Резистор — что это?

Как работает резистор в цепи

Резисторы — это электрические устройства, которые уменьшают протекание тока и в то же время снижают уровень напряжения в цепях. Соотношение между напряжением, приложенным к резистору, и током через него определяется законом Ома\( U = IR \)​​ ​.

Резисторы могут иметь фиксированное сопротивление или могут быть сконструированы с переменным сопротивлением. Они также могут иметь сопротивления, которые изменяются при воздействии света или тепла (например, фоторезисторы, NTC-термисторы, PTC-термисторы).

Для чего применяют резистор

Существует множество применений резисторов. Резисторы используются для:

  • установки уровней рабочего тока и сигнала;
  • обеспечения снижения напряжения;
  • установки точных значений усиления в цепях прецизионной обработки;
  • действуют как шунты в амперметрах и измерителях напряжения;
  • действуют как шинные и линейные «терминаторы» в цифровых схема;
  • обеспечивают обратной связью операционные усилители;
  • и еще «куча» применений.
Классификация резисторов
Рисунок 1. Разновидности резисторов

Как работает резистор

Электрический ток полон электронов, объединяющихся с кинетической энергией. Задача резистора состоит в том, чтобы поглощать часть этой энергии и направлять ее в другое место.

Когда электроны попадают на один конец резистора, некоторые из них “сталкиваются” с атомами внутри, передавая часть своей энергии в атомные колебания. Эти вибрации, в свою очередь, действуют как “барабан” и передают свою энергию соседним молекулам воздуха или, возможно, металлическому теплоотводящему радиатору. Общий эффект столкновений внутри резистора приводит к меньшему и менее энергичному току.

Принцип действия резистора. Взаимодействие электронов с частицами сплава
Рисунок 2. Принцип действия резистора

Реальный пример резистора — это простой резистор с проволочной обмоткой. Это устройство состоит из резистивного провода, общее сопротивление которого увеличивается с увеличением длины. Намотка провода на изолирующий цилиндр делает устройство компактным.

Резистор с углеродной композицией использует смесь углеродного порошка и клееподобного связующего для своего резистивного элемента. Когда в смесь добавляется больше углерода, устройство становится менее резистивным. В других резисторах в качестве резистивного элемента используются металлические пленки, смеси металлических частиц и другие материалы.

Виды и конструкция постоянных резисторов

Резисторы из углеродной пленки

Это один из самых популярных резисторов, используемых сегодня. Он изготавливается путем нанесения углеродной пленки на небольшой керамический цилиндр. Небольшая спиральная канавка, вырезанная в пленке, регулирует количество углерода между выводами, тем самым устанавливая сопротивление.

+ Преимущества таких резисторов:

  • обладают превосходной надежностью;
  • отлично паяются;
  • шумостойкость;
  • влагостойкость;
  • термостойкость.

Типичная номинальная мощность варьируется от 1/4 до 2 Вт. Сопротивление колеблется примерно от 10 Ом до 1 МОМ с допусками около 5%.

Как выглядят резисторы из углеродной пленки
Рисунок 3. Резистор из углеродной пленки

Композиционные углеродные резисторы

Это еще один очень популярный резистор, изготовленный из смеси углеродного порошка и клееподобного связующего. Для повышения стойкости добавляется меньше углерода.

+ Плюсы:

  • производительность;
  • низкая индуктивность;
  • низкая емкость.

Номинальная мощность колеблется примерно от 1/8 до 2 Вт. Сопротивление в диапазоне от 1 Ом до примерно 100 МОМ с допусками около ±5%.

Как выглядят композиционные углеродные резисторы
Рисунок 4. Композиционный углеродный резистор

Металлооксидные пленочные резисторы

Это резистор общего назначения, в котором используется керамический сердечник, покрытый пленкой оксида металла. Эти резисторы механически и электрически стабильны и «переносят» высокие температуры. Их наружная поверхность покрыта специальной краской, что делает их устойчивыми к воздействию пламени, растворителей, высокой температуры и влажности.

Типичные сопротивления варьируются от 1 Ом до 200 Ком, с типичными допусками в ±5 процентов.

Как выглядят металлооксидные пленочные резисторы
Рисунок 5. Металлооксидный пленочный резистор

Металлопленочные прецизионные резисторы

Это очень точный резистор со сверхнизким уровнем шума. В нем используется керамическая подложка, покрытая металлической пленкой, заключенная в эпоксидную оболочку.

Эти резисторы используются в прецизионных устройствах, таких как измерительные приборы, цифровые и аналоговые устройства, а также аудио- и видеоустройства. Сопротивления варьируются примерно от 10 Ом до 2 МОМ, при номинальной мощности от 1/8 до 1/2 Вт и допусках в ±1 процент.

Как выглядят металлопленочные прецизионные резисторы
Рисунок 6. Металлопленочный прецизионный резистор

Резисторы высокой мощности (2 и более Вт)

Эти резисторы используются в узлах схемы с высокой мощностью. Можно выделить следующие разновидности: резисторы покрытые стекловидной эмалью, цементные резисторы и алюминиевые резисторы с проволочной обмоткой.

Резистивные элементы изготавливаются из резистивной проволоки, намотанной вокруг керамического цилиндра. Это самые прочные из резисторов, обладающие высоким тепловыделением и высокой температурной стабильностью.

Сопротивления варьируются от 0,1 Ом до примерно 150 Ком, при номинальной мощности примерно от 2 Вт до 500 Вт и более.

Как выглядят резисторы высокой мощности
Рисунок 7. Резисторы высокой мощности

Фоторезисторы и термисторы

Это специальные типы резисторов, которые изменяют сопротивление при воздействии тепла или света.

Фоторезисторы изготавливаются из полупроводниковых материалов, таких как сульфид кадмия. Увеличение уровня освещенности уменьшает сопротивление. Фоторезисторы более подробно рассматриваются в этой статье.

Термисторы — это чувствительные к температуре резисторы. Повышение температуры уменьшает сопротивление (NTC-термисторы), но может и увеличивать (PTC-термисторы).

Как выглядят фоторезистор и термистор
Рисунок 8. Фоторезистор (слева) и термистор (справа)
0 0 голоса
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии