Резисторы, как компонент схем

June 26, 2010 by admin Комментировать »

Резистор — самый распространенный компонент электронных схем. Не­смотря на его простоту (в самом деле — это всего-навсего кусок материала с определенным сопротивлением), не существует практически ни одной работоспособной схемы, в которой бы не присутствовали резисторы в том или ином виде. Даже если вы их и специально не ставили, они все равно есть. Скажем, в простейшем случае настольной лампы или карманного фо­нарика, где вся схема состоит из источника питания (сети или батарейки).

выключателя и лампочки, резисторы неявно присутствуют— это и сама лампочка, которая светится, нагреваясь за счет своего высокого сопротив­ления, и сопротивление проводов, и внутреннее сопротивление источника питания. Все эти элементы могут быть представлены на схеме, как резисто­ры. Причем последние два элемента из перечисленных только мешают, за­бирая на себя часть полезной мощности, но избавиться от них невозможно, они присутствуют всегда и везде, поэтому их нужно учитывать и стараться свести их влияние к минимуму.

Если вы вернетесь к рис. 1.4 в первой главе, то при внимательном его рас­смотрении поймете, что кроме указанных на схеме резисторов R1 и R2 в деле участвуют еще как минимум четыре резистора — сопротивление проводов, сопротивление амперметра, сопротивление вольтметра и внутреннее сопро­тивление источника питания. Для простоты влияние паразитных резисторов обычно игнорируют, считая, что они оказывают исчезающе малое влияние на работу схемы, однако это не всегда так.

Ко всем этим тонкостям мы еще будем возвращаться не раз, а пока рассмот­рим резисторы, как таковые — то есть фабрично выпускаемые компоненты электронных схем под таким названием. Они встречаются разных типов, размеров и конструкций. Наиболее часто употребляемые типы — металло-пленочные (металлодиэлектрические) резисторы. Наиболее распространены импортные металлопленочные резисторы (MFR), аналоги отечественных МЛТ, которые тоже довольно часто встречаются на рынках до сих пор. Оте­чественные МЛТ старых выпусков имеют обычно красный или розовый цвет (хотя иногда встречаются и другие цвета, например, зеленый), а номинальное значение сопротивления написано прямо на них, в то время как современные резисторы маркируются международным цветным кодом. Есть и другие типы резисторов общего назначения. По функциональным свойствам все они прак­тически идентичны.

В приложении 1 приводится таблица цветных кодов для маркировки рези­сторов, но сам я практически этим кодом не пользуюсь. Читать цветной код неопытному человеку — мука мученическая, учитывая особенно, что поня­тие, скажем, «золотистый» очень часто трактуется производителями весьма вольно, и отличить его от «оранжевого» или «желтого» на фоне, скажем, темно-синего цвета фона, может только человек с большим опытом. Проще и быстрее просто измерить сопротивление мультиметром.

Таблицы рядов номинального сопротивления в зависимости от допустимого разброса значений — допуска, также приведенные в приложении 7, нужно пояснить. У непосвященных может возникнуть вопрос: почему резисторы имеют такие странные номинальные значения— 4,3 кОм или 5,1 кОм? По­чему нельзя привязать номиналы к привычным для нас «круглым» значени­ям — 4 или 5 кОм? Все объясняется очень просто.

Возьмем, например, широко распространенные резисторы с пятипроцентным допуском и посчитаем резистор 1 кОм за основу ряда. Какой следующий но­минал взять? Так как допуск равен 5%, то в большой партии резисторов в принципе могут встретиться сопротивления во всем диапазоне от 0,95 до 1,05 кОм. Мы, естественно, хотим, чтобы можно было бы (хотя бы теорети­чески), найти резистор с любым значением сопротивления. Поэтому сле­дующий номинал, который мы выбираем, будет равен 1,1 кОм — так как его допуск тоже 5%, то минимальное допустимое значение для него — 1,045 кОм и, как мы видим, диапазоны перекрываются. Точно так же рассчитываются остальные номиналы, вплоть до 9,1 кОм, возможные значения которого пе­рекрывается с допусками от первого значения из следующей декады — 10 кОм. Чем строже допуск, тем больше сопротивлений в ряду— если мы встретим резистор с номинальным сопротивлением 2,43 кОм, то можем быть уверены, что допуск у него не хуже 1%. Конечно, для малых допусков (вроде 0,1%) ряд получился бы слишком большим, потому его ограничивают, и до­пуски там уже не пересекаются. Кстати, забегая вперед, отметим, что те же ряды значений справедливы и для емкости конденсаторов.

Осталось научиться вычислять значения сопротивления для всего диапазона выпускаемых промышленностью резисторов — для обычных металлодиэлек-трических это значения от 1 Ом до 10 МОм. Как вы уже догадались, в каждой декаде номиналы получаются из табличного ряда значений путем умножения на соответствующую степень десяти. При этом для краткости часто исполь­зуют условные обозначения для каждого диапазона: R (или Е) — обозначает омы, к — килоомы, М — мегомы. Эти буквы могут использоваться вместо десятичной точки: так, запись 1к2 есть то же самое, что и 1,2 кОм, а 3R3 (или ЗЕЗ)— то же самое, что 3,3 Ом. При обозначении на схемах целые омы в большинстве случаев вообще опускают— именно так мы будем поступать в этой книге, так что имейте в виду, что запись «360» на схеме означает про­сто 360 Ом.

Хотя я не рекомендую иметь дело в домашних условиях с компонентами по­верхностного монтажа (как их еще называют, чип-компонентами или SMD-компонентами), но рано или поздно они вам, безусловно, могут встретиться. Для SMD-резисторов принята другая система маркировки. Самые мелкие SMD-резисторы (допустимой мощностью 0,063 Вт) не маркируются вообще. Наиболее часто встречающиеся SMD-резисторы с допуском 2, 5 и 10% всех типоразмеров маркируются тремя цифрами. Первые две цифры обозначают мантиссу, а последняя цифра— показатель степени по основанию 10 для оп­ределения номинала в омах. Для обозначения десятичной точки к значащим цифрам может добавляться буква R. Например, маркировка 242 означает, что чип-резистор имеет номинал 24xJ 0^ Ом = 2,4 кОм.

Гораздо реже встречаются прецизионные SMD-резисторы с допуском 1%. Крупные (0,5 Вт и более) такие резисторы маркируются четырьмя цифрами, которые читаются аналогично обычной маркировке, например, 4752 означа­ет, что чип-резистор имеет номинал 475×10^ Ом = 47,5 кОм. Более мелкие маркируются двумя цифрами от 01 до 96 и буквой, и номинал можно опреде­лить по специальным таблицам.

Обычные резисторы выпускаются и с 1% разбросом, но в продаже практиче­ски встречаются только пятипроцентные разновидности. Более точные (пре­цизионные) резисторы с разбросом в 1% и ниже носят другие наименования и значительно дороже. Дело в том, что простым отбором нельзя добиться то­го, чтобы номинал резистора укладывался в однопроцентный допуск — тем­пературный коэффициент сопротивления (ТКС) для рядовых резисторов, как мы уже отмечали в первой главе, может составлять 0,1 % на каждый градус изменения температуры, а так как резисторы при работе греются, то весь наш отбор пойдет насмарку. Поэтому прецизионные резисторы с малыми допус­ками имеют одновременно и значительно меньший температурный коэффи­циент. Причем это их качество сохранять номинальное значение в большом диапазоне температур значительно важнее, чем собственно точность номина­ла: чаще всего нам не столь важно, чтобы, скажем, коэффициент усиления усилителя был равен в точности 3, сколько то, чтобы он не изменялся при изменениях температуры и со временем. Из отечественных прецизионных резисторов наиболее распространен тип С2-29В, которые выпускают с до­пуском 0,05% и менее, при ТКС от 0,0075% до 0,03%/°С. Есть и более точ­ные разновидности, например, проволочные С5-54В при допуске до 0,01% имеют ТКС не более 0,005%/°С, а тип С5-61 с ТКС не более 0,003%ЛС встречается даже с допуском 0,005%. Имейте в виду, что проволочные рези­сторы (типа С5-54В, к примеру) имеют очень узкий диапазон рабочих частот, фактически они предназначены только для постоянного тока.

clip_image002

Рис. 5.1. Различные типы резисторов. Вверху: сравнительные размеры резисторов разной мощности (слева направо: 0,125; 0.25; 0.5; 1; 2 Вт; остеклованный резистор 10 Вт). В середине: резисторная сборка из восьми резисторов 0,125 Вт в одном корпусе SIP. Внизу: различные переменные и подстроечные резисторы

Два слова о номинальной мощности резисторов. Резисторы с гибкими выво­дами выпускаются следующих предельно допустимых мощностей — 0,0625, 0,125, 0,25, 0,5, 1 и 2 Вт, которые отличаются размерами (см. рис. 5.1, ввер­ху). В приложении 6 вы можете посмотреть, как обозначаются на схемах ре­зисторы разной мощности. Наиболее употребительные — резисторы мощно­стью 0,125 и 0,25 Вт, которые имеют близкие (а иногда и вовсе одинаковые) размеры, и если обозначение мощности на схеме отсутствует, то обычно имеется в виду именно мощность в 0,125—0,25 Вт. Учтите также, что преци­зионные резисторы при той же допустимой мощности имеют больший раз­мер — так, С2-29В мощностью 0,25 Вт выглядит, как полуваттный МЛТ. В подавляющем большинстве случаев замена на резистор большей мощности может только приветствоваться.

Надо учитывать, что резисторы также имеют предельно допустимое напря­жение, которое также зависит от их размеров — так, для мощностей 0,125 и 0,25 Вт это напряжение не превышает 250 В, поэтому их нельзя употреблять в цепях с сетевым питанием — независимо от того, что тепловая мощность может быть и не превышена. Для цепей, в которых «гуляют» переменные на­пряжения с действующим напряжением 200 В и выше, минимально допусти­мая мощность резистора — 0,5 Вт.

Резисторы мощностью более 2 Вт требуются нечасто, и для таких случаев выпускаются специальные проволочные резисторы, залитые термостойким составом (их часто называют «остеклованные»). Резисторы номиналом меньше чем 1 Ом, предназначенные обычно для пропускания больших токов, также обычно имеют большие размеры.

2 комментариев(ия)

  1. undott says:

    Привет! Я тут новенький, но сто процентов останусь тут на долго т.к. очень понравилась статья!

  2. undott says:

    обалденная

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты