Содержание
Резистор. Параметры резисторов.
Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках и пр. Применений очень много, всех и не перечесть.
Другое название резистора – сопротивление. По сути, это просто игра слов, так как в переводе с английского resistance – это сопротивление (электрическому току).
Когда речь заходит об электронике, то порой можно встретить фразы типа: «Замени сопротивление», «Два сопротивления сгорели». В зависимости от контекста под сопротивлением может подразумеваться именно электронная деталь.
На схемах резистор обозначается прямоугольником с двумя выводами. На зарубежных схемах его изображают чуть-чуть иначе. «Тело» резистора обозначают ломаной линией – своеобразная стилизация под первые образцы резисторов, конструкция которых представляла собой катушку, намотанную высокоомным проводом на изоляционном каркасе.
Рядом с условным обозначением указывается тип элемента (R) и его порядковый номер в схеме (R1). Здесь же указано его номинальное сопротивление. Если указана только цифра или число, то это сопротивление в Омах. Иногда, рядом с числом пишут Ω – так, греческой заглавной буквой «Омега» обозначают омы. Ну, а, если так, – 10к, то этот резистор имеет сопротивление 10 килоОм (10 кОм – 10 000 Ом). Про множители и приставки «кило», «мега» можете почитать здесь.
Не стоит забывать о переменных и подстроечных резисторах, которые всё реже, но ещё встречаются в современной электронике. Об их устройстве и параметрах я уже рассказывал на страницах сайта.
Основные параметры резисторов.
Номинальное сопротивление.
Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.
Рассеиваемая мощность.
Более подробно о мощности резистора я уже писал здесь.
При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.
На графическом обозначении резистора внутри прямоугольника мощность обозначается наклонной, вертикальной или горизонтальной чертой. На рисунке обозначено соответствие графического обозначения и мощности указанного на схеме резистора.
К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт. Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.
Если необходим резистор мощностью более 2 Вт (5 Вт и более), то внутри прямоугольника на условном графическом обозначении пишется римская цифра. Например, V – 5 Вт, Х – 10 Вт, XII – 12 Вт.
Допуск.
При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах.
Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение. Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.
Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.
Для тех, кто ещё не знает, существует ещё одна возможность подобрать необходимое сопротивление – его можно составить, соединив вместе несколько резисторов разных номиналов. Об этом читайте в статье про соединение резисторов.
Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.
Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25…0,05%.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). За рубежом принято сокращение T.C.R.
В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью. Более подробно о таком параметре, как ТКС, я рассказывал тут.
Первые три параметра основные, их надо знать!
Перечислим их ещё раз:
Номинальное сопротивление (маркируется как 100 Ом, 10кОм, 1МОм. ..)
Рассеиваемая мощность (измеряется в Ваттах: 1 Вт, 0,5 Вт, 5 Вт…)
Допуск (выражается в процентах: 5%, 10%, 0,1%, 20%).
Так же стоит отметить конструктивное исполнение резисторов. Сейчас можно встретить как микроминиатюрные резисторы для поверхностного монтажа (SMD-резисторы), которые не имеют выводов, так и мощные, в керамических корпусах. Существуют и невозгораемые, разрывные и прочее. Перечислять можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые: номинальное сопротивление, рассеиваемая мощность и допуск.
В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента. Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2…3 ватт. Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.
Новичкам в электронике хотелось бы рассказать и о том, что кроме резисторов, цветовыми полосами маркируют и миниатюрные конденсаторы в цилиндрических корпусах. Иногда это вызывает путаницу, так как такие конденсаторы ложно принимают за резисторы.
Таблица цветового кодирования.
Рассчитывается сопротивление по цветным полосам так. Например, три первых полосы – красные, последняя четвёртая золотистого цвета. Тогда сопротивление резистора 2,2 кОм = 2200 Ом.
Первые две цифры согласно красному цвету – 22, третья красная полоса, это множитель. Стало быть, по таблице множитель для красной полосы – 100. На множитель необходимо умножить число 22. Тогда, 22 * 100 = 2200 Ом. Золотистая полоса соответствует допуску в 5%. Значит, реальное сопротивление может быть в пределе от 2090 Ом (2,09 кОм) до 2310 Ом (2,31 кОм). Мощность рассеивания зависит от размеров и конструктивного исполнения корпуса.
На практике широкое распространение имеют резисторы с допуском 5 и 10%. Поэтому за допуск отвечают полосы золотого и серебристого цвета. Понятно, что в таком случае, первая полоса находится с противоположной стороны элемента. С неё и нужно начинать считывание номинала.
Но, как быть, если резистор имеет небольшой допуск, например 1 или 2% ? С какой стороны считывать номинал, если с обеих сторон присутствуют полосы красного и коричневого цветов?
Этот случай предусмотрели и первую полосу размещают ближе к одному из краёв резистора. Это можно заметить на рисунке таблицы. Полоски, обозначающие допуск расположены дальше от края элемента.
Конечно, бывают случаи, когда нет возможности считать цветовую маркировку резистора (забыли таблицу, стёрта/повреждена сама маркировка, некорректное нанесение полос и пр.).
В таком случае, узнать точное сопротивление резистора можно только, если измерить его сопротивление мультиметром или омметром. В таком случае вы будете 100% знать его реальную величину. Также при сборке электронных устройств рекомендуется проверять резисторы мультиметром для того, чтобы отсеить возможный брак.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Научись паять! Как подготовить паяльник к работе?
Что такое динистор?
Собираем «мультирозетку» для рабочего места.
обозначения, таблицы, возможности расшифровки резисторов
В начале XX века все сопротивления имели очень широкие производственные допуски, что было крайне неудобно и вызывало множество негативных последствий. В связи с этим необходимо было искать пути решения проблемы, так как электротехника развивалась семимильными шагами. Но лишь в 1952 году были приняты номиналы сопротивлений. И это позволило по-новому взглянуть на мир электроники, что дало новый толчок в её развитии.
- Общее понятие
- Обозначение на схемах
- Номинальный ряд
- Таблица номиналов
- Цветовая маркировка и кодовые значения
- SMD резисторы
Общее понятие
Резисторы выступают в роли пассивного элемента электроцепи, но используются практически в каждой из них. Обладая постоянным или переменным сопротивлением, они преобразовывают напряжение в силу тока или наоборот, поскольку, согласно закону Ома, эти величины напрямую связаны с сопротивлением.
Таким образом, основным параметром резисторов будет выступать электрическое сопротивление, которое принято измерять в Омах.
Обозначение на схемах
На схемах эти элементы могут обозначаться по-разному, в зависимости от страны и номинальной мощности рассеивания. Но в основу заложены простейшие формы, представленные на рисунке.
И если со странами всё понятно, то мощность рассеивания может вызвать вопросы. А это, не что иное, как мощность, которую сможет рассеять сопротивление без вреда для себя. Ведь во время протекания электричества через резистор образуется мощность, которая его нагревает. Если она выше допустимой величины, то последует его перегрев, что приведёт к выходу детали из строя.
Помимо стандартного обозначения, возможны некоторые вариации для более точного отображения номинала. Так, в прямоугольнике, схематически обозначающем сопротивление, могут находиться римские цифры или полоски:
- Три наклонные обозначают, что резистор 0,05 Вт;
- Две наклонные – 0,125 Вт;
- Одна наклонная полоса – 0,25 Вт;
- Одна горизонтальная полоска – 0,5 Вт;
- Римская 1 – 1 Вт;
- Римская цифра 2 – 2 Вт;
- Римская 5 – 5 Вт.
Номинальный ряд
Ненормированные допуски в широком поле обуславливали проблемы с подбором сопротивлений и последующей их заменой. И все эти неудобства вынудили прибегнуть к образованию номинального ряда, в результате чего были установлены общие для производства резисторов номинальные допуски.
Чтобы понять ценность образования такого ряда, можно в качестве примера взять сопротивление на 100 Ом, которое имеет номинальное отклонение в 10%. Например, в конкретном случае необходим резистор на 105 Ом. Но, учитывая десятипроцентное отклонение от ста Ом в обе стороны, несложно понять, что это же сопротивление подойдёт и для требуемых 105 Ом, а это исключает необходимость делать деталь для этого значения.
Однако рациональнее будет сделать резистор на 120 Ом, так как при номинальном отклонении в 10% он будет покрывать значения от 108 до 132 Ом.
И это куда более удобно, ведь те же 100 и 105 Ом будут входить в этот интервал. А помимо них, сюда смогут войти и множество других.
Таблица номиналов
Если следовать такой логике, то при номинальном отклонении сопротивления в 10% с диапазоном от 100 до 1000 Ом смогут покрыть множество значений: 100, 120, 150 и так далее, со стандартным округлением. Причём все они относятся к маркировочному обзначению Е12.
Отношение к номинальному ряду EIA здесь показывает буква «Е». А цифра, следующая за ней, указывает, сколько логарифмических шагов будет содержать диапазон от 100 до 1000.
Приведённая таблица номиналов резисторов отображает значения сопротивлений 100-1000. Когда необходимо узнать другие диапазоны, то высчитать их несложно действиями деления или умножения.
Между сериями могут быть определённые отличия:
- Е6 – подразумевает допуск в 20%;
- Е12 – 10%;
- Е24 – 5 и 2%;
- Е48 – 2%;
- Е96 – имеет допуск в 1%;
- Е192 – указывает на значения 0,5%, 0,25%, 0,1% и выше.
Цветовая маркировка и кодовые значения
Большинство современных резисторов из-за слишком миниатюрных габаритов часто маркируют цветовыми полосками. Их может быть 4, 5 и реже 6. Цвета на них наносятся далеко не для красоты, и каждый из них имеет своё индивидуально значение, благодаря которому можно легко узнать все данные по сопротивлению:
- Первые две полоски указывают на номинальное сопротивление.
- Если полоски три или четыре, то третья указывает множитель.
- Четвёртая говорит о точности сопротивления.
Максимально точно узнать какой резистор имеется в наличии, можно с помощью онлайн-калькуляторов или благодаря таблице цветов резисторов.
Если обозначение пятиполосное, то:
- Первые три полосы – значение сопротивления.
- Четвёртая – данные по множителю.
- Пятая – указание точности.
Новичков часто интересует, с какой стороны считать полоски. За первую принято принимать ту, которая ближе находится к краю. Не бывают первыми полоски золотистого цвета. Это даёт дополнительную возможность определить начало отсчёта с некоторыми резисторами.
Для обозначения номинала резисторов могут использоваться буквенно-цифровые кодировки. Четыре-пять символов способны передать всю необходимую для пользователя информацию. Номинал резистора здесь укажут первые знаки. Это может быть несколько цифр и одна буква. Буква указывает на положение запятой в десятичном исчислении, а также множитель. Символ, стоящий на конце, указывает на отклонение.
SMD резисторы
Резисторы SMD ввиду своих незначительных размеров имеют индивидуальную маркировку. Это могут быть как цифры, так и цифры с буквами. Обозначения встречаются в трёх вариациях:
- Три цифры – два первых знака покажут значение сопротивления, а последний — множитель.
- Четыре цифры – три начальные из них указывают сопротивление резистора, а четвёртая расскажет о множителе.
- Две цифры и символ – в первых двух цифрах скрывается показатель сопротивления, но для их расшифровки потребуется воспользоваться таблицей. Символ же обозначит множитель.
Учитывать необходимо и букву, которая указывает множитель: S=10¯²; R=10¯¹; B=10; C=10²; D=10³; E=10⁴.
Определить номинал резистора совсем несложно, если знать, как это сделать. Опытные электронщики многую информацию держат в голове ввиду большого опыта и регулярного контакта с электродеталями.
Что же касается любителей и новичков, то для них значительно проще определить номинал деталей с помощью таблиц, которые можно распечатать и всегда держать под рукой, или онлайн-калькуляторов, помогающих точно определить параметры детали.
2}{Р_Н}\\\\V_N &= \sqrt{P_N \times R_N} \\ \\
&= \sqrt{1kW \times 1.4\Omega} \\ \\
В_Н &= 37В
\end{выровнено}
$$
Какой бы резистор вы ни включили последовательно с нихромовой полосой (как вы предложили), он разделит общее напряжение 220 В с полосой. Другими словами, на последовательном резисторе \$R_S\$ будет напряжение \$V_S\$:
$$
\begin{выровнено}
В_С + В_Н &= 220В\\\
В_С&=220В — В_Н\\\
&= 220В — 37В \\\\
В_С &= 183В
\end{выровнено}
$$
Зная, что на нихромовой полоске и резисторе падение напряжения будет пропорционально их сопротивлению, мы можем записать это простое соотношение между напряжениями на них и их сопротивлениями и найти требуемое дополнительное сопротивление \$R_S\$ : 92}{6.9\Омега} \\ \\
P_S &= 4,9 кВт
\end{выровнено}
$$
Я думаю, совершенно ясно, что резистор, вероятно, взорвется, как только вы включите это хитрое изобретение, если только оно не будет размером с большую собаку, так что краткий ответ: нет, вы не можете использовать последовательный резистор для ограничения сила в нихромовой ленте.
Вывод из всего этого таков: если вы хотите рассеять 1 кВт в чем-то, подключенном непосредственно к сети, то полное сопротивление рассеивает всю мощность, включая любое токоограничивающее устройство, которое вы размещаете на пути, например \$R_S\$. Поэтому вам действительно нужно найти отрезок нихрома с соответствующим сопротивлением, чтобы выполнить всю работу: 92}{1кВт} \\ \\
R_N &= 48\Омега
\end{выровнено}
$$
Если вы настаиваете на использовании именно этой нихромовой ленты такой длины, то единственное решение – получить 37 В RMS от сети 220 В RMS. Очевидным способом было бы использование трансформатора, но он должен был бы выдерживать мощность 1 кВт и иметь вторичную катушку, способную проводить необходимый ток без перегрева. По закону Ома:
$$ I_N = \frac{V_N}{R_N} = \frac{37V}{1.4\Omega} = 26A $$
Этот трансформатор будет размером с небольшую собаку, так что по крайней мере ваш приспособление стало меньше.
В качестве альтернативы можно использовать более длинную нихромовую ленту. Длина нихрома 2,3 Ом/м вам понадобится:
$$ l_N = \frac{48\Omega}{2,3\Omega/m} = 21m $$
Это кажется чрезмерным, поэтому нам осталось только задача поиска нихромовой ленты с более высоким удельным сопротивлением. Если вы настаиваете на использовании только 60 см, то сопротивление на метр \$\sigma_N\$ вашего нихрома должно быть:
$$ \sigma_N = \frac{R_N}{l_N} = \frac{48\Omega} {0.6m} = 80\Omega/m$$
Я понятия не имею, существует ли такое вообще для покупки.
Таким образом, любой нагревательный элемент, который вы проектируете, должен быть подключен непосредственно к сети 220 В и иметь сопротивление 48 Ом. Вероятно, она будет намного длиннее 60 см и/или будет иметь гораздо большее удельное сопротивление, чем полоска из нихрома, которой вы владеете в настоящее время.
Может быть, есть другой способ использовать что-то кроме нихрома, но у меня мало опыта в таких вещах.
Резисторы
— Как правильно подключить светодиодную ленту 4,5 В к двигателям 12 В
Задавать вопрос
спросил
Изменено
1 год, 3 месяца назад
Просмотрено
271 раз
\$\начало группы\$
Я модифицирую пистолет Nerf (точнее Rapidstrike) и ставлю туда 3S Lipo на 1000 мАч. Цепь прямо сейчас представляет собой переключатель оборотов, триггерный переключатель, переключатель за толкателем, аккумулятор, двигатели толкателя и двигатели маховика. Переключатели представляют собой переключатели на 21 ампер, а все двигатели — на 12 В. Я хочу поместить светодиодную ленту в бластер, однако предполагается, что светодиодная лента рассчитана на 4,5 В (я вырвал ее из фонаря Harbour Freight, и для этого потребовалось 3 батареи по 1,5 В. Внутри фонаря не было резисторов). , и я не уверен, как я могу безопасно включить полосу в цепь. Я предполагал, что смогу поставить туда резистор, однако я действительно не знал, как рассчитать, какое сопротивление мне нужно. Я знаком с законом Ома, однако понятия не имею, как рассчитать ток, чтобы получить сопротивление. Кроме того, я предполагал, что могу просто вставить резистор рядом со светодиодной лентой, но я не уверен, что это правильный способ сделать это. У меня есть образ того, как я предполагал, что это может работать, но, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь:
Если это так, какое сопротивление мне потребуется? Если нет, то как правильно подключить? У меня очень мало опыта в области электротехники, поэтому я решил обратиться к экспертам за советом.
- светодиод
- резисторы
- схема
- сопротивление
- светодиодная лента
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
смоделируйте эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab
Вам нужно будет использовать светодиодную ленту на 12 В, простое использование последовательного резистора с полосой на 4,5 В, вероятно, не сработает. Если вы используете полосу на 12 В, резистор можно не устанавливать.
Вот проблема с подключением резистора последовательно со светодиодами:
смоделируйте эту схему
Проблема в том, что вам нужно падение 8,1 В (12,6 — 4,5 В) на R1. Чтобы рассчитать номинал резистора, нужно знать ток через этот резистор. Ток зависит от температуры и старения светодиодов, поэтому значение будет приблизительным.