Když je elektrický proud přenášen na určitou vzdálenost, část energie se ztrácí kvůli odporu vodičů. V takových případech je odpor negativním faktorem a snaží se ho minimalizovat.

Další věcí jsou elektrické obvody v elektronických zařízeních. Tam rezistor plní mnoho užitečných funkcí. Elektronické obvody využívají vlastnosti těchto pasivních součástek k omezení proudu ve více obvodech. S jejich pomocí je zajištěn požadovaný režim činnosti zesilovacích stupňů.

Co je rezistor?

Název tohoto elektronického prvku pochází z latinského slova odpor – odolat. To znamená, že jde o pasivní prvek používaný v elektrických obvodech, jehož působení je založeno na odporu proti proudu. Hlavní charakteristikou této elektronické součástky je hodnota jejího elektrického odporu.

Pasivita této elektronické součástky znamená, že její hlavní funkcí je absorbovat elektrickou energii. Na rozdíl od aktivní elektroniky nic negeneruje, ale pouze pasivně odvádí elektřinu a přeměňuje ji na teplo. V ekvivalentních obvodech je hlavním parametrem odpor, zatímco kapacita a indukčnost jsou parazitní veličiny.

přihláška

Rezistory se používají ve všech elektrických obvodech k nastavování požadovaných hodnot proudu v obvodech, k tlumení oscilací v různých filtrech, jako děliče napětí atd.

Rezistory plní zatěžovací funkce v odporových obvodech, používají se jako dělič napětí (viz obrázek níže) a proudu, jsou filtračními prvky, používají se pro tvarování impulsů, fungují jako bočníky a mnoho dalšího. Dnes je obtížné si představit elektrický obvod, ve kterém není zapojeno několik odporových prvků.

odporový dělič napětí

Rýže. 1. Příklad použití rezistorů v obvodu děliče napětí

Žádné elektronické zařízení nefunguje bez rezistorů.

Zařízení a princip činnosti

Konstrukce pevných rezistorů je poměrně jednoduchá. Skládají se z keramické trubice, přes kterou je navinutý drát nebo je nanesena odporová fólie s určitým odporem. Do konců tubusu se vkládají kovové krytky s připájenými vývody pro povrchovou montáž. K ochraně vrstvy se používá nátěr barvy a laku.

Strukturu takových prvků lze pochopit z obrázku 2 níže.

U většiny modelů je toto provedení tradičně zachováno, ale dnes existují různé typy odporů využívající odporový materiál, jejichž provedení se od výše popsaného provedení mírně liší.

Struktura rezistoru

Rýže. 2. Struktura rezistoru

Moderní elektronická zařízení jsou plná desek s miniaturními součástkami. Vzhledem k tomu, že trend zmenšování elektronických zařízení pokračuje, požadavky na zmenšování ovlivnily také odpory. Bezdrátové odpory jsou pro tento účel ideální. Jsou snadno vyrobitelné a jejich jmenovité výkony jsou dobře přizpůsobeny obvodům s nízkým výkonem.

Zdálo by se, že éra drátových rezistorů se postupně stává minulostí. Nicméně není. Poptávka po drátovém odporu zůstává v oblastech, kde tranzistory s kovovým filmem nebo kompozitní odporovou vrstvou nemohou zvládnout výkon elektrických obvodů.

Pro bezdrátové odpory se používají následující odporové materiály:

  • nichrom;
  • manganin;
  • konstantan;
  • nikl;
  • oxidy kovů;
  • kovová dielektrika;
  • uhlík a další materiály.

Tyto látky mají vysoký odpor. To umožňuje vyrábět elektronické součástky s velmi malými obaly při zachování jmenovitých hodnot.

Velikosti a tvary pouzder, drátových vývodů moderních rezistorů odpovídají standardům vyvinutým pro automatickou montáž desek plošných spojů. Pro spolehlivé spojení vývodů pájením procházejí vývody dílů procesem pocínování.

Trochu složitější je návrh seřizovacích (obr. 3) a dolaďovacích odporů (obr. 4). Tyto variabilní tranzistory se skládají z prstencové odporové desky, po které klouže jezdec. Pohybující se kontakt v kruhu mění vzdálenost mezi body na odporové vrstvě, což vede ke změně odporu.

READ
Co se pro daňové účely považuje za podkroví?

Rýže. 3. Regulační odpory 4. Trimrové rezistory

Princip.

Provoz rezistoru je založen na fungování Ohmova zákona: I uXNUMXd U / R , kde I je proud, U je napětí, R je odpor v části obvodu. Vzorec ukazuje, jak závisí parametry proudu a napětí na hodnotě odporu.

Výběrem rezistorů příslušného jmenovitého výkonu je možné měnit velikost proudu a napětí v úsecích obvodů. Například zvýšením odporu sériově zapojeného rezistoru v části obvodu lze proud úměrně snížit.

Konvenčně si lze rezistor představit jako úzké hrdlo v části trubice, kterou protéká určitá kapalina (viz obr. 5). Na výstupu z hrdla bude tlak nižší než na jeho vstupu. Přibližně totéž se děje s tokem nabitých částic – čím větší odpor, tím slabší proud na výstupu rezistoru.

Princip činnosti

Rýže. 5. Princip činnosti

Již jsme zmínili dva typy rezistorů, které se liší provedením: konstanty, u kterých je odpor statický (při zahřátí prvku je povolena nepatrná odchylka parametrů) a proměnný. K těm druhým můžeme přidat podtyp proměnných odporů (polovodičové odpory) – nelineární.

Odolnost nelineárních součástí se mění v širokém rozsahu pod vlivem různých faktorů:

  • změny teploty (termistory);
  • jas světla (fotorezistory);
  • změny napětí (varistory);
  • deformace (tenzometry);
  • síla elektrického pole (magnetorezistory);
  • z proudícího náboje (memristory).

V závislosti na typu odporového materiálu může být klasifikace následující:

Rozdíl mezi SMD filmovými součástkami a kompozitními díly spočívá ve způsobu jejich výroby. Kompozitní díly se vyrábějí lisováním kompozitních směsí a filmové díly nástřikem na izolační substrát.

V integrovaných monokrystalických mikroobvodech jsou vestavěné integrované odpory vytvořeny sítotiskem nebo vakuovou depozicí.

Podle účelu se odpory dělí na části pro všeobecné použití a součásti pro speciální účely:

  • precision a super-precision (vysoce přesné díly s tolerancí odchylek parametrů od 0,001 % do 1 %);
  • vysoký odpor (od desítek megaohmů až po několik objemů);
  • vysokofrekvenční, schopné pracovat na frekvencích až stovek MHz;
  • vysokonapěťové, s provozním napětím dosahujícím desítek kV.

Díly můžete také klasifikovat podle dalších kritérií, například podle typu ochrany proti vlhkosti nebo podle způsobu instalace: potištěné nebo sklopné.

Hodnocení rezistoru

Prvky mají vlastní toleranci v odchylkách jmenovitého odporu. V souladu s tolerancemi jsou hodnoty rezistorů rozděleny do 3 řad, které jsou označeny: E6, E12 a E24.

Komponenty řady E6 mají toleranci odchylky ± 20 %; řada E12 – ± 10 % a řada E24 – ± 5 %.

Hodnoty rezistorů každého řádku jsou uvedeny v referenčních tabulkách, které lze nalézt na internetu.

značkování

Dříve byla na pouzdrech odporu nalepena hodnota, číslo, výkon a sériové číslo. V souvislosti s miniaturizací dílů se přešlo na barevné kódování. Parametry odporu jsou zakódovány pomocí barevných kroužků (viz obr. 8).

Barevné kódování

Rýže. 8. Barevné kódování

Pokud jsou na pouzdru 3 kroužky, pak první dva označují hodnotu odporu, třetí – násobitel a přípustná odchylka je 20%.

Pokud jsou na pouzdru 4 kroužky, pak hodnoty prvních tří z nich jsou stejné jako v předchozím příkladu a čtvrtý kroužek označuje velikost odchylky.

READ
Co znamená tyrkysová barva v interiéru?

Pět kroužků: první 3 označují velikost odporu, čtvrtá pozice je násobitel a pátá je tolerance.

6 barevných pruhů je aplikováno na ultra přesné díly: první tři označují hodnotu odporu, pruh na čtvrté pozici je násobitel a pátý kroužek je povolená odchylka.

Každá barva má přiřazeno určité číslo (od 0 do 9). Vzhledem k poloze prstenu a jeho barvě je možné přesně určit parametry produktu. K tomu je vhodné použít tabulku barev (obr. 9).

Barevná tabulka

Rýže. 9. Vzorník barev

V některých případech se místo odporu používají běžné propojky. Předpokládá se, že mají nulový odpor. Místo propojek se někdy instaluje rezistor s nulovým odporem (v podstatě stejná propojka, pouze přizpůsobená velikosti rezistoru). Na tělo takového odporu je aplikován 1 černý pruh.

Označení rezistorů SMD

Odpory určené pro povrchovou montáž jsou označeny čísly (viz obr. 10). Kódování je těžko zapamatovatelné. Bere v úvahu počet číslic a jejich pozice. Čísla kódují standardní velikosti produktů a hodnoty hlavních parametrů. K rozluštění kódů tohoto typu značení existují referenční tabulky nebo kalkulačky.

Digitální značení

Rýže. 10. Digitální značení

Kód na obrázku je dešifrován takto: jmenovitý odpor 120 × 10 6 Ohmů (poslední číslice ukazuje počet nul, to znamená sílu 10). Rezistor ze série E96 s tolerancí 1%, velikost 0805 nebo 1206 (hodnoty uvedené kurzívou jsou určeny z referenční knihy).

Označení na schématech

Tradičně jsou rezistory na schématech označeny ve formě obdélníku (podle GOST 2.728-74) nebo přerušované čáry (obr. 12 – hlavně na obvodu západního stylu). Síla je někdy označena v obdélníku pomocí symbolů ve formě svislých, šikmých nebo vodorovných čar (viz obrázek níže):

Písmeno R a hodnota odporu jsou umístěny vedle ikony.

Označení na schématech

Rýže. 12. Označení na schématech

Na rozdíl od trvalých částí má označení proměnných rezistorů zvláštnost: nad obdélník je přidána šipka, která naznačuje, že v konstrukci součásti je posuvný kontakt (jezdec).

Například UGO potenciometru vypadá takto:

Typy rezistorů a jejich označení

Typy rezistorů a jejich označení

Charakteristika a parametry

Mezní hodnoty odporu pro díly pro všeobecné použití jsou v rozsahu od 10 ohmů do 10 megaohmů. Pro tyto komponenty jmenovitý ztrátový výkon je 0,125 – 100 wattů.

Odpor vysokoodporových částí je asi 10 13 ohmů. Takové výrobky se používají v měřicích zařízeních určených pro nízké proudy. Jmenovité výkony těchto součástí nemusí být na krytech uvedeny. Provozní napětí od 100 do 300 V.

Třída vysokonapěťové části je určen pro provoz pod napětím 10 – 35 kV. Jejich odpor dosahuje 10 11 ohmů.

Pro vysokofrekvenční rezistory je důležité jmenovité provozní frekvence. Jsou schopny pracovat na frekvencích nad 10 MHz. Vysokofrekvenční proudy silně zahřívají díly. Při intenzivním chlazení dosahuje jmenovitý výkon takových komponent 5, 20, 50 kW.

V přesných měřicích a výpočetních zařízeních a také v reléových systémech se používají přesné odpory. Mají vysokou stabilitu parametrů. Ztrátový výkon těchto částí nepřesahuje 2 W a jmenovitý odpor leží v rozsahu 1 – 10 6 Ohm.

Kromě hlavních charakteristik je někdy důležité znát úroveň šumových napětí, závislost odporu skutečných rezistorů na ohřevu (teplotní koeficient odporu) a některé další.

Zapojení rezistorů

Odpory lze zapojit dvěma způsoby – paralelně nebo sériově.

  • Pro paralelní zapojení 2 rezistorů platí: R = (R1* R.2) / (R.1+R2).
  • Při sériovém připojení 2 rezistorů – celkový odpor je určen vzorcem: R uXNUMXd R1 + R2.
READ
Jak vybrat podlahovou desku s perem a drážkou?

Pro výpočet sériově a paralelně zapojených odporů je vhodné použít naše kalkulačky:

Rezistor (z latinského „resisto“, což znamená „odpor“) je pasivní prvek elektrického obvodu, který má určitou nebo proměnnou hodnotu elektrického odporu. Na rozdíl od aktivních prvků nemají pasivní prvky schopnost řídit tok elektronů.

Rezistory se lidově nazývají „odpory“ nebo jednoduše „odpor“. Rezistory jsou zodpovědné za lineární přeměnu proudu na napětí a naopak, stejně jako za omezování proudu a absorpci elektrické energie.

Rezistor je jednou z nejoblíbenějších součástí a používá se ve většině elektronických zařízení.

Obsah článku

Proč je v elektrickém obvodu potřeba rezistor?

K čemu je rezistor?

Jasný příklad toho, jak funguje rezistor

Pomocí rezistoru v elektrickém obvodu je proud omezen a získává svou požadovanou hodnotu. Podle Ohmova zákona platí, že čím větší odpor při stabilním napětí, tím menší proud.

Ohmův zákon je vyjádřen vzorcem U = I*R, ve kterém:

  • U – napětí, V;
  • I – síla proudu, A;
  • R – odpor, Ohm.

Rezistory také fungují jako:

  • měniče proudu na napětí a naopak;
  • děliče napětí, této vlastnosti se využívá v měřicích přístrojích;
  • prvky pro snížení nebo úplné odstranění rádiového rušení.

Hlavní charakteristiky rezistorů

Parametry, které je třeba vzít v úvahu při výběru rezistoru, závisí na povaze obvodu, ve kterém bude použit. Mezi hlavní charakteristiky patří:

  • Jmenovitá odolnost. Tato hodnota se měří v Ohmech, 1 kOhm (1000 Ohmů), 1 MOhm (1000 kOhmů), 1 GOhm (1000 MOhmů).
  • Maximální ztrátový výkon – maximální výkon, který je prvek schopen rozptýlit při dlouhodobém používání. V diagramech je jmenovitý ztrátový výkon uveden pouze u výkonných nabíječek. Čím vyšší výkon, tím větší velikost dílu.
  • Třída přesnosti. Určuje, jak moc se může skutečná hodnota odporu lišit od deklarované.

V případě potřeby zohledněte maximální provozní napětí, nadměrný hluk, odolnost vůči teplotě a vlhkosti a napěťový faktor. Pokud je součást plánována pro instalaci do zařízení pracujícího na vysokých a ultravysokých frekvencích, je třeba vzít v úvahu parazitní kapacitu a parazitní indukčnost. Tyto hodnoty by měly být minimální.

Způsob montáže

Podle instalační technologie se rezistory dělí na výstupní a SMD.

Výstupní odpory

Foto radiálního výstupního rezistoru

Radiální výstupní rezistor

Foto axiálního výstupního rezistoru

Axiální výstupní rezistor

Určeno pro instalaci přes desku plošných spojů. Vývody mohou být umístěny axiálně nebo radiálně. Takové díly se používaly ve starých audio a video zařízeních. Nyní se používají v jednoduchých zařízeních a v případech, kdy je použití SMD rezistorů z nějakého důvodu nemožné.

Konstrukce výstupních rezistorů může být vyrobena z drátu, kovové fólie nebo kompozitu.

Z čeho se skládá drátový rezistor?

U drátových rezistorů je odporová složka drát navinutý kolem jádra. Bifilární vinutí (dva paralelní vodiče izolované od sebe, nebo běžný dvoužilový vodič) snižuje parazitní indukčnost. Na konce vinutí jsou připojeny vývody z lankových měděných nebo mosazných plechů. Pro ochranu před vlhkostí, mechanickým poškozením a znečištěním jsou drátěné řezy potaženy anorganickým smaltem, který je odolný vůči zvýšeným teplotám.

READ
Mám nejprve udělat podlahu nebo stěny?

Jaký je rozdíl mezi kovovým filmovým rezistorem a drátovým rezistorem?

V rezistoru s kovovým filmem není odporovým prvkem drát, ale film vyrobený z kovové slitiny. Odporové součásti (drát nebo fólie) v rezistoru jsou vyrobeny ze slitin s vysokým měrným odporem: manganin, konstantan, nichrom, nikl.

SMD rezistory

SMD rezistory (neboli čipové rezistory) jsou určeny pro povrchovou montáž a nemají kolíky. Tyto miniaturní díly malé tloušťky jsou vyráběny v obdélníkových nebo oválných tvarech. Mají malé kontakty zapájené do povrchu. Jejich výhodou je úspora místa na desce, zjednodušení a zrychlení procesu montáže desky a možnost jejich využití pro automatizovanou instalaci.

SMD rezistory jsou vyráběny filmovou technologií. Mohou být tenkovrstvé nebo tlustovrstvé. Na izolační substrát se nanáší odporový silný nebo tenký film. Substrát plní dvě funkce: základnu a složku odvádějící teplo.

Z čeho jsou čipové rezistory vyrobeny?

Tenkovrstvé prvky, které mají speciální požadavky na odolnost proti vlhkosti, jsou vyrobeny z nichromu. Při výrobě tlustovrstvých modelů se používá oxid rutheničitý, ruthenity olova a bismutu.

Typy rezistorů podle charakteru změn odporu

Rezistory mohou být pevné nebo variabilní. Konstanty mají dva vývody a stabilní odpor uvedený v označení. U proměnných (regulačních a ladicích) rezistorů se tento parametr pohybuje v přijatelných mezích v závislosti na provozním režimu.

V souhrnech proměnných jsou tři závěry. Diagram ukazuje jmenovitou hodnotu mezi krajními svorkami. Hodnota odporu mezi střední a vnější svorkou se nastavuje pohybem posuvného kontaktu (jezdce) po odporové vrstvě. V tomto případě se odpor mezi středním a jedním z krajních vývodů zvyšuje a mezi středním a druhým krajním vývodem klesá. Když se „běžec“ pohne opačným směrem, efekt se obrátí.

Co dělají trimovací rezistory?

Jsou navrženy pro periodické nastavování, takže pohyblivý systém je navržen pro malý počet pohybových cyklů – až 1000.

Nastavovací odpory jsou určeny pro opakované použití – více než 5 tisíc cyklů.

Typy rezistorů podle charakteru proudově-napěťové charakteristiky

Podle charakteristik proudového napětí se rezistory dělí na lineární a nelineární. Odpor lineárních prvků nezávisí na napětí a proudu, ale odpor nelineárních prvků se mění v závislosti na těchto (nebo jiných) veličinách. Drobné lineární díly typu MLT (metalizované lakované žáruvzdorné) se používají v komunikačních zařízeních – magnetofonech a rádiích.

Příkladem nelineárních rezistorů je obyčejná žárovka, jejíž odpor ve vypnutém stavu je mnohem nižší než v režimu svícení. U fotorezistorů se odpor mění vlivem světla, u termistorů – teplota, tenzometry – deformace vrstvy odporu, magnetorezistory – magnetické pole.

Typy rezistorů podle účelu

Rezistory podle účelu se dělí na dva hlavní typy – obecné a speciální. Na druhé straně jsou speciální odpory rozděleny takto:

  • Vysoká frekvence. Proč jsou takové odpory potřeba v elektrických obvodech: kvůli jejich nízkým vnitřním kapacitám a indukčnostem lze vysokofrekvenční odpory použít v obvodech, v nichž frekvence dosahuje stovek megahertzů, působí v nich jako předřadné nebo ukončovací zátěže.
  • Vysoká odolnost. Hodnota odporu je v rozsahu od několika desítek MOhmů do TOhm, hodnota napětí je malá – do 400 V. Vysokoodporové prvky pracují v nezatíženém stavu, nepotřebují tedy vysoký výkon. Jejich ztrátový výkon nepřesahuje 0,5 W. Vysokoodporové rezistory se používají k omezení proudu v dozimetrech, zařízeních pro noční vidění a dalších zařízeních s nízkými proudy.
  • Přesnost a ultra přesnost. Tato zařízení mají vysokou třídu přesnosti: přípustná hodnota odporu je 1% jmenovité hodnoty nebo méně. Pro srovnání: u běžných rezistorů je přípustný rozsah 5 % a více. Přesná zařízení se používají hlavně ve vysoce přesných měřicích přístrojích.
READ
K čemu je druhá díra v koupelně?

Hluk rezistoru a způsoby jeho snížení

Vlastní šum odporových prvků se skládá z tepelného a proudového šumu. Tepelný šum způsobený pohybem elektronů ve vodivé vrstvě se zvyšuje s rostoucí teplotou ohřevu součásti a teplotou okolí. Když protéká proud, vzniká proudový šum. Proudový šum, jehož hodnota je výrazně vyšší než tepelný šum, je charakteristický především pro bezdrátové odpory.

Způsoby, jak se vypořádat s hlukem:

  • Použití v obvodu typů rezistorů, ve kterých je díky výrobní technologii nízký šum.
  • Variabilní odpory jsou hlučnější než konstantní, proto se v obvodu snaží použít prvky s proměnným odporem minimální hodnoty nebo je nepoužívat vůbec.
  • Použití navíječů s větším výkonem, než vyžaduje technologie.
  • Nucené chlazení prvku instalací blízkého ventilátoru.

Označení rezistorů ve schématu

Označení podle GOST 2.728-74 popis
Pevný odpor bez specifikované jmenovité ztráty výkonu
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 0,05 W
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 0,125 W
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 0,25 W
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 0,5 W
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 1 W
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 2 W
Pevný odpor s jmenovitým ztrátovým výkonem 5 W

Označení proměnných, trimrových a nelineárních rezistorů ve schématech:

Symbol rezistoru ve schématu je obdélník o rozměrech 4×10 mm. Na diagramech je hodnota konstantního odporu menší než kOhm uvedena vedle jeho symbolu s číslem bez měrné jednotky. Při jmenovité hodnotě od 999 kOhm do XNUMX kOhm je vedle čísla umístěno písmeno „K“, od jednoho MOhm písmeno „M“. Charakteristiky rezistorů jsou vyznačeny na jejich plochách, pro které je použit alfanumerický kód nebo skupina barevných pruhů.

Příklady alfanumerického zápisu odporu vyjádřeného jako celé číslo:

  • 25 Ohm – 25 R;
  • 25 kOhm – 25 K;
  • 25 MOhm – 25 M.

Pokud se k vyjádření hodnoty odporu použije desetinný zlomek, bude se pořadí čísel a písmen lišit, například:

  • 0,25 Ohm – R 25;
  • 0,25 kOhm – K 25;
  • 0,25 MOhm – M 25.

Pokud je odpor vyjádřen jako jiné číslo než nula a s desetinným zlomkem, pak písmeno v označení hraje roli čárky, například:

  • 2,5 Ohm – 2R5;
  • 2,5 kOhm – 2K5;
  • 2,5 MOhm – 2M5.

Výrobci kvůli nedokonalé technologii výroby nejsou schopni 100% zaručit, že deklarovaná hodnota odporu odpovídá skutečné. Přípustná chyba je uvedena v % a je uvedena za jmenovitou hodnotou, například ±5 %, ±10 %, ±20 %. Třídu přesnosti lze určit písmenem v závislosti na výrobci – ruština nebo latina.