Rezistori ir vieni no visplašāk izmantotajiem elementiem elektronikā. Šis nosaukums jau sen vairs nav radioamatieru terminoloģijas šaurās robežās. Un ikvienam, kas kaut nedaudz interesējas par elektroniku, šis termins nedrīkst radīt neskaidrības.
Saturs
Kas ir rezistors
Vienkāršākā definīcija ir tāda, ka rezistors ir elektriskās ķēdes elements, kas nodrošina pretestību caur to plūstošajai strāvai. Elementa nosaukums cēlies no latīņu valodas vārda "resisto" - "pretoties"; radioamatieri šo daļu bieži dēvē par "pretestību".
Apsveriet, kas ir rezistori un kam tie tiek izmantoti. Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, ir jāiepazīstas ar elektrotehnikas pamatjēdzienu fizikālo nozīmi.
Lai izskaidrotu, kā darbojas rezistors, var izmantot analoģiju ar ūdens caurulēm. Ja ūdens plūsmu caurulē jebkādā veidā aizšķērsosim (piemēram, samazinot tās diametru), palielināsies iekšējais spiediens. Novēršot šķēršļus, spiediens samazinās. Elektrotehnikā šis spiediens atbilst spriegumam - apgrūtinot elektriskās strāvas plūsmu, mēs palielinām spriegumu ķēdē; samazinot pretestību, mēs arī samazinām spriegumu.
Mainot caurules diametru, mēs varam mainīt ūdens plūsmas ātrumu; elektriskās ķēdēs, mainot pretestību, mēs varam regulēt strāvas stiprumu. Pretestības vērtība ir apgriezti proporcionāla elementa vadītspējai.
Rezistīvo elementu īpašības var izmantot šādiem mērķiem:
- Strāvas pārveidošana spriegumā un otrādi;
- Strāvas plūsmas ierobežošana, lai iegūtu noteiktu strāvas vērtību;
- sprieguma dalītāju izveide (piemēram, mērinstrumentos);
- Citi īpaši lietojumi (piemēram, radio traucējumu mazināšana).
Šajā piemērā ir izskaidrots, kas ir rezistors un kam tas tiek izmantots. Pazīstamā gaismas diode spīd pie nelielām strāvām, taču tās pašas pretestība ir tik maza, ka, ja gaismas diode tiek ievietota ķēdē tieši, pat pie 5 V, caur to plūstošā strāva pārsniegs komponenta pieļaujamās vērtības. Šī slodze nekavējoties izraisa LED gaismas diodes atteici. Tāpēc ķēdē ir iekļauts rezistors, kura mērķis šajā gadījumā ir ierobežot strāvu līdz iepriekš noteiktai vērtībai.
Visi rezistīvie elementi elektriskajās ķēdēs ir pasīvi komponenti, atšķirībā no aktīvajiem tie nedod enerģiju sistēmai, bet tikai patērē to.
Kad esat sapratuši, kas ir rezistori, jums jāapsver to veidi, apzīmējumi un marķējums.
Rezistoru veidi
Rezistoru veidus var iedalīt šādās kategorijās:
- Neregulējami (nemainīgi) - ar stieples vijumu, kompozītmateriālu, plēves, oglekļa u. c.
- Regulējams (mainīgs un regulējams). Regulējami rezistori tiek izmantoti elektrisko ķēžu regulēšanai. Signāla līmeņu regulēšanai tiek izmantoti mainīgas pretestības elementi (potenciometri).
Atsevišķu grupu veido pusvadītāju rezistīvie elementi (termorezistori, fotorezistori, varistori utt.).
Rezistoru raksturlielumus nosaka to paredzētais lietojums, un tie tiek norādīti ražošanas laikā. Galvenie parametri ir šādi:
- Nominālā pretestība. Tā ir galvenā elementa īpašība, un to mēra omos (Ohm, kOhm, Mohm).
- Pielaide procentos no norādītās nominālās pretestības. Nozīmē iespējamās variācijas, kas radušās ražošanas tehnoloģijas rezultātā.
- Izkliedētā jauda - maksimālā jauda, ko rezistors var izkliedēt ilgstošas slodzes laikā.
- Temperatūras pretestības koeficients - vērtība, kas parāda relatīvo pretestības izmaiņu rezistorā, kad temperatūra mainās par 1°C.
- Darba sprieguma robeža (elektriskā izturība). Tas ir maksimālais spriegums, pie kura detaļa saglabā noteiktos parametrus.
- Trokšņa raksturlielums ir izkropļojumu pakāpe, ko signālā rada rezistors.
- Mitruma un temperatūras izturība - maksimālās mitruma un temperatūras vērtības, kuru pārsniegšana var izraisīt komponenta bojājumus.
- Sprieguma koeficients. Vērtība, kurā ņemta vērā pretestības atkarība no pieliktā sprieguma.
Rezistoru izmantošana īpaši augstu frekvenču diapazonā pievieno papildu īpašības, piemēram, parazītisko kapacitāti un induktivitāti.
Pusvadītāju rezistori
Tās ir pusvadītāju ierīces ar diviem spailēm, kuru elektriskā pretestība ir atkarīga no vides parametriem, piemēram, temperatūras, gaismas, sprieguma utt. Šādu detaļu izgatavošanai izmanto pusvadītāju materiālus, kas ir leģēti ar piemaisījumiem, kuru veids nosaka vadītspējas atkarību no ārējās iedarbības.
Ir šādi pusvadītāju pretestības elementu veidi:
- Lineārais rezistors. Šim elementam, kas izgatavots no zema sakausējuma materiāla, ir zema pretestības atkarība no ārējās iedarbības plašā spriegumu un strāvu diapazonā, to visbiežāk izmanto integrālo shēmu ražošanā.
- Varistors ir elements, kura pretestība ir atkarīga no elektriskā lauka stipruma. Šī varistora īpašība nosaka tā pielietojumu: stabilizēt un regulēt ierīču elektriskos parametrus, aizsargāt pret pārspriegumu un citiem mērķiem.
- Termistors. Šāda veida nelineārajiem rezistīvajiem elementiem ir spēja mainīt savu pretestību atkarībā no temperatūras. Ir divu veidu termistori: termistors, kura pretestība samazinās, palielinoties temperatūrai, un pozitors, kura pretestība palielinās, palielinoties temperatūrai. Termistori tiek izmantoti, ja ir svarīga pastāvīga temperatūras procesa kontrole.
- Fotorezistors. Šīs ierīces pretestība mainās, kad tā tiek pakļauta gaismas iedarbībai, un ir neatkarīga no pieliktā sprieguma. Ražošanā tiek izmantots svins un kadmijs, un dažās valstīs vides aizsardzības apsvērumu dēļ šīs sastāvdaļas ir pakāpeniski izņemtas no ražošanas. Salīdzināmos lietojumos fotorezistori tagad ir otrajā vietā aiz fotodiodēm un fototranzistoriem.
- Tensometriski rezistori. Šis elements ir konstruēts tā, lai tas varētu mainīt savu pretestību atkarībā no ārējās mehāniskās iedarbības (deformācijas). To izmanto mezglos, kas pārvērš mehānisko darbību elektriskajos signālos.
Pusvadītāju elementiem, piemēram, lineāriem rezistoriem un varistoriem, ir raksturīga vāja atkarība no ārējās ietekmes. Tensometriem, termistoriem un fotorezistoriem raksturlielumu atkarība no ietekmes ir ļoti izteikta.
Pusvadītāju rezistori tiek apzīmēti ar intuitīviem simboliem shēmas shēmās.
Rezistors ķēdē
Krievu shēmās elementi ar konstantu pretestību parasti tiek apzīmēti ar baltu taisnstūri, dažkārt ar burtu R virs tā. Ārvalstu shēmās rezistors var tikt apzīmēts kā "zigzaga" simbols ar līdzīgu burtu R virsū. Ja kāds detaļas parametrs ir svarīgs ierīces darbībai, to parasti norāda shēmā.
Jaudu var norādīt ar taisnstūra joslām:
- 2W - 2 vertikālas svītras;
- 1W - 1 vertikāla josla;
- 0,5 W - 1 slīpsvītra;
- 0,25 W - viena slīpa līnija;
- 0,125 W - divas slīpas līnijas.
Uz diagrammas ir atļauts norādīt jaudu ar romiešu cipariem.
Mainīgie rezistori ir apzīmēti ar papildu līniju virs taisnstūra ar bultiņu, kas simbolizē regulējamību, un kontakta numerāciju var norādīt ar cipariem.
Pusvadītāju rezistori ir apzīmēti ar tādu pašu baltu taisnstūri, bet šķērsoti ar slīpsvītru (izņemot fotorezistorus) ar alfabētisku norādi par kontroles darbības veidu (U - varistoram, P - spriedzes rezistoram, t - termistoram). Fotorezistors ir apzīmēts ar taisnstūri aplī, uz kuru ir vērstas divas bultas, kas simbolizē gaismu.
Rezistora parametri nav atkarīgi no strāvas plūsmas frekvences, kas nozīmē, ka šis elements darbojas gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēdēs (gan zemas, gan augstas frekvences). Izņēmums ir stiepļu tinuma rezistori, kas pēc savas būtības ir induktīvie un var zaudēt enerģiju starojuma dēļ augstās un īpaši augstās frekvencēs.
Rezistorus var savienot paralēli vai secīgi atkarībā no ķēdes īpašību prasībām. Formulas kopējās pretestības aprēķināšanai dažādiem ķēdes savienojumiem ievērojami atšķiras. Sērijveida savienojumā kopējā pretestība ir vienāda ar ķēdes elementu vērtību vienkāršo summu: R = R1 + R2 +... + Rn.
Lai aprēķinātu kopējo pretestību paralēlajā savienojumā, saskaitiet elementu apgrieztās vērtības. Tādējādi iegūst vērtību, kas arī ir apgrieztais lielums kopējai vērtībai: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... 1/Rn.
Paralēli savienoto rezistoru kopējā pretestība būs mazāka par mazāko.
Reitingi
Rezistīvajiem elementiem ir noteiktas standarta pretestības vērtības, ko sauc par "rezistoru nominālo sēriju". Šīs rindas izveides pamatā ir šāda pieeja: solim starp vērtībām jāpārklāj pielaide (kļūda). Piemērs - ja elementa nominālā vērtība ir 100 omu un pielaide ir 10%, nākamā vērtība sērijā būs 120 omu. Šajā solī izvairās no nevajadzīgām vērtībām, jo blakus esošie reitingi kopā ar kļūdas variāciju praktiski aptver visu vērtību diapazonu starp tiem.
Pieejamie rezistori ir sagrupēti sērijās ar dažādām pielaidēm. Katrai sērijai ir savs nominālais diapazons.
Atšķirības starp sērijām ir šādas:
- E 6 - 20% pielaide;
- E 12 - 10% pielaide;
- E 24 - pielaide 5% (dažreiz 2%);
- E 48 - pielaide 2 %;
- E 96 - pielaide 1%;
- E 192 - pielaide 0,5 % (var būt 0,25 %, 0,1 % un mazāka).
Visizplatītākā E 24 sērija ietver 24 pretestības rādītājus.
Marķēšana
Rezistīvā elementa izmērs ir tieši saistīts ar tā izkliedēto jaudu, jo lielāka tā ir, jo lielāki ir detaļas izmēri. Lai gan uz ķēdēm var viegli norādīt jebkuru skaitlisko vērtību, produktu marķēšana var būt sarežģīta. Miniaturizācijas tendence elektronikas ražošanā izraisa to, ka komponenti kļūst arvien mazāki, un tāpēc ir grūtāk gan ievietot informāciju uz korpusa, gan to nolasīt.
Lai atvieglotu rezistoru identifikāciju Krievijas rūpniecībā, tiek izmantots burtciparu marķējums. Rezistori tiek marķēti šādi: nominālo vērtību norāda ar cipariem, un aiz cipariem (decimālskaitļiem) vai pirms tiem (simtzīmēm) tiek norādīts burts. Ja nominālā vērtība ir mazāka par 999 omiem, skaitlis ir norādīts bez burta (vai arī tas var būt R vai E). Ja vērtība ir norādīta kOm, burts K seko skaitlim, bet burts M atbilst vērtībai Mohmos.
ASV rezistori ir marķēti ar trīs cipariem. Pirmie divi apzīmē nominālvērtību, bet trešais - nulles (desmitnieki), kas pievienoti vērtībai.
Robotizētajā elektronisko mezglu ražošanā drukātie simboli bieži vien ir uz tās detaļas puses, kas vērsta pret plati, tāpēc informāciju nav iespējams nolasīt.
Krāsu kodēšana
Lai nodrošinātu informācijas salasāmību no visām pusēm, tiek izmantots krāsu kodējums, izmantojot apļveida krāsas joslas. Katrai krāsai ir sava skaitliskā vērtība. Svītras uz detaļām ir novietotas tuvāk vienam no tapām, un tās tiek lasītas no kreisās puses uz labo. Ja komponenta mazo izmēru dēļ krāsu marķējumu nav iespējams pārvietot uz vienu spaili, pirmā josla ir divreiz platāka par pārējām joslām.
Detaļas ar 20% pielaidi tiek marķētas ar trim līnijām, 5-10% pielaides gadījumā tiek izmantotas 4 līnijas. Visprecīzākie rezistori ir marķēti ar 5 līdz 6 rindiņām, no kurām pirmās 2 atbilst daļas nominālajam rādītājam. Ja joslas ir 4, trešajā rindā ir norādīts pirmo divu joslu decimāldaļskaitļa reizinātājs, bet ceturtajā rindā ir norādīta precizitāte. Ja stabiņi ir 5, tad trešais stabiņš norāda reitinga trešo ciparu, ceturtais stabiņš norāda decimāldaļu (nulles), bet piektais stabiņš norāda precizitāti. Sestā līnija norāda pretestības temperatūras koeficientu (TCR).
Četru svītru marķējuma gadījumā zelta vai sudraba svītras vienmēr ir pēdējās.
Visi marķējumi izskatās sarežģīti, taču prasme ātri nolasīt marķējumus nāk ar pieredzi.
Saistītie raksti:
