Rezistor: dispozitiv, principiu de funcționare, scop

Unul dintre cele mai frecvent utilizate elemente în electronică este rezistența. În termeni simpli, se numește „rezistență”. Cu ajutorul acestuia, puteți limita curentul sau îl puteți măsura, împărți tensiunea, puteți crea bucle de feedback. Nici un singur circuit nu poate face fără rezistențe. În acest articol vom vorbi despre ce este un rezistor, care este principiul său de funcționare și pentru ce este acest element al circuitului electric.

Definiție

Rezistorul provine din engleza „rezistor” și din latinescul „resisto”, care a tradus în rusă sunete ca „rezist”. În literatura în limba rusă, împreună cu cuvântul „rezistor”, este folosit cuvântul „rezistență”. De la nume, sarcina principală a acestui element este clară - să reziste curentului electric.

Aparține grupului de elemente pasive, deoarece, ca urmare a funcționării sale, curentul nu poate decât să scadă, adică, spre deosebire de elementele active, cele pasive prin ele însele nu pot amplifica semnalul. Care din a doua

legea lui Kirchhoff și Legea lui Ohm înseamnă că atunci când un curent trece prin rezistor, o tensiune scade, a cărei valoare este egală cu valoarea curentului care curge înmulțită cu valoarea rezistenței. Mai jos puteți vedea cum este indicată rezistența în diagramă:

Simbolul de pe diagramă este ușor de reținut - este un dreptunghi, conform GOST 2.728-74 dimensiunile sale sunt 4x10 mm. Există denumiri pentru rezistențele cu putere de disipare diferită.

Vizualizări

Rezistoarele sunt clasificate după o serie de criterii. Dacă vorbim despre componente discrete, atunci, în funcție de metoda de instalare, acestea sunt împărțite în:

• Ieșire. Folosit pentru montarea printr-o placă de circuit imprimat. Astfel de elemente au terminale situate radial sau axial. La oameni, concluziile se numesc picioare. Acest tip de rezistență a fost utilizat în mod activ în toate dispozitivele vechi (în urmă cu 20 de ani și mai mult) - televizoare vechi, receptoare, în general peste tot, iar acum este folosit în dispozitive simple, precum și acolo unde utilizarea componentelor SMD este dificilă din anumite motive, fie imposibil.
• SMD. Acestea sunt elemente care nu au picioare. Pinii pentru conectare sunt situati pe suprafata carcasei, usor iesind deasupra acesteia. Se montează direct pe suprafața PCB-ului. Avantajul unor astfel de rezistențe este simplitatea și costul scăzut al asamblarii pe linii automate, economisind spațiu pe placa de circuit imprimat.

Puteți vedea aspectul a două tipuri de elemente în figura de mai jos:

Știm deja cum arată această componentă, acum ar trebui să aflăm despre clasificarea după tehnologia de fabricație. Rezistoarele de ieșire sunt:

• Sârmă înfăşurată. Un fir înfășurat pe un miez este folosit ca componentă rezistivă; înfășurarea bifilară este utilizată pentru a reduce inductanța parazită. Firul este selectat dintr-un metal cu un coeficient de rezistență la temperatură scăzut și rezistivitate scăzută.
• Metal-film și compozit. După cum ați putea ghici, filmele din aliaje metalice sunt folosite aici ca element rezistiv.

Deoarece rezistorul constă dintr-un material rezistiv, acesta din urmă poate fi un fir sau o peliculă cu o rezistivitate ridicată. Ce este? Materiale precum:

• manganina;
• constantan;
• nicrom;
• nichelină;
• dielectrice metalice;
• oxizi metalici;
• carbon și altele.

Rezistoarele SMD sau cu cip sunt cu peliculă subțire și cu peliculă groasă, materialul rezistiv este utilizat:

Material	Caracteristici acolo unde sunt utilizate
Nichel-crom (nicrom, NiCr)	în peliculă subțire, rezistentă la umiditate
Nitrură de ditantal (Ta2N).	TCR este 25 ppm / 0С (-55... + 1250С);
dioxid de ruteniu (RuO2)	în peliculă groasă
Rutenit de plumb (Pb2Ru2O6)	în peliculă groasă
Rutenit de bismut (Bi2Ru2O7)	în peliculă groasă
Dioxizi de ruteniu dopați cu vanadiu (Ru0.8V0.2O2, Ru0.9V0.1O2, Ru0.67V0.33O2)	—
Oxid de plumb (PbO)	—
Bismut iridiu (Bi2Ir2O7)	—
Aliaj de nichel	În produse cu film subțire cu rezistență scăzută (0,03... 10 Ohm).

Figura de mai jos arată din ce constă rezistența:

Prin design, se disting:

• Permanent. Au două concluzii și nu poți schimba rezistența - este constantă.
• Variabile. Acestea sunt potențiometre și rezistențe de tăiere, al căror principiu se bazează pe mișcarea contactului de alunecare (glisor) de-a lungul stratului rezistiv.
• Neliniar. Rezistența componentelor de acest tip se modifică sub influența temperaturii (termistoare), radiației luminoase (fotorezistoare), tensiunii (varistoare) și alte cantități.

Și, de asemenea, prin scop - general și special. Acestea din urmă se împart în:

• Rezistență ridicată (gamă de rezistență zeci de unități MΩ - TΩ, la tensiuni de funcționare de până la 400V).
• Înaltă tensiune (conceput pentru a funcționa în circuite cu tensiuni de până la zeci de kV).
• Frecvență înaltă (o caracteristică a funcționării cu frecvență înaltă este cerința pentru auto-inductanțe și capacități scăzute. Astfel de produse pot funcționa în circuite cu o frecvență a semnalului de sute de MHz).
• Precizie și super-precizie (acestea sunt produse cu o clasă înaltă de precizie. Au o toleranță pentru abaterea de la rezistența nominală de 0,001 - 1%, în timp ce toleranța obișnuită poate fi de 5% și 10% sau mai mult).

Principiul de funcționare

Un rezistor este instalat într-un circuit electric pentru a limita curentul care trece prin circuit. Cantitatea de tensiune care va cădea pe ea este calculată simplu - conform legii lui Ohm:

U = IR

Căderea de tensiune este numărul de volți care apar la bornele rezistorului atunci când curentul trece prin acesta. În consecință, dacă tensiunea pe rezistor scade și un curent trece prin el, înseamnă că o anumită putere este eliberată în căldură pe acesta. În fizică, există o formulă binecunoscută pentru găsirea puterii:

P = UI

Sau, pentru a accelera calculele, uneori este convenabil să folosiți formula pentru putere prin rezistență:

P = U²/R=I²R

Cum funcționează un rezistor? Fiecare conductor are o structură internă specifică. Atunci când curge un curent electric, electronii (purtătorii de sarcină) se ciocnesc cu diferite neomogenități din structura unei substanțe și pierd energie, care este apoi eliberată sub formă de căldură. Dacă vă este greu să înțelegeți, atunci principiul muncii de rezistență în cuvinte simple poate fi spus după cum urmează:

Aceasta este o valoare care arată cât de greu este pentru un curent electric să circule printr-o substanță. Depinde de substanța în sine - rezistivitatea acesteia.

Unde: p - rezistivitate, l - lungimea conductorului, S - aria secțiunii transversale.

Principalele caracteristici

Pentru a alege rezistorul potrivit, este important să știți ce caracteristici trebuie să vă uitați atunci când alegeți. Principalii săi parametri includ:

1. Rezistenta nominala.
2. Putere de disipare maximă.
3. Toleranță sau clasă de precizie. Depinde de cât de mult poate diferi procentul de rezistență al pieselor din această clasă față de cel declarat.

În majoritatea cazurilor, aceste informații sunt suficiente. Începătorii uită adesea de puterea permisă a rezistorului și se sting. Puteți calcula câți wați sunt alocați rezistenței folosind formula indicată în secțiunea anterioară a articolului. Cumpărați rezistențe cu o rezervă de putere de 20-30%, mai mult este mai bine, mai puțin nu este necesar!

Unde și pentru ce este folosit

Am considerat deja că rezistorul este conceput pentru a limita curentul din circuit, acum ne vom uita la câteva exemple practice în care un rezistor este utilizat în inginerie electrică.

Prima zonă de aplicare este limitarea curentului, de exemplu pentru alimentarea LED-urilor. Principiul de funcționare și calcul al unui astfel de circuit este că tensiunea de alimentare este scăzută Tensiunea nominală de funcționare a LED-ului, împărțită la curentul nominal (sau dorit). Dioda electro luminiscenta. Ca rezultat, obțineți rezistența limitativă nominală.

R_căpcăun= (U_nutriție-U_necesar) / eu_nominal

Al doilea este un divizor de tensiune. Aici, tensiunea de ieșire este calculată prin formula:

U_afară= U_în(R2 / R1 + R2)

De asemenea, rezistorul a găsit aplicație pentru setarea curentului la tranzistori. În esență, același circuit restrictor discutat mai sus.

În cele din urmă, vă recomandăm să vizionați un videoclip util pe tema articolului:

Am examinat ce sunt rezistențele, scopul și principiul lor de funcționare. Acesta este un element important de la care să vă începeți studiul de inginerie electrică. Pentru a calcula circuite cu acesta, se utilizează legea lui Ohm și puterea activă, iar în circuitele de înaltă frecvență sunt luați în considerare și parametrii reactivi - capacitatea și inductanța parazitară. Sperăm că informațiile oferite au fost utile și interesante pentru tine!

Materiale conexe:

• Cum depinde rezistența unui conductor de temperatură?
• Marcarea rezistenței prin putere și rezistență
• Cum să lipiți componentele radio de pe plăci