+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Сопротивление. Омы. Резистор.

Еще со школы мы сталкиваемся с таким термином как сопротивление. В курсе физики для 8-го класса эта тема рассматривается вместе с изучение закона Ома. Понимание теории позволяет посчитать какая мощность выделяется в резисторе, какое общее сопротивление последовательно или параллельно соединенных резисторов. Сложно представить современную электронику без резисторов, а тем более понять как работает тот или иной узел.

Что такое напряжение и ток?

Для полного понимания изложенного материала не помешает ознакомится с такими величины как напряжение и ток. Напряжение — это разница потенциалов. Если взять батарейку то на ее клеммах будет присутствовать разность потенциалов. То есть на одном выводе электронов будет больше, чем на другом. Если соединить две клеммы вместе, то электроны начнут течь от клеммы, на которой есть их избыток, к клемме с дефицитом электронов. Величина которая показывает сколько электронов пройдет за единицу времени и называется током. Не сложно заметить что напряжение и ток величины зависимые. Зависимость эта выражается законом ома:

I = U/R

U и I обозначают напряжение и ток соответственно, а величина R называется сопротивлением и измеряется в Омах [Ом].

Типы резисторов. Обозначение резисторов на схеме.

На схемах резисторы обозначается следующим образом:

1 — это постоянный резистор. 2, 3 и 4 — переменного сопротивления. Рисунком под номером 2 обычно обозначают подстроечный резистор (сопротивление которого может изменяться в процессе наладки схемы). 3 — потенциометр (осуществляет регулировку напряжения), 4 — реостат (регулирует ток).

Последовательно соединенные резисторы. Делитель напряжения.

Если резисторы соединены последовательно, то их общее сопротивление равняется сумме сопротивлений каждого резистора. Рассмотрим схему:

Пусть сопротивление R1 — 20 Ом, а сопротивление R2 — 10 Ом. Напряжение источника питания U — 3В. Как найти напряжения U1 и U2 на резисторах? Все проще, чем может показаться на первый взгляд, давайте вспомнит вышеупомянутый закон Ома I = U/R. R в данном случае суммарное сопротивление резисторов. Так как они соединены последовательно, то R = 20 + 10 = 30 Ом. Находим I = 3/30 = 0,1 А. Именно такой ток протекает через каждый резистор цепи. Немного изменив формулу получив выражение напряжения через сопротивление и ток: U = IR. Подставив значения в выражение получаем U1=20*0,1=2В, U2=10*0,1=1В.

Рассмотренная схема называется делителем напряжения. Внимательный читатель мог заметить что выше я называл потенциометр регулятором напряжения. Все верно — потенциометр делает ничто иное, как «разделяем» своим бегунком один резистор на два.

Параллельное соединение резисторов.

Если сопротивление последовательно соединенных резисторов считать довольно просто, то с резисторами соединенными параллельно дело обстоит немного сложнее. Давайте выведем формулу по которой считается общее сопротивление. Рассмотрим следующую схему:

Пусть R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3=15 Ом, U = 5В. Тогда I1 = U/R1 = 5/10 = 0,5А. I2 = U/R2. I3 = U/R3. R = U/I = U / (U/R1 + U/R2 + U/R3) = U*R1*R2*R3/ ( U*R2*R1 + U*R1*R3 + U*R2*R3) = R1*R2*R3/(R1*R3+R2*R3 + R1*R2) = 10*15*20*/(10*15 + 20*15 + 10*20) = 4,615… Ом.

На первый взгляд, вывод очень сложный, но запоминать формулу не понимая откуда берется каждый ее член еще сложнее. На практике редко приходиться считать общее сопротивление более чем двух параллельно соединенных резисторов. Да и для этих случаев есть специализированный софт.

Мощность резистора.

Мощность выделяющаяся на резисторе зависит от тока, который через него протекает. Узнать необходимую мощность можно воспользовавшись формулой P = I*I*R. Если известно напряжения, то P = U*U/R. Данные формулы следуют из закона Ома и формулы для определения мощности P = U*I.

Сопротивление (резистор) | Справочник радиолюбителя

Сопротивление является свойством всех электрических элементов. Иногда влияние сопротивления нежелательно, а иногда полезно. Резисторы являются элементами, изготовленными так, чтобы оказывать определенное сопротивление протеканию тока. Резистор является наиболее часто используемым элементом электрических цепей и представляет собой устройство, оказывающее определенное сопротивление току. Резисторы бывают с постоянным и переменным значениями сопротивления. Они имеют различные формы и размеры, в зависимости от условий их эксплуатации.

Разница между номинальным и действительным сопротивлениями, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению, называется допускаемым отклонением от номинального сопротивления или допуском. Производить резисторы с точным значением сопротивления, когда в этом нет необходимости, очень дорого. Следовательно, чем больше допуск, тем дешевле обходится производство резистора. Резисторы выпускаются с допусками ±20%, ±10%, ±5%, ±2% и ±1%. Точные резисторы имеют еще меньшие допуски. В большинстве электронных цепей применение резисторов с допуском 10% является удовлетворительным.

Резисторы делятся на четыре основные категории, в соответствии с материалом, из которого они сделаны: углеродистые резисторы, композиционные резисторы, проволочные резисторы и пленочные резисторы.

В электронных цепях обычно используются углеродистые резисторы. Эти резисторы недороги и выпускаются со стандартными значениями номиналов.

Проволочный резистор изготовлен из никель-хромовой проволоки (нихрома), намотанной на керамический корпус. Выводы резистора закреплены, а сам он залит покрытием. Проволочные резисторы используются в цепях, где протекают большие токи и необходима высокая точность. Диапазон значений проволочных резисторов — от долей ома до нескольких тысяч ом.

В последнее время начали приобретать популярность пленочные резисторы. Они сочетают малые размеры композиционного резистора с точностью проволочного резистора. Тонкая пленка углерода или металлического сплава нанесена на цилиндрический керамический корпус и герметизирована эпоксидным или стеклянным покрытием. Чем меньше шаг спирали, тем выше сопротивление. Углеродные пленочные резисторы выпускаются номиналами от 10 Ом до 10 МОм при допуске от 1 до 20%. Металлопленочные резисторы физически подобны резисторам из углеродных пленок, но более дороги. Они выпускаются номиналами от 10 Ом до 10 МОм при допуске от 1 до 10%, хотя допуск может достигать ±20%. Другой тип пленочного резистора — это

резистор на основе пленок окиси олова. Он состоит из пленки окиси олова на керамической подложке.

Переменные резисторы позволяют изменять сопротивление. Они содержат резистивный элемент либо из углеродной композиции, либо из проволоки, имеющий два вывода. Третий вывод соединен с перемещаемым движком, связанным с осью. Когда ось вращается, движок скользит по резистивному элементу. По мере вращения оси сопротивление между центральным выводом и одним из крайних выводов увеличивается, тогда как сопротивление между центральным выводом и другим крайним выводом уменьшается (рис. 4-9). Переменные резисторы бывают с линейно изменяющимся сопротивлением (линейный регулятор) и с логарифмически изменяющимся сопротивлением (аудио- регулятор).

Переменный резистор, используемый для управления напряжением, называется потенциометром

.

Переменный резистор, используемый для управления током, называется реостат.

Обозначение и последовательность выбора компенсационных резисторов

Высокоточные преобразователи должны быть не только оснащены правильно подобранными тензорезисторами, но также должны пройти процедуры последовательной компенсации и настройки. Компенсационный резистор серии R представляет собой подсоединяемый настраиваемый компенсационный резистор. Он может использоваться для регулирования чувствительности (Рабочего коэффициента передачи — РКП) преобразователя, температурных изменений чувствительности, начального разбаланса нуля (начального коэффициента передачи), температурных изменений нуля и других параметров. Более того, данный тип тензорезисторов обладает рядом преимуществ, а именно: простота установки, удобная процедура настройки, термокомпенсация в соответствии с материалом упругого элемента, высокая точность реализуемой функции компенсации и т.д.

Система обозначений компенсационных резисторов

Последовательность выбора компенсационного резистора

При производстве высокоточных преобразователей для улучшения их рабочих характеристик проводятся последовательные компенсационные процедуры. Главным образом, это направлено на настройку чувствительности, коэффициента температурной чувствительности, начального разбаланса нуля, температурных уходов ноля. Далее представлено описание каждого метода компенсации и соответствующего метода выбора компенсационного резистора:

Компенсация температурной чувствительности (компенсация модуля упругости): это функция представлена в сериях компенсационных стационарных или комбинированных резисторов RNF, RBF. При изменении температуры среды преобразователя модуль упругости упругого элемента и чувствительность тензорезисторов изменятся соответственно, а полученные как следствие изменения чувствительности преобразователя могут привести к погрешностям измерения. Устранение подобных погрешностей является необходимым условием корректной работы высокоточных преобразователей. Данный метод состоит в следующем: необходимо подсоединить компенсационные резисторы последовательно в цепь возбуждения (питания), принимая во внимание, что сопротивление меняется при изменении температуры и направление изменения должно быть противоположным направлению изменения чувствительности преобразователя, — т. е. изменение напряжения питания должно быть направлено таким образом, чтобы противодействовать уходам чувствительности, вызванным температурными изменениями. Таким способом и достигается основная цель — термокомпенсация. Величина компенсационного сопротивления может быть вычислена по формуле:

Rm ≈ [(S1-S2) • Rin] / {[1 + αc (T1-T2)]  * S1-S2} , где

Rm — сопротивление компенсационного резистора, S1, S2 — чувствительность преобразователя, соответственно, при значениях температур T1, и T2 (крайние точки диапазона термокомпенсации), Rin-входное сопротивление моста при значении температуры — T1; αc — температурный коэффициент сопротивления компенсационного резистора (значение коэффициента для тензорезистора серии RNF составляет 5.5 x 10-3/0C, для тензорезистора серии RBF — 4.3 x 10-3/0C).

Чувствительность S=Eo / V (Eo -выходное напряжение моста, V — напряжение возбуждения питания). В основном для стальных преобразователей может быть выбран 20 Ω-ный компенсационный резистор серии RNF, для алюминиевых преобразователей — серии RNF 32. Полученное в ходе расчетов значение компенсационного сопротивления должно быть подтверждено опытным путем и, при необходимости, скорректировано в соответствии с точностью преобразователя.

Компенсация чувствительности: для этих целей применимы компенсационные резисторы серии RCF или просто тонкие провода с малым коэффициентом температурного сопротивления. На разброс чувствительности преобразователя влияют такие факторы, как различия в материале упругого элемента, разброс чувствительности тензорезисторов (≤1%), неточность разположения тензорезисторов на упругом элементе. При разработке преобразователей намеренно закладывается чувствительность немного выше стандартной величины, затем во время настройки устанавливается стандартная величина согласно результату испытаний. Данный метод состоит в следующем: компенсационный резистор с малым коэффициентом температурного сопротивления подсоединяется в цепь возбуждения (питания) для понижения реального напряжения питания преобразователей и, как следствие, уменьшения чувствительности преобразователя. Величина компенсационного сопротивления может быть вычислена по формуле:

Rc≈ (S1-S2)/ S1 * R, где

Rc -величина сопротивления компенсационного резистора, S1, S2 — реальная чувствительность до нормирования и стандартная чувствительностью после нормирования, соответственно, R -входное сопротивление моста.

Компенсация разбаланса нуля: Обычно используется компенсационный резистор серии RCF или применяется покрытый лаком провод с низким коэффициентом температурного сопротивления в одном из участков моста. Основная задача компенсации в данном случае состоит в том, чтобы значение выходного сигнала тензорезисторного моста ненагруженного преобразователя стало близким нулю для уменьшения погрешности измерения и облегчения процедуры настройки нуля на индикаторе. Обычно для этих целей применяются компенсационные резисторы, регулируемые методом шлифовки или подрезки, а также резисторы, регулируемые методом замыкания, которые позволяют обеспечить точную и простую настройку нуля моста. Величина сопротивления компенсационного резистора, регулируемого методом шлифовки, может быть настроена путем шлифовки его решетки абразивом. Величина сопротивления резистора, регулируемого методом подрезки, может настраиваться методом размыкания петель решетки. Величина сопротивления резистора, регулируемого методом замыкания, настраивается шунтированием петель решетки. Например, предположим (см. Резистор Ra на рис. 5), что тензорезисторы R1, R3 испытывают деформацию сжатия (отрицательная деформация), R2, R4 испытывают деформацию растяжения (положительная деформация). Если нулевой сигнал положителен, сопротивление элемента a-b должно увеличиться (величина сопротивления возрастает при шлифовке). Во время настройки (шлифовки) постоянно контролируем нулевой сигнал на выходе моста и продолжаем настройку, пока не будет получо значение выходного сигнала равное нулю. Если нулевой сигнал отрицательный, тогда мы должны увеличить величину сопротивления элемента a-c, и так же, как было показано выше, продолжать настройку, пока выходной сигнал моста не достигнет нулевого значения. Для регулировки начального разбаланса нуля мы рекомендуем к применению фрикционный резистор модели RCF5-AZ04. На схеме Рис. 5 данный компенсационный резистор обозначен как Rа.

Термокомпенсация нуля: Обычно для уменьшения влияния температурного эффекта на нулевой сигнал выполняется подключение к одному из плеч моста компенсационного резистора серии RNF или медного либо никелевого провода в лаковой изоляции с большим значением температурного коэффициента сопротивления. Выходной сигнал ненагруженного преобразователя должен быть нулевым, но при изменениях температуры упругий элемент, клеящий состав и тензорезистор расширяются или сжимаются в разной степени, что приводит к изменению сопротивления тензорезистора. Кроме того температурный коэффициент сопротивления материала чувствительной решетки тензорезистора не может абсолютно точно соответствовать коэффициенту линейного расширения упругого элемента, что также вызывает изменение сопротивления тензорезистора. Все эти факторы влияют на нулевой сигнал преобразователя, даже если применены термокомпенсированные тензорезисторы и полномостовое соединение. По причине разброса температурных характеристик тензорезисторов нулевой сигнал на выходе преобразователя может изменяться в большей или меньшей степени. Все эти факты и обусловливают необходимость термокомпенсации ноля. Данный метод состоит в следующем: сначала необходимо проверить температурные характеристики преобразователей, после того, как станут известны величины сопротивления компенсационного тензорезистора и температурного ухода ноля преобразователя, необходимо отрегулировать величину сопротивления соответствующего плеча моста в соответствии с величиной температурного ухода нуля преобразователя. Величина сопротивления компенсационного резистора может быть вычислена по формуле:

RT=IR (U2-U1) l / l250αcUin (T2-T1) l

где Rt- величина сопротивления компенсационного резистора; R — сопротивление моста; Uin — напряжение питания; αc — температурный коэффициент сопротивления компенсационного резистора; U2, U1 — нулевой сигнал, соответственно, при значениях температур T2, T1. Для термокомпенсации ноля часто используется медный провод в лаковой изоляции и компенсационные резисторы, регулируемые методом шлифовки или подрезки, а также резисторы, регулируемые методом замыкания.

По своему принципу термокомпенсация нуля сходна с компенсацией начального разбаланса нуля, но должна производиться в имитационном температурном поле (термокамере). Например (см. Резистор Rt на рис. 6), предположим, что датчики R1, R3 получают испытывают деформацию сжатия (отрицательная деформация), R2, R4 испытывают деформацию растяжения (положительная деформация). Если нулевой сигнал на выходе преобразователя с ростом температуры возрастает, то необходимо увеличить сопротивление в f-g элементе (например, методом шлифовки). Необходимо постоянно контролировать нулевой сигнал на выходе преобразователя и регулировать его до момента, пока он не совпадает с начальной величиной. Если нулевой сигнал на выходе преобразователя с ростом температуры уменьшается, то необходимо увеличить сопротивление в f-e элементе. Необходимо постоянно контролировать нулевой сигнал на выходе преобразователя и регулировать его до момента, пока он не совпадает с начальной величиной. Для термокомпенсации нулевого сигнала рекомендуется применение компенсационного резистора, регулируемого методом шлифовки, типа RNF1-AT02, как продемонстрировано на рис.10. . На рис. 6 Rt обозначает компенсационный резистор для регулировки температурного ноля.

Общий вид компенсационной мостовой схемы тензорезисторного измерительного преобразователя

R1  ~ R4 ————-  Тензорезисторы

Rt         ————- Термочувствительные компенсационные резисторы для регулировки температурного ноля

Ra         ————-  Компенсационные резисторы для регулировки начального разбаланса ноля

Rm        ————- Термочувствительные компенсационные резисторы для регулировки температурной чувствительности (или резисторы для компенсации модуля упругости)

RС        ————- Компенсационные резисторы для регулировки чувствительности

V          ————-   Напряжение возбуждения

Eo         ————-   Выход моста (или выходной сигнал)

Технические характеристики компенсационных резисторов

ГОСТ 21414-75 Резисторы. Термины и определения (с Изменениями N 1, 2), ГОСТ от 25 декабря 1975 года №21414-75

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 25.12.75 N 4020 дата введения установлена 01.01.77

Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта СССР от 23.12.81 N 5599

ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в декабре 1978 г., декабре 1981 г. (ИУС 1-79, 3-82).


Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий резисторов, используемых в электрических цепях.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе. Приведенные определения можно при необходимости изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1612-79.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Применение терминов — синонимов стандартизованного термина запрещается.

Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены пометой «Ндп».

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять, когда исключена возможность их различного толкования.

Когда существенные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено и соответственно в графе «Определение» поставлен прочерк.

В стандарте в качестве справочных приведены иностранные эквиваленты на немецком (D), английском (Е) и французском (F) языках.

В стандарте приведены алфавитные указатели содержащихся в нем терминов на русском языке и их иностранных эквивалентов.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы — светлым, а недопустимые синонимы — курсивом.

(Измененная редакция, Изм. N 2).



(Измененная редакция, Изм. N 2).



(Измененная редакция, Изм. N 2).



(Измененная редакция, Изм. N 2).



(Измененная редакция, Изм. N 2).



(Измененная редакция, Изм. N 2).

Текст документа сверен по:
официальное издание
Электроника. Термины и определения. Часть 2:
Сб. стандартов. — М.: Стандартинформ, 2005

Термин

Определение

ВИДЫ РЕЗИСТОРОВ

1. Резистор

D. Widerstand

Е. Resistor

F.

По ГОСТ 19880-74*

________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 52002-2003.

2. Изолированный резистор

D. Isolierter Widerstand

Е. Insulated resistor

F.

Резистор с изоляционным покрытием или в корпусе, допускающий касание поверхностью резистора или его корпусом токоведущих и токопроводящих частей аппаратуры

3. Неизолированный резистор

D. Unisolierter Widerstand

Е. Non-insulated resistor

F.

Резистор без покрытия или с покрытием, не допускающий касания поверхностью резистора токоведущих и токопроводящих частей аппаратуры

4. Герметичный резистор

D. Hermetisch gekapselter Widerstand

Е. Hermetically sealed resistor

F.

Резистор, конструкция которого исключает возможность сообщения между его внутренним пространством и окружающей средой

5. Постоянный резистор

D. Festwiderstand

Е. Fixed resistor

F. fixe

Резистор, электрическое сопротивление которого задано при изготовлении и не может регулироваться при его эксплуатации

6. Переменный резистор

D. Drehwiderstand

Е. Variable resistor

F. variable

Резистор, электрическое сопротивление которого между его подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом

7. Регулировочный резистор

Е. Panel control

F.

Переменный резистор, предназначенный для многократной регулировки параметров электрической цепи

8. Подстроечный резистор

D. Trimmerwiderstand

Е. Trimming resistor

F. d’ajustement

Переменный резистор, предназначенный для подстройки параметров электрической цепи, у которого число перемещений подвижной системы значительно меньше, чем у регулировочного резистора

9. Потенциометр

D. Potentiometer

Е. Potentiometer

F.

Переменный резистор, к стабильности и точности воспроизведения функциональной характеристики которого предъявляются повышенные требования

10. Проволочный резистор

D. Drahtwiderstand

Е. Wirewound resistor

F.

Резистор, резистивный элемент которого выполнен из проволоки

11-17. (Исключены, Изм. N 2).

18. Композиционный резистор

D. Gemischwiderstand

Е. Composition resistor

F.

Резистор, резистивный элемент которого представляет собой композицию из проводящих и диэлектрических материалов

19. Пленочный резистор

D. Schichtgemischwiderstand

Е. Film resistor

F.

Резистор, резистивный элемент которого представляет собой пленку, нанесенную на электроизоляционное основание.

Примечания:

1. По материалу резистивного элемента пленочные резисторы подразделяются на: углеродистые, керметные, металлоокисные, металлизированные, композиционные.

2. По толщине пленки резисторы подразделяются на тонкопленочные и толстопленочные

20. Объемный резистор

D. Massewiderstand

Е. Carbon composition resistor

Резистор, резистивный элемент которого выполнен в виде объемного тела

21. Полупроводниковый резистор

D. Halbleiterwiderstand

Е. Semiconductor resistor

F. semi-conducteur

Резистор, резистивный элемент которого выполнен из полупроводникового материала

22. Терморезистор

Ндп. Термистор

D. Thermistor

Е. Thermistor

F. Thermistance

Полупроводниковый резистор, основное свойство которого заключается в способности изменять свое электрическое сопротивление при изменении его температуры

23. Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления

D. Heissleiter

Е. Negative temperature coefficient thermistor

F. Thermistance coefficient de negatif

Терморезистор, электрическое сопротивление которого на определенном участке диапазона рабочих температур уменьшается с увеличением его температуры

24. Терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления

D. Kaltleiter

Е. Positive temperature coefficient thermistor

F. Thermistance coefficient de positif

Терморезистор, электрическое сопротивление которого на определенном участке диапазона рабочих температур возрастает с увеличением его температуры

25. Терморезистор прямого подогрева

D. Direkt geheizter Thermistor

Е. Directly heated thermistor

F. Thermistance chauffage direct

Терморезистор, электрическое сопротивление которого изменяется при прохождении тока через термочувствительный элемент и (или) изменении температуры окружающей среды

26. Терморезистор косвенного подогрева

D. Undirekt geheizter Thermistor

Е. Indirectly heated thermistor

F. Thermistance chauffage indirect

Терморезистор, электрическое сопротивление которого изменяется при прохождении тока через подогреватель и (или) изменении температуры окружающей среды

27. Полупроводниковый болометр

Терморезистор, предназначенный для регистрации лучистой энергии

28. Варистор

D. Varistor

Е. Varistor

F. Varistance

Полупроводниковый резистор, основное свойство которого заключается в способности значительно изменять свое электрическое сопротивление при изменении подаваемого на него напряжения

29. Управляемый варистор

Варистор, на одну или несколько пар выводов которого подаются управляющие электрические напряжения

30. Переменный варистор

Варистор, у которого при перемещении одного или нескольких подвижных контактов регулируется снимаемое с него напряжение

31. Магниторезистор

D. Feldplatten

Е. Magnetoresistor

F.

Полупроводниковый резистор, основное свойство которого заключается в способности изменять свое электрическое сопротивление под действием магнитного поля

ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИЙ РЕЗИСТОРОВ

32. Резистивиый элемент резистора

Резистивный элемент

D. Widerstandselement

Е. Resistive element

F. Element resistant

Токопроводящий элемент резистора, определяющий его электрическое сопротивление

33. Термочувствительный элемент терморезистора

Термочувствительный элемент

Е. Thermally sensitive element

F. L’element thermosensible

Резистивный элемент терморезистора, сопротивление которого изменяется при изменении его температуры

34. Подвижный контакт переменного резистора

Подвижный контакт

D. Schiebekontakt

Е. Moving contact

F. Contact mobile

Контакт, который перемещается по резистивному элементу

35. Подвижная система переменного резистора

Подвижная система

D. Bewegliches System des Widerstands

Е. Actuating device

F. Dispositif de commande

Устройство, служащее для перемещения подвижного контакта переменного резистора

36. Вывод резистора

D. Anschluss des Widerstands

Е. Terminal of resistor

F. Sortie de la

Деталь резистора, служащая для соединения резистивного элемента или подвижного контакта с внешней электрической цепью

37. Отвод резистора

D. Widerstandsabgriff

Е. Тар

F. Prise

Дополнительный вывод участка резистивного элемента, расположенный между выводами резистора

38. Упор резистора

D. Anschlag des Widerstands

Е. End stop

F.

Устройство, служащее для ограничения перемещения подвижной системы резистора

39. Подогреватель терморезистора

D. Heizelement des Thermistors

Е. Heater of thermistor

F. Filament de la thermistance

Деталь терморезистора косвенного подогрева, служащая для подогрева его термочувствительного элемента

39a. Электрическое сопротивление резистора

Электрическое сопротивление

Е. Electrical resistance

Параметр, характеризующий способность резистора ограничивать протекающий по нему ток и превращать электрическую энергию в тепловую

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА, ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЗИСТОРОВ

40. Номинальное сопротивление резистора

Номинальное сопротивление

D. Nennwiderstand

Е. Rated resistance

F. nominate

Электрическое сопротивление, значение которого обозначено на резисторе или указано в нормативной документации, и которое является исходным для отсчета отклонений от этого значения

41. Полное сопротивление переменного резистора

Полное сопротивление

D. Gesamtwiderstand

Е. Total resistance

F. totale

Электрическое сопротивление между крайними выводами переменного резистора, измеренное на постоянном токе

41a. Эффективное сопротивление переменного резистора

Эффективное сопротивление

Е. Effective resistance

F. utile

Часть полного сопротивления на участке резистивного элемента, в пределах которого воспроизводится заданная функциональная характеристика

42. Установленное сопротивление переменного резистора

Установленное сопротивление

D. Eingestellter Widerstandswert

Е. Set-up resistance

F.

Электрическое сопротивление, измеренное между одним из выводов резистивного элемента и выводом подвижного контакта

43. Переходное сопротивление подвижного контакта переменного резистора

Переходное сопротивление подвижного контакта

D.

Е. Contact resistance

F. de contact

Электрическое сопротивление, измеренное между резистивным элементом и подвижным контактом резистора

44. Допускаемое отклонение сопротивления резистора

Допускаемое отклонение сопротивления

D. Widerstandstoleranz

Е. Tolerance on rated resistance

F. nominale

Максимально допускаемая разность между измеренным и номинальным сопротивлением, выражаемая обычно в процентах по отношению к номинальному сопротивлению

44a. Номинальная температура резистора

Наибольшая температура окружающей среды, при которой резистор может рассеивать номинальную мощность

45. Номинальная мощность рассеяния резистора

Номинальная мощность рассеяния

D. Nennleistung

Е. Rated dissipation

F. Dissipation nominale

Наибольшая мощность, которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допускаемых пределах

45a. Предельное рабочее напряжение резистора

Е. Limiting element voltage

F. Tension limite de

Наибольшее напряжение, которое может быть приложено к выводам резистора

45б. Предельный ток подвижного контакта переменного резистора

Предельный ток подвижного контакта

Е. Limiting slider current

F. Courant de curseur limite

Наибольший ток, который может проходить между резистивным элементом и подвижным контактом

46. Минимальное сопротивление переменного резистора

Минимальное сопротивление

D. Minimalwiderstand

Е. Terminal resistance

F.

Сопротивление между одним из крайних выводов и выводом подвижного контакта при подведении его к соответствующему упору переменного резистора.

Примечание. Для резисторов, не имеющих упоров, минимальное сопротивление соответствует наименьшему значению сопротивления, измеренному между выводом подвижного контакта и крайним выводом

47. Разбаланс многоэлементного переменного резистора

D. Unbalance eines Mehrelementen-Drehwiderstandes

Е. Matching of the resistance law

F. Equilibrage de la loi de variation

Отношение напряжения, снимаемого с одного резистора, к соответствующему напряжению, снимаемому с другого резистора, при перемещении их подвижной системы и одинаковом питающем напряжении на выводах резистивного элемента

48. Напряжение шумов перемещения подвижной системы переменного резистора

Напряжение шумов перемещения

D. Rauschspannung

Е. Rotational noise

F. Bruit de rotation

Электрическое напряжение шумов на выходе переменного резистора, возникающее при перемещении подвижного контакта

49. Функциональная характеристика переменного резистора

Ндп. Закон изменения сопротивления переменного резистора

D. Funktioneller Widerstandsverlauf

Е. Resistance law

F. Loi de variation

Зависимость электрического сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта.

Примечание. Функциональная характеристика может определяться аналогично через выходное напряжение

49а. Допускаемое отклонение функциональной характеристики переменного резистора

Величина, выражающая точность соответствия действительной функциональной характеристики теоретической

50. Неэффективный электрический угол поворота подвижной системы переменного резистора

Неэффективный угол поворота

D. Elektricher Drehwinkel

Е. Angle of ineffective rotation

F. Angle mort

Угол поворота подвижной системы переменного резистора, в пределах которого не воспроизводится заданная функциональная характеристика

51. Эффективный электрический угол поворота подвижной системы переменного резистора

Эффективный угол поворота

Угол поворота подвижной системы переменного резистора, в пределах которого воспроизводится заданная функциональная характеристика

52. Полный механический угол поворота подвижной системы переменного резистора

Полный механический угол поворота

D. Mechanischer Drehwinkel

Е. Total mechanical rotation

F. Course totale

Полный угол поворота подвижной системы переменного резистора от упора до упора.

Примечание. Для резисторов, не имеющих упоров, полный механический угол равен максимальному углу между двумя положениями подвижной системы, соответствующими минимальному сопротивлению между выводом подвижного контакта и крайним выводом

53. Момент вращения подвижной системы переменного резистора

Момент вращения

D. Drehmoment

Е. Operating torque

F. Couple actif

Минимальный момент, необходимый для обеспечения непрерывного перемещения подвижной системы резистора

54. Момент трогания подвижной системы переменного резистора

Момент трогания

D. Anschlagmoment

Е. Starting torque

F. Couple de

Минимальный момент, необходимый для обеспечения начала перемещения подвижной системы резистора

55. Электрическая разрешающая способность переменного резистора

Электрическая разрешающая способность

D. Elektrisches

Е. Resolution

F.

Изменение сопротивления или напряжения между выводом подвижного контакта переменного резистора и крайним выводом при самом незначительном перемещении подвижного контакта, вызывающем изменение сопротивления или напряжения

56. Плавность изменения сопротивления переменного резистора

D. Sprungfreie

Е. Continuity

F.

Монотонное изменение сопротивления переменного резистора при перемещении его подвижной системы

57. Износоустойчивость переменного резистора

D. Verschleissfestigkeit

Е. Rotational life

F. de vie en rotation

Способность переменного резистора обеспечить максимально допустимое число циклов перемещения его подвижной системы

58. Минимальное напряжение потенциометра

Минимальное напряжение

D. Minimalspannung

Е. Minimum voltage

F. Tension minimale

Наименьшее напряжение между одним из выводов потенциометра и выводом его подвижного контакта при подаче входного напряжения на выводы потенциометра

59. Коэффициент деления напряжения потенциометра

D.

Е. Output ratio

F. Rapport de sortie

Отношение выходного напряжения потенциометра при данном положении его подвижной системы к выходному напряжению

60. Угловая разрешающая способность проволочного переменного резистора

Угловая разрешающая способность

D.

Е. Angular resolution

F. angulaire

Угол поворота оси проволочного переменного резистора, соответствующий перемещению подвижного контакта с витка на виток

61. Непрерывность электрического контактирования переменного резистора

D. Kontaktierungsstetigkeit

Е. Continuity

F. Continuity

Наличие непрерывного электрического контакта между резистивным элементом и подвижным контактом переменного резистора при перемещении последнего

61a. Максимальная мощность рассеяния терморезистора

E. Maximum dissipation of an element

Максимально допустимая мощность рассеяния при заданной температуре в неподвижном воздухе, при которой в течение заданного времени параметры терморезистора остаются в допустимых пределах

62. Коэффициент рассеяния мощности терморезистора

D. des Thermistors

Е. Dissipation factor of thermistor

Отношение мощности, рассеиваемой на терморезисторе, к изменению температуры термочувствительного элемента при определенной температуре окружающей среды

63. Тепловая постоянная времени терморезистора

D. Zeitkonstant des Thermistors

Е. Thermal time constant of thermistor

F. Constante de temps thermique de la thermistance

Величина, характеризующая тепловую инерционность терморезистора

64. Коэффициент тепловой связи терморезистора косвенного подогрева

Отношение мощности рассеяния термочувствительного элемента к мощности, рассеиваемой подогревателем, необходимой для разогрева термочувствительного элемента до одинаковой температуры при прямом и косвенном подогреве, соответственно

65. Статическая вольт-амперная характеристика терморезистора

D. Strom-Spannungs Charakteristik de Thermistors

Е. Voltage/current characteristic of thermistor

F. tension (courant de la
)

Зависимость напряжения, приложенного к выводам терморезистора, от проходящего через него тока при тепловом равновесии между терморезисторами и окружающей средой.

Примечание. Статистическая вольт-амперная характеристика характерна для терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления

65а. Температурный коэффициент сопротивления терморезистора

Е. Temperature coefficient of a thermistor

Отношение первой производной сопротивления терморезистора по температуре при заданной температуре к его сопротивлению при этой температуре

66. Температурный коэффициент тока варистора (TKI)

Относительное изменение тока, протекающего через варистор, при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина) и неизменно приложенном к нему напряжении

67. Температурный коэффициент напряжения варистора (TKU)

Относительное изменение напряжения, приложенного к выводам варистора, при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина) и неизменном токе, проходящем через варистор

68. Коэффициент асимметрии тока варистора

Отношение разности проходящих через варистор токов при изменении полярности прикладываемого напряжения к наименьшему значению одного из этих токов

69. Вольт-фарадная характеристика варистора

Зависимость дифференциальной емкости варистора от приложенного к нему постоянного напряжения

70. Коэффициент нелинейности варистора

Отношение электрического сопротивления варистора постоянному току к его дифференциальному сопротивлению в заданной точке вольт-амперной характеристики

71. Классификационное напряжение варистора

Напряжение, при котором через варистор проходит заданный ток

72. Вольт-амперная характеристика варистора

Зависимость тока, протекающего через варистор, от приложенного к нему напряжения

73. Частотная характеристика проводимости варистора

Зависимость полной проводимости варистора от частоты переменного тока при заданном приложенном постоянном напряжении

74. Импульсная электрическая устойчивость варистора

Способность варистора сохранять в допустимых пределах свои электрические параметры при воздействии импульсных напряжений, значения которых превышают классификационные

75. Температурный коэффициент сопротивления резистора (ТКС)

D. Temperaturkoeffizient des Widerstands (ТК)

Е. Temperature coefficient of resistance (TCR)

F. Coefficient de temperature de la (CTR)

Относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина)

76. Уровень шумов резистора

D. Rauschpegel

Е. Noise level

F. Nivau de bruit

Отношение напряжения шумов, возникающих в резисторе при прохождении по нему постоянного тока, к напряжению, приложенному к резистору

77. Цикл перемещения подвижной системы переменного резистора

Цикл перемещения

D.

Е. Cycle of operation

F. Cycle de manoeuvre

Перемещение подвижной системы резистора от упора до упора и обратно.

Примечание. Для резистора без упоров циклом перемещения подвижной системы является перемещение ее от положения, соответствующего наименьшему электрическому сопротивлению, до положения, соответствующего его наибольшему значению, и обратно

78. Стабильность резистора

D.

Е. Stability

F.

Способность резистора при эксплуатации сохранять свои параметры в допустимых пределах

Болометр полупроводниковый

27

Варистор

28

Варистор переменный

30

Варистор управляемый

29

Вывод резистора

36

Износоустойчивость переменного резистора

57

Закон изменения сопротивления переменного резистора

49

Контакт переменного резистора подвижный

34

Контакт подвижный

34

Коэффициент асимметрии тока варистора

68

Коэффициент деления напряжения потенциометра

59

Коэффициент напряжения варистора (TKU) температурный

67

Коэффициент нелинейного варистора

70

Коэффициент рассеяния мощности терморезистора

62

Коэффициент сопротивления резистора (ТКС) температурный

75

Коэффициент сопротивления терморезистора температурный

65а

Коэффициент тепловой связи терморезистора косвенного подогрева

64

Коэффициент тока варистора (TKI) температурный

66

Магниторезистор

31

Момент вращения

53

Момент вращения подвижной системы переменного резистора

53

Момент трогания

54

Момент трогания подвижной системы переменного резистора

54

Мощность рассеяния номинальная

45

Мощность рассеяния резистора номинальная

45

Мощность рассеяния терморезистора максимальная

61а

Напряжение варистора классификационное

71

Напряжение минимальное

58

Напряжение потенциометра минимальное

58

Напряжение резистора рабочее предельное

45а

Напряжение шумов перемещения

48

Напряжение шумов перемещения подвижной системы переменного резистора

48

Непрерывность электрического контактирования переменного резистора

61

Отвод резистора

37

Отклонение сопротивления допускаемое

44

Отклонение сопротивления резистора допускаемое

44

Отклонение функциональной характеристики переменного резистора допускаемое

49а

Плавность изменения сопротивления переменного резистора

56

Подогреватель терморезистора

39

Постоянная времени терморезистора тепловая

63

Потенциометр

9

Разбаланс многоэлементного переменного резистора

44

Резистор

1

Резистор герметичный

4

Резистор изолированный

2

Резистор композиционный

18

Резистор неизолированный

3

Резистор объемный

20

Резистор переменный

6

Резистор пленочный

19

Резистор подстроечный

8

Резистор полупроводниковый

21

Резистор постоянный

5

Резистор проволочный

10

Резистор регулировочный

7

Система переменного резистора подвижная

35

Система подвижная

35

Сопротивление минимальное

46

Сопротивление номинальное

40

Сопротивление переменного резистора минимальное

46

Сопротивление переменного резистора полное

41

Сопротивление переменного резистора установленное

42

Сопротивление переменного резистора эффективное

41а

Сопротивление подвижного контакта переменного резистора переходное

43

Сопротивление подвижного контакта переходное

43

Сопротивление полное

41

Сопротивление резистора номинальное

40

Сопротивление резистора электрическое

39а

Сопротивление установленное

42

Сопротивление электрическое

39а

Сопротивление эффективное

41а

Способность переменного резистора разрешающая электрическая

55

Способность проволочного переменного резистора разрешающая угловая

60

Способность разрешающая угловая

60

Способность разрешающая электрическая

55

Стабильность резистора

78

Температура резистора номинальная

44a

Термистор

22

Терморезистор

22

Терморезистор косвенного подогрева

26

Терморезистор прямого подогрева

25

Терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления

23

Терморезистор с положительным температурным коэффициентом сопротивления

24

Ток подвижного контакта переменного резистора предельный

45б

Ток подвижного контакта предельный

45б

Угол поворота механический полный

52

Угол поворота неэффективный

50

Угол поворота подвижной системы переменного резистора механический полный

52

Угол поворота подвижной системы переменного резистора электрический неэффективный

50

Угол поворота подвижной системы переменного резистора электрический эффективный

51

Угол поворота эффективный

51

Упор резистора

38

Уровень шумов резистора

76

Устойчивость варистора электрическая импульсная

74

Характеристика варистора вольт-амперная

72

Характеристика варистора вольт-фарадная

69

Характеристика переменного резистора функциональная

49

Характеристика проводимости варистора частотная

73

Характеристика терморезистора вольт-амперная статическая

65

Цикл перемещения

77

Цикл перемещения подвижной системы переменного резистора

77

Элемент резистивный

32

Элемент резистора резистивный

32

Элемент термочувствительный

33

Элемент терморезистора термочувствительный

33

Anschlag des Widerstands

38

Anschlagmoment

54

Anschluss des Widerstands

36


77

Bewegliches System des Widerstands

35

Direkt geheizter Thermistor

25

Drahtwiderstand

10

Drehmoment

53

Drehwiderstand

6

Eingestellter Widerstandswert

42

Elektrisches

55

Elektrischer Drehwinkel

50

Feldplatten

31

Festwiderstand

5

Funktioneller Widerstandsverlauf

49

Gemischwiderstand

18

Gesamtwiderstand

41

Halbleiterwiderstand

21

Heissleiter

23

Heizelement des Thermistors

39

Hermetisch gekapselter Widerstand

4

Isolierter Winderstand

2

Kaltleiter

24

Kontaktierungsstetigkeit

61


78

Masswiderstand

20

Mechanischer Drehwinkel

52

Minimalspannung

58

Minimalwiderstand

46

Nennleistung

45

Nennwiederstand

40

Potentiometer

9

Rauschpegel

76

Rauschspannung

48

Schichtgemischwiderstand

19

Schiebekontakt

34

59

Sprungfreie

56

Strom-Spannungs Charakteristik des Thermistors

65

Temperaturkoeffizient des Widerstands (TK)

75

Thermistor

22

Trimmerwiderstand

8


43

Unbalance eines Mehrelementen-Drehwiderstandes

47

Undirekt geheizter Thermistor

26

Unisolierter Widerstand

3

Varistor

28

Verschleissfestigkeit

57

des Thermistors

62

Widerstand

1

Widerstandsabgriff

37

Widerstandselement

32

Widerstandstoleranz

44


60

Zeitkonstant des Thermistors

63

Actuating device

35

Angle of ineffective rotation

50

Angular resolution

60

Carbon composition resistor

20

Composition resistor

18

Contact resistance

43

Continuity

55, 61

Cycle of operation

77

Directly heated thermistor

25

Dissipation factor of thermistor

62

Effective resistance

41a

Electrical resistance

39a

End stop

38

Film resistor

19

Fixed resistor

5

Heater of thermistor

39

Hermetically sealed resistor

4

Indirectly heated thermistor

26

Insulated resistor

2

Limiting element voltage

45a

Limiting slider current

45б

Magnetoresistor

31

Matching of the resistance law

47

Maximum dissipation of an element

61a

Minimum voltage

58

Moving contact

34

Negative temperature coefficient thermistor

23

Noise level

76

Non-insulated resistor

3

Operating torque

53

Output ratio

59

Panel control

7

Positive temperature coefficient thermistor

24

Potentiometer

9

Rated dissipation

45

Rated resistance

40

Resistance law

49

Resistive element

32

Resistor

1

Resolution

55

Rotational life

57

Rotational noise

48

Semiconductor resistor

21

Set-up resistance

42

Stability

78

Starting torque

54

Tap

37

Temperature coefficient of a thermistor

65a

Temperature coefficient of resistance (TCR)

75

Terminal of resistor

36

Terminal resistance

46

Thermally sensitive element

33

Thermal time constant of thermistor

63

Thermistor

22

Trimming resistor

8

Tolerance on rated resistance

44

Total mechanical rotation

52

Total resistance

41

Variable resistor

6

Varistor

28

Voltage/current characteristic of thermistor

65

Wirewound resistor

10

Резисторы. Классификации резисторов | Электротехника

Резисторы классифицируются по характеру зависимости величины сопротивления от напря­жения, по типу сопротивления, по составу резистивного слоя, и по форме изготовления

По характеру зависимости величины сопротивления от напря­жения резисторы подразделяют на линейные (с линейной вольт-амперной ха­рактеристикой) и нелинейные (с нелинейной вольт-амперной харак­теристикой).

Линейные резисторы по типу сопротивления подразделяют на две основные группы: резисторы постоянного сопротивления и резисторы переменного сопротивления. В свою очередь резисторы постоянного сопротивления делятся на проволочные и непроволочные, а резисторы переменного сопротивления на реостаты и потенциометры – рис. 1.1.

Непроволочные резисторы классифицируются по составу резистивного слоя и бывают углеродистые, металлопленочные, металлодиэлектрические, металлоокисные, полупроводниковые и пленочные композиционные.

По форме изготовления резисторы делятся на два класса: проволочные и непроволочные. К проволочным относятся резисторы с проводящими элементами из провода или ленты, к непроволочным относятся резисторы, в которых в качестве проводящих элементов используются специальные объем­ные структуры физического тела или поверхностные слои, образо­ванные на базовых изоляционных деталях.

По способу защиты от влаги резисторы выполняют незащищен­ными, лакированными, компаундированными, впрессованными в пластмассу, герметизированными, вакуумными.

По основным конструктивным признакам резистивного элемента на тонкопленочные, объемные, проволочные.

Нелинейные резисторы подразделяют на терморезисторы, варисторы, тензорезисторы, магниторезисторы, позисторы, фоторезисторы и ис­пользуются в электрических цепях, где требуется изменение ве­личины сопротивления от температуры (терморезисторы и позисторы), напряжения (варисторы), лучистой энергии (фоторезисторы) и других факторов.

В случае, когда требуется регулировать один из параметров электрической цепи по определенному закону, применяют резисто­ры переменного сопротивления с требуемым законом изменения сопротивления от перемещения его подвижной части.

В некоторых устройствах сопротивление резисторов изменяется по определенному закону под действием температуры, приложенно­го напряжения, лучистой энергии или других факторов. Например, для компенсации нежелательных изменений параметров электрической цепи исполь­зуют резистор, величина сопротивления которого меняется от тем­пературы по требуемому закону.

Резисторы, изменяющие сопротивление от приложенного напря­жения, используются в стабилизаторах цепей питания, а также в качестве ограничителей тока, резисторы же, сопротивление которых зависит от уровня падающей на них лучистой энергии, применяют в устройствах вместо более сложных и дорогих фотоэлементов.

В зависимости от особенностей назначения промышленностью выпускаются резисторы общего и специаль­ного назначения.

Резисторы общего назначения предназначаются для использования в электрических цепях, не требующих от резистора специфических свойств и параметров.

Резисторы специального назначения обладают ря­дом специфических свойств и параметров. К ним относятся высокоомные (с величинами сопротивлений, превышающими единицы мегоомов), высоковольтные (с допустимыми напряжениями, превы­шающими сотни вольт), высокочастотные (предназначенные для работы на частотах свыше 10 МГц), прецизионные и полупреци­зионные (отличающиеся высокой точностью величины сопротивле­ния и повышенной стабильностью), миниатюрные (обладающие существенно меньшими габаритами, чем резисторы общего назна­чения и использующиеся при малых уровнях электрической нагруз­ки) резисторы.

ВЫВОД: существуют разнообразные классификации резисторов, например, классификация по типу сопротивления, по характеру зависимости величины сопротивления от напря­жения, по форме изготовления, по способу защиты от влаги, по основным конструктивным признакам резистивного элемента и ряд других. Более подробно класси

Расчет резистора (сопротивления) для светодиода

Светодиод – это полупроводниковый элемент электрической схемы. Его особенностью является нелинейная вольт-амперная характеристика. Стабильность и срок службы прибора во многом обусловлены силой тока. Малейшие перегрузки приведут к ухудшению качества светодиода (деградации)  или его поломке.

Зачем резистор перед светодиодом.

В идеале для работы диоды следует подключать к источнику постоянного тока. В этом случае элемент будет работать стабильно. Но на практике для подключения чаще всего используют более распространенные блоки питания с постоянным напряжением. При этом для ограничения силы тока, которая протекает через LED элемент, нужно включать в электрическую цепь дополнительное сопротивление − резистор. В статье рассмотрены методы расчета резистора для светодиода.

Когда следует подключать светодиод через резистор

Существует несколько случаев, когда такая электрическая схема уместна. Во-первых, токоограничивающий резистор стоит использовать, если эффективность схемы не первоочередная задача. В качестве примера можно привести применение светодиода в качестве индикатора в приборах. В таком случае важно самом свечение, а не его яркость.

Во-вторых, применение резистора оправдано в случаях, когда необходимо выяснить полярность и работоспособность LED элемента. Одним из методов является подключение прибора к блоку питания. В этом качестве часто используют аккумуляторы от мобильных телефонов или батарейки. Напряжение на них может достигать 12 В. Это очень высокая величина, и прямое подключение светодиода приведет к поломке. Для ограничения напряжения в цепь вставляют резистор.

В-третьих, резистор используют в исследовательских целях для изучения работы новых образцов светодиодов.

В других случаях можно воспользоваться драйвером – прибором, стабилизирующим ток.

Математический расчет.

Для подбора сопротивления придется вспомнить школьный курс физики.

На рисунке представлена простая последовательная электрическая схема соединения резистора и диода. На схеме применены следующие обозначения:

  • U – входное напряжение блока питания;
  • R – резистор с падением напряжения UR;
  • LED – светодиод с падением напряжения ULED (паспортное значение) и дифференциальным сопротивлением RLED;

Поскольку элементы соединены последовательно, то сила тока I в них одинакова.

По второму закону Кирхгофа: 

U =  UR + ULED.   (1)

 Одновременно используем закон Ома:

U=I*R.   (2)

Подставим формулу (2) в формулу (1) и получим:

U = I*R + I*RLED.   (3)

Путем простых математических преобразований из формул (1) и (3) найдем искомое сопротивление резистора R:

R = (U — ULED) / I.   (4)

Для более точного подбора можно рассчитать мощность рассеивания резистора Р.

Р = U*I.   (5)

Примем напряжение блока питания U = 10 В.

Характеристики диода: ULED  = 2В, I = 40 мА = 0,04A.

Подставим нужные цифры в формулу (4), получим: R = (10 — 2) / 0,04 = 200 (Ом).

Стоит учесть, что если полученной величины нет в стандартном ряду сопротивлений, то следует выбирать более высокоомный элемент.

Мощность рассеивания (5): составит Р = (10 – 2) * 0,04 = 0,32 (Вт).

Графический расчет.

При наличии вольт-амперной характеристики несложно определить сопротивление резистора графическим способом. Метод применяется редко, но полезно про него знать.

Для определения искомого сопротивления нужно знать ток нагрузки ILED и напряжение блока питания U. Далее следует перпендикуляр, соответствующий значению тока, до пересечения с вольт-амперной кривой. Затем через точку на графике и значению U провести прямую, которая покажет на оси тока максимальное его значение IMAX. Эти цифры подставляем в закон Ома (2) и вычисляем сопротивление резистора.

Например, ILED = 10 мА, а U = 5 В. По графику IMAX  примерно равна 25 мА.

По закону Ома (2) R = U / IMAX = 5 / 0,025 = 200 (Ом).

Примеры вычислений сопротивления для светодиода.

Разберем некоторые наглядные случаи вычисления сопротивления элемента в конкретных схемах.

Вычисление токоограничивающего сопротивления при последовательном соединении нескольких светодиодов.

Из курса физики известно, что в такой схеме значение тока постоянное, а напряжение на LED элементах суммируется.

Возьмем напряжение источника питания U = 12 В.

Характеристики диодов одинаковы: ULED  = 2В, ILED = 10 мА.

Преобразуем формулу (4), учитывая три LED элемента.

R = (U – 3*ULED) / I.

R = (12 – 3* 2) / 0,01 = 600 (Ом).

Мощность рассеивания (5) составит: Р = (12 – 2 * 3) * 0,01 = 0,6 (Вт).

Вычисление сопротивления при параллельном соединении светодиодов.

В этом случае постоянным сохраняется напряжение, а силы тока складываются. Поэтому при тех же входных данных (напряжение источника питания U = 12 В, напряжение и ток на диодах  ULED  = 2В, ILED = 10 мА), расчет будет несколько другим.

Используем формулу (4), учитывая три LED элемента.

R = (U – ULED) /3* I.

R = (12 – 2) / 3*0,01 = 333,3 (Ом).

Мощность рассеивания (5) составит: Р = (12 – 2) * 3*0,01 = 0,3 (Вт).

Однако данное подключение не стоит применять на практике. Даже светодиоды из одной партии не гарантируют одинакового падения напряжений. Из-за этого ток на отдельном LED элементе может превысить допустимый, что может спровоцировать выход элементов из строя.

Для параллельного соединения светодиодов необходимо к каждому из них подключать свой резистор.

Вычисление сопротивления при параллельно-последовательном соединении LED элементов.

Для подключения большого количества светодиодов уместно использовать параллельно-последовательную электрическую схему. Поскольку в параллельных ветках напряжение одинаковое, то достаточно узнать сопротивление резистора в одной цепи. А количество веток не имеет значения.

Напряжение блока питания U = 12 В.

Характеристики диодов одинаковы: ULED  = 2В, ILED = 10 мА.

Максимальное количество LED элементов n для одной ветки рассчитывается так:

n = (U — ULED) / ULED   (6)

В нашем случае n = (12 — 2) / 2 = 5 (шт).

Сопротивление резистора для одной ветки:

R = (U — n* ULED) / ILED .   (7)

Для трех светодиодов оно составит: R = (12 – 3*2)/ 0,01 = 600 (Ом).

Ничего не найдено для Wp Content Uploads 2015 03 %25D0%259C%25D0%25B5%25D1%2582%25D0%25Be%25D0%25B4 %25D1%2580%25D0%25B0%25D1%2581%25D1%2587%25D0%25B5%25D1%2582%25D0%25B0 %25D0%25Bf%25D0%25B0%25D1%2580%25D0%25B0%25D0%25Bc%25D0%25B5%25D1%2582%25D1%2580%25D0%25Be%25D0%25B2 %25D1%2582%25D0%25Be%25D1%2580%25D0%25Bc%25D0%25Be%25D0%25B7%25D0%25Bd%25D0%25Be%25D0%25B3%25D0%25Be %25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25B7%25D0%25B8%25D1%2581%25D1%2582%25D0%25Be%25D1%2580%25D0%25B0 Pdf

Данная политика конфиденциальности относится к сайту под доменным именем instart-info.ru. Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы (администрация сайта) или третьи лица могут получать, когда вы пользуетесь нашим сайтом.

Данные, собираемые при посещении сайта

Персональные данные

Персональные данные при посещении сайта передаются пользователем добровольно, к ним могут относиться: имя, фамилия, отчество, номера телефонов, адреса электронной почты, адреса для доставки товаров или оказания услуг, реквизиты компании, которую представляет пользователь, должность в компании, которую представляет пользователь, аккаунты в социальных сетях; поля форм могут запрашивать и иные данные.

Эти данные собираются в целях оказания услуг или продажи товаров, связи с пользователем или иной активности пользователя на сайте, а также, чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать.

Мы не проверяем достоверность оставляемых данных, однако не гарантируем качественного исполнения заказов или обратной связи с нами при некорректных данных.

Данные собираются имеющимися на сайте формами для заполнения (например, регистрации, оформления заказа, подписки, оставления отзыва, обратной связи и иными).

Формы, установленные на сайте, могут передавать данные как напрямую на сайт, так и на сайты сторонних организаций (скрипты сервисов сторонних организаций).

Также данные могут собираться через технологию cookies (куки) как непосредственно сайтом, так и скриптами сервисов сторонних организаций. Эти данные собираются автоматически, отправку этих данных можно запретить, отключив cookies (куки) в браузере, в котором открывается сайт.

Не персональные данные

Кроме персональных данных при посещении сайта собираются не персональные данные, их сбор происходит автоматически веб-сервером, на котором расположен сайт, средствами CMS (системы управления сайтом), скриптами сторонних организаций, установленными на сайте. К данным, собираемым автоматически, относятся: IP адрес и страна его регистрации, имя домена, с которого вы к нам пришли, переходы посетителей с одной страницы сайта на другую, информация, которую ваш браузер предоставляет добровольно при посещении сайта, cookies (куки), фиксируются посещения, иные данные, собираемые счетчиками аналитики сторонних организаций, установленными на сайте.

Эти данные носят неперсонифицированный характер и направлены на улучшение обслуживания клиентов, улучшения удобства использования сайта, анализа посещаемости.

Предоставление данных третьим лицам

Мы не раскрываем личную информацию пользователей компаниям, организациям и частным лицам, не связанным с нами. Исключение составляют случаи, перечисленные ниже.

Данные пользователей в общем доступе

Персональные данные пользователя могут публиковаться в общем доступе в соответствии с функционалом сайта, например, при оставлении отзывов, может публиковаться указанное пользователем имя, такая активность на сайте является добровольной, и пользователь своими действиями дает согласие на такую публикацию.

По требованию закона

Информация может быть раскрыта в целях воспрепятствования мошенничеству или иным противоправным действиям; по требованию законодательства и в иных случаях, предусмотренных законом.

Для оказания услуг, выполнения обязательств

Пользователь соглашается с тем, что персональная информация может быть передана третьим лицам в целях оказания заказанных на сайте услуг, выполнении иных обязательств перед пользователем. К таким лицам, например, относятся курьерская служба, почтовые службы, службы грузоперевозок и иные.

Сервисам сторонних организаций, установленным на сайте

На сайте могут быть установлены формы, собирающие персональную информацию других организаций, в этом случае сбор, хранение и защита персональной информации пользователя осуществляется сторонними организациями в соответствии с их политикой конфиденциальности.

Сбор, хранение и защита полученной от сторонней организации информации осуществляется в соответствии с настоящей политикой конфиденциальности.

Как мы защищаем вашу информацию

Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения, ограничиваем нашим сотрудникам, подрядчикам и агентам доступ к персональным данным, постоянно совершенствуем способы сбора, хранения и обработки данных, включая физические меры безопасности, для противодействия несанкционированному доступу к нашим системам.

Ваше согласие с этими условиями

Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.

Отказ от ответственности

Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет. Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.

Изменения в политике конфиденциальности

Мы имеем право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего сайта. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем информацию пользователях, которую мы собираем. Используя сайт, вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с политикой конфиденциальности и изменениями в ней.

Как с нами связаться

Если у вас есть какие-либо вопросы о политике конфиденциальности, использованию сайта или иным вопросам, связанным с сайтом, свяжитесь с нами:

8 800 222 00 21

[email protected]

Сопротивление резистора | Основы резистора

Сопротивление резистора

Назначение резистора — противодействовать прохождению через него электрического тока. Это называется электрическим сопротивлением и измеряется в омах. Сопротивление можно рассчитать по закону Ома, когда известен ток и измерено падение напряжения:

Сопротивление резистора зависит от его материала и формы. Некоторые материалы имеют более высокое удельное сопротивление, что приводит к более высокому значению.Значение часто печатается на резисторе с номером или в виде цветового кода.

Что такое сопротивление?

Понятия тока, напряжения и сопротивления можно объяснить с помощью гидравлической аналогии. Поток воды по трубе ограничен сужением. Это вызывает падение давления после сужения. Течение воды эквивалентно электрическому току. Падение давления равно падению напряжения. Перетяжка эквивалентна резистору и имеет определенное сопротивление.Сопротивление пропорционально падению напряжения или давления для данного тока.

В гидравлическом примере сопротивление может быть увеличено, например, за счет уменьшения диаметра сужения. Для резистора или провода сопротивление обычно зависит от материала и геометрической формы. Влияние геометрической формы можно легко объяснить на примере гидравлики. Длинная и узкая трубка будет иметь более высокое сопротивление, чем короткая и широкая трубка.

Сопротивление резистора прямоугольного сечения площадью А и длиной L.

Сопротивление материала называется удельным сопротивлением. Электрическое сопротивление резистора пропорционально удельному сопротивлению материала. Для резистора прямоугольного сечения сопротивление R определяется по формуле:

где ρ — удельное сопротивление материала резистора (Вт · м), l — длина резистора вдоль направления тока (м), а A — площадь поперечного сечения, перпендикулярного току (м ^ 2).-8 Вт · м.

Сопротивление в серии

Эквивалентное сопротивление последовательно включенных резисторов равно сумме каждого резистора:

Ток, проходящий через все последовательно включенные резисторы, одинаков, а напряжение — нет. Для более подробного объяснения и практических примеров, обратитесь к статье резисторов в серии. Иногда желаемое значение недоступно со стандартными предпочтительными значениями. Вместо этого для достижения этого значения можно подключить два резистора последовательно или параллельно.

Сопротивление параллельно

Эквивалентное сопротивление параллельно включенных резисторов можно рассчитать по следующей формуле:

Напряжение на каждом параллельном резисторе одинаковое, но нет тока. Для более подробного объяснения и практических примеров обратитесь к статье резисторов параллельно.

Как найти сопротивление резистора

Сопротивление резистора либо напечатано на корпусе резистора, либо обозначено цветовым кодом.Комбинация цветов указывала номинал и допуск резистора. Для калькулятора или полного объяснения обратитесь к коду резистора.

Как работают резисторы? Что внутри резистора?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 сентября 2020 г.

Когда вы впервые узнаете об электричестве, вы обнаружите, что материалы делятся на две основные категории, называемые проводниками и изоляторы. Проводники (например, металлы) пропускают электричество через их; изоляторы (например, пластмассы и дерево), как правило, этого не делают.Но нет ничего так просто, не так ли? Любое вещество будет вести электричество, если на него подать достаточно большое напряжение: даже воздух, который обычно является изолятором, внезапно становится проводником, когда в облаках накапливается мощное напряжение — вот что делает молния. Вместо того, чтобы говорить о проводниках и изоляторах, это часто яснее говорить о сопротивлении: легкость, с которой что нибудь позволит электричеству течь через него. У проводника низкое сопротивление, в то время как изолятор имеет гораздо более высокое сопротивление.Устройства под названием резисторы позволяют вводить точно контролируемые величины сопротивления в электрические цепи. Давайте подробнее рассмотрим, что они из себя представляют и как они работают!

Фото: четыре типичных резистора, расположенных бок о бок в электронной схеме. Резистор работает, преобразуя электрическую энергию в тепло, которое рассеивается в воздухе.

Что такое сопротивление?

Электричество течет через материал, переносимый электронами, крошечные заряженные частицы внутри атомов.В широком смысле говоря, материалы, которые хорошо проводят электричество, — это те, которые позволяют электронам свободно течь. через них. В металлах, например, атомы заперты в прочная кристаллическая структура (немного похожа на металлическую подъемную раму в детская площадка). Хотя большинство электронов внутри этих атомов зафиксированные на месте, некоторые из них могут проходить сквозь конструкцию, унося с собой электричество. Поэтому металлы — хорошие проводники: металл относительно небольшое сопротивление протекающим через него электронам.

Анимация: Электроны должны проходить через материал, чтобы переносить через него электричество. Чем тяжелее электронам течь, тем больше сопротивление. Металлы обычно имеют низкое сопротивление потому что электроны могут легко проходить через них.

Пластмассы совсем другие. Хотя часто они твердые, у них нет того же кристаллическая структура. Их молекулы (которые обычно очень длинные повторяющиеся цепи, называемые полимерами), связаны между собой в такие способ, которым электроны внутри атомов полностью заняты.Там Короче говоря, нет свободных электронов, которые могут перемещаться в пластмассах. проводить электрический ток. Пластик — хорошие изоляторы: ставят до высокого сопротивления протекающим через них электронам.

Это все немного расплывчато для такого предмета, как электроника, которая требует точного контроля электрических токов. Вот почему мы определяем сопротивление, точнее, напряжение в вольтах, необходимое для через цепь протекает ток 1 ампер. Если требуется 500 вольт для сделать расход 1 ампер, сопротивление 500 Ом (написано 500 Ом).Ты можешь см. это соотношение, записанное в виде математического уравнения:

V = I × R

Это известно как закон Ома для немецкого языка. физик Георг Симон Ом (1789–1854).

Фото: Используя такой мультиметр, вы можете автоматически определить сопротивление электронного компонента; измеритель пропускает через компонент известный ток, измеряет напряжение на нем и использует закон Ома для расчета сопротивления. Хотя мультиметры достаточно точны, вы должны помнить, что провода и щупы также имеют сопротивление, которое внесет ошибку в ваши измерения (чем меньше сопротивление, которое вы измеряете, тем больше вероятная ошибка).Здесь я измеряю сопротивление громкоговорителя в телефоне, которое, как вы можете видеть на цифровом дисплее, составляет 36,4 Ом. Вставка: переключатель на мультиметре позволяет мне измерять различные сопротивления (200 Ом, 2000 Ом, 20K = 20000 Ом, 200K = 200000 Ом и 20M = 20 миллионов Ом).

Сопротивление бесполезно?

Сколько раз вы слышали такое в фильмах о плохих парнях? Это часто верно и в науке. Если материал имеет высокое сопротивление, он означает, что электричеству будет сложно пройти через него.Чем больше электричеству приходится бороться, тем больше энергии потрачено впустую. Это звучит вроде плохая идея, но иногда сопротивление далеко не «бесполезно» и на самом деле очень полезно.

Фото: Нить накаливания внутри старой лампочки. Это очень тонкий провод с умеренным сопротивлением. Он нагревается, поэтому ярко светится и излучает свет.

В лампочке старого образца, например, электричество проходит через очень тонкий кусок проволоки. называется нитью.Провод такой тонкий, что электричество действительно нужно бороться, чтобы пройти через это. Это делает провод чрезвычайно горячий — настолько сильно, что даже излучает свет. Без сопротивление, такие лампочки не работают. Конечно недостаток в том, что приходится тратить огромное количество энергии на нагрев нить. Такие старые лампочки зажигают свет, тепло, поэтому их называют лампами накаливания; Новые энергоэффективные лампочки излучают свет, не выделяя много тепла, благодаря совершенно иному процессу флуоресценции.

Тепло, которое выделяют нити, не всегда тратится впустую. В таких приборах, как электрические чайники, электрические радиаторы, электрические души, кофеварки и тостеры, есть более крупные и прочные версии волокон, называемые нагревательные элементы. Когда через них протекает электрический ток, они получают достаточно горячей, чтобы вскипятить воду или приготовить хлеб. В нагревательных элементах, по крайней мере, сопротивление далеко не бесполезно.

Сопротивление

также полезно в таких вещах, как транзисторные радиоприемники и телевизор. наборы.Предположим, вы хотите уменьшить громкость на телевизоре. Ваш ход ручка громкости, и звук становится тише, но как это происходит? Регулятор громкости на самом деле является частью электронного компонента, называемого переменный резистор. Если вы уменьшите громкость, вы на самом деле повышение сопротивления в электрической цепи, которая приводит в движение громкоговоритель телевизора. Когда вы включаете сопротивление, электрический ток, протекающий по цепи, уменьшается. С меньшим током, меньше энергии для питания громкоговорителя, поэтому он звучит намного тише.

Фотография: «Переменный резистор» — это очень общее название компонента, сопротивление которого может изменяться в зависимости от перемещение диска, рычага или какого-либо элемента управления. Более конкретные типы переменных резисторов включают потенциометры (небольшие электронные компоненты с тремя выводами) и реостаты (обычно намного больше и сделанные из нескольких витков спирального провода со скользящим контактом, который перемещается по катушкам, чтобы «отвести» некоторую часть сопротивления) . Фотографии: 1) Маленький переменный резистор, действующий как регулятор громкости в транзисторном радиоприемнике.2) Два больших реостата от электростанции. Вы можете увидеть регуляторы набора, которые «отталкивают» большее или меньшее сопротивление. Фото Джека Баучера из журнала Historic American Engineering Record любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают резисторы

Люди, занимающиеся изготовлением электрических или электронных цепей для особых рабочие места часто нуждаются в точном сопротивлении. Они могут сделайте это, добавив крошечные компоненты, называемые резисторами. Резистор — это небольшой пакет сопротивления: подключите его к цепи, и вы уменьшите ток на точную величину.Снаружи все резисторы выглядят более-менее то же самое. Как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице, резистор — это короткий червеобразный компонент с цветными полосами на сторона. Он имеет два соединения, по одному с каждой стороны, так что вы можете зацепить это в цепь.

Что происходит внутри резистора? Если вы сломаете одну открытую и соскоблите внешнее покрытие изоляционной краски, вы можете увидеть изолирующий керамический стержень, проходящий через середину с медной проволокой, обернутой снаружи.Такой резистор называют проволочным. Количество витков меди регулирует сопротивление очень точно: чем больше витков меди, тем тоньше медь, тем выше сопротивление. В резисторах меньшего номинала предназначен для схем малой мощности, медная обмотка заменена на спиральный узор из углерода. Такие резисторы намного дешевле марки и называются карбон-пленкой. Как правило, резисторы с проволочной обмоткой более точны и стабильны при более высоких рабочих температурах.

Фото: внутри резистора с проволочной обмоткой.Разломайте пополам, соскребите краску, и вы сможете отчетливо увидеть изолирующий керамический сердечник и проводящий медный провод, обернутый вокруг него.

Как размер резистора влияет на его сопротивление?

Предположим, вы пытаетесь протолкнуть воду по трубе. Различные виды трубок будут более или менее услужливыми, поэтому более толстая труба будет сопротивляться воде меньше, чем более тонкая и более короткая труба будет оказывать меньшее сопротивление, чем более длительное. Если вы заполните трубу, скажем, галькой или губкой, вода будет по-прежнему просачиваться через него, но гораздо медленнее.Другими словами, длина, площадь поперечного сечения (площадь вы смотрите в трубу, чтобы увидеть, что внутри), и все, что внутри трубы, влияет на ее сопротивление воде.

Электрические резисторы очень похожи — на них действуют те же три фактора. Если вы сделаете провод тоньше или длиннее, электронам будет труднее перемещаться по нему. И, как мы уже видели, электричеству труднее проходить через одни материалы (изоляторы), чем через другие (проводники). Хотя Георг Ом наиболее известен тем, что связывает напряжение, ток и сопротивление, он также исследовал эту взаимосвязь. между сопротивлением и размером и типом материала, из которого изготовлен резистор.Это привело его к другому важному уравнению:

R = ρ × L / A

Проще говоря, сопротивление (R) материала увеличивается с увеличением его длины (поэтому более длинные провода обеспечивают большее сопротивление) и увеличивается с уменьшением его площади (более тонкие провода обеспечивают большее сопротивление). Сопротивление также связано с типом материала, из которого изготовлен резистор, и в этом уравнении это обозначено символом ρ, который называется удельным сопротивлением и измеряется в единицах Ом · м (омметры).У разных материалов очень разные удельные сопротивления: проводники имеют гораздо более низкое удельное сопротивление, чем изоляторы. При комнатной температуре алюминий имеет сопротивление примерно 2,8 x 10 −8 Ом · м, тогда как медь (лучший проводник) значительно ниже — 1,7 −8 Ом · м. Кремний (полупроводник) имеет удельное сопротивление около 1000 Ом · м, а стекло (хороший изолятор) измеряет около 10 12 Ом · м. Из этих цифр видно, насколько разные проводники и изоляторы обладают способностью переносить электричество: кремний примерно в 100 миллиардов раз хуже, чем медь, а стекло снова примерно в миллиард раз хуже!

Диаграмма: Хорошие проводники: Сравнение удельного сопротивления 10 обычных металлов и сплавов с удельным сопротивлением серебра при комнатной температуре.Например, вы можете видеть, что нихром, сплав, используемый в нагревательных элементах, имеет примерно в 66 раз большее сопротивление, чем аналогичный кусок серебра. Данные из разных источников.

Сопротивление и температура

Сопротивление резистора непостоянно, даже если это определенный материал фиксированной длины и площади: оно постепенно увеличивается с до при повышении температуры. Почему? Чем горячее материал, тем сильнее его атомы или ионы качаются и тем труднее его выдерживать. электроны должны пробираться сквозь них, что приводит к более высокому электрическому сопротивлению.Говоря в широком смысле, удельное сопротивление большинства материалов линейно увеличивается с температурой (поэтому, если вы увеличите температура на 10 градусов, удельное сопротивление увеличивается на определенную величину, а если вы его увеличите еще на 10 градусов удельное сопротивление снова возрастает на ту же величину). Если вы охладите материал , вы снизите его удельное сопротивление, а если охладите его до чрезвычайно низкого температуры, иногда можно заставить сопротивление вообще исчезнуть, в известном явлении как сверхпроводимость.

Диаграмма: Сопротивление материала увеличивается с температурой. На этой диаграмме показано, как удельное сопротивление (основное сопротивление материала, независимо от его длины или площади) увеличивается почти линейно при повышении температуры от абсолютного нуля до примерно 600 К (327 ° C) для четырех обычных металлов. Построено с использованием исходных данных из «Удельное электрическое сопротивление выбранных элементов» П. Десаи и др., J. Phys. Chem. Ref. Data, Том 13, № 4, 1984 г. и «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра» Р.Matula, J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol 8, No. 4, 1979, любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий США. Открытые данные.

Как работают резисторы? Что внутри резистора?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 сентября 2020 г.

Когда вы впервые узнаете об электричестве, вы обнаружите, что материалы делятся на две основные категории, называемые проводниками и изоляторы. Проводники (например, металлы) пропускают электричество через их; изоляторы (например, пластмассы и дерево), как правило, этого не делают.Но нет ничего так просто, не так ли? Любое вещество будет вести электричество, если на него подать достаточно большое напряжение: даже воздух, который обычно является изолятором, внезапно становится проводником, когда в облаках накапливается мощное напряжение — вот что делает молния. Вместо того, чтобы говорить о проводниках и изоляторах, это часто яснее говорить о сопротивлении: легкость, с которой что нибудь позволит электричеству течь через него. У проводника низкое сопротивление, в то время как изолятор имеет гораздо более высокое сопротивление.Устройства под названием резисторы позволяют вводить точно контролируемые величины сопротивления в электрические цепи. Давайте подробнее рассмотрим, что они из себя представляют и как они работают!

Фото: четыре типичных резистора, расположенных бок о бок в электронной схеме. Резистор работает, преобразуя электрическую энергию в тепло, которое рассеивается в воздухе.

Что такое сопротивление?

Электричество течет через материал, переносимый электронами, крошечные заряженные частицы внутри атомов.В широком смысле говоря, материалы, которые хорошо проводят электричество, — это те, которые позволяют электронам свободно течь. через них. В металлах, например, атомы заперты в прочная кристаллическая структура (немного похожа на металлическую подъемную раму в детская площадка). Хотя большинство электронов внутри этих атомов зафиксированные на месте, некоторые из них могут проходить сквозь конструкцию, унося с собой электричество. Поэтому металлы — хорошие проводники: металл относительно небольшое сопротивление протекающим через него электронам.

Анимация: Электроны должны проходить через материал, чтобы переносить через него электричество. Чем тяжелее электронам течь, тем больше сопротивление. Металлы обычно имеют низкое сопротивление потому что электроны могут легко проходить через них.

Пластмассы совсем другие. Хотя часто они твердые, у них нет того же кристаллическая структура. Их молекулы (которые обычно очень длинные повторяющиеся цепи, называемые полимерами), связаны между собой в такие способ, которым электроны внутри атомов полностью заняты.Там Короче говоря, нет свободных электронов, которые могут перемещаться в пластмассах. проводить электрический ток. Пластик — хорошие изоляторы: ставят до высокого сопротивления протекающим через них электронам.

Это все немного расплывчато для такого предмета, как электроника, которая требует точного контроля электрических токов. Вот почему мы определяем сопротивление, точнее, напряжение в вольтах, необходимое для через цепь протекает ток 1 ампер. Если требуется 500 вольт для сделать расход 1 ампер, сопротивление 500 Ом (написано 500 Ом).Ты можешь см. это соотношение, записанное в виде математического уравнения:

V = I × R

Это известно как закон Ома для немецкого языка. физик Георг Симон Ом (1789–1854).

Фото: Используя такой мультиметр, вы можете автоматически определить сопротивление электронного компонента; измеритель пропускает через компонент известный ток, измеряет напряжение на нем и использует закон Ома для расчета сопротивления. Хотя мультиметры достаточно точны, вы должны помнить, что провода и щупы также имеют сопротивление, которое внесет ошибку в ваши измерения (чем меньше сопротивление, которое вы измеряете, тем больше вероятная ошибка).Здесь я измеряю сопротивление громкоговорителя в телефоне, которое, как вы можете видеть на цифровом дисплее, составляет 36,4 Ом. Вставка: переключатель на мультиметре позволяет мне измерять различные сопротивления (200 Ом, 2000 Ом, 20K = 20000 Ом, 200K = 200000 Ом и 20M = 20 миллионов Ом).

Сопротивление бесполезно?

Сколько раз вы слышали такое в фильмах о плохих парнях? Это часто верно и в науке. Если материал имеет высокое сопротивление, он означает, что электричеству будет сложно пройти через него.Чем больше электричеству приходится бороться, тем больше энергии потрачено впустую. Это звучит вроде плохая идея, но иногда сопротивление далеко не «бесполезно» и на самом деле очень полезно.

Фото: Нить накаливания внутри старой лампочки. Это очень тонкий провод с умеренным сопротивлением. Он нагревается, поэтому ярко светится и излучает свет.

В лампочке старого образца, например, электричество проходит через очень тонкий кусок проволоки. называется нитью.Провод такой тонкий, что электричество действительно нужно бороться, чтобы пройти через это. Это делает провод чрезвычайно горячий — настолько сильно, что даже излучает свет. Без сопротивление, такие лампочки не работают. Конечно недостаток в том, что приходится тратить огромное количество энергии на нагрев нить. Такие старые лампочки зажигают свет, тепло, поэтому их называют лампами накаливания; Новые энергоэффективные лампочки излучают свет, не выделяя много тепла, благодаря совершенно иному процессу флуоресценции.

Тепло, которое выделяют нити, не всегда тратится впустую. В таких приборах, как электрические чайники, электрические радиаторы, электрические души, кофеварки и тостеры, есть более крупные и прочные версии волокон, называемые нагревательные элементы. Когда через них протекает электрический ток, они получают достаточно горячей, чтобы вскипятить воду или приготовить хлеб. В нагревательных элементах, по крайней мере, сопротивление далеко не бесполезно.

Сопротивление

также полезно в таких вещах, как транзисторные радиоприемники и телевизор. наборы.Предположим, вы хотите уменьшить громкость на телевизоре. Ваш ход ручка громкости, и звук становится тише, но как это происходит? Регулятор громкости на самом деле является частью электронного компонента, называемого переменный резистор. Если вы уменьшите громкость, вы на самом деле повышение сопротивления в электрической цепи, которая приводит в движение громкоговоритель телевизора. Когда вы включаете сопротивление, электрический ток, протекающий по цепи, уменьшается. С меньшим током, меньше энергии для питания громкоговорителя, поэтому он звучит намного тише.

Фотография: «Переменный резистор» — это очень общее название компонента, сопротивление которого может изменяться в зависимости от перемещение диска, рычага или какого-либо элемента управления. Более конкретные типы переменных резисторов включают потенциометры (небольшие электронные компоненты с тремя выводами) и реостаты (обычно намного больше и сделанные из нескольких витков спирального провода со скользящим контактом, который перемещается по катушкам, чтобы «отвести» некоторую часть сопротивления) . Фотографии: 1) Маленький переменный резистор, действующий как регулятор громкости в транзисторном радиоприемнике.2) Два больших реостата от электростанции. Вы можете увидеть регуляторы набора, которые «отталкивают» большее или меньшее сопротивление. Фото Джека Баучера из журнала Historic American Engineering Record любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают резисторы

Люди, занимающиеся изготовлением электрических или электронных цепей для особых рабочие места часто нуждаются в точном сопротивлении. Они могут сделайте это, добавив крошечные компоненты, называемые резисторами. Резистор — это небольшой пакет сопротивления: подключите его к цепи, и вы уменьшите ток на точную величину.Снаружи все резисторы выглядят более-менее то же самое. Как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице, резистор — это короткий червеобразный компонент с цветными полосами на сторона. Он имеет два соединения, по одному с каждой стороны, так что вы можете зацепить это в цепь.

Что происходит внутри резистора? Если вы сломаете одну открытую и соскоблите внешнее покрытие изоляционной краски, вы можете увидеть изолирующий керамический стержень, проходящий через середину с медной проволокой, обернутой снаружи.Такой резистор называют проволочным. Количество витков меди регулирует сопротивление очень точно: чем больше витков меди, тем тоньше медь, тем выше сопротивление. В резисторах меньшего номинала предназначен для схем малой мощности, медная обмотка заменена на спиральный узор из углерода. Такие резисторы намного дешевле марки и называются карбон-пленкой. Как правило, резисторы с проволочной обмоткой более точны и стабильны при более высоких рабочих температурах.

Фото: внутри резистора с проволочной обмоткой.Разломайте пополам, соскребите краску, и вы сможете отчетливо увидеть изолирующий керамический сердечник и проводящий медный провод, обернутый вокруг него.

Как размер резистора влияет на его сопротивление?

Предположим, вы пытаетесь протолкнуть воду по трубе. Различные виды трубок будут более или менее услужливыми, поэтому более толстая труба будет сопротивляться воде меньше, чем более тонкая и более короткая труба будет оказывать меньшее сопротивление, чем более длительное. Если вы заполните трубу, скажем, галькой или губкой, вода будет по-прежнему просачиваться через него, но гораздо медленнее.Другими словами, длина, площадь поперечного сечения (площадь вы смотрите в трубу, чтобы увидеть, что внутри), и все, что внутри трубы, влияет на ее сопротивление воде.

Электрические резисторы очень похожи — на них действуют те же три фактора. Если вы сделаете провод тоньше или длиннее, электронам будет труднее перемещаться по нему. И, как мы уже видели, электричеству труднее проходить через одни материалы (изоляторы), чем через другие (проводники). Хотя Георг Ом наиболее известен тем, что связывает напряжение, ток и сопротивление, он также исследовал эту взаимосвязь. между сопротивлением и размером и типом материала, из которого изготовлен резистор.Это привело его к другому важному уравнению:

R = ρ × L / A

Проще говоря, сопротивление (R) материала увеличивается с увеличением его длины (поэтому более длинные провода обеспечивают большее сопротивление) и увеличивается с уменьшением его площади (более тонкие провода обеспечивают большее сопротивление). Сопротивление также связано с типом материала, из которого изготовлен резистор, и в этом уравнении это обозначено символом ρ, который называется удельным сопротивлением и измеряется в единицах Ом · м (омметры).У разных материалов очень разные удельные сопротивления: проводники имеют гораздо более низкое удельное сопротивление, чем изоляторы. При комнатной температуре алюминий имеет сопротивление примерно 2,8 x 10 −8 Ом · м, тогда как медь (лучший проводник) значительно ниже — 1,7 −8 Ом · м. Кремний (полупроводник) имеет удельное сопротивление около 1000 Ом · м, а стекло (хороший изолятор) измеряет около 10 12 Ом · м. Из этих цифр видно, насколько разные проводники и изоляторы обладают способностью переносить электричество: кремний примерно в 100 миллиардов раз хуже, чем медь, а стекло снова примерно в миллиард раз хуже!

Диаграмма: Хорошие проводники: Сравнение удельного сопротивления 10 обычных металлов и сплавов с удельным сопротивлением серебра при комнатной температуре.Например, вы можете видеть, что нихром, сплав, используемый в нагревательных элементах, имеет примерно в 66 раз большее сопротивление, чем аналогичный кусок серебра. Данные из разных источников.

Сопротивление и температура

Сопротивление резистора непостоянно, даже если это определенный материал фиксированной длины и площади: оно постепенно увеличивается с до при повышении температуры. Почему? Чем горячее материал, тем сильнее его атомы или ионы качаются и тем труднее его выдерживать. электроны должны пробираться сквозь них, что приводит к более высокому электрическому сопротивлению.Говоря в широком смысле, удельное сопротивление большинства материалов линейно увеличивается с температурой (поэтому, если вы увеличите температура на 10 градусов, удельное сопротивление увеличивается на определенную величину, а если вы его увеличите еще на 10 градусов удельное сопротивление снова возрастает на ту же величину). Если вы охладите материал , вы снизите его удельное сопротивление, а если охладите его до чрезвычайно низкого температуры, иногда можно заставить сопротивление вообще исчезнуть, в известном явлении как сверхпроводимость.

Диаграмма: Сопротивление материала увеличивается с температурой. На этой диаграмме показано, как удельное сопротивление (основное сопротивление материала, независимо от его длины или площади) увеличивается почти линейно при повышении температуры от абсолютного нуля до примерно 600 К (327 ° C) для четырех обычных металлов. Построено с использованием исходных данных из «Удельное электрическое сопротивление выбранных элементов» П. Десаи и др., J. Phys. Chem. Ref. Data, Том 13, № 4, 1984 г. и «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра» Р.Matula, J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol 8, No. 4, 1979, любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий США. Открытые данные.

Сопротивление и резисторы | Безграничная физика

Закон Ома

Закон

Ома гласит, что ток пропорционален напряжению; схемы являются омическими, если они подчиняются соотношению V = IR.

Цели обучения

Контрастная форма вольт-амперных графиков для омических и неомических цепей

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Напряжение управляет током, а сопротивление препятствует ему.
  • Закон
  • Ома относится к пропорциональному соотношению между напряжением и током. Это также относится к конкретному уравнению V = IR, которое справедливо при рассмотрении схем, содержащих простые резисторы (сопротивление которых не зависит от напряжения и тока).
  • Цепи или компоненты, которые подчиняются соотношению V = IR, известны как омические и имеют линейные зависимости тока от напряжения, проходящие через начало координат.
  • Есть неомические компоненты и цепи; их графики I-V не являются линейными и / или не проходят через начало координат.
Ключевые термины
  • простая схема : Схема с одним источником напряжения и одним резистором.
  • омический : То, что подчиняется закону Ома.

Закон Ома

Что движет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, розетки и т. Д., Которые необходимы для поддержания тока. Все такие устройства создают разность потенциалов и условно называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он прикладывает разность потенциалов V, которая создает электрическое поле.Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на заряды, вызывая ток. Ток, протекающий через большинство веществ, прямо пропорционален приложенному к нему напряжению V. Немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854) был первым, кто экспериментально продемонстрировал, что ток в металлической проволоке прямо пропорционален приложенному напряжению: [латекс] \ text {I} \ propto \ text {V} [/ latex ].

Это важное соотношение известно как закон Ома. Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, в которой напряжение является причиной, а ток — следствием.Это эмпирический закон, подобный закону трения — явление, наблюдаемое экспериментально. Такая линейная зависимость возникает не всегда. Напомним, что хотя напряжение управляет током, сопротивление ему препятствует. Столкновения движущихся зарядов с атомами и молекулами вещества передают энергию веществу и ограничивают ток. Следовательно, ток обратно пропорционален сопротивлению: [latex] \ text {I} \ propto \ frac {1} {\ text {R}} [/ latex].

Простая схема : Простая электрическая цепь, в которой замкнутый путь для прохождения тока обеспечивается проводниками (обычно металлическими), соединяющими нагрузку с выводами батареи, представленными красными параллельными линиями.Зигзагообразный символ представляет собой единственный резистор и включает любое сопротивление в соединениях с источником напряжения.

Единицей измерения сопротивления является Ом, где 1 Ом = 1 В / А. Мы можем объединить два приведенных выше соотношения, чтобы получить I = V / R. Это соотношение также называется законом Ома. В этой форме закон Ома действительно определяет сопротивление определенных материалов. Закон Ома (как и закон Гука) не универсален. Многие вещества, для которых действует закон Ома, называются омическими. К ним относятся хорошие проводники, такие как медь и алюминий, и некоторые плохие проводники при определенных обстоятельствах.Омические материалы имеют сопротивление R, которое не зависит от напряжения V и тока I. Объект с простым сопротивлением называется резистором, даже если его сопротивление невелико.

Падение напряжения : Падение напряжения на резисторе в простой цепи равно выходному напряжению батареи.

Дополнительное понимание можно получить, решив I = V / R для V, что дает V = IR. Это выражение для V можно интерпретировать как падение напряжения на резисторе, вызванное протеканием тока I.Для обозначения этого напряжения часто используется фраза IR drop. Если напряжение измеряется в различных точках цепи, будет видно, что оно увеличивается на источнике напряжения и уменьшается на резисторе. Напряжение аналогично давлению жидкости. Источник напряжения подобен насосу, создающему перепад давления, вызывающему ток — поток заряда. Резистор похож на трубу, которая снижает давление и ограничивает поток из-за своего сопротивления. Здесь сохранение энергии имеет важные последствия. Источник напряжения подает энергию (вызывая электрическое поле и ток), а резистор преобразует ее в другую форму (например, тепловую энергию).В простой схеме (с одним простым резистором) напряжение, подаваемое источником, равно падению напряжения на резисторе, поскольку E = qΔV, и через каждую из них протекает одинаковое q. Таким образом, энергия, подаваемая источником напряжения, и энергия, преобразуемая резистором, равны.

В истинно омическом устройстве одно и то же значение сопротивления будет вычисляться из R = V / I независимо от значения приложенного напряжения V. То есть отношение V / I является постоянным, и когда ток отображается как В зависимости от напряжения кривая является линейной (прямая линия).Если напряжение принудительно устанавливается равным некоторому значению V, тогда это напряжение V, деленное на измеренный ток I, будет равно R. Или, если ток будет увеличен до некоторого значения I, тогда измеренное напряжение V, деленное на этот ток I, также будет R. график I против V как прямая линия. Однако есть компоненты электрических цепей, которые не подчиняются закону Ома; то есть их соотношение между током и напряжением (их ВАХ) нелинейное (или неомическое). Примером может служить диод с p-n переходом.

вольт-амперные характеристики : ВАХ четырех устройств: двух резисторов, диода и батареи.Два резистора подчиняются закону Ома: график представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Два других устройства не подчиняются закону Ома.

Закон Ома : Краткий обзор закона Ома.

Температура и сверхпроводимость

Сверхпроводимость — это явление нулевого электрического сопротивления и выброс магнитных полей в некоторых материалах при температуре ниже критической.

Цели обучения

Описать поведение сверхпроводника при температуре ниже критической и в слабом внешнем магнитном поле

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Сверхпроводимость — это термодинамическая фаза, обладающая определенными отличительными свойствами, которые в значительной степени не зависят от микроскопических деталей.
  • В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются при понижении температуры ниже критической. Возникновение сверхпроводимости сопровождается резкими изменениями различных физических свойств.
  • Когда сверхпроводник помещается в слабое внешнее магнитное поле H и охлаждается ниже температуры перехода, магнитное поле выбрасывается.
  • Сверхпроводники могут поддерживать ток без приложенного напряжения.
Ключевые термины
  • высокотемпературные сверхпроводники : материалы, которые ведут себя как сверхпроводники при необычно высоких температурах (выше примерно 30 K).
  • критическая температура : В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются при этой температуре (и сохраняются ниже).
  • сверхпроводимость : Свойство материала, при котором он не оказывает сопротивления прохождению электрического тока.

Сверхпроводимость — это явление точно нулевого электрического сопротивления и выброса магнитных полей, возникающее в некоторых материалах при охлаждении ниже критической температуры.Он был обнаружен Хайке Камерлинг-Оннес (на фото) 8 апреля 1911 года в Лейдене.

Хайке Камерлинг-Оннес : Хайке Камерлинг-Оннес (1853-1926).

Большинство физических свойств сверхпроводников варьируются от материала к материалу, например теплоемкость и критическая температура, критическое поле и критическая плотность тока, при которых сверхпроводимость разрушается. С другой стороны, существует класс свойств, не зависящих от основного материала.Например, все сверхпроводники имеют точно нулевое удельное сопротивление по отношению к низким приложенным токам, когда нет магнитного поля или если приложенное поле не превышает критического значения. Существование этих «универсальных» свойств подразумевает, что сверхпроводимость является термодинамической фазой и, таким образом, обладает определенными отличительными свойствами, которые в значительной степени не зависят от микроскопических деталей.

В сверхпроводящих материалах характеристики сверхпроводимости проявляются, когда температура T понижается ниже критической температуры T c .Возникновение сверхпроводимости сопровождается резкими изменениями различных физических свойств — отличительным признаком фазового перехода. Например, электронная теплоемкость пропорциональна температуре в нормальном (несверхпроводящем) режиме. При сверхпроводящем переходе он испытывает прерывистый скачок и после этого перестает быть линейным, как показано на.

Когда сверхпроводник помещается в слабое внешнее магнитное поле H и охлаждается ниже температуры перехода, магнитное поле выбрасывается.Эффект Мейснера не вызывает полного выброса поля. Скорее, поле проникает в сверхпроводник на очень малое расстояние (характеризуемое параметром λ), называемое лондонской глубиной проникновения. Он экспоненциально спадает до нуля в объеме материала. Эффект Мейснера — определяющая характеристика сверхпроводимости. Для большинства сверхпроводников лондонская глубина проникновения составляет порядка 100 нм.

Сверхпроводящий фазовый переход : Поведение теплоемкости (cv, синий) и удельного сопротивления (ρ, зеленый) при сверхпроводящем фазовом переходе.

Сверхпроводники также способны поддерживать ток без какого-либо приложенного напряжения — свойство, используемое в сверхпроводящих электромагнитах, таких как те, что используются в аппаратах МРТ. Эксперименты показали, что токи в сверхпроводящих катушках могут сохраняться годами без какого-либо измеримого ухудшения. Экспериментальные данные указывают на то, что в настоящее время продолжительность жизни составляет не менее 100 000 лет. Теоретические оценки времени жизни постоянного тока могут превышать расчетное время жизни Вселенной, в зависимости от геометрии провода и температуры.

Значение этой критической температуры варьируется от материала к материалу. Обычно обычные сверхпроводники имеют критические температуры в диапазоне от примерно 20 К до менее 1 К. Твердая ртуть, например, имеет критическую температуру 4,2 К. По состоянию на 2009 год самая высокая критическая температура, обнаруженная для обычного сверхпроводника, составляет 39 К. для магния. диборид (MgB 2 ), хотя экзотические свойства этого материала вызывают некоторые сомнения в его правильной классификации как «обычный» сверхпроводник.Высокотемпературные сверхпроводники могут иметь гораздо более высокие критические температуры. Например, YBa 2 Cu 3 O 7 , один из первых открытых купратных сверхпроводников, имеет критическую температуру 92 К; Были обнаружены купраты на основе ртути с критическими температурами, превышающими 130 К. Следует отметить, что химический состав и кристаллическая структура сверхпроводящих материалов могут быть довольно сложными, как показано в.

Элементарная ячейка сверхпроводника YBaCuO : Элементарная ячейка сверхпроводника YBaCuO.Атомы обозначены разными цветами.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление и удельное сопротивление описывают степень, в которой объект или материал препятствуют прохождению электрического тока.

Цели обучения

Определить свойства материала, которые описываются сопротивлением и удельным сопротивлением

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Сопротивление объекта (т. Е. Резистора) зависит от его формы и материала, из которого он состоит.
  • Удельное сопротивление ρ является внутренним свойством материала и прямо пропорционально общему сопротивлению R, внешней величине, которая зависит от длины и площади поперечного сечения резистора.
  • Удельное сопротивление различных материалов сильно различается. Точно так же резисторы могут иметь разные порядки величины.
  • Резисторы расположены последовательно или параллельно. Эквивалентное сопротивление цепи последовательно включенных резисторов является суммой всех сопротивлений.Сопротивление, обратное эквивалентному сопротивлению цепи параллельно включенных резисторов, является суммой обратных сопротивлений каждого резистора.
Ключевые термины
  • последовательное эквивалентное сопротивление : сопротивление сети резисторов, расположенных таким образом, что напряжение в сети является суммой напряжений на каждом резисторе. В этом случае эквивалентное сопротивление — это сумма сопротивлений всех резисторов в сети.
  • параллельное эквивалентное сопротивление : сопротивление сети, при котором на каждый резистор действует одинаковая разность потенциалов (напряжение), так что токи, проходящие через них, складываются.В этом случае сопротивление, обратное эквивалентному сопротивлению, равно сумме обратных сопротивлений всех резисторов в сети.
  • удельное сопротивление : Обычно сопротивление материала электрическому току; в частности, степень сопротивления материала потоку электричества.

Сопротивление и удельное сопротивление

Сопротивление — это электрическое свойство, препятствующее прохождению тока. Ток, протекающий через провод (или резистор), подобен воде, протекающей по трубе, а падение напряжения на проводе подобно перепаду давления, которое проталкивает воду по трубе.Сопротивление пропорционально тому, сколько давления требуется для достижения заданного потока, в то время как проводимость пропорциональна тому, сколько потока возникает при заданном давлении. Проводимость и сопротивление взаимны. Сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он состоит. Цилиндрический резистор легко анализировать, и таким образом мы можем получить представление о сопротивлении более сложных форм. Как и следовало ожидать, электрическое сопротивление цилиндра R прямо пропорционально его длине L, подобно сопротивлению трубы потоку жидкости.Чем длиннее цилиндр, тем больше зарядов соударяется с его атомами. Чем больше диаметр цилиндра, тем больше тока он может пропускать (опять же, аналогично потоку жидкости по трубе). Фактически, R обратно пропорционально площади поперечного сечения цилиндра A.

Цилиндрический резистор : однородный цилиндр длиной L и площадью поперечного сечения A. Его сопротивление потоку тока аналогично сопротивлению, оказываемому трубой потоку жидкости. Чем длиннее цилиндр, тем больше его сопротивление.Чем больше площадь его поперечного сечения A, тем меньше его сопротивление.

Как уже упоминалось, для данной формы сопротивление зависит от материала, из которого состоит объект. Различные материалы обладают разным сопротивлением потоку заряда. Мы определяем удельное сопротивление вещества ρ так, чтобы сопротивление объекта R было прямо пропорционально ρ. Удельное сопротивление ρ является внутренним свойством материала, независимо от его формы или размера. Напротив, сопротивление R — это внешнее свойство, которое действительно зависит от размера и формы резистора.(Аналогичная внутренняя / внешняя связь существует между теплоемкостью C и удельной теплоемкостью c). Напомним, что объект, сопротивление которого пропорционально напряжению и току, называется резистором.

Типичный резистор : Типовой резистор с осевыми выводами.

Что определяет удельное сопротивление? Удельное сопротивление разных материалов сильно различается. Например, проводимость тефлона примерно в 1030 раз ниже, чем проводимость меди. Почему такая разница? Грубо говоря, металл имеет большое количество «делокализованных» электронов, которые не застревают в каком-либо одном месте, но могут свободно перемещаться на большие расстояния, тогда как в изоляторе (например, тефлоне) каждый электрон прочно связан с одним атомом и требуется большая сила, чтобы оторвать его.Точно так же резисторы могут иметь разные порядки величины. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление 10 12 Ом или более. Сопротивление сухого человека может составлять 10 5 Ом, тогда как сопротивление человеческого сердца составляет примерно 10 3 Ом. Кусок медного провода большого диаметра длиной в метр может иметь сопротивление 10 −5 Ом, а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления (они неомичны). Разность потенциалов (напряжение), наблюдаемая в сети, является суммой этих напряжений, поэтому общее сопротивление (последовательное эквивалентное сопротивление) можно найти как сумму этих сопротивлений:

[латекс] \ text {R} _ {\ text {eq}} = \ text {R} _ {1} + \ text {R} _ {2} + \ cdots + \ text {R} _ {\ text {N}} [/ латекс].

В качестве особого случая сопротивление N резисторов, соединенных последовательно, каждый из которых имеет одинаковое сопротивление R, определяется как NR. Каждый резистор в параллельной конфигурации подвержен одной и той же разности потенциалов (напряжению), однако протекающие через них токи складываются . Таким образом, можно вычислить эквивалентное сопротивление (Req) сети:

[латекс] \ frac {1} {\ text {R} _ {\ text {eq}}} = \ frac {1} {\ text {R} _ {1}} + \ frac {1} {\ text {R} _ {2}} + \ cdots + \ frac {1} {\ text {R} _ {\ text {N}}} [/ latex].

Параллельное эквивалентное сопротивление может быть представлено в уравнениях двумя вертикальными линиями «||» (как в геометрии) как упрощенное обозначение.Иногда вместо «||» используются две косые черты «//», если на клавиатуре или шрифте отсутствует символ вертикальной линии. Для случая, когда два резистора включены параллельно, это можно рассчитать по формуле:

[латекс] \ text {R} _ {\ text {eq}} = \ text {R} _ {1} \ parallel \ text {R} _ {2} = \ frac {\ text {R} _ {1 } \ text {R} _ {2}} {\ text {R} _ {1} + \ text {R} _ {2}} [/ latex].

В качестве особого случая сопротивление N резисторов, подключенных параллельно, каждый из которых имеет одинаковое сопротивление R, определяется как R / N. Сеть резисторов, которая представляет собой комбинацию параллельного и последовательного соединения, может быть разбита на более мелкие части, которые являются одним или другим, например, как показано на.

Резисторная сеть : В этой комбинированной схеме цепь может быть разбита на последовательный компонент и параллельный компонент.

Однако некоторые сложные сети резисторов не могут быть решены таким образом. Это требует более сложного анализа схем. Одно из практических применений этих соотношений состоит в том, что нестандартное значение сопротивления обычно может быть синтезировано путем соединения ряда стандартных значений последовательно или параллельно. Это также можно использовать для получения сопротивления с более высокой номинальной мощностью, чем у отдельных используемых резисторов.В частном случае N идентичных резисторов, все подключенных последовательно или все подключенных параллельно, номинальная мощность отдельных резисторов умножается на N.

Сопротивление, резисторы и удельное сопротивление : Краткий обзор сопротивления, резисторов и удельного сопротивления.

Зависимость сопротивления от температуры

Удельное сопротивление и сопротивление зависят от температуры, причем зависимость линейна для малых изменений температуры и нелинейна для больших.

Цели обучения

Сравнить температурные зависимости удельного сопротивления и сопротивления при больших и малых изменениях температуры

Основные выводы

Ключевые моменты
  • При изменении температуры на 100ºC или менее удельное сопротивление (ρ) изменяется с изменением температуры ΔT как: [latex] \ text {p} = \ text {p} _ {0} (1 + \ alpha \ Delta \ text {T }) [/ latex] где ρ 0 — исходное удельное сопротивление, а α — температурный коэффициент удельного сопротивления.
  • При больших изменениях температуры наблюдается нелинейное изменение удельного сопротивления с температурой.
  • Сопротивление объекта демонстрирует такую ​​же температурную зависимость, как и удельное сопротивление, поскольку сопротивление прямо пропорционально удельному сопротивлению.
Ключевые термины
  • удельное сопротивление : Обычно сопротивление материала электрическому току; в частности, степень сопротивления материала потоку электричества.
  • температурный коэффициент удельного сопротивления : эмпирическая величина, обозначаемая α, которая описывает изменение сопротивления или удельного сопротивления материала в зависимости от температуры.
  • полупроводник : Вещество с электрическими свойствами, промежуточными между хорошим проводником и хорошим изолятором.

Удельное сопротивление всех материалов зависит от температуры. Некоторые материалы могут стать сверхпроводниками (нулевое сопротивление) при очень низких температурах (см.). И наоборот, удельное сопротивление проводников увеличивается с повышением температуры. Поскольку атомы колеблются быстрее и на больших расстояниях при более высоких температурах, электроны, движущиеся через металл, например, создают больше столкновений, эффективно увеличивая удельное сопротивление.При относительно небольших изменениях температуры (около 100 ° C или меньше) удельное сопротивление ρ изменяется с изменением температуры ΔT, как выражается в следующем уравнении:

Сопротивление образца ртути : Сопротивление образца ртути равно нулю при очень низких температурах — это сверхпроводник примерно до 4,2 К. Выше этой критической температуры его сопротивление совершает внезапный скачок, а затем увеличивается почти линейно. с температурой.

[латекс] \ text {p} = \ text {p} _ {0} (1 + \ alpha \ Delta \ text {T}) [/ latex]

, где ρ 0 — исходное удельное сопротивление, а α — температурный коэффициент удельного сопротивления.Для более значительных изменений температуры α может изменяться, или для нахождения ρ может потребоваться нелинейное уравнение. По этой причине обычно указывается суффикс для температуры, при которой измерялось вещество (например, α 15 ), и соотношение сохраняется только в диапазоне температур вокруг эталона. Обратите внимание, что α положителен для металлов, что означает, что их удельное сопротивление увеличивается с температурой. Температурный коэффициент обычно составляет от + 3 · 10 −3 K −1 до + 6 · 10 −3 K −1 для металлов, близких к комнатной температуре.Некоторые сплавы были разработаны специально, чтобы иметь небольшую температурную зависимость. Например, манганин (состоящий из меди, марганца и никеля) имеет α, близкое к нулю, поэтому его удельное сопротивление незначительно изменяется с температурой. Это полезно, например, для создания не зависящего от температуры эталона сопротивления.

Обратите также внимание на то, что α отрицательна для полупроводников, что означает, что их удельное сопротивление уменьшается с увеличением температуры. Они становятся лучшими проводниками при более высоких температурах, потому что повышенное тепловое перемешивание увеличивает количество свободных зарядов, доступных для переноса тока.Это свойство уменьшения ρ с температурой также связано с типом и количеством примесей, присутствующих в полупроводниках.

Сопротивление объекта также зависит от температуры, поскольку R 0 прямо пропорционально ρ. Для цилиндра мы знаем, что R = ρL / A, поэтому, если L и A не сильно изменяются с температурой, R будет иметь ту же температурную зависимость, что и ρ. (Исследование коэффициентов линейного расширения показывает, что они примерно на два порядка меньше типичных температурных коэффициентов удельного сопротивления, и поэтому влияние температуры на L и A примерно на два порядка меньше, чем на ρ.) Таким образом,

[латекс] \ text {R} = \ text {R} _ {0} (1 + \ alpha \ Delta \ text {T}) [/ latex]

— это температурная зависимость сопротивления объекта, где R 0 — исходное сопротивление, а R — сопротивление после изменения температуры T. Многие термометры основаны на влиянии температуры на сопротивление (см.). Одним из наиболее распространенных является термистор, полупроводниковый кристалл с сильной температурной зависимостью, сопротивление которого измеряется для определения его температуры.Устройство небольшое, поэтому быстро приходит в тепловое равновесие с той частью человека, к которой прикасается.

Термометры : Эти знакомые термометры основаны на автоматическом измерении сопротивления термистора в зависимости от температуры.

Резисторы

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ УПРАЖНЕНИЙ ПО РАБОТЕ НИЖЕ

Резисторы определяют протекание тока в электрическая цепь.Если в цепи высокое сопротивление, поток ток небольшой, при низком сопротивлении протекание тока большой. Сопротивление, напряжение и ток соединены в электрическую цепь по закону Ом .

Когда в цепь вводится резистор, поток ток снижен.Чем выше номинал резистора, тем меньше / меньше ток.

Резисторы используются для регулирования тока и они сопротивляются текущему потоку, и степень, в которой они это делают, измеряется в омах (Ом). Резисторы есть можно найти почти в каждой электронной схеме.

Самый Обычный тип резистора состоит из небольшой керамической (глиняной) трубки, покрытой частично проводящей углеродной пленкой. Состав углерода определяет, сколько тока может пройти.

Резисторы слишком малы, чтобы на них можно было напечатать цифры. их, поэтому они отмечены рядом цветных полос.Каждый цвет обозначает число. Три цветные полосы показывают номинал резисторов в Ом, а четвертый показывает толерантность. Резисторы никогда не могут быть точное значение и полоса допуска (четвертая полоса) говорят нам, используя в процентах, насколько близко резистор к его кодированному значению. Резистор слева 4700 Ом.

PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ОСНОВНЫХ ВОПРОСОВ ПО РЕЗИСТОРУ ЗАКОН О ЦЕННОСТЯХ И ОМ

Номинал резистора может быть написано разными способами.Некоторые примеры приведены ниже:


47R означает 47 Ом
5R6 означает 5,6 Ом
6k8 означает 6800 Ом
1M2 означает 1200000 Ом

Общее значение — K . что означает тысячу Ом. Итак, если резистор имеет номинал 7000 Ом можно также сказать, что он имеет значение 7K .

РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО

Резисторы

можно соединить между собой двумя способами дают разные общие значения.Это особенно полезно, если вы не иметь резистор правильного номинала и заменить его другим доступные.

1. Резисторы СЕРИИ — Когда резисторы подключены последовательно их значения складываются:

рандов всего = 1 рандов + 2

Например:

1K + 1K + 3K9 = 5K9 (общая стоимость)
2.Резисторы в ПАРАЛЛЕЛЬНОМ -Когда резисторы подключены в параллельно, их общее сопротивление определяется как:

1 / R всего = 1 / R 1 + 1 / R 2

Например: 1 / R всего = 1 / 1К + 1 / 1К = 0.5 кОм или 500 Ом

ИЛИ = R1 x R2

R1 + R2

= 1 x 1 = 1

1 +1 = 2 = 0,5к

Нажмите здесь для дополнительных резисторов параллельно вопросы

ПЕРЕМЕННЫЕ РЕЗИСТОРЫ

Переменные резисторы имеют регулируемые значения.Корректирование обычно выполняется поворотом шпинделя (например, регулятор громкости на радио) или перемещая ползунок.

СИМВОЛ

Поворотный переменный резистор самый дешевый тип переменного резистора. Уменьшенная версия этого переменного резистора — предварительно установленный резистор.Предустановленный резистор типа обычно используется в небольших электронных проектах (вы, вероятно, будете использовать этот тип в школьные проекты).

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТОР

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПОТЕНЦИАЛА РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ЛИСТ (РЕЗИСТОРЫ ПРОДОЛЖЕНИЕ)

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИНДЕКСА ЭЛЕКТРОНИКИ СТР.

Электронные компоненты — резисторы | FDA

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

ОТДЕЛ.ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ОБРАЗОВАНИЯ И
WELFARE ОБЩЕСТВЕННАЯ СЛУЖБА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
АДМИНИСТРАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И НАРКОТИКОВ
* ORA / ORO / DEIO / IB *

Дата: 16.01.78 Номер: 31
Смежные программные области:
Радиологическое здоровье


ITG ТЕМА: ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ — РЕЗИСТОРЫ

Этот ITG был написан для ознакомления исследователя с одним из электронных компонентов, обычно используемых в медицинских устройствах.Этот ITG охватывает теорию, применение и тестирование резистора, а также некоторые конструктивные особенности, которые следует учитывать при использовании резисторов. Если к этому подходу проявится достаточный интерес, дополнительные компоненты будут рассмотрены в будущих выпусках ITG.

Теория

Резисторы

— это устройства, специально изготовленные для обеспечения постоянного или переменного сопротивления, подходящего для конкретной области применения электрической цепи. Функцию резистора или сопротивления можно просто объяснить, используя аналогию между переменным резистором в последовательной цепи с дополнительными постоянными резисторами и клапаном в ватерлинии.Предположим, что у нас есть единственный регулируемый клапан в водопроводе, подключенном к источнику воды под некоторым давлением. Как вы знаете, мы можем уменьшить или увеличить поток воды через линию, частично закрывая или открывая клапан. Точно так же, если у нас есть регулируемое сопротивление в электрической цепи, мы можем эффективно уменьшить или увеличить ток в цепи, увеличивая или уменьшая сопротивление цепи. Давление воды в водопроводе аналогично напряжению в электрической цепи. По мере того, как мы постепенно открываем водяной клапан, поток воды увеличивается, а перепад давления на клапане уменьшается до тех пор, пока не будет значительной разницы давлений между каждой стороной клапана, когда водяной клапан полностью открыт.Точно так же, когда мы уменьшаем сопротивление переменного резистора (открываем клапан), разность напряжений на резисторе уменьшается до тех пор, пока мы не достигнем конца сопротивления (где, по сути, происходит короткое замыкание), не будет заметной разницы напряжений на резисторе. резистор. Разница напряжения на резисторе в любой момент времени называется «падением напряжения». По мере того, как клапан постепенно закрывается, перепад давления на клапане увеличивается до тех пор, пока при полностью закрытом клапане и отсутствии потока воды перепад давления на клапане не станет таким же, как давление в источнике.Точно так же предположим, что у нас есть резистор, который можно настроить на очень большое значение. По мере увеличения сопротивления разность напряжений на сопротивлении увеличивается до тех пор, пока при максимальном значении резистора (представляющем разомкнутую цепь) ток через резистор практически не протекает, а напряжение на резисторе не будет таким же, как и на источнике напряжения. . Абсолютная достоверность приведенной аналогии зависит от других схемных факторов, но аналогия достаточно близка для нашего использования.

Вероятно, самая простая формула, которую нужно усвоить при работе с электричеством, — это закон Ома -.

Напряжение (В) = ток (I) X сопротивление (R)

Другой способ записать закон Ома —

Напряжение (В) Ток (I) = ————— Сопротивление (R)

Используя эту формулу, легко увидеть, что по мере уменьшения общего сопротивления (R) (при условии постоянного напряжения) ток (I) будет увеличиваться. И наоборот, с увеличением сопротивления ток будет уменьшаться.Соответственно, единицей измерения сопротивления являются омы. Напряжение — это электродвижущая сила, и в приведенных формулах иногда может обозначаться буквой «Е».

Заявка

Резисторы используются для обеспечения совместимости выхода одной схемы с входом другой (согласование импеданса), для введения сопротивления в электрическую или электронную схему, чтобы установить количество используемого тока (нагрузка), установить рабочие уровни напряжения и тока. для активных компонентов, таких как транзисторы (смещение), а также для ограничения протекания тока и снижения напряжения для многих других приложений.Регулятор громкости автомобильного радио, телевизора или стереосистемы представляет собой регулируемый резистор.

Типы резисторов

В зависимости от режима работы существует два основных типа резисторов; фиксированные и переменные. Как следует из названий, постоянный резистор имеет фиксированное значение, а переменный резистор можно изменять или настраивать на разные значения сопротивления. Условные обозначения для постоянных и переменных резисторов следующие:

(Обозначения)

(размер изображения 5 КБ)

Имеющиеся в продаже резисторы, обычно используемые в медицинских устройствах, можно подразделить на три основных типа в зависимости от технологии изготовления; композиция, проволока и пленка.Эти базовые технологии резисторов различаются по размеру, стоимости и электрическим характеристикам. Тип, который выбирается для конкретной конструкции, зависит от ограничений по размеру и необходимых электрических параметров, а также от среды, в которой, как ожидается, будет работать резистор. Некоторые из них лучше других подходят для конкретных целей, ни один отдельный тип не обладает всеми лучшими характеристиками.

Состав — составные резисторы, вероятно, являются наиболее распространенными резисторами, которые изготавливаются путем объединения резистивного материала, такого как углерод, со связующим.Связующее используется для удержания углерода вместе, так что ему можно формовать или придавать различные желаемые формы.

Из-за несоответствий в материалах и методах, используемых при производстве резисторов, все резисторы имеют указанное допустимое отклонение (указанное в процентах) изготовленного значения от указанного «номинального» значения при указанных условиях окружающей среды (обычно при 25 ° C). Это указанное отклонение называется «допуском». Каждый резистор имеет определенный диапазон допуска, в котором значение сопротивления может изменяться; где-нибудь примерно от 0.От 1% до 20% от номинальной стоимости. В большинстве случаев применения резисторов допускаются отклонения допусков, но для резисторов, используемых в критических положениях, где необходим жесткий или ограниченный допуск сопротивления, любое изменение параметров, которое приводит к их отклонению за пределы выбранных значений, может привести к дефектному продукту (± 1% или меньше будет считаться жестким допуском).

Составной резистор считается резистором общего назначения. Обычно композиционные резисторы доступны с допуском от ± 5% до ± 20%.Составные резисторы не следует использовать в критических приложениях, где можно ожидать изменений окружающей среды. Воздействие влажности, температуры и давления, а также нормальное старение может привести к тому, что состав резистора может отличаться на ± 15% или более за пределами указанного диапазона допусков.

С проволочной обмоткой — резистор с проволочной обмоткой считается одним из самых стабильных резисторов с коммерчески доступными допусками до ± 0,1%. Проволочные резисторы конструируются путем наматывания резистивного провода вокруг изолированной формы и покрытия конечного продукта изоляционным материалом.

Пленка — Пленочные резисторы изготавливаются путем формирования тонкого слоя резистивного материала на изолированной форме. Наиболее часто используемые пленочные резисторы можно разделить на типы в зависимости от используемых материалов: углеродная пленка, металлический сплав и металлооксид. Один популярный металлопленочный резистор изготавливается путем нанесения металлической пленки на керамический цилиндр. Одним из обычно используемых материалов для этих резисторов является металлокерамика. Кермет представляет собой комбинацию керамических и металлических материалов, отсюда и название кермет.’

Одной из последних технологий пленочных резисторов является производство толстых и тонких пленочных резисторов, которые используются в микроэлектронных и гибридных схемах. Толстопленочные резисторы формируются путем нанесения резистивной металлической пасты или краски по трафарету на основу почти так же, как это делается при шелкографии. Обычно резистивные материалы считаются собственностью. Тонкопленочные резисторы образуются путем осаждения из паровой фазы тонкого слоя резистивного материала на основу. Толстые и тонкопленочные резисторы обычно подгоняются до определенного значения путем травления резистивного материала с помощью лазера, пескоструйной обработки и т. Д.

Большинство составных и проволочных фиксированных резисторов имеют цилиндрическую форму с осевыми выводами. Толстые и тонкопленочные резисторы производятся различных форм и размеров. Сети пленочных резисторов упаковываются в пластиковые двухрядные корпуса (DIP), однорядные пакеты (SIP), плоские корпуса и круглые металлические корпуса, идентичные тем, в которых упакованы интегральные схемы. Отдельные резисторы могут быть упакованы в виде чипов и таблеток. Микросхема в микроэлектронике — это любой небольшой (обычно квадратный или продолговатый) кусок материала, содержащий схему или компонент.Толстопленочные резисторы обычно используются в гибридных схемах, где они наносятся непосредственно на подложку схемы. Подложка — это крошечная платформа, на которой размещены схемы. Толстые и тонкопленочные резисторы нашли множество применений при разработке микроэлектроники, поскольку их можно сделать меньше, чем резисторы других сопоставимых типов. Пленочные резисторы часто используются в критических местах схемотехники. Их можно приобрести в готовом виде с минимальным допуском ± 0,1%, они мало изменяются в стоимости при изменении температуры и обычно стабильны при изменении влажности и давления.

Силовые резисторы — силовые резисторы должны пропускать большой ток и впоследствии рассеивать много тепла. Следовательно, они обычно больше, чем те, которые рассчитаны на меньшее количество тока. Силовые резисторы обычно заключены в материалы, которые способствуют отводу тепла, и обычно спроектированы таким образом, чтобы их можно было установить на радиаторе или шасси оборудования для облегчения отвода тепла за счет теплопроводности. Обычные силовые резисторы могут быть составными, проволочными или пленочными.

Переменные резисторы — Переменный резистор обычно называют «горшком»; имеется в виду потенциометр. Потенциометр содержит элемент из непрерывного резистивного материала со скользящим контактом, который пересекает элемент по круговой или прямой линии, в зависимости от типа потенциометра. Обычно он регулируется валом, соединенным с круговой шкалой или винтом с накатанной головкой, либо с помощью отвертки или регулировочного инструмента. Переменные резисторы могут быть проволочными, композиционными или пленочными. Маленькие прецизионные регулируемые резисторы называются «подстроечными резисторами» и используются для точной настройки в слаботочных приложениях.Переменные резисторы, которые сконструированы так, чтобы выдерживать большие значения тока или мощности, называются «реостатами» и обычно используются для регулировки скорости двигателя и температуры печи и нагревателя.

На резисторах

обычно есть маркировка, указывающая номинал, допуск, а иногда и состав и рейтинг надежности. Рейтинг надежности выражается в процентах отказов на 1000 часов работы. Эти значения могут быть записаны на резисторах или могут иметь цветовой код, как показано на резисторе из углеродного состава на Рисунке 1.(Рисунок) Цветовой код обычно представлен четырьмя или пятью цветными полосами (представленными в виде вариаций цветовых оттенков на черно-белой фотографии) вокруг корпуса резистора. Интерпретация этого цветового кода приведена в таблице 1. Приведенный цветовой код является общим кодом военного стандарта для цветных полос или точек, используемых на электронных компонентах и ​​используемых большинством производителей.

На рис. 2 (рис.) Показаны некоторые типы резисторов, обычно используемых в схемах медицинских устройств. Как видите, металлические пленочные, проволочные и композиционные резисторы слева выглядят практически одинаково.Это делает чрезвычайно трудным определение конструкции резистора простым наблюдением, если наблюдатель не знаком с продуктом производителя. Разница в размере в пределах каждой показанной группы резисторов связана с изменением номинальной мощности и ее значения. Обычно в резисторе одного типа, чем выше номинальная мощность (ватт), тем больше резистор. Например, номинальная мощность показанных резисторов из углеродного состава варьируется от 1/4 Вт (показано наименьшее значение) до 2 Вт (показано наибольшее значение). Но конкретная мощность в одном типе резистора может быть больше или меньше, чем такая же мощность у другого типа.Например, самый большой из показанных резисторов из углеродного состава составляет 2 Вт, в то время как мощность резистора с проволочной обмоткой, расположенного непосредственно над ним, составляет 3 Вт, хотя углеродный резистор немного больше, чем резистор с проволочной обмоткой.

Таблица I — Код цветовой маркировки (MIL-STD-1285A)

1-й цвет 2-й цвет 3-й цвет 4-й цвет 5-й цвет, отказ

Цвет 1-е число 2-е число Символ уровня допуска множителя

Черный 0 0 1 ± 20% L (как указано)

Коричневый 1 1 10 ± 1% M (1% / 1000)

Красный 2 2100 ± 2% P (0.1% / 1000)

Оранжевый 3 3 1,000 R (0,01% / 1000)

Желтый 4 4 10,000 S (0,001% / 1000)

Зеленый 5 5 100,000

Синий 6 6 1,000,000

Фиолетовый 7 7 10,000,000

Серый 8 8 —

Белый 9 9 —

Золото — — — ± 5%

Серебро — — — ± 10%

Определите значение, начиная с цвета, ближайшего к концу резистора. Если цвета равноудалены от обоих концов, начните с конца, наиболее удаленного от золотой или серебряной полосы (допуск).

(размер изображения 1 КБ)

Тестирование

Предлагаемые GMP для медицинских устройств потребуют, чтобы электронные компоненты, когда это необходимо, подвергались проверке, отбору образцов и тестированию на соответствие спецификациям. Если готовое устройство является критическим устройством, а резистор используется в критическом положении, предлагаемые GMP потребуют индивидуального тестирования критических партий резисторов, либо 100%, либо на основе выборки. Следующие ниже тесты резисторов могут проводиться в плановом порядке производителями критических медицинских устройств.

Значение сопротивления — значение резистора измеряется с помощью омметра или резистивного моста, чтобы убедиться, что значение сопротивления находится в пределах допуска, указанного в технических характеристиках резистора. Номиналы резисторов обычно указываются в Ом (X1), Киломах (X1000) или МОмах (X1000000). Типичные допуски составляют от ± 0,1% до ± 20%.

Устойчивость к растворителям — некоторые фирмы проводят испытание на устойчивость к растворителям, чтобы убедиться, что маркировка компонентов не обесцвечивается или не удаляется при воздействии производственных чистящих растворителей.Испытание также проводится для проверки того, что растворители не повредят материал или отделку компонента.

Паяемость — Цель испытания на паяемость — определить, восприимчивы ли выводы компонентов к процессу пайки. В основном этот тест определяет, будет ли припой полностью прилипать к выводам компонентов.

Burn-in — Этот тест иногда проводится на толстых и тонкопленочных резисторах и цепях резисторов (см. ITG №19).

Предлагаемые GMP потребуют, чтобы все инструменты, используемые для измерения приемлемости компонентов, были откалиброваны в соответствии с письменными процедурами.

Режимы отказа

Отказ резистора считается электрическим обрывом, коротким замыканием или радикальным отклонением от технических характеристик резистора. Виды отказов зависят от типа конструкции. Резистор фиксированного состава обычно выходит из строя в разомкнутой конфигурации при перегреве или чрезмерном напряжении из-за удара или вибрации.

Чрезмерная влажность может вызвать повышение сопротивления. Резистор переменного состава может изнашиваться после длительного использования, а изношенные частицы могут вызвать короткое замыкание с высоким сопротивлением.Резисторы с проволочной обмоткой могут иметь разомкнутые обмотки из-за перегрева или напряжения или короткое замыкание обмоток из-за накопления грязи, пыли, разрушения изоляционного покрытия или высокой влажности. Пленочные резисторы выходят из строя по тем же причинам, что и проволочная обмотка и состав, но также выходят из строя из-за изменений в характеристиках резистивного материала, приводящих к уменьшению и увеличению значения сопротивления.

Соображения по конструкции

Следующая информация предоставлена, чтобы помочь исследователю в оценке отказов резисторов и правильного использования и встраивания резисторов в медицинское устройство.Это только рекомендации, поскольку нет официальных стандартов или правил, регулирующих эти области. Это некоторые из факторов, которые производитель должен учитывать на этапе проектирования, и если их не учитывать, они могут легко привести к неисправному устройству.

При оценке правильного использования резисторов в конструкции температура является одним из наиболее важных факторов, поскольку перегрев является основной причиной отказа резистора. Влияние слишком большого количества тепла обычно не сразу, но если оно продолжительное, обычно приводит к ухудшению работы в течение определенного периода времени, пока в какой-то момент резистор не выйдет из строя, что обычно приводит к обрыву цепи.Если резистор является критическим компонентом, это может привести к катастрофическому отказу устройства, в которое он встроен.

Помимо воздействия окружающей среды, резисторы генерируют собственное внутреннее тепло, поскольку они оказывают сопротивление протеканию тока. Это внутреннее тепло представляет собой потерю энергии или мощности, которую резистор поглощает и рассеивает. Потери энергии измеряются в «ваттах», и каждый резистор рассчитывается в ваттах в зависимости от того, сколько мощности он может безопасно рассеивать.Эта «номинальная мощность» обычно устанавливается при температуре окружающей среды (обычно 25 ° C) и учитывает, насколько повысится внутренняя температура резистора при приложенной номинальной мощности.

Хотя большинство производителей электронных компонентов указывают электрические параметры своих продуктов при 25 ° C, очень немногие компоненты фактически работают при таких низких температурах после включения в работающее устройство. Это особенно верно в отношении цепей питания, например, используемых в источниках питания.Обычно электронные схемы медицинских устройств содержатся в каком-то корпусе. Комбинированное нагревание всех компонентов схемы внутри корпуса вскоре поднимает внутреннюю температуру воздуха намного выше 25 C. Часто резистор является основным источником этого тепла, особенно когда используются резисторы большой мощности, когда блоки питания являются частью устройства. . Когда резисторы должны пропускать значительные токи, их следует размещать с учетом воздействия их собственного тепла на соседние компоненты.Тепло от горячего резистора может вызвать преждевременный выход из строя соседнего пограничного компонента. Силовые резисторы, которые должны рассеивать много тепла, должны иметь надлежащий отвод тепла и располагаться таким образом, чтобы охлаждающий воздух свободно циркулировал вокруг резисторов. Радиаторы обычно представляют собой металлические приспособления с «ламелями» или «лопатками», на которых устанавливаются компоненты, способствующие отводу тепла от устройства за счет теплопроводности. Иногда компоненты монтируются непосредственно на металлический корпус устройства, и корпус действует как радиатор.Иногда в дополнение к радиаторам необходим охлаждающий вентилятор. Предпочтительно, резисторы должны быть установлены так, чтобы рассеиваемое тепло могло быть немедленно отведено, а не передано через другие компоненты. Электронный компонент, работающий в прохладной среде, прослужит намного дольше, чем горячий компонент, и надежность устройства будет повышена.

Когда в устройство встроены источники питания или генерируется высокое напряжение, необходимо провести исследования «распределения тепла» внутри корпуса устройства на стадии проектирования прототипа.При измерении горячих точек или чрезмерных температур необходимо установить охлаждающие вентиляторы, вентиляционные отверстия, источники питания и т. Д., Чтобы исключить неблагоприятные условия.

Если медицинское устройство будет использоваться в операционной, где используются взрывоопасные газы, воспламеняемость резисторов может быть важным фактором, который следует учитывать. Если они нагреются достаточно сильно, некоторые резисторы действительно загорятся. Примером могут служить резисторы из углеродного состава, которые используются во всех электронных устройствах. Если воспламеняемость является фактором, проектировщик должен указать требования к устойчивости к воспламенению при заказе компонентов.

Все электронные компоненты, включая резисторы, следует устанавливать так, чтобы они не могли двигаться относительно выбранной монтажной базы. Большинство медицинских устройств подвержены вибрации и ударам, и, если они не установлены надежно, компоненты могут замыкаться на соседние компоненты или провода, а соединения могут быть ослаблены или сломаны. Если компоненты, предназначенные для установки горизонтально к монтажной поверхности, должны стоять вертикально, выводы должны быть изолированы для предотвращения коротких замыканий.Компоненты также должны быть установлены так, чтобы предотвратить скопление грязи и влаги между проводниками, что может привести к короткому замыканию.

При проектировании электронного устройства необходимо учитывать изменения электрических параметров из-за других изменений окружающей среды и старения. Колебания могут привести к выходу ограниченных допусков критически важного компонента за установленные пределы, в результате чего медицинское устройство будет выходить за пределы его рабочих пределов.

Резистор представляет собой простой компонент, поскольку он не выполняет активных функций, и исторически он был самым надежным компонентом, используемым в электрических схемах.Но в последние несколько лет из-за экономической ситуации и увеличения стоимости материалов было введено множество резистивных материалов для использования в резисторах, особенно толстых и тонких пленках. Часто пользователь не знает идентичности используемых материалов, поскольку некоторые из них являются собственностью. Нельзя ожидать, что все резисторы будут надежно работать, если их надежность не будет подтверждена в результате длительного использования в выбранном приложении или путем обширной квалификации и испытаний.

Артикул:

  1. MIL-STD-199B Выбор и использование резисторов
  2. MIL-STD-202E Методы испытаний электронных и электрических компонентов
  3. MIL-STD-1285A Маркировка электрических и электронных деталей

Общие типы резисторов

(размер изображения 11 КБ)

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

Что такое сопротивление? | Fluke

Сопротивление — это мера сопротивления току в электрической цепи.

Сопротивление измеряется в омах и обозначается греческой буквой омега (Ом). Ом назван в честь Георга Симона Ома (1784-1854), немецкого физика, изучавшего взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Ему приписывают формулировку закона Ома.

Все материалы в некоторой степени сопротивляются току. Они попадают в одну из двух широких категорий:

  • Проводники: Материалы с очень низким сопротивлением, в которых электроны могут легко перемещаться. Примеры: серебро, медь, золото и алюминий.
  • Изоляторы: Материалы, обладающие высоким сопротивлением и ограничивающие поток электронов. Примеры: резина, бумага, стекло, дерево и пластик.
Золотая проволока служит отличным проводником

Измерения сопротивления обычно проводятся для определения состояния компонента или цепи.

  • Чем выше сопротивление, тем меньше ток. Если он слишком высокий, одной из возможных причин (среди многих) может быть повреждение проводов из-за горения или коррозии.Все проводники выделяют определенное количество тепла, поэтому перегрев часто связан с сопротивлением.
  • Чем меньше сопротивление, тем выше ток. Возможные причины: повреждение изоляторов из-за влаги или перегрева.

Многие компоненты, такие как нагревательные элементы и резисторы, имеют фиксированное значение сопротивления. Эти значения часто печатаются на паспортных табличках компонентов или в руководствах для справки.

Когда указывается допуск, измеренное значение сопротивления должно находиться в пределах указанного диапазона сопротивления.Любое значительное изменение значения фиксированного сопротивления обычно указывает на проблему.

«Сопротивление» может звучать отрицательно, но в электричестве его можно использовать с пользой.

Примеры: Ток должен с трудом проходить через маленькие катушки тостера, достаточный для выработки тепла, которое подрумянивает хлеб. Лампы накаливания старого образца заставляют ток течь через такие тонкие нити, что возникает свет.

Невозможно измерить сопротивление в рабочей цепи. Соответственно, специалисты по поиску и устранению неисправностей часто определяют сопротивление, измеряя напряжение и ток и применяя закон Ома:

E = I x R

То есть, вольт = амперы x Ом.R в этой формуле означает сопротивление. Если сопротивление неизвестно, формулу можно преобразовать в R = E / I (Ом = вольт, деленный на амперы).

Примеры: В цепи электрического нагревателя, как показано на двух рисунках ниже, сопротивление определяется путем измерения напряжения и тока цепи с последующим применением закона Ома.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *