Z čeho se skládá a jak vypadá rezistor, účel v elektrickém obvodu, princip činnosti a značení

Varné konvice, žárovky, elektrická zařízení strojů a mnoho dalších elektrických spotřebičů obsahuje odpory. Změnily se natolik, že je někdy obtížné je definovat, aniž bychom znali jejich charakteristické rysy. Referenční knihy dávají definici: rezistor je prvek s daným konstantním nebo proměnným odporem. V praxi se jedná o soubor prvků, které se používají v nejneočekávanějších provedeních. Abyste pochopili, z čeho je rezistor vyroben, musíte vědět, z jakého materiálu je vyroben.

Rezistorové zařízení zevnitř

Nejjednodušší rezistor je reostat. Drát s vysokým odporem je navinut na rámu a připojen ke zdroji energie. Na základě toho můžeme dojít k závěru: prvním požadavkem na tento prvek je vodič s vysokým odporem. Pro výrobu tohoto prvku použijte:

• drát;
• kovová fólie, kovová fólie;
• Kompozitní materiál;
• polovodič.

Odpory drátů se snadno vyrábějí, jsou schopné rozptýlit maximální výkon, ale mají významnou nevýhodu: mají nejvyšší indukčnost. Průměry drátů se pohybují od několika mikronů do několika milimetrů.

instagram viewer

Na rámu je navinutá kovová fólie z vysoce odolného materiálu. Pokud je nutné zvýšit odpor, rozřízne se na stopu, čímž se zvětší délka, a tedy i odpor. Kovový filmový rezistor se získá naprašováním kovu na základnu.

Jako kompozitní materiál se používá grafit s organickými nebo anorganickými přísadami. Rezistor může být složen celý z takového materiálu nebo z dráhy, na kterou je tento materiál nanesen.

Se začátkem výroby mikroobvodů se objevily nové odpory, které se nazývají integrální odpory. Výroba probíhá na molekulární úrovni. Tenká vrstva vysoce odolného kovu je nastříkána na vysoce dotovaný polovodič, který slouží jako odpor.

Rozdělení podle typu

Vzhledem k tomu, že odpor je jednou z nejpoužívanějších forem dílů, je jeho použití velmi rozmanité. V závislosti na účelu rezistoru lze jej rozdělit do tří kategorií:

• trvalý;
• zastřihovače;
• regulační.

První kategorie - pevné odpory - mají daný odpor a používají se více než jiné v elektrických obvodech. Nicméně odpor stále závisí na vnějších faktorech. Na základě toho jsou klasifikovány do následujících typů:

• lineární;
• nelineární.

Lineární jsou pojmenovány tak, protože jejich odpor se mění plynule, tedy lineárně, v závislosti na vnějším vlivu. Nelineární nemají takovou hladkost. Pokud například změříte odpor žárovky ve studeném stavu, bude to jedna věc, ale v horkém to bude úplně jiné a 10-15krát více.

Pokud existuje taková rozmanitost, vyvstává přirozená otázka - jak pochopit, kde je odpor? Ve skutečnosti může rezistor vypadat jako kruh, trubice nebo čtverec. Jsou dostupné v různých tvarech, velikostech, barvách. Někdy, abyste zjistili, že se jedná o odpor, musíte se podívat na schéma elektrického obvodu.

Druhou kategorií jsou zastřihovače. Mají regulační mechanismus, který plynule mění odpor. Slouží k doladění hardwaru.

Další kategorií je úprava. Jméno zde mluví samo za sebe. Jsou určeny k úpravám, což znamená, že musí změnit svůj odpor. Na rozdíl od konstant, které mají dva svody, mají tyto svody tři. Dva z nich jsou připojeny k samotnému odporu a třetí k pohyblivému kontaktu, který je připojen k otočnému prvku. Pokud připojíte napájení ke dvěma svorkám, pak na pohyblivém kontaktu bude jiné napětí, které se bude lišit od napětí na svorkách tohoto prvku.

Pokud připojíte nastavovací (variabilní) rezistor do série s baterií, připojte žárovku jednou svorkou k záporné svorce baterie a druhý s pohyblivým kontaktním výstupem, pak když otočíte rukojetí proměnného odporu, bude patrné, jak se mění jas žárovky. Proč se to stane, lze pochopit, pokud zjistíte, co dělá odpor.

Použití v elektrických obvodech

Svítivost žárovky závisí na proudu protékajícím vláknem – čím vyšší proud, tím jasněji žárovka hoří. Podle Ohmova zákona lze proud vypočítat vydělením napětí odporem, což znamená, že čím nižší odpor, tím větší proud. V praxi to bude fungovat následovně.

Řekněme, že žárovka je určena pro napětí 9 V, má odpor 70 Ohmů (v pracovním, horkém stavu), baterii 9 V a proměnný odpor 100 Ohmů. Pro normální provoz by měl být proud procházející žárovkou přibližně 0,13 A (napětí baterie 9 V děleno odporem žárovky 70 ohmů). V tomto obvodu je sériově zapojen proměnný odpor 100 ohmů, proud obvodu bude přibližně 0,05 A (napětí baterie 9 V je děleno celkovým odporem 170 Ohmů), to je asi třetina požadovaného proudu a žárovka tedy nebude hořet.

V tomto případě odpor pomáhá hladce uhasit světlo. Podobný princip se používá například v kinech. Pokud je baterie 9 V a žárovka je dimenzována na 2,5 V, pak je pro její normální provoz potřeba dělič napětí nebo supresor. Jaký to má smysl? V obvodu je nutné vytvořit proudový normál pro žárovku.

Pokud je použita klapka, pak jsou ke zdroji proudu zapojeny 2 nebo více rezistorů a žárovka. Celkový odpor se volí tak, aby proud protékající obvodem odpovídal jmenovitému proudu žárovky. Řekněme, že existují: zdroj 9 V DC, žárovka 2,5 V a jmenovitý proud 0,12 A.

Vypočítá se odpor žárovky, k tomu se napětí vydělí proudem a ukáže se asi 20,8 ohmů. Aby obvodem protékal proud 0,12 A, vypočítá se celkový odpor: 9 V děleno 0,12 A dává 75 ohmů. Odečtěte odpor žárovky a získáte 54,2 ohmů - tento odpor je třeba k žárovce přičíst.

Pokud je použit dělič, pak se odeberou dva nebo více rezistorů a zapojí se do série se zdrojem energie. Paralelně k některé části děliče se připojí zátěž, získá se obvod se smíšeným zapojením: zdroj - část děliče - část děliče zapojená paralelně a zátěž - zdroj proudu. Toto je pouze jedna možnost, ve skutečnosti existuje mnoho schémat připojení, ale vždy existuje smíšené připojení.

Dále se vypočítá požadovaný odpor. Při paralelním zapojení teče proud dvěma obvody, to znamená, že při zátěži bude menší (sériově zapojený odpor omezuje proud). Pro normální provoz zátěže se vypočítají všechny proudy procházející děličem a poté se zvolí omezující.

Při sériovém zapojení je pro zhasnutí žárovky potřeba vypnout napájení a při použití děliče stačí odpojit obvod žárovky. Pokud potřebujete ke zdroji připojit více zátěží s různým napětím, pak se bez děliče (říká se mu také dělič napětí) neobejdete.

Oblasti použití

Kromě obvyklého účelu - ovlivňování proudu a napětí, získávají rezistory při použití různých materiálů zcela jiné vlastnosti a názvy. Proč jsou potřeba, lze vidět z následujícího seznamu:

• závisí na napětí, je varistor;
• od teploty - termistor, termistor;
• od osvětlení - fotorezistor;
• z deformace - tenzometr;
• z působení magnetického pole - magnetorezistor;
• vyvíjí se nový, zvaný memristor, odpor závisí na množství náboje, který jím projde.

Jako přepěťová ochrana se nejčastěji používají varistory. Jako teplotní senzory se používají termistory. Pokud je nutné automatizovat zapínání pouličního osvětlení, pak se bez fotorezistoru jen těžko obejdete. Zbytek těchto zařízení se používá v úzké specializaci.

Označení ve schématu

Ve schématu elektrického obvodu jsou všechny rezistory označeny obdélníkem. Dále je písmeno R a číslo označující odpor. Pokud je konstantní, pak uvnitř obdélníku mohou být římská čísla odpovídající výkonu tohoto prvku ve wattech. Pro výkon nižší než 1 W platí následující konvence:

• jedna podélná čára uvnitř obdélníku označuje výkon 0,5 W;
• jedna šikmá čára označuje výkon 0,25 W;
• dva šikmé - 0,125 W;
• tři šikmé - 0,05 wattu.

Aby bylo možné rozlišit jedno zařízení od druhého, například varistor od termistoru, používají se také následující konvence:

• pevný odpor je označen pouze obdélníkem;
• seřízení - šipka přeškrtne obdélník, centrální svorka je připojena k jedné ze svorek rezistoru;
• variabilní - šipka se shora přibližuje v pravém úhlu k obdélníku, jsou k němu připojena další zařízení;
• trimr - písmeno "t" leží na vrcholu obdélníku, k tomuto výstupu jsou připojena další zařízení;
• trimr, jako je reostat, centrální terminál je připojen k jedné ze svorek zařízení - obdélník přeškrtne šikmé písmeno "t";
• termistor (termistor) - hokejka leží na obdélníku pod úhlem;
• varistor - označuje se jako termistor, ale písmeno U je umístěno nad pracovní plochou hole;
• fotorezistor - do obdélníku shora zapadají dvě šikmé šipky.

Typy značení

Na velkých pevných rezistorech je výkon, odpor a tolerance zapsána ve zkrácené formě (o kolik procent se může zadaná hodnota lišit). Malé části jsou barevně, abecedně nebo číselně kódovány a písmena a číslice se mohou vzájemně doplňovat. Způsob značení si každý výrobce volí sám.