Z czego składa się rezystor i jak wygląda, przeznaczenie w obwodzie elektrycznym, zasada działania i oznakowanie

Czajniki, lampy żarowe, sprzęt elektryczny maszyn i wiele innych urządzeń elektrycznych zawiera rezystory. Zmieniły się tak bardzo, że czasem trudno je zdefiniować bez znajomości ich cech charakterystycznych. Książki referencyjne podają definicję: rezystor to element o określonej stałej lub zmiennej rezystancji. W praktyce jest to zestaw elementów, które wykorzystywane są w najbardziej nieoczekiwanych projektach. Aby zrozumieć, z czego wykonany jest rezystor, musisz wiedzieć, z jakiego materiału jest wykonany.

Urządzenie rezystorowe od wewnątrz

Najprostszym rezystorem jest reostat. Na ramie nawinięty jest drut o dużej rezystancji i podłączony do źródła zasilania. Na tej podstawie możemy stwierdzić: pierwszym wymogiem dla tego elementu jest przewodnik o wysokiej rezystancji. Do produkcji tego elementu użyj:

• drut;
• folia metalowa, folia metalowa;
• materiał kompozytowy;
• półprzewodnik.

Rezystancje drutu są łatwe do wyprodukowania, zdolne do rozpraszania maksymalnej mocy, ale mają znaczną wadę: mają najwyższą indukcyjność. Średnice drutu wahają się od kilku mikronów do kilku milimetrów.

Na ramę nawinięta jest metalowa folia wykonana z materiału o wysokiej wytrzymałości. Jeśli konieczne jest zwiększenie oporu, jest on cięty na tor, zwiększając w ten sposób długość i odpowiednio opór. Rezystor z folii metalowej uzyskuje się przez natryskiwanie metalu na podstawę.

Jako materiał kompozytowy stosowany jest grafit z dodatkami organicznymi lub nieorganicznymi. Rezystor może składać się w całości z takiego materiału lub z toru, na który ten materiał jest nałożony.

Wraz z początkiem produkcji mikroukładów pojawiły się nowe rezystory, które nazywane są rezystorami integralnymi. Produkcja odbywa się na poziomie molekularnym. Cienka warstwa metalu o wysokiej odporności jest natryskiwana na wysoce domieszkowany półprzewodnik, który służy jako rezystor.

Podział według typu

Ponieważ odporność jest jedną z najczęściej stosowanych form części, jej zastosowanie jest bardzo różnorodne. W zależności od przeznaczenia rezystora można go podzielić na trzy kategorie:

• stały;
• trymery;
• regulacyjne.

Pierwsza kategoria - rezystory stałe - mają określoną rezystancję i są używane częściej niż inne w obwodach elektrycznych. Niemniej jednak opór nadal zależy od czynników zewnętrznych. Na tej podstawie dzieli się je na następujące typy::

• liniowy;
• nieliniowy.

Liniowe są tak nazwane, ponieważ ich rezystancja zmienia się płynnie, to znaczy liniowo, w zależności od wpływu zewnętrznego. Nieliniowe nie mają takiej gładkości. Na przykład, jeśli zmierzysz rezystancję żarówki w stanie zimnym, będzie to jedno, ale w gorącym będzie zupełnie inne i 10-15 razy więcej.

Jeśli istnieje taka różnorodność, pojawia się naturalne pytanie - jak zrozumieć, gdzie jest rezystor? W rzeczywistości rezystor może wyglądać jak okrąg, rura lub kwadrat. Dostępne są w różnych kształtach, rozmiarach, kolorach. Czasami, aby ustalić, że jest to rezystor, trzeba spojrzeć na schemat obwodu elektrycznego.

Druga kategoria to trymery. Posiadają mechanizm regulujący, który płynnie zmienia opór. Służy do dostrajania sprzętu.

Następna kategoria to dostosowanie. Nazwa mówi sama za siebie. Są przeznaczone do regulacji, co oznacza, że ​​muszą zmienić swój opór. W przeciwieństwie do stałych, które mają dwa odprowadzenia, mają one trzy odprowadzenia. Dwa z nich są podłączone do samego rezystora, a trzeci do styku ruchomego, który jest połączony z elementem obrotowym. Jeśli podłączysz zasilanie do dwóch zacisków, na styku ruchomym będzie inne napięcie, które będzie się różnić od napięcia na zaciskach tego elementu.

Jeśli łączysz szeregowo z akumulatorem rezystor regulacyjny (zmienny), podłącz żarówkę jednym zaciskiem do zacisku ujemnego baterie, a drugi z wyjściem styku ruchomego, to po obróceniu uchwytu rezystora zmiennego będzie można zauważyć, jak zmienia się jasność żarówki. Dlaczego tak się dzieje, można zrozumieć, jeśli dowiesz się, co robi rezystor.

Użyj w obwodzie elektrycznym

Jasność żarówki zależy od prądu płynącego przez żarnik – im wyższy prąd, tym jaśniej żarówka się pali. Zgodnie z prawem Ohma prąd można obliczyć dzieląc napięcie przez rezystancję, co oznacza, że ​​im mniejsza rezystancja, tym większy prąd. W praktyce będzie działać w następujący sposób.

Załóżmy, że żarówka jest przystosowana do napięcia 9 V, ma rezystancję 70 omów (w stanie roboczym, gorącym), baterię 9 V i zmienną rezystancję 100 omów. Przy normalnej pracy prąd przepływający przez żarówkę powinien wynosić około 0,13 A (napięcie akumulatora 9 V podzielone przez rezystancję żarówki 70 omów). Rezystor zmienny o wartości 100 omów jest podłączony szeregowo w tym obwodzie, prąd obwodu wyniesie około 0,05 A (napięcie akumulatora 9 V jest podzielone przez całkowitą rezystancję 170 omów), jest to około jedna trzecia wymaganego prądu, a zatem żarówka nie będzie oparzenie.

W takim przypadku rezystor pomaga płynnie zgasić światło. Podobną zasadę stosuje się np. w kinach. Jeśli bateria ma napięcie 9 V, a żarówka ma napięcie 2,5 V, to do jej normalnej pracy potrzebny jest dzielnik napięcia lub tłumik. Jaki jest sens? W obwodzie konieczne jest wytworzenie normalnego prądu dla żarówki.

Jeśli używany jest tłumik, to 2 lub więcej rezystorów i żarówka są połączone szeregowo ze źródłem prądu. Całkowitą rezystancję dobiera się tak, aby prąd płynący przez obwód odpowiadał prądowi znamionowemu żarówki. Załóżmy, że są: źródło 9 V DC, żarówka 2,5 V i prąd znamionowy 0,12 A.

Obliczana jest rezystancja żarówki, w tym celu napięcie jest dzielone przez prąd i okazuje się, że wynosi około 20,8 omów. Aby prąd przepływał przez obwód 0,12 A, obliczana jest całkowita rezystancja: 9 V podzielone przez 0,12 A daje 75 omów. Odejmij rezystancję żarówki i uzyskaj 54,2 oma - tę rezystancję należy dodać do żarówki.

Jeśli używany jest dzielnik, wówczas dwa lub więcej rezystorów jest pobieranych i połączonych szeregowo ze źródłem zasilania. Równolegle do pewnej części dzielnika podłącza się obciążenie, uzyskuje się obwód z połączeniem mieszanym: źródło - część dzielnika - część dzielnika połączona równolegle i obciążenie - źródło prądowe. To tylko jedna opcja, w rzeczywistości istnieje wiele schematów połączeń, ale zawsze istnieje połączenie mieszane.

Następnie obliczany jest wymagany opór. Przy połączeniu równoległym prąd płynie przez dwa obwody, co oznacza, że ​​przy obciążeniu będzie mniejszy (rezystor połączony szeregowo ogranicza prąd). W przypadku normalnej pracy obciążenia obliczane są wszystkie prądy przechodzące przez dzielnik, a następnie wybierany jest ograniczający.

Przy połączeniu szeregowym, aby wyłączyć żarówkę należy wyłączyć zasilanie, a przy korzystaniu z rozdzielacza wystarczy odłączyć obwód żarówki. Jeśli konieczne jest podłączenie kilku obciążeń o różnych napięciach do źródła, nie można obejść się bez dzielnika (jest on również nazywany dzielnikiem napięcia).

Obszary zastosowania

Oprócz swojego zwykłego celu - wpływania na prąd i napięcie, rezystory przy użyciu różnych materiałów uzyskują zupełnie inne właściwości i nazwy. Dlaczego są potrzebne, można zobaczyć na poniższej liście:

• zależy od napięcia, jest warystorem;
• z temperatury - termistor, termistor;
• z oświetlenia - fotorezystor;
• od deformacji - tensometr;
• z działania pola magnetycznego - magnetorezystor;
• opracowywany jest nowy, zwany memrystorem, opór zależy od ilości przechodzącego przez niego ładunku.

Jako zabezpieczenie przeciwprzepięciowe najczęściej stosuje się warystory. Termistory są używane jako czujniki temperatury. Jeśli konieczne jest zautomatyzowanie włączania oświetlenia ulicznego, trudno będzie się obejść bez fotorezystora. Reszta tych urządzeń jest wykorzystywana w wąskiej specjalizacji.

Oznaczenie na schemacie

Na schemacie obwodu elektrycznego wszystkie rezystory są oznaczone prostokątem. Dalej jest litera R i liczba wskazująca opór. Jeśli jest stała, to wewnątrz prostokąta mogą znajdować się cyfry rzymskie odpowiadające mocy tego elementu w watach. W przypadku mocy poniżej 1 W obowiązują następujące konwencje:

• jedna podłużna linia wewnątrz prostokąta oznacza moc 0,5 W;
• jedna ukośna linia oznacza moc 0,25 W;
• dwa ukośne - 0,125 W;
• trzy ukośne - 0,05 wata.

Aby móc odróżnić jedno urządzenie od drugiego, na przykład warystor od termistora, stosuje się również następujące konwencje:

• stały rezystor jest oznaczony tylko prostokątem;
• regulacja - strzałka przecina prostokąt, środkowy zacisk jest podłączony do jednego z zacisków rezystora;
• zmienna - strzałka zbliża się do prostokąta z góry pod kątem prostym, podłączone są do niej inne urządzenia;
• trymer - litera „t” leży na górze prostokąta, do tego wyjścia podłączone są inne urządzenia;
• trymer, podobnie jak reostat, centralny terminal jest podłączony do jednego z zacisków urządzenia - prostokąt przecina ukośną literę „t”;
• termistor (termistor) - kij hokejowy leży pod kątem na prostokącie;
• warystor – określany jako termistor, ale litera U umieszczona jest nad powierzchnią roboczą maczugi;
• fotorezystor - dwie ukośne strzałki pasują do prostokąta od góry.

Rodzaje oznaczeń

Na dużych stałych rezystorach moc, rezystancja i tolerancja są zapisane w formie skróconej (o jaki procent może się różnić podana wartość). Małe części są oznaczone kolorami, alfabetycznie lub numerycznie, a litery i cyfry mogą się uzupełniać. Każdy producent sam wybiera metodę znakowania.