (niekedy 2 %);
- E 48 - tolerancia 2%;
- E 96 - tolerancia 1%;
- E 192 - tolerancia 0,5 % (niekedy 0,25 %, 0,1 % a nižšia).
Najpoužívanejšia séria E 24 obsahuje 24 hodnôt odporu.
Označovanie
Veľkosť odporového prvku priamo súvisí s jeho rozptylovým výkonom, čím je vyšší, tým väčšie sú rozmery dielu. Ak je ľahké uviesť akúkoľvek číselnú hodnotu na diagramoch, potom môže byť označovanie produktov ťažké. Trend miniaturizácie vo výrobe elektroniky vedie k potrebe stále menších súčiastok, čo zvyšuje zložitosť zápisu informácií na obal a ich čítania.
Na uľahčenie identifikácie rezistorov v ruskom priemysle sa používa alfanumerické označenie. Odpor je označený takto: čísla označujú nominálnu hodnotu a písmeno je umiestnené buď za číslami (v prípade desatinných hodnôt) alebo pred nimi (pre stovky). Ak je hodnota menšia ako 999 ohmov, potom sa číslo použije bez písmena (alebo môžu stáť písmená R alebo E). Ak je hodnota uvedená v kOhm, potom sa za číslo umiestni písmeno K, písmeno M zodpovedá hodnote v MΩ.
Hodnoty amerických rezistorov sú označené tromi číslicami. Prvé dve z nich predpokladajú nominálnu hodnotu, tretia - počet núl (desiatok) pridaných k hodnote.
Pri robotickej výrobe elektronických súčiastok sa aplikované symboly často dostávajú na stranu dielu, ktorá smeruje k doske, čo znemožňuje čítanie informácií.
Farebné kódovanie
Aby informácie o parametroch dielu zostali čitateľné z ktorejkoľvek strany, používa sa farebné značenie, pričom farba je nanášaná v prstencových pruhoch. Každá farba má svoju vlastnú číselnú hodnotu. Pruhy na detailoch sú umiestnené bližšie k jednému zo záverov a čítajú sa od neho zľava doprava. Ak z dôvodu malej veľkosti dielu nie je možné posunúť farebné označenie na jeden záver, potom je prvý pásik vyrobený 2-krát širší ako zvyšok.
Prvky s povolenou chybou 20% sú označené tromi riadkami, pre chybu 5-10% sa používajú 4 riadky. Najpresnejšie odpory sú označené pomocou 5-6 riadkov, prvé 2 z nich zodpovedajú hodnote dielu. Ak sú 4 pruhy, potom tretí udáva desatinný násobiteľ pre prvé dva pruhy, štvrtý riadok znamená presnosť. Ak existuje 5 pásiem, potom tretie z nich je tretia nominálna hodnota, štvrtý je stupeň indikátora (počet núl) a piaty je presnosť. Šiesty riadok znamená teplotný koeficient odporu (TCR).
V prípade štvorprúžkového označenia sú zlaté alebo strieborné prúžky vždy na poslednom mieste.
Všetky znaky vyzerajú komplikovane, ale schopnosť rýchlo prečítať značky prichádza so skúsenosťami.
Podobné články:
