In cosa consiste un resistore e che aspetto ha, scopo in un circuito elettrico, principio di funzionamento e marcatura

Bollitori, lampade a incandescenza, apparecchiature elettriche per macchine e molti altri apparecchi elettrici contengono resistori. Sono talmente cambiati che a volte è difficile definirli senza conoscerne i tratti distintivi. I libri di riferimento danno una definizione: un resistore è un elemento con una data resistenza costante o variabile. In pratica, questo è un insieme di elementi che vengono utilizzati nei progetti più inaspettati. Per capire di cosa è fatto un resistore, devi sapere di che materiale è fatto.

Dispositivo resistore dall'interno

Il resistore più semplice è un reostato. Un filo ad alta resistenza è avvolto sul telaio e collegato a una fonte di alimentazione. Sulla base di ciò, possiamo concludere: il primo requisito per questo elemento è un conduttore ad alta resistenza. Per la produzione di questo elemento, utilizzare:

• filo;
• pellicola di metallo, lamina di metallo;
• materiale composito;
• semiconduttore.

Le resistenze a filo sono facili da fabbricare, in grado di dissipare la massima potenza, ma presentano un notevole svantaggio: hanno l'induttanza più alta. I diametri del filo vanno da pochi micron a pochi millimetri.

Sul telaio è avvolta una lamina metallica in materiale ad alta resistenza. Se è necessario aumentare la resistenza, viene tagliata in una traccia, aumentando così la lunghezza e, di conseguenza, la resistenza. Un resistore a film metallico si ottiene spruzzando un metallo su una base.

Come materiale composito viene utilizzata la grafite con additivi organici o inorganici. Il resistore può essere composto interamente da tale materiale, oppure dalla pista su cui questo materiale è applicato.

Con l'inizio della produzione di microcircuiti, sono comparsi nuovi resistori, chiamati resistori integrali. La produzione avviene a livello molecolare. Un sottile strato di metallo ad alta resistenza viene spruzzato su un semiconduttore altamente drogato, che funge da resistore.

Divisione per tipo

Poiché la resistenza è una delle forme di parti più utilizzate, la sua applicazione è molto varia. A seconda dello scopo del resistore si può dividere in tre categorie:

• permanente;
• trimmer;
• regolamentare.

La prima categoria - resistori fissi - ha una determinata resistenza e viene utilizzata più di altre nei circuiti elettrici. Tuttavia, la resistenza dipende ancora da fattori esterni. Su questa base, sono classificati nei seguenti tipi:

• lineare;
• non lineare.

Quelli lineari sono chiamati così perché la loro resistenza cambia gradualmente, cioè linearmente, a seconda dell'influenza esterna. Quelli non lineari non hanno tale scorrevolezza. Ad esempio, se misuri la resistenza di una lampada a incandescenza allo stato freddo, allora sarà una cosa, ma in una calda sarà completamente diversa e 10-15 volte di più.

Se esiste una tale varietà, sorge una domanda naturale: come capire dove si trova il resistore? In effetti, il resistore potrebbe sembrare un cerchio, un tubo o un quadrato. Sono disponibili in varie forme, dimensioni, colori. A volte, per determinare che si tratta di un resistore, è necessario guardare lo schema elettrico.

La seconda categoria sono i trimmer. Hanno un meccanismo di regolazione che cambia dolcemente la resistenza. Usato per mettere a punto l'hardware.

La prossima categoria si sta adeguando. Il nome parla da solo qui. Sono destinati alle regolazioni, il che significa che devono cambiare la loro resistenza. A differenza delle costanti, che hanno due derivazioni, queste hanno tre derivazioni. Due di questi sono collegati al resistore stesso e il terzo al contatto mobile, che è collegato all'elemento rotante. Se colleghi l'alimentazione a due terminali, ci sarà una tensione diversa sul contatto mobile, che differirà dalla tensione ai terminali di questo elemento.

Se si collega un resistore di regolazione (variabile) in serie con la batteria, collegare la lampadina con un terminale al terminale negativo batterie e l'altro con un'uscita a contatto mobile, quindi quando si ruota la maniglia del resistore variabile, si noterà come cambia la luminosità lampadine. Perché questo accade può essere capito se capisci cosa fa il resistore.

Uso nel circuito elettrico

La luminosità della lampadina dipende dalla corrente che scorre attraverso il filamento: maggiore è la corrente, più luminosa è la lampadina. Secondo la legge di Ohm, la corrente può essere calcolata dividendo la tensione per la resistenza, il che significa che minore è la resistenza, maggiore è la corrente. In pratica, funzionerà come segue.

Diciamo che una lampadina è progettata per una tensione di 9 V, ha una resistenza di 70 Ohm (in funzione, a caldo), una batteria da 9 V e una resistenza variabile di 100 Ohm. Per il normale funzionamento, la corrente che attraversa la lampadina dovrebbe essere di circa 0,13 A (la tensione della batteria da 9 V divisa per la resistenza della lampadina di 70 ohm). Un resistore variabile di 100 ohm è collegato in serie in questo circuito, la corrente del circuito sarà di circa 0,05 A (tensione della batteria 9 V è diviso per la resistenza totale di 170 Ohm), questo è circa un terzo della corrente richiesta e la lampadina, quindi, non bruciare.

In questo caso, il resistore aiuta a spegnere dolcemente la luce. Un principio simile viene utilizzato, ad esempio, nei cinema. Se la batteria è da 9 V e la lampadina è tarata per 2,5 V, è necessario un partitore o un soppressore di tensione per il suo normale funzionamento. Qual e il punto? Nel circuito è necessario creare una corrente normale per la lampadina.

Se viene utilizzato uno smorzatore, 2 o più resistori e una lampadina sono collegati in serie alla sorgente di corrente. La resistenza totale è scelta in modo che la corrente che scorre nel circuito corrisponda alla corrente nominale della lampadina. Diciamo che ci sono: una sorgente da 9 V DC, una lampadina da 2,5 V e una corrente nominale di 0,12 A.

Viene calcolata la resistenza della lampadina, per questo la tensione viene divisa per la corrente e risulta circa 20,8 ohm. Affinché una corrente di 0,12 A fluisca attraverso il circuito, viene calcolata la resistenza totale: 9 V diviso per 0,12 A danno 75 ohm. Sottrai la resistenza della lampadina e ottieni 54,2 ohm: questa resistenza deve essere aggiunta alla lampadina.

Se viene utilizzato un divisore, vengono presi due o più resistori e collegati in serie con la fonte di alimentazione. Parallelamente ad una parte del partitore si collega il carico, si ottiene un circuito con collegamento misto: sorgente - parte del partitore - parte del divisore collegata in parallelo e carico - sorgente di corrente. Questa è solo un'opzione, infatti, ci sono molti schemi di connessione, ma c'è sempre una connessione mista.

Successivamente, viene calcolata la resistenza richiesta. Quando collegato in parallelo, la corrente scorre attraverso due circuiti, il che significa che sarà inferiore al carico (il resistore collegato in serie limita la corrente). Per il normale funzionamento del carico, vengono calcolate tutte le correnti che passano attraverso il divisore, quindi viene selezionata quella limitante.

Con una connessione seriale, per spegnere la lampadina, è necessario spegnere l'alimentazione e, quando si utilizza un divisore, è sufficiente scollegare il circuito della lampadina. Se è necessario collegare più carichi con tensioni diverse alla sorgente, non si può fare a meno di un divisore (è anche chiamato divisore di tensione).

Aree di utilizzo

Oltre al loro solito scopo: influenzare la corrente e la tensione, i resistori, quando si utilizzano vari materiali, acquisiscono proprietà e nomi completamente diversi. Perché sono necessari può essere visto dal seguente elenco:

• dipende dalla tensione, è un varistore;
• dalla temperatura - termistore, termistore;
• dall'illuminazione - fotoresistenza;
• da deformazione - estensimetri;
• dall'azione di un campo magnetico - un magnetoresistore;
• se ne sta sviluppando uno nuovo, chiamato memristore, la resistenza dipende dalla quantità di carica che lo attraversa.

I varistori sono più spesso usati come protezione da sovratensione. I termistori sono usati come sensori di temperatura. Se è necessario automatizzare l'accensione dell'illuminazione stradale, sarà difficile fare a meno di una fotoresistenza. Il resto di questi dispositivi sono utilizzati in una specializzazione ristretta.

Designazione nel diagramma

Nello schema elettrico, tutti i resistori sono indicati da un rettangolo. La prossima è la lettera R e un numero che indica la resistenza. Se è costante, all'interno del rettangolo possono esserci numeri romani corrispondenti alla potenza di questo elemento in watt. Per potenze inferiori a 1 W, si applicano le seguenti convenzioni:

• una linea longitudinale all'interno del rettangolo indica una potenza di 0,5 W;
• una linea obliqua indica una potenza di 0,25 W;
• due obliqui - 0,125 W;
• tre obliqui - 0,05 watt.

Per poter distinguere un dispositivo da un altro, ad esempio un varistore da un termistore, vengono utilizzate anche le seguenti convenzioni:

• un resistore fisso è indicato solo da un rettangolo;
• regolazione: la freccia attraversa il rettangolo, il terminale centrale è collegato a uno dei terminali del resistore;
• variabile: una freccia si avvicina al rettangolo dall'alto ad angolo retto, altri dispositivi sono collegati ad essa;
• trimmer: la lettera "t" si trova sopra il rettangolo, altri dispositivi sono collegati a questa uscita;
• un trimmer, come un reostato, il terminale centrale è collegato a uno dei terminali del dispositivo: il rettangolo attraversa la lettera obliqua "t";
• termistore (termistore): una mazza da hockey giace sul rettangolo ad angolo;
• varistore - indicato come termistore, ma la lettera U è posizionata sopra la superficie di lavoro del club;
• fotoresistenza: due frecce oblique si adattano al rettangolo dall'alto.

Tipi di contrassegni

Su grandi resistori fissi, potenza, resistenza e tolleranza sono scritti in forma abbreviata (di quale percentuale può deviare il valore specificato). Le parti piccole sono codificate a colori, alfabetiche o numeriche e lettere e numeri possono completarsi a vicenda. Ogni produttore sceglie personalmente il metodo di marcatura.