Rezistor je jednoduchý: co to je, zařízení, princip činnosti, typy

Rezistor je nejběžnější elektronická součástka. V každém radioelektronickém zařízení (televizor, přehrávač, počítač) je v jakékoli sadě Master Kit více odporů než ve všech ostatních částech. Rezistor neboli odpor (anglicky rezistor, z latiny resisto – I resist) je pasivní prvek elektrických obvodů, který má určitou nebo proměnnou hodnotu elektrického odporu, určený k lineární přeměně proudu na napětí a napětí na proud, omezování proudu, pohlcování elektrické energie. atd.

Radioamatéři této části někdy říkají odpor. Ale je lepší dodržovat toto pravidlo: nazývat rádiovou součástku rezistorem, ale jeho fyzikální veličinou – odporem. To znamená, že je správné říci toto: „tento rezistor má odpor 1 kOhm“ nebo „odpor s nominální hodnotou 1 kOhm“ nebo „odpor spadl ze stolu a někde se ztratil“. A není třeba říkat: „Dej mi ten odpor a buď rychlejší!“

Takto vypadá rezistor a je znázorněn na schématech:

Rezistory nemají žádnou polaritu a mohou být instalovány na desce plošných spojů v libovolné poloze kolíků.

Hodnota odporu (odpor)
Hlavním parametrem rezistoru je jeho odpor. Dimenze odporu je Ohm (na počest německého fyzika s tímto příjmením).
Stejně jako jakékoli jiné příjmení, například Ivanov nebo Sidorov, musí být Om napsáno velkým písmenem: 1 Ohm, 5 Ohm atd. Jen velmi velcí ignoranti píší: 3 ohmy nebo 100 ohmů.
Další běžně používané jednotky měření jsou kiloOhm (kOhm) a megaOhm (MOhm):
1 kOhm = 1000 ohmů
1 MΩ = 1000 kΩ

Hodnota moderního rezistoru je vyznačena na jeho těle barevnými pruhy. Tento systém značení je výhodnější pro automatickou instalaci a řízení ve výrobě pomocí systémů průmyslového vidění, ale radioamatér bude muset trpět.

Existují dva hlavní způsoby, jak určit hodnotu odporu:
1. Použití speciálních vyhledávacích tabulek. Tyto tabulky jsou uvedeny v návodech k soupravám, na webu Master Kit a na mnoha dalších stránkách na internetu a v radioamatérské literatuře.

Jedna z možností tabulky pro barevné kódování rezistorů:

Ale důrazně doporučuji určit hodnotu odporu metodou č. 2 – je to jednodušší a pohodlnější.

2. Pomocí měřicího zařízení (multimetru). Nejjednodušší takové zařízení lze zakoupit za 150–200 rublů v rozhlasových obchodech, rozhlasových trzích, velkých obchodních řetězcích s domácím zbožím nebo objednat prostřednictvím internetových rádiových obchodů („Elektronshchik“, „Dessie“ atd.). Sortiment Master Kit navíc obsahuje stavebnici NM1006K Jedinečnost této stavebnice je v tom, že si nejen pořídíte kvalitní přístroj, ale při montáži se také seznámíte s principem fungování multimetru a navíc získáte dovednosti. při montáži a pájení elektronických zařízení.

Multimetr bude užitečný nejen při určování hodnoty odporu. Toto je hlavní zařízení radioamatéra, proto se v každém případě doporučuje zakoupit multimetr.

Práce s multimetrem je jednoduchá a pohodlná pravidla pro manipulaci s ním jsou obsažena v návodu dodávaném se zařízením.

Tolerance rezistoru (nebo přesnost)
Jakýkoli odpor má jmenovitý odpor (například 470 Ohmů) a skutečný odpor. Řekněme, že jsme multimetrem změřili několik rezistorů s nominální hodnotou 470 Ohmů a dostali jsme hodnoty: 473 Ohmů, 491 Ohmů, 463 Ohmů. Co to je – vadné odpory? Ne, to není pravda.
Při výrobě rezistorů je velmi obtížné dosáhnout naprosto identických hodnot jejich jmenovitých hodnot. Nebo spíše je to možné, ale to vede k vážnému zvýšení nákladů na tyto rádiové komponenty. Vzhledem k tomu, že většina nejen amatérských rádiových, ale i průmyslových obvodů funguje perfektně při změně hodnoty rezistoru v rozmezí 10 %, je dosažení úplné identity odporů rezistorů nejen drahé, ale také zbytečné.
Moderní standardní rezistory mají toleranci (neboli přesnost) 1% nebo 5% (ještě před několika lety byla za standard považována 10% přesnost). Proto například rezistor s nominálním odporem 470 ohmů a 5% tolerancí může mít skutečný odpor v rozsahu 447 ohmů až 493 ohmů, což je naprosto normální.
Vyrábějí se také rezistory vyšší třídy přesnosti: 0,1% nebo i vyšší, ale v radioamatérské praxi se zpravidla nepoužívají.

Výkon rezistoru
Pokud 50 ohmový odpor vede proud 0,1 A, rozptýlí 0,5 W výkonu. Pokud rezistor není dimenzován na takový výkon, může se přehřát a spálit.
Standardní rezistory mají výkon 0,125 W (většina těchto rezistorů je v elektronických zařízeních a v Master Kitech), 0,25 W, 0,5 W, 1 W, 3 W, 5 W. Čím výkonnější rezistor, tím větší jeho velikost . Níže uvedený obrázek ukazuje odpor 5 W s odporem 2 kOhm:

Pozor: tento odpor již není označen barevnými pruhy, ale zřetelně písmeny a čísly.

Paralelní a sériové zapojení rezistorů

1. Sériové zapojení rezistorů.
Řekněme, že potřebujete odpor s odporem 20 kOhm, ale máte po ruce pouze odpory s odpory 3 kOhm, 2 kOhm a 15 kOhm. Zapojte všechny tři odpory do série a získáte požadovaný odpor 20 kOhm.
Pamatujte na pravidlo: při sériovém zapojení bude celkový odpor celého řetězce rezistorů roven součtu odporů každého z rezistorů, nebo:
Rtot=R1+R2+R3+…

2. Paralelní zapojení rezistorů.

Zvažte jinou situaci: potřebujete odpor 20 kΩ, ale máte pouze odpory 33 kΩ a 47 kΩ. Zapojte tyto odpory paralelně a celkový odpor obvodu bude (33*47)/(33+47) = 19.3 kOhm – tedy téměř to, co potřebujeme!
Při paralelním odporu dvou rezistorů se celkový odpor řetězce vypočítá podle následujícího vzorce:
R = (R1*R2)/(R1 + R2)
Pokud jsou paralelně zapojeny více než dva odpory, vypočítá se celkový odpor řetězce takto:

1 = 1 + 1 + 1 +.
R R1 R2 R3

Variabilní a ladicí odpory
Výše jsme se podívali na konstantní rezistory, tedy rezistory, jejichž odpor se nemůže měnit: 1 kOhm, 510 Ohm, 33 kOhm. Ale pro úpravu hlasitosti, napětí, frekvence je vhodné použít rezistory, které dokážou změnit jejich odpor. Takové odpory se nazývají proměnné. Variabilní odpor má hřídel, na kterou lze nasadit rukojeť. Otáčením knoflíku lze měnit odpor proměnného rezistoru.
Trim rezistor je miniaturní kopie proměnného rezistoru. Je určen pro konfiguraci zařízení při jeho nastavení a instaluje se přímo na desku plošných spojů. Trimrový rezistor nemá hřídel, jeho odpor se nastavuje pomocí šroubováku.
Vzhled a označení na nákresech:

Rezistor: Kus materiálu, který odolává průchodu elektrického proudu. Svorky jsou připevněny na obou koncích. To je vše. Co by mohlo být jednodušší?

Ukazuje se, že to není vůbec jednoduché. Teplota, kapacita, indukčnost a další parametry hrají roli v tom, že rezistor je poměrně složitá součástka. A existuje mnoho různých způsobů použití v obvodech, ale my se zaměříme na různé typy rezistorů s pevnou hodnotou, jak se vyrábějí a jak mohou být užitečné v různých případech.

Začněme tím nejjednodušším a nejstarším.

Karbonový kompozit v gramofonu

Často se jim říká „staré“ odpory. Byly široce používány v 1960. letech XNUMX. století, ale s příchodem dalších typů rezistorů a vzhledem k jejich relativně vysoké ceně je jejich použití nyní omezené. Skládají se ze směsi keramického prášku a uhlíku spojeného pryskyřicí. Uhlík dobře vede proud a čím více je ho ve směsi, tím menší odpor. Vodiče jsou připojeny z konců. Jsou pokryty barvou nebo plastem, aby sloužily jako izolace, a odolnost a tolerance jsou označeny barevnými pruhy.

Odpor těchto rezistorů lze trvale změnit jejich vystavením vysoké vlhkosti, vysokému napětí nebo přehřátí. Tolerance je 5 % nebo více. Je to prostě pevný válec s dobrou vysokofrekvenční odezvou. I přes své malé rozměry dobře snášejí přehřátí a stále se používají v napájecích zdrojích a svařovacích kontrolérech.

Jejich stáří mi však nezabránilo v použití pytlíku těchto rezistorů, které jsem si koupil v bazaru, za účelem výroby různých rezistorů, které jsem potřeboval pro svůj hudební projekt. hráč 555. Na fotce je jen moje řemeslo.

Vyrábějí se nanesením vrstvy čistého uhlíku na keramický válec a následným odstraněním uhlíku za vzniku spirály. Výsledek je pokryt silikonem. Tloušťka vrstvy a šířka zbývajícího uhlíku řídí odpor a tolerance takových rezistorů může být od 2%, lepší než u předchozích. Díky čistému uhlíku se odpor mění méně s teplotou.

Teplotní koeficient odporu rezistorů s uhlíkovou vrstvou se pohybuje od 200 do 500 ppm/C – ppm na stupeň Celsia. 200 ppm/C znamená, že s každým stupněm se odpor nezmění o více než 200 ohmů na každý megaohm celkového odporu. V procentech to lze vyjádřit jako 0,02 %/C. Pokud se teplota změní o 80 C, při 200 ppm/C se odpor rezistoru změní o 1,6 %, neboli 16 kOhm.

Takové odpory jsou k dispozici ve jmenovitých hodnotách od 1 Ohm do 10 kOhm, s výkony od 1/16 W do 5 W a vydrží napětí několik kilovoltů. Běžně se používá ve zdrojích vysokého napětí, rentgenových přístrojích, laserech a radarech.

Kovový film se vyrábí podobným způsobem jako uhlík, umístěním kovové vrstvy (často nikl-chromové) na keramiku a následným vyříznutím spirály. Dle dokumentace od výrobce Vishay byla spirála po připevnění koncovek dříve opracována broušením, nyní se k tomu ale používají lasery. Výsledek je nalakován a označen barevným kódováním nebo textem.

Odpor rezistorů s kovovým filmem se liší méně než odpor rezistorů s uhlíkovým filmem. TCS je v oblasti 50-100 ppm/C. 50 ppm/C je stejné jako 0,005 %/C. Použijeme-li podobný příklad jako výše uvedený s odporem 1 MΩ, změna teploty o 80 C bude mít za následek změnu odporu o 50 % nebo 0,4 kΩ v případě rezistoru 4 ppm/C.

Jejich tolerance je menší, asi 0,1 %. Mají také dobré šumové charakteristiky, nízkou nelinearitu a dobrou časovou stabilitu a používají se k mnoha účelům.

Pouzdro je podobné jako u kovového filmu, pouze se obvykle používá oxid cínu s příměsí oxidu antimonu. Takové odpory se chovají lépe než uhlíkové nebo kovové fólie, pokud jde o napětí, přetížení, přepětí a vysoké teploty. Rezistory na uhlíkovém filmu pracují do 200 C, na kovu – do 250-300 C a rezistory na oxidovém filmu – do 450 C. Současně je jejich stabilita velmi špatná.

Vyrábějí se navinutím drátů na plastový, keramický nebo sklolaminátový válec. Vzhledem k tomu, že drát lze řezat poměrně přesně, lze hodnotu jejich odporu zvolit s velkou přesností s tolerancí ne horší než 0,1 %. Chcete-li získat odpor s vysokým odporem, musíte použít velmi tenký a dlouhý drát. Drát může být tenčí pro menší výkon nebo tlustší pro větší výkon. Může být vyroben ze široké škály kovů a slitin, včetně niklu, chrómu, mědi, stříbra, chromové oceli a wolframu.

Jsou navrženy s ohledem na schopnost pracovat při vysokých teplotách: wolframové odolávají teplotám až 1700 C, stříbrné – od 0 do 150 C. TCR pro vysoce přesné drátové rezistory je asi 5 ppm/C. Rezistory určené pro vysoké výkony mají vyšší TCR.

Pracují při výkonech od 0,5 W do 1000 W. Rezistory o výkonu několik set wattů mohou být potaženy vysokoteplotním silikonem nebo smaltem. Pro zvýšení odvodu tepla mohou být vybaveny hliníkovým pláštěm s deskami, které fungují jako radiátor.

Protože jsou to prakticky cívky, mají indukčnost a kapacitu, díky čemuž se chovají špatně při vysokých frekvencích. Ke snížení těchto efektů se používají různá chytrá schémata vinutí, jako je bifilární vinutí, vinutí s plochým nosičem a vinutí Airton-Perry.

Bifilární vinutí nemá indukci, ale vysokou kapacitu. Vinutí na plochém a tenkém médiu přibližuje dráty k sobě a snižuje indukci. Vinutí Airton-Perry, vzhledem k tomu, že vodiče jdou různými směry a jsou blízko sebe, snižuje vlastní indukčnost a kapacitu, protože napětí je v průsečíkech stejné.

Potenciometry jsou vyrobeny pomocí drátových rezistorů kvůli jejich spolehlivosti. Používají se také v jističích a pojistkách. Jejich indukčnost lze zvýšit a použít jako proudové senzory měřením indukční reaktance.

Používají několik mikrometrů silnou fólii, obvykle vyrobenou z nikl-chromu s přísadami, umístěnou na keramickém substrátu. Jsou nejstabilnější a nejpřesnější ze všech, přestože existují už od 1960. let. Potřebné odolnosti se dosáhne fotoleptáním fólie. Nemají žádnou indukčnost, nízkou kapacitu, dobrou stabilitu a rychlou tepelnou stabilizaci. Tolerance může být v rozmezí 0,001 %.

TCS je 1 ppm/C. Při změně teploty o 80 C změní megaohmový odpor svůj odpor pouze o 0.008 % neboli 80 Ohmů. Zajímavý je způsob, jakým je takové přesnosti dosaženo. S rostoucí teplotou se zvyšuje i odpor. Ale odpor je vyroben tak, že zvýšení teploty způsobí smrštění fólie, což způsobí pokles odporu. Celkový efekt je takový, že odpor zůstává téměř nezměněn.

Dobře se hodí pro audio projekty s vysokofrekvenčními proudy. Vhodné také pro projekty vyžadující vysokou přesnost, jako jsou elektronické váhy. Přirozeně se používá v oblastech, kde se očekávají velké teplotní výkyvy.

Používá se hlavně pro povrchovou montáž. Film v tlustovrstvých rezistorech je 1000krát tlustší než v tenkovrstvých rezistorech. Jedná se o nejlevnější rezistory, protože tlustý film je levnější.

Tenkovrstvé rezistory se vyrábějí iontovým naprašováním niklu a chrómu na izolační substrát. Poté se aplikuje fotoleptání, abrazivní nebo laserové čištění. Silnovrstvé jsou vyrobeny šablonovým tiskem. Fólie je směsí pojiva, nosiče a oxidu kovu. Na konci procesu se aplikuje abrazivní nebo laserové čištění.

Tolerance tenkovrstvých rezistorů je na úrovni 0,1 % a TCR od 5 do 50 ppm/C. Pro tlustý film je tolerance 1 % a TKS je 50 až 200 ppm/C. Tenkovrstvé rezistory jsou méně hlučné.

Tenkovrstvé rezistory se používají tam, kde je vyžadována vysoká přesnost. Silnovrstvé rezistory lze použít téměř kdekoli – některá PC mohou mít až 1000 tlustovrstvých rezistorů pro povrchovou montáž.

Existují i ​​jiné typy rezistorů s pevnou hodnotou, ale v zásuvkách rezistorů pravděpodobně uvidíte jeden uvedený.

• odpor
• odpor
• odpor je marný
• elektronické komponenty
• indukčnost
• kapacitní