Rezistoriai yra vieni plačiausiai naudojamų elektronikos elementų. Šis pavadinimas jau seniai išėjo iš siaurų radijo mėgėjų terminijos rėmų. O visiems, kas bent kiek domisi elektronika, šis terminas neturėtų sukelti nesusipratimų.
Turinys
Kas yra rezistorius
Paprasčiausias apibrėžimas yra toks: rezistorius yra elektros grandinės elementas, kuris priešinasi per jį tekančiai srovei. Elemento pavadinimas kilęs iš lotyniško žodžio „resisto“ – „priešinuosi“, radijo mėgėjai šią dalį dažnai vadina taip – rezistencija.
Apsvarstykite, kas yra rezistoriai, kam jie skirti. Atsakymai į šiuos klausimus reiškia susipažinimą su pagrindinių elektros inžinerijos sąvokų fizine prasme.
Norėdami paaiškinti rezistoriaus veikimo principą, galite naudoti analogiją su vandens vamzdžiais.Jei kokiu nors būdu bus trukdomas vandens tekėjimas vamzdyje (pavyzdžiui, sumažinus jo skersmenį), padidės vidinis slėgis. Pašalindami užtvarą sumažiname slėgį. Elektrotechnikoje šis slėgis atitinka įtampą – apsunkindami elektros srovės tekėjimą, padidiname įtampą grandinėje, sumažiname varžą, mažiname įtampą.
Keičiant vamzdžio skersmenį galima keisti vandens tekėjimo greitį, elektros grandinėse, keičiant varžą, reguliuoti srovės stiprumą. Atsparumo vertė yra atvirkščiai proporcinga elemento laidumui.
Atsparių elementų savybės gali būti naudojamos šiems tikslams:
- konvertuoti srovę į įtampą ir atvirkščiai;
- tekančios srovės apribojimas, norint gauti nurodytą vertę;
- įtampos daliklių kūrimas (pavyzdžiui, matavimo priemonėse);
- kitų specialių problemų sprendimas (pavyzdžiui, radijo trukdžių mažinimas).
Norėdami paaiškinti, kas yra rezistorius ir kodėl jis reikalingas, galite naudoti šį pavyzdį. Pažįstamo šviesos diodo švytėjimas atsiranda esant mažam srovės stiprumui, tačiau jo paties varža yra tokia maža, kad jei šviesos diodas yra tiesiai į grandinę, tada net esant 5 V įtampai, per jį tekanti srovė viršys leistinus parametrus. dalies. Nuo tokios apkrovos šviesos diodas iškart suges. Todėl į grandinę įtrauktas rezistorius, kurio tikslas šiuo atveju yra apriboti srovę iki nurodytos vertės.
Visi varžiniai elementai yra pasyvūs elektros grandinių komponentai, skirtingai nei aktyvieji, jie neduoda sistemai energijos, o tik ją sunaudoja.
Išsiaiškinę, kas yra rezistoriai, būtina atsižvelgti į jų tipus, žymėjimą ir žymėjimą.
Rezistorių tipai
Rezistorių tipus galima suskirstyti į šias kategorijas:
- Nereguliuojamas (nuolatinis) - vielos, kompozito, plėvelės, anglies ir kt.
- Reguliuojamas (kintamieji ir žoliapjovės). Trimerių rezistoriai skirti elektros grandinėms sureguliuoti. Signalo lygiams reguliuoti naudojami elementai su kintamu pasipriešinimu (potenciometrai).
Atskirą grupę sudaro puslaidininkiniai varžiniai elementai (termistoriai, fotorezistoriai, varistoriai ir kt.)
Rezistorių charakteristikos nustatomos pagal jų paskirtį ir nustatomos gamybos metu. Tarp pagrindinių parametrų:
- Vardinis atsparumas. Tai yra pagrindinė elemento charakteristika, matuojama omais (Ohm, kOhm, MΩ).
- Leidžiamas nuokrypis procentais nuo nurodytos vardinės varžos. Reiškia galimą rodiklio sklaidą, nulemtą gamybos technologijos.
- Galios išsklaidymas yra didžiausia galia, kurią rezistorius gali išsklaidyti esant ilgalaikei apkrovai.
- Atsparumo temperatūros koeficientas yra vertė, rodanti santykinį rezistoriaus varžos pokytį, kai temperatūra keičiasi 1 ° C.
- Apriboti darbinę įtampą (elektros stiprumą). Tai didžiausia įtampa, kuriai esant dalis išlaiko deklaruotus parametrus.
- Triukšmo charakteristika – rezistoriaus įvesto signalo iškraipymo laipsnis.
- Atsparumas drėgmei ir karščiui – didžiausios drėgmės ir temperatūros vertės, kurių perteklius gali sukelti detalės gedimą.
- Įtampos koeficientas. Vertė, kurioje atsižvelgiama į varžos priklausomybę nuo naudojamos įtampos.
Rezistorių naudojimas mikrobangų srityje suteikia svarbą papildomoms charakteristikoms: parazitinei talpai ir induktyvumui.
Puslaidininkiniai rezistoriai
Tai puslaidininkiniai įtaisai su dviem laidais, kurių elektrinė varža priklauso nuo aplinkos parametrų – temperatūros, apšvietimo, įtampos ir kt. Tokių dalių gamybai naudojamos priemaišomis legiruotos puslaidininkinės medžiagos, kurių tipas lemia laidumo priklausomybė nuo išorinių poveikių.
Yra šių tipų puslaidininkiniai varžiniai elementai:
- Linijinis rezistorius. Pagamintas iš lengvai legiruotos medžiagos, šis elementas turi mažą atsparumo priklausomybę nuo išorinių poveikių esant įvairioms įtampoms ir srovėms, dažniausiai naudojamas integrinių grandynų gamyboje.
- Varistorius yra elementas, kurio varža priklauso nuo elektrinio lauko stiprumo. Ši varistoriaus savybė lemia jo taikymo sritį: stabilizuoti ir reguliuoti prietaisų elektrinius parametrus, apsaugoti nuo viršįtampių ir kitiems tikslams.
- Termistorius. Tokio tipo netiesiniai varžiniai elementai turi galimybę keisti savo atsparumą priklausomai nuo temperatūros. Yra dviejų tipų termistoriai: termistorius, kurio varža mažėja didėjant temperatūrai, ir termistorius, kurio varža didėja didėjant temperatūrai. Termistoriai naudojami ten, kur svarbu nuolat kontroliuoti temperatūros procesą.
- Fotorezistorius. Šio prietaiso varža keičiasi veikiant šviesos srautui ir nepriklauso nuo naudojamos įtampos.Gaminant naudojamas švinas ir kadmis, daugelyje šalių dėl aplinkosaugos priežasčių buvo atsisakyta naudoti šias dalis. Šiandien fotorezistoriai yra prastesni už fotodiodus ir fototranzistorius, naudojamus panašiuose mazguose.
- Įtempimo matuoklis. Šis elementas sukonstruotas taip, kad galėtų keisti savo atsparumą priklausomai nuo išorinio mechaninio poveikio (deformacijos). Jis naudojamas įrenginiuose, kurie mechaninį veiksmą paverčia elektriniais signalais.
Tokie puslaidininkiniai elementai kaip tiesiniai rezistoriai ir varistoriai pasižymi silpna priklausomybe nuo išorinių veiksnių. Tempimo matuoklių, termistorių ir fotorezistorių charakteristikų priklausomybė nuo smūgio yra stipri.
Puslaidininkiniai rezistoriai diagramoje pažymėti intuityviais simboliais.
Rezistorius grandinėje
Rusijos grandinėse elementai su pastovia varža paprastai žymimi kaip baltas stačiakampis, kartais su raide R virš jo. Užsienio grandinėse galite rasti rezistoriaus žymėjimą „zigzago“ piktogramos pavidalu su panašia raide R viršuje. Jei koks nors detalės parametras yra svarbus įrenginio veikimui, įprasta tai nurodyti diagramoje.
Galią galima nurodyti juostelėmis ant stačiakampio:
- 2 W - 2 vertikalios linijos;
- 1 W - 1 vertikali linija;
- 0,5 W - 1 išilginė linija;
- 0,25 W - viena įstriža linija;
- 0,125 W - dvi įstrižos linijos.
Galią diagramoje leidžiama nurodyti romėniškais skaitmenimis.
Kintamų rezistorių žymėjimas išsiskiria tuo, kad virš stačiakampio yra papildoma linija su rodykle, simbolizuojančia reguliavimo galimybę, skaičiai gali nurodyti kaiščio numeraciją.
Puslaidininkiniai rezistoriai žymimi tuo pačiu baltu stačiakampiu, bet perbraukti įstriža linija (išskyrus fotorezistorius) su raide, nurodančia valdymo veiksmo tipą (U - varistorius, P - deformacijos matuoklis, t - termistorius ). Fotorezistorius žymimas stačiakampiu apskritime, į kurį nukreiptos dvi rodyklės, simbolizuojančios šviesą.
Rezistoriaus parametrai nepriklauso nuo tekančios srovės dažnio, vadinasi, šis elementas vienodai funkcionuoja nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėse (tiek žemuose, tiek aukštuose dažniuose). Išimtis yra vieliniai rezistoriai, kurie iš prigimties yra indukciniai ir gali prarasti energiją dėl aukšto ir mikrobangų dažnio spinduliavimo.
Atsižvelgiant į reikalavimus elektros grandinės savybėms, rezistoriai gali būti jungiami lygiagrečiai ir nuosekliai. Skirtingų grandinių jungčių bendros varžos apskaičiavimo formulės labai skiriasi. Sujungus nuosekliai, bendra varža yra lygi paprastajai į grandinę įtrauktų elementų verčių sumai: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.
Kai prijungiama lygiagrečiai, norint apskaičiuoti bendrą varžą, reikia pridėti elementų verčių atvirkštinius dydžius. Taip bus gauta vertė, kuri taip pat yra priešinga galutinei: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.
Lygiagrečiai sujungtų rezistorių bendra varža bus mažesnė už mažiausią iš jų.
Denominacijos
Varžiniams elementams yra standartinės varžos vertės, vadinamos "vardiniu rezistorių diapazonu". Šios serijos kūrimo metodas grindžiamas šiuo aspektu: žingsnis tarp verčių turi apimti leistiną nuokrypį (klaidą). Pavyzdys - jei elemento vertė yra 100 omų, o tolerancija yra 10%, tada kita serijos vertė bus 120 omų.Toks žingsnis leidžia išvengti nereikalingų reikšmių, nes gretimi nominalai kartu su klaidų plitimu praktiškai apima visą tarp jų esančių reikšmių diapazoną.
Pagaminti rezistoriai sujungiami į serijas, kurios skiriasi tolerancija. Kiekviena serija turi savo vardinę seriją.
Skirtumai tarp serijų:
- E 6 - tolerancija 20%;
- E 12 - tolerancija 10%;
- E 24 - tolerancija 5% (kartais 2%);
- E 48 - tolerancija 2%;
- E 96 - tolerancija 1%;
- E 192 – 0,5 % tolerancija (kartais 0,25 %, 0,1 % ir mažesnė).
Plačiausiai naudojama E 24 serija apima 24 atsparumo vertes.
Žymėjimas
Varžinio elemento dydis yra tiesiogiai susijęs su jo sklaidos galia, kuo jis didesnis, tuo didesni detalės matmenys. Jei diagramose lengva nurodyti kokią nors skaitinę reikšmę, tada gaminių žymėjimas gali būti sudėtingas. Elektronikos gamybos miniatiūrizavimo tendencija skatina vis mažesnių komponentų poreikį, todėl tampa sudėtingesnis ir informacijos rašymas ant pakuotės, ir skaitymas.
Siekiant palengvinti rezistorių identifikavimą Rusijos pramonėje, naudojamas raidinis ir skaitmeninis žymėjimas. Atsparumas nurodomas taip: skaičiai nurodo nominalią vertę, o raidė dedama arba už skaičių (jei tai yra dešimtainės reikšmės), arba prieš juos (šimtai). Jei vertė yra mažesnė nei 999 omai, tada skaičius taikomas be raidės (arba gali stovėti raidės R arba E). Jei vertė nurodoma kOhm, tada raidė K dedama už skaičiaus, raidė M atitinka reikšmę MΩ.
Amerikietiškų rezistorių reitingai žymimi trimis skaitmenimis. Pirmieji du iš jų prisiima nominalą, trečiasis – prie vertės pridėtų nulių (dešimties) skaičių.
Robotiškai gaminant elektroninius komponentus, naudojami simboliai dažnai atsiduria toje detalės pusėje, kuri yra nukreipta į lentą, todėl informacijos nuskaityti neįmanoma.
Spalvų kodavimas
Kad informacija apie detalės parametrus būtų įskaitoma iš bet kurios pusės, naudojamas spalvinis žymėjimas, o dažai tepami žiedinėmis juostelėmis. Kiekviena spalva turi savo skaitinę reikšmę. Detalių juostelės dedamos arčiau vienos iš išvadų ir skaitomos iš kairės į dešinę nuo jos. Jei dėl mažo detalės dydžio neįmanoma perkelti spalvos žymėjimo į vieną išvadą, tada pirmoji juostelė daroma 2 kartus platesnė už likusią.
Elementai, kurių leistina paklaida yra 20%, žymimi trimis eilutėmis, 5-10% paklaidai naudojamos 4 eilutės. Tiksliausi rezistoriai nurodomi naudojant 5-6 eilutes, iš kurių pirmosios 2 atitinka dalies įvertinimą. Jei yra 4 juostos, tada trečioji nurodo pirmųjų dviejų juostų dešimtainį daugiklį, ketvirta eilutė reiškia tikslumą. Jei juostos yra 5, tai trečia iš jų yra trečias nominalas, ketvirtas yra rodiklio laipsnis (nulių skaičius), o penktas - tikslumas. Šeštoji eilutė reiškia pasipriešinimo temperatūros koeficientą (TCR).
Keturių juostelių ženklinimo atveju auksinės arba sidabrinės juostelės visada yra paskutinės.
Visi ženklai atrodo sudėtingi, tačiau gebėjimas greitai perskaityti ženklus ateina su patirtimi.
Panašūs straipsniai:
