Шаг 2. О резисторах для начинающих. Схема резистора

Шаг 2. О резисторах для начинающих

Давай слегка поговорим о резисторах. Чаще резисторов в электронных приборах используются разве что провода. Нет, всё же резисторы используются чаще!

Итак, резисторы ограничивают электрический ток. По сухому научному определению резистор имеет сопротивление в 1 Ом, если через него протекает ток в 1А, когда к резистору приложено напряжение в 1В.

Другими словами формулами: R = E/I или I=E/R или E=IR — ты то сразупонял, что эти формулы выражают закон Ома для участка цепи, не так ли?

В СССР резисторы маркировались в основном текстом. На теле резистора писался его номинал. Всё просто. Посмотрел на резистор и сразу понятно какое у него значение. На западе, а теперь и у нас, резисторы обозначаются цветовым кодом. И теперь без калькулятора сразу его номинал и не прочитаешь:

Резисторы имеют погрешности, они также изменяют свой номинал в зависимости от своей температуры и т.д. Поэтому если тебе по схеме требуется 1.5 кОм, а в наличии только 1.8 кОм или 1.3 кОм -- смело ставь их. Почти 100% вероятность, что твоя схема не заметит такой подмены. Хорошая схема не заметит.

Что такое 1.8 кОм? Это 1.8 килоом, что равняется 1 800 Ом. В 1КОм содержится 1000 Ом. Чаще всего применяются омы, килоомы и мегаомы. 1 мегаом содержит 1 000 000 Ом или 1000 КОм. Вот такая простая арифметика.

Это пожалуй всё, что потребуется знать о резисторах на первом этапе знакомства с электроникой. Почти всё. Сейчас я расскажу ещё про мощность резистора и тогда точно всё.

Рассеиваемая мощность резистора.

Резисторы, которые сопротивляются большому току (часто резисторы называют просто сопротивлениями) ожидаемо нагреваются. И чем больше ток, тем сильней они нагреваются. Бывает они сначала темнеют, потом чернеют и на них загорается покрытие. Чтобы избежать этого требуется подбирать резисторы, которые способны рассеять тепло в окружающую среду без перегревания.

Резисторы выпускаются расчитанные на: 1/6Вт, 1/4Вт, 1/2Вт, 1Вт, 2Вт, 5Вт, 7Вт, 10Вт и т.д. Как мы помним из закона Ома: P=I2*R — это очень важно! Расчетная мощность твоего резистора должна быть больше, чем произведение квадрата протекающего по нему тока на его собственное сопротивление. И тогда ты точно не увидишь дымка и голбого огонька над резистором. Одно из самых частых применений резисторов — это делитель напряжения.

Теперь ты морально готов штурмовать третий шаг: Что такое делитель напряжения?

mp16.ru

Резисторы / Электроника / RoboCraft. Роботы? Это просто!

Резистор — самая простая и распространённая радиодеталь. Фактически это просто проводник с точно известным сопротивлением(маркированный и с выводами). Нужен он для выполнения закона ома=)

То есть, для ограничения тока. Если простым языком — чтоб тока больше чем надо, куда надо не пошло, а лишний улетел в тепло =) Но из этого нехитрого назначения, столько всего полезного получается, что ниже вышла, просто неприличных размеров, простыня=)

На схемах обозначается, по отечественному — прямоугольничком, по зарубежному — угловатой пружинкой:

Номиналы Основной параметр резистора — его сопротивление (их часто так и называют — “сопротивление”), измеряется оно в Омах(Ом, Ω ), если омов больше тысячи, то в КилоОмах (Ком, К), а если перевалили за миллион — в мегаомах (Мом).

Чтоб не говорить «пятнадцать тысяч ом» или не рисовать нули, говорят 15 кило ом. Как граммы-килограммы=) Значений сопротивлений резисторов (говорят «номиналов») не бесконечное множество — есть стандартные ряды значений. Так что не надо искать резистор 321ом — вряд ли найдёте, хотя в природе он наверное есть=) Но если вам срочно нужен именно он, то есть два выхода — простроечные-переменные резисторы (см ниже) или несколько соединённых резисторов.

Соединение резисторов Соединять можно последовательно: При этом сопротивления сложатся.

Ещё полезно знать(понимать), что ток через все последовательно соединённые резисторы будет одинаковый, а вот всё приложенное к ним напряжение поделится пропорционально сопротивлениям, согласно всё тому же закону Ома:

говорят — «на резисторе падает напряжение» На этом принципе строятся делители напряжения и шунты (см ниже).

А можно параллельно, тогда сопротивление цепочки уменьшится: Проще параллелить одинаковые резисторы — общее сопротивление будет равно сопротивлению одного делённому на количество.

Тут тоже полезно знать(понимать), что при параллельном соединении напряжения на всех резисторах равны, а токи поделятся:

Старый немец Георг Ом рулит в электронике, ага=)

Ну и зачем они нужны? В цифровой технике резисторы используются в основном для «подтяжки» — например подать на порт МК единичку(напр. питания), пока кнопка не нажата. Собственно резистор тут нужен не столько для подтяжки, сколько для ограничения тока, когда кнопку нажмут, ведь если его не будет — выйдет короткое замыкание: Ещё часто светодиоду нужно ток ограничить: Для обоих этих целей большого разнообразия номиналов не требуется: Для подтяжки вообще не важно конкретное значение, скорее порядки — можно смело ставить единицы-десятки килоом. Для светодиода, тоже необязательно выбирать резистор с точностью до 10ом — главное что бы ток был ниже номинального (см документацию, обычно — 20мА), а разница в свечении, скажем с 470ом и с 100ом весьма незначительна.

Второй вариант применения резисторов, как мы уже упомянули — делители напряжения(подробнее): С помощью этой нехитрой схемы, применяя постоянные резисторы, можно измерять напряжения превышающие напряжения питания вашего контроллера — например контролировать заряд батареи. А если подать на такую цепочку известное напряжение(стабилизированное напряжение питания, например) можно будет измерить сопротивление резистивного датчика, например фото- или терморезистора: То есть померить температуру или узнать освещённость.

Кстати, обратите внимание на такую закономерность — если значок детали перечёркнут линией с «полкой» а на полке стоит значок какой-нибудь физической величины — то деталь эта чувствительна к этой самой величине. Например — тензорезистор, термистор, варистор. А если две стрелочки снаружи на деталь смотрят — то это неравнодушность к свету означает — фоторезистор например.

Мы уже сто раз сказали, что на резисторе падает напряжение пропорциональное его сопротивлению, но так же зависит это напряжение и от тока текущего через этот резистор. А значит зная сопротивление резистора и измерив напряжение на нём, можно измерить ток. Например выяснить какой ток у нас потребляет двигатель и сделать вывод — буксуем, едем или застряли окончательно: Тут тоже стоит обратить внимание на несколько вещей. Во первых внутри значка резистора появились чёрточки — это так мощность любители ГОСТов обозначают. На нерусских схемах просто рядом с резистором пишут, например — 5W. Второй момент, это сопротивление нашего измерительного резистора (такой резистор называют «шунт») Оно довольно мало — это что бы не тратить зря энергию — мы же только измерить ток хотим, а не ограничить его — маршевым двигателям нужна вся доступная нам мощность! Да и выделится эта энергия исключительно в виде тепла: Так что при неправильном расчёте/подборе вместо шунта(да кстати и вместо делителя и вместо балластного резистора) выйдет кипятильник. А если мощность выделяемая на резисторе значительно превысит его рассеиваемую мощность — он зловонно сгорит: Мощность стандартных современных резисторов — 1/4 вата (0,25вт).

0,25Вт это конечно не очень много, но тут дело ещё и в размере нагреваемой детали. 30Вт-ный паяльник греет довольно массивное жало градусов до 300 и бодро плавит не иллюзорные количества припоя. А для такой мелочи как резистор, хватит и полувата, что бы оставить вам на память о себе ожог. Для шунтов применят резисторы мощностью в единицы-десятки ват:

Если мерить надо жуткие десятки-сотни ампер то на резисторы уже не размениваются, а ставят, собственно шунты:

(Фотка из вики) А в народе применяют куски нержавейки, вольфрамовых электродов, отрезки нихрома и т.п.=)

Используя всё прочитанное, нетрудно догадаться, что вместо дефицитного, мощного, малоомного резистора можно поставить параллельно, например, десяток четверть-ватных одноомоников. Сопротивление их поделится на 10, а мощность этой колбасы вырастет в 10 раз(токи же поделятся). Выйдет 0,1ома, 4Вт — вполне себе шунт на 0,5-6А.

Переменные и подстроечные резисторы Вроде с постоянными резисторами справились. Осталось коротко отметить, что в случаях когда вам надо плавно чего-то настраивать/регулировать — громкость, яркость, задержку какую-нибудь — вам надо сообщить о своих намерениях контроллеру. Сделать это проще всего(в случае ардуины) изменением напряжения на его аналоговом входе. Перетыкать постоянные резисторы в делителе не очень удобно, поэтому лучше использовать переменный резистор: Средний вывод(бегунок) — подвижный, механически связан с ручкой и перемещается по резистивной дорожке, подключенной к крайним выводам — её сопротивление — и есть номинал переменного резистора. Поворачивая ручку вы меняете длину (а значит и сопротивление) участка дорожки между крайним выводом и бегунком. В среднем положении сопротивления левого и правого участков (говорят плечей) равны, в крайних положениях движок соединяется с соответствующим крайним выводом: Так что в руках у нас готовый регулируемый делитель=) Такое включение называют "потенциометр"(иногда и сам пер. резистор так называют), можно использовать не только для взаимодействия пользователя и девайса, но и для контроля положения (угла поворота), чего-нибудь как например в сервах. Только не стоит забывать об ограниченном ресурсе резистивной дорожки(стирается) и невысокой нагрузочной способности(механической) вала — см в конце. Используя только одно плечо можно получить регулируемое сопротивление — такое включение называют «реостат». Иногда, оставшуюся не подключённой ногу, замыкают на среднюю — что бы в воздухе не болталась — помехи не ловила.

Ещё важное наблюдение по условным обозначениям — если вы видите значок детали перечёркнутый стрелочкой — значит он регулируемый — его значение можно менять. Но если крутить надо не беспрестанно, а только несколько раз за время эксплуатации девайса — торчащий вал может быть не удобен — место занимает, да и зацепить его можно, сбив тонкую настройку. В таких случаях применяют подстроечные резисторы (подстроечники, триммеры). Там всё тоже самое только вместо вала — шлиц под отвёртку:

Обозначаются, если по-честному, не со стрелочкой, а с этаким молоточком:

Вообще если уведите подобный молоточек на обозначении какой-либо детали — это подстрочный элемент — возможна регулировка.(ага, символ настройки — молоток=)

Маркировка Со всеми вариантами обозначений и применений разобрались, осталось выяснить как выбрать нужный резистор из кучки для втыкания в девайс, собираемый по схеме. Раньше, отечественные резисторы маркировались человеко-понятными надписями(вот прям так и писали «1кОм»), и всем было хорошо. Но монтажники-вредители имеют обыкновение втыкать их в плату как попало и надпись часто оказывалась не видна, или неумолимая агрессивная среда, порой уничтожала именно сторону с надписью. А ремонтники-сервисники потом рыдали, пытаясь выяснить сопротивление умершего резистора. В общем всё это, в конце концов, привело к появлению полосатых резисторов. Теперь как ни воткни — маркировка всегда видна, а вредоносной среде стало значительно сложнее стереть цветные кольца до полной не читаемости. Вот только в мирных условиях отсутствия монтажников и едких растворителей, читать этот весёлый ГАИ-шный микрожезл, стало затруднительно=\ Или в таблицу глядеть или учить/запоминать или тестером тыкать. Что делать — прогресс. Можно попробовать сочинить какую-нибудь мнемо-считалочку для запоминания. Тем более что в середине таблицы цвета расположены в классическом радужно-спектральном порядке: Каждый Охотник Желает Знать где Сидит Фазан. Ещё можно воспользоваться ворохом программ на все возможные операционки и платформы. А некоторые из них могут сделать почти всё за вас=) Так же встречается на переменных, подстроечных, и SMD — резисторах маркировка тремя (для особо точных — четырьмя) циферками — без букавок. Принцип тот же что и в цветовой маркировке: первые две(три) цифры — значение, последняя — степень десятки на которую это значение умножается. По простому — берём первые цифры и рисуем к ним количество ноликов указанное последней цифрой — получилось сопротивление в омах. Лишние нули переводим в десятичные приставки — кило- или мега-.

Если кто не в курсе — приставка кило- означает тысячу(применяя её, отбрасываем 3 нолика), мега- миллион (применяя её, отбрасываем 6 ноликов)

И напоследок пара моих любимых бородатейших баянов по сабжу:

robocraft.ru

Про резисторы для начинающих заниматься электроникой

Радиолюбители в 21 веке занимаются не столько созданием различных передатчиков, приемников, сколько усовершенствованием уже промышленно изготовленных устройств. Создание систем «умного дома», различных зарядных устройств, регуляторов скорости, преобразователей напряжения и других физических величин – вот основное направление в конструировании и разработке в наше время. Основой для большинства современных схем уже служат не радиоэлектронные компоненты, а различные электронные устройства (контроллеры, датчики, преобразователи). Однако развитие радиотехники начиналось именно с простейших компонентов и термин «радиолюбитель» уже нечем не заменить.

Компоненты электронных схем

Практически все компоненты радиоэлектронных схем можно разделить на активные и пассивные элементы. Активные компоненты способны усиливать электрические сигналы, а одной из основных характеристик для них является коэффициент усиления. К элементам такого типа относятся микроконтроллеры, логические микросхемы, операционные усилители. К пассивным элементам относятся резисторы, конденсаторы, диоды, т.е. элементы с коэффициентом усиления в пределах от 0 до 1. Основные характеристики и назначение резисторов рассмотрим в данной статье.

Резисторы

Назначение резистора: ограничение максимального значения тока в электрической цепи. В простейшем случае резистор включается в цепь светодиода для ограничения максимального тока (рисунок 1).

Рисунок 1

Резистор представляет собой простой проводник. Основной параметр любого резистора – его сопротивление. Сопротивление проводников определяется удельным сопротивлением (зависит от материала) и линейных размеров проводника. Для определения сопротивления применяется формула:

[size=16]R = ρ*L/S

где ρ - удельное сопротивление материала, L длина в метрах, S площадь сечения в кв. мм.

Сопротивление, как физический параметр, препятствует прохождению электрического тока. При этом при прохождении тока через резистор выделяется тепловая энергия, равная произведению сопротивления на квадрат силы тока – рассеиваемая мощность резистора.

Как и любой элемент электрической схемы, резистор имеет свое собственное условное графической обозначение (УГО). Внутри УГО резистора нанесены черточки, обозначающие мощность рассеяния резистора. Для буквенного обозначения резистора используется латинская буква «R» с порядковым номером резистора в схеме. Рядом с резистором может указываться его номинальное сопротивление (R3 1,2K).

Рисунок 2.

Для обозначения основных параметров резисторов используется маркировка с помощью цветных полос (рисунок 3). Впервые на просторах бывшего СССР о цветной маркировке резисторов было упомянуто в журнале «Радио» в 1946 году.

Рисунок 3.

Современные электронные схемы предъявляют определенные условия к размерам элементов. Поэтому для поверхностного монтажа SMD применяются специальные «чип-резисторы» (рисунок 4). Для маркировки SMD компонентов применяется цифровой шифр из трех цифр (первые две цифры – номинальное сопротивление, третья – множитель в виде показателя степени 10).

Рисунок 4

Все резисторы выпускаются согласно номинальному ряду значений сопротивлений (Е6, Е12, Е24). Для каждого из рядов существует свой допуск (±5, ±10, ±20%), однако существуют резисторы с допуском в 1%.

Рисунок 5

Схемы соединения резисторов

Ввиду достаточно ограниченного числа номинальных значений сопротивлений для резисторов часто для настройки схем приходится подбирать необходимое сопротивление, соединяя несколько элементов. Существует два способа соединения резисторов – последовательное и параллельное. Зная зависимости при параллельном и последовательном соединении резисторов можно достаточно точно подобрать требуемое значение сопротивления.

Рисунок 6

Стоит отметить, что при параллельном соединении резисторов в каждой из параллельных ветвей протекает ток, а его суммарное значение разделяется на количество ветвей. Поэтому мощность подбираемых резисторов можно занижать прямо пропорционально количеству параллельных ветвей.

ukrelektrik.com

Каталог товаров