"09" декабря 2021 г.

ЧТО ТАКОЕ РЕЗИСТОР

В этой статье я постараюсь максимально просто и понятно рассказать что такое резистор и зачем он нужен.

Итак, резистор – это электротехнический (радиоэлектронный) элемент, предназначенный для внесения в электрическую цепь сопротивления.

Про сопротивление написано здесь, но, применительно к резистору, сопротивление – это способность уменьшать величину проходящего через него тока.

Эта способность определяется удельной величиной ρ, зная которую можно рассчитать сопротивление проводника (R) определенной длины (L), сечения (S) и его материала:

R=ρ*L/S

Удельное сопротивление величина табличная, я заговорил о ней только затем, чтобы пояснить каким образом при изготовлении обеспечивается нужное сопротивление резистора.

Удельным сопротивлением обладают все токопроводящие материалы, в том числе и проволочные проводники:

• для серебра, например ρ=1,6*10 ^-8 (Ом*метр);
• для нихрома ρ=10^-6.

Если взять проводник нужной длины и из подходящего материала, то скрутив его в спираль получим проволочный резистор. Однако, в большинстве случаев удобней применять другие материалы в результате чего получаются компактные изделия с сопротивлениями различных номиналов.

На рисунке 1 представлены резисторы имеющие постоянное сопротивление. Конечно, оно может незначительно изменяться при нагревании, но это относится к учитываемым особенностям при разработке схем и эксплуатации готовых изделий.

Здесь показаны следующие типы резисторов:

1. металлопленочный;
2. проволочный;
3. SMD.

Последний вариант исполнения проволочных выводов не имеет и предназначен для непосредственной установки на дорожки печатной платы.

Наряду с постоянными существует группа резисторов с переменным сопротивлением, которое изменяется за счет перемещения ползунка по поверхности резистивного материала.

Такие изделия имеют три вывода, между двумя сопротивление постоянно, а между третьим и каждым из первых двух изменяется при вращении оси или перемещении ползунка в линейном направлении (рис. 2).

В зависимости от способа изменения положения подвижного контакта можно выделить следующие виды резисторов:

1. ползунковый;
2. оборотный;
3. подстроечный.

Подстроечный резистор ни что иное как переменный, только не имеющий возможности оперативного изменения сопротивления (вращение оси производится, как правило, шлицом отвертки).

РЕЗИСТОР В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

В электрической цепи резистор нужен, прежде всего, как токоограничивающий элемент. Кроме того, на базе двух (иногда более) резисторов реализуют делители напряжения.

Давайте рассмотрим оба эти варианта.

1. Ограничение тока.

В последовательной электрической цепи ток во всех ее участках одинаков. Это значит, что, обеспечив нужную его величину через резистор, мы зададим такое же значение для остальных элементов (рис.3).

Для этого нам нужно знать:

• общее напряжение на рассматриваемом участке U;
• рабочее напряжения элемента Х, для которого нужно ограничение тока на уровне I.

Расчет требуемого сопротивления прост.

R=Uрез/I – закон Ома;

Uрез=U-Uэл;

R=(U-Uэл)/I.

2. Делитель напряжения.

Сразу предупреждаю: делитель напряжения используется не для понижения напряжения и последующего его использования для питания электрических устройств, а для создания управляющих напряжений в электронных схемах. Например, для задания режима работы компаратора.

Это тоже просто (рис.4).

Исходные данные: имеющееся напряжение U, требуемое опорное Uоп.

Расчетные: номиналы резисторов R1, R2.

Кстати, можно получить не конкретные номиналы резисторов, а их отношение. Значений сопротивлений может быть бесконечно много. Но если в качестве ограничивающего фактора учесть ток I в плечах нашего делителя, то результат будет конкретный.

Поскольку ток через R1 и R2 одинаков (об этом говорилось не раз), то:

R2=Uоп/I;

I=U/(R1+R2);

Для упрощения заменим R1+R2 на R.

Я опущу промежуточные вычисления (вы их можете сделать сами) и приведу сразу окончательный результат:

⁽¹⁾ R2=R*Uоп/U .

⁽²⁾ или R2/R=Uоп/U.

Как видите, величина тока сократилась. Если она критична, то R=U/I, далее идем к формуле (1).

Если нет, то можно произвольно выбирать значения сопротивлений наших резисторов исходя чисто из полученного соотношения (2).