Резистор. Принцип работы. Математическая модель. Применение. Резисторные схемы. Типы, виды, категории, классификация.

Резистор. Принцип работы. Применение в схемах. Свойства. Классификация. (10+)

Резистор. Принцип работы. Математическая модель

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Резистор - электронный прибор, необходимый во всех электронных схемах. Конечно, можно попытаться выдумать схему без резисторов, но это будет лишь трюк ума. Практические схемы без резисторов немыслимы. Что такое резистор?

Математическая модель резистора. Обозначение.

Резистор имеет обычно два вывода. Встречаются переменные или подстроечные резисторы с тремя выводами и специальные резисторы с отводами. Они имеют несколько выводов. Резистор обладает следующим свойством, на основе которого он применяется в схемах. [напряжение на резисторе] = [сопротивление резистора] * [ток через резистор]. [сопротивление резистора] - некая величина, характеризующая резистор. Изображенная формула еще называется законом Ома. С точки зрения инженера-электронщика любой прибор, обладающий таким свойством, может называться резистором вне зависимости от его внутреннего устройства. Резисторы по своей физической природе бывают разные, есть разные технологии их производства, но все они обладают указанным свойством.

На резисторе выделяется тепловая энергия. [мощность выделяемого тепла] = [сопротивление резистора] * [ток через резистор] ^ 2

На схемах резистор обозначается, как показано на рисунке.

Идеальный резистор

Идеальный резистор имеет строго фиксированное сопротивление, соответствующее надписи на корпусе, не зависящее от тока и внешних условий, например, температуры. Он не имеет внутренних индуктивности и емкости.

Идеальный резистор имеет совершенную систему охлаждения, обеспечивающую отвод всего выделяемого тепла. Идеальный резистор имеет нулевые размеры, не занимает место на плате. Он не шумит. Ток через него строго зависит от напряжения, без посторонних помех.

Реальные резисторы. Классификация, виды, типы.

Если бы резистор на самом деле был идеальным, то нужен был бы всего один тип резистора - ПИР (просто идеальный резистор). Его можно было бы применять во всех схемах. В реальности все не так хорошо. Резисторы могут быть произведены по разным технологиям и из разных материалов. От этого зависят их свойства и отклонение их сопротивления от номинала, написанного на корпусе.

Выделяют проволочные резисторы, сделанные из высокоомной металлической проволоки (из специальных сплавов, обладающих высоким удельным сопротивлением). Такие резисторы обладают высокой собственной индуктивностью и емкостью, как будто последовательно с резистором подключена индуктивность, а параллельно - емкость. По мере нагрева такого резистора, его сопротивление растет, так как проволока при нагревании расширяется и удлиняется, что приводит к росту сопротивления. Проволочные резисторы применяются довольно редко, в специальных случаях, когда требуется особенно большая мощность.

Другой категорией резисторов являются резисторы из полупроводниковых материалов. Полупроводниковые материалы обладают гораздо более высоким удельным сопротивлением, чем металлы. Так что для создания резистора требуется гораздо меньший кусок полупроводника. Его не надо наматывать. Это просто пластинка с заданным сопротивлением.

Резисторы классифицируются по точности маркировки. Есть серии резисторов с маркировкой сопротивления с точностью 10%, 5%, 1% и т. д.

Резисторы классифицируются по максимально допустимой рассеиваемой мощности. Бывают резисторы мощностью 0.1 Вт, 0.25 Вт, 0.5 Вт, 1 Вт, 2 Вт и т. д.

Мощность резистора может обозначаться на схемах на самом резисторе, но чаще указывается в приложении, так как нанесение на изображение самого резистора понижает читаемость схемы.

Еще выделяют малошумящие и термостабильные резисторы.

Существуют переменные и подстроечные резисторы. Такие резисторы физически состоят из пластинки полупроводника или обмотки высокоомного провода с отводами от концов этой пластинки или обмотки (как у любого другого резистора). Однако, кроме этого предусмотрен специальный контакт, который соприкасается с полупроводником или высокоомным проводом. Место соприкосновения можно менять, поворачивая ручку. В результате меняется сопротивление между этим контактом и стационарными выводами резистора. Переменные резисторы позволяют строить схемы механического регулирования громкости, уровня сигнала, напряжения или тока. Отличие переменных и подстроечных резисторов в том, что переменные резисторы намного более надежны в плане постоянных регулировок, рассчитаны на сотни тысяч циклов перемещения движка, а подстроечные предназначены для редкой регулировки, эксплуатации в условиях установленного сопротивления. Подстроечные резисторы не следует подвергать постоянной регулировке.

Особенности применения резисторов в схемах

Резисторы можно соединять последовательно и параллельно.

[Сопротивление последовательно соединенных резисторов] = [Сопротивление R1] + [Сопротивление R2]

[Сопротивление параллельно соединенных резисторов] = 1 / (1 / [Сопротивление R1] + 1 / [Сопротивление R2])

На рисунке приведены типовые схемы на резисторах. (А) - 'Преобразователь тока в напряжение'. Напряжение на резисторе равно его сопротивлению, умноженному на ток. (Б) - 'Преобразователь напряжения в ток'. Ток через резистор равен напряжению на нем, деленному на его сопротивление. (В), (Г) - Делитель напряжения. Напряжение на выходе делителя равно напряжению на входе, умноженному на сопротивление нижнего резистора, деленное на сумму сопротивлений обоих резисторов. Схема (Г) - регулируемый делитель, образуемый двумя половинками переменного резистора. С помощью него можно механически регулировать уровень выходного напряжения. (Д) - источник тока. Резистор хорошо справляется с функцией источника тока, если к нему приложено фиксированное напряжение. Да, в изображенной схеме и верхний, и нижний резисторы являются источниками тока, а вовсе не делителем напряжения, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что падение напряжения между базой и эмиттером транзистора мало зависит от тока. Так что и нижний резистор и верхний работают в условиях фиксированного напряжения. Напряжение на нижнем резисторе равно напряжению насыщения база - эмиттер, а напряжение на верхнем резисторе равно напряжению питания минус напряжение насыщения база - эмиттер.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.