Rezistory patří mezi nejpoužívanější prvky v elektronice. Tento název již dávno vybočuje z úzkého rámce terminologie radioamatérů. A pro každého, kdo se o elektroniku alespoň trochu zajímá, by tento pojem neměl způsobit nedorozumění.
Obsah
Co je rezistor
Nejjednodušší definice je následující: rezistor je prvek elektrického obvodu, který odolává proudu, který jím protéká. Název prvku pochází z latinského slova „resisto“ – „vzdoruji“, radioamatéři tuto část často tak nazývají – odpor.
Zvažte, co jsou odpory, k čemu jsou odpory. Z odpovědí na tyto otázky vyplývá znalost fyzikálního významu základních pojmů elektrotechniky.
K vysvětlení principu činnosti rezistoru můžete použít analogii s vodními trubkami.Pokud je jakýmkoliv způsobem bráněno proudění vody v potrubí (například zmenšením jeho průměru), vnitřní tlak se zvýší. Odstraněním zábrany snížíme tlak. V elektrotechnice tento tlak odpovídá napětí - ztížením toku elektrického proudu zvyšujeme napětí v obvodu, snižujeme odpor a snižujeme napětí.
Změnou průměru potrubí můžete změnit rychlost proudění vody, v elektrických obvodech změnou odporu můžete upravit sílu proudu. Hodnota odporu je nepřímo úměrná vodivosti prvku.
Vlastnosti odporových prvků lze využít pro následující účely:
- převod proudu na napětí a naopak;
- omezení protékajícího proudu pro získání jeho specifikované hodnoty;
- vytvoření děličů napětí (například v měřicích přístrojích);
- řešení dalších speciálních problémů (například snížení rádiového rušení).
K vysvětlení, co je rezistor a proč je potřeba, můžete použít následující příklad. Záře známé LED diody nastává při nízké intenzitě proudu, ale její vlastní odpor je tak malý, že pokud je LED umístěna přímo v obvodu, pak i při napětí 5 V proud, který jí protéká, překročí povolené parametry. části. Z takového zatížení LED okamžitě selže. Proto je v obvodu zařazen rezistor, jehož účelem je v tomto případě omezit proud na danou hodnotu.
Všechny odporové prvky jsou pasivní součástky elektrických obvodů, na rozdíl od aktivních nedávají systému energii, ale pouze ji spotřebovávají.
Po zjištění, co jsou odpory, je nutné zvážit jejich typy, označení a označení.
Typy rezistorů
Typy rezistorů lze rozdělit do následujících kategorií:
- Neregulované (trvalé) - drát, kompozit, fólie, uhlík atd.
- Nastavitelné (proměnné a trimry). Trimrové rezistory jsou určeny k ladění elektrických obvodů. Pro nastavení úrovně signálu se používají prvky s proměnným odporem (potenciometry).
Samostatnou skupinu představují polovodičové odporové prvky (termistory, fotorezistory, varistory atd.)
Charakteristiky rezistorů jsou určeny jejich účelem a jsou nastaveny při výrobě. Mezi klíčové parametry:
- Jmenovitá odolnost. Toto je hlavní charakteristika prvku, měřená v ohmech (Ohm, kOhm, MΩ).
- Přípustná odchylka jako procento specifikovaného jmenovitého odporu. Znamená možné rozšíření indikátoru, určené výrobní technologií.
- Ztrátový výkon je maximální výkon, který může rezistor ztratit při dlouhodobé zátěži.
- Teplotní koeficient odporu je hodnota ukazující relativní změnu odporu rezistoru při změně teploty o 1 °C.
- Mezní provozní napětí (elektrická pevnost). Jedná se o maximální napětí, při kterém si díl zachová deklarované parametry.
- Šumová charakteristika - míra zkreslení vneseného rezistorem do signálu.
- Odolnost proti vlhkosti a tepelná odolnost - maximální hodnoty vlhkosti a teploty, jejichž překročení může vést k selhání součásti.
- Napěťový činitel. Hodnota, která zohledňuje závislost odporu na přiloženém napětí.
Použití rezistorů v mikrovlnné oblasti dává důležitost dalším charakteristikám: parazitní kapacitě a indukčnosti.
Polovodičové rezistory
Jedná se o polovodičové součástky se dvěma vývody, které mají závislost elektrického odporu na parametrech prostředí - teplotě, osvětlení, napětí atd. Pro výrobu takových dílů se používají polovodičové materiály dopované nečistotami, jejichž druh určuje závislost vodivosti na vnějších vlivech.
Existují následující typy polovodičových odporových prvků:
- Linkový odpor. Tento prvek vyrobený z lehce legovaného materiálu má nízkou závislost odolnosti na vnějších vlivech v širokém rozsahu napětí a proudů, nejčastěji se používá při výrobě integrovaných obvodů.
- Varistor je prvek, jehož odpor závisí na síle elektrického pole. Tato vlastnost varistoru určuje rozsah jeho použití: ke stabilizaci a regulaci elektrických parametrů zařízení, k ochraně před přepětím ak dalším účelům.
- Termistor. Tento druh nelineárních odporových prvků má schopnost měnit svůj odpor v závislosti na teplotě. Existují dva typy termistorů: termistor, jehož odpor klesá s teplotou, a termistor, jehož odpor se zvyšuje s teplotou. Termistory se používají tam, kde je důležitá stálá kontrola nad teplotním procesem.
- Fotorezistor. Odpor tohoto zařízení se mění pod vlivem světelného toku a nezávisí na použitém napětí.Při výrobě se používá olovo a kadmium, v řadě zemí to byl důvod k odmítnutí použití těchto dílů z ekologických důvodů. Dnes jsou fotorezistory méně žádané než fotodiody a fototranzistory používané v podobných uzlech.
- Tenzometr. Tento prvek je navržen tak, že je schopen měnit svůj odpor v závislosti na vnějším mechanickém působení (deformaci). Používá se v jednotkách, které převádějí mechanické působení na elektrické signály.
Takové polovodičové prvky jako lineární rezistory a varistory se vyznačují slabým stupněm závislosti na vnějších faktorech. U tenzometrů, termistorů a fotorezistorů je závislost charakteristik na nárazu silná.
Polovodičové rezistory na schématu jsou označeny intuitivními symboly.
Rezistor v obvodu
Na ruských obvodech se prvky s konstantním odporem obvykle označují jako bílý obdélník, někdy s písmenem R nad ním. Na zahraničních obvodech najdete označení rezistoru ve formě „cik-cak“ ikony s podobným písmenem R nahoře. Je-li některý parametr dílu důležitý pro provoz zařízení, je obvyklé jej uvést na schématu.
Síla může být označena pruhy na obdélníku:
- 2 W - 2 svislé čáry;
- 1 W - 1 svislá čára;
- 0,5 W - 1 podélná čára;
- 0,25 W - jedna šikmá čára;
- 0,125 W - dvě šikmé čáry.
Je přípustné uvádět výkon na diagramu římskými číslicemi.
Označení proměnných rezistorů se vyznačuje přítomností další čáry se šipkou nad obdélníkem, která symbolizuje možnost nastavení, čísla mohou označovat číslování kolíků.
Polovodičové rezistory jsou označeny stejným bílým obdélníkem, ale přeškrtnutým šikmou čarou (kromě fotorezistorů) s písmenem označujícím typ regulační akce (U - pro varistor, P - pro tenzometr, t - pro termistor ). Fotorezistor je označen obdélníkem v kruhu, ke kterému směřují dvě šipky symbolizující světlo.
Parametry rezistoru nejsou závislé na frekvenci protékajícího proudu, což znamená, že tento prvek funguje stejně ve stejnosměrných i střídavých obvodech (nízké i vysoké frekvence). Výjimkou jsou drátové rezistory, které jsou ze své podstaty indukční a mohou ztrácet energii v důsledku záření na vysokých a mikrovlnných frekvencích.
Podle požadavků na vlastnosti elektrického obvodu lze odpory zapojit paralelně i sériově. Vzorce pro výpočet celkového odporu pro různá zapojení obvodu se výrazně liší. Při sériovém zapojení se celkový odpor rovná prostému součtu hodnot prvků zahrnutých v obvodu: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.
Při paralelním zapojení je pro výpočet celkového odporu nutné sečíst převrácené hodnoty hodnot prvků. Výsledkem bude hodnota, která je také opačná než konečná: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.
Celkový odpor paralelně zapojených rezistorů bude menší než nejmenší z nich.
Denominace
Pro odporové prvky existují standardní hodnoty odporu, nazývané "nominální rozsah odporu". Přístup k vytvoření této řady je založen na následující úvaze: krok mezi hodnotami by měl pokrývat povolenou odchylku (chybu). Příklad - pokud je hodnota prvku 100 ohmů a tolerance je 10%, pak další hodnota v řadě bude 120 ohmů.Takový krok umožňuje vyhnout se zbytečným hodnotám, protože sousední nominální hodnoty spolu s rozptylem chyb prakticky pokrývají celý rozsah hodnot mezi nimi.
Vyráběné rezistory jsou kombinovány do sérií, které se liší v tolerancích. Každá série má svou vlastní jmenovitou řadu.
Rozdíly mezi sériemi:
- E 6 - tolerance 20 %;
- E 12 - tolerance 10 %;
- E 24 - tolerance 5 % (někdy 2 %);
- E 48 - tolerance 2 %;
- E 96 - tolerance 1%;
- E 192 - tolerance 0,5 % (někdy 0,25 %, 0,1 % a nižší).
Nejpoužívanější řada E 24 obsahuje 24 hodnot odporu.
Označení
Velikost odporového prvku přímo souvisí s jeho rozptylovým výkonem, čím je vyšší, tím větší jsou rozměry součásti. Pokud je snadné uvést na diagramech jakoukoli číselnou hodnotu, pak může být značení výrobků obtížné. Trend miniaturizace ve výrobě elektroniky vede k potřebě stále menších součástek, což zvyšuje složitost zápisu informací na obal i jeho čtení.
Pro usnadnění identifikace rezistorů v ruském průmyslu se používá alfanumerické značení. Odpor je indikován následovně: čísla označují nominální hodnotu a písmeno je umístěno buď za čísly (v případě desetinných hodnot) nebo před nimi (u stovek). Pokud je hodnota menší než 999 ohmů, pak se číslo použije bez písmene (nebo mohou stát písmena R nebo E). Pokud je hodnota uvedena v kOhm, pak je za číslem uvedeno písmeno K, písmeno M odpovídá hodnotě v MΩ.
Hodnoty amerických rezistorů jsou označeny třemi číslicemi. První dva z nich předpokládají nominální hodnotu, třetí - počet nul (desítek) přidaných k hodnotě.
Při robotické výrobě elektronických součástek aplikované symboly často končí na straně dílu, který směřuje k desce, což znemožňuje čtení informací.
Barevné kódování
Aby informace o parametrech dílu zůstaly čitelné z jakékoli strany, je použito barevné značení, přičemž barva je nanášena v prstencových pruzích. Každá barva má svou vlastní číselnou hodnotu. Pruhy na detailech jsou umístěny blíže k jednomu ze závěrů a čtou se od něj zleva doprava. Pokud kvůli malé velikosti dílu není možné posunout barevné značení k jednomu závěru, pak je první pásek dvakrát širší než zbytek.
Prvky s přípustnou chybou 20% jsou označeny třemi řádky, pro chybu 5-10% jsou použity 4 řádky. Nejpřesnější odpory jsou označeny pomocí 5-6 řádků, první 2 z nich odpovídají jmenovité hodnotě dílu. Pokud jsou 4 pruhy, pak třetí udává desetinný násobitel pro první dva pruhy, čtvrtý řádek znamená přesnost. Pokud existuje 5 pásem, pak třetí z nich je třetí nominální hodnota, čtvrtý je stupeň indikátoru (počet nul) a pátý je přesnost. Šestý řádek znamená teplotní koeficient odporu (TCR).
V případě čtyřproužkového značení jsou zlaté nebo stříbrné pruhy vždy na posledním místě.
Všechny znaky vypadají složitě, ale schopnost rychle přečíst značení přichází se zkušenostmi.
Podobné články:
