Что такое резистор и зачем он нужен

Что такое резистор

Резистор что это такое? Основным свойством данного типа радиоэлементов является наличие активного сопротивления электротоку. В отличие от реактивного, оно не скапливает энергию внутри, а передает ее в окружающее пространство. Это свойство и обусловливает принцип работы резистора. В некоторых источниках и схемах слово «сопротивление» применяется в качестве наименования этой детали.

Из чего состоит резистор? Устройство этого элемента довольно простое. Основной составляющей является проволочный или пленочный компонент с большим показателем удельного сопротивления. В его роли могут выступать металлические оксиды, никелин, нихром и некоторые другие материалы.

Конструкция детали

Конструкция детали

Разновидности резисторов

Существует несколько основных категорий резисторов, о которых мы расскажем далее.

Постоянные резисторы имеют отличительное свойство: сопротивление в них слабо зависит от внешних условий. Незначительные изменения могут вызвать колебания температуры и резкие перепады работы электричества.

Подстроечный вид отличается наличием специального винта, который позволяет манипулировать током в электрической цепи.

Переменный механизм способен на самостоятельное изменение параметров, которое обычно регулируется с помощью ручки. Примером для этого может послужить регулятор силы излучаемого звука.

Фоторезистор способен менять излучаемое сопротивление, руководствуясь светом. Создается данный типаж из полупроводниковых веществ.

Терморезистор меняет свои параметры согласно колебаниям температуры воздуха. Он выполняет важнейшую функцию: а именно регулирует работу отопительных или охладительных систем по достижению температуры воздуха определенных показателей. Именно поэтому терморезисторы можно часто увидеть в инкубаторах и прочих системах.

Идеальный резистор

Идеальный резистор имеет строго фиксированное сопротивление, соответствующее надписи на корпусе, не зависящее от тока и внешних условий, например, температуры. Он не имеет внутренних индуктивности и емкости.

Идеальный резистор имеет совершенную систему охлаждения, обеспечивающую отвод всего выделяемого тепла. Идеальный резистор имеет нулевые размеры, не занимает место на плате. Он не шумит. Ток через него строго зависит от напряжения, без посторонних помех.

Что такое последовательное соединение проводников

Суть этого способа заключается в том, что компоненты цепи подключаются друг к другу поочередно. Первый проводник одним проводом подключается к источнику питания. Второй его провод соединяется со вторым проводником, от которого идет конец на третий проводник и т.д., пока цепь не будет замкнута. Классическим примером последовательной электроцепи можно назвать подключение лампочек в гирлянде.

Выключенное последовательное соединение

Ток проходит по цепи приборов, состоящей из резисторов, ламп или других нагрузок, протекая через каждый включенный в электроцепь прибор. В собранной таким способом цепи отсутствует эффект деления и накопления заряда на разных ее участках. Соответственно, физическая величина ампеража будет на всех участках одинаковой.

Схема последовательного соединения

Совокупное электросопротивление всех последовательно соединенных нагрузок, приборов и устройств любого типа равняется сумме их индивидуальных сопротивлений. Таким образом, его значение прямо зависит от количества подключенных приборов и их параметров.

Аналогично рассчитывается и совокупный вольтаж. Он равняется сумме напряжений, действующих на каждом отдельном электроприборе.

Система охлаждения

Итак, нагрузочный резистор используется в системе охлаждения автомобиля, а точнее, – в цепи питания вентилятора радиатора.

Стоит отметить, что раньше этот электрический элемент не использовался в данной цепи, и все работало очень просто – при достижении определенной температуры охлаждающей жидкости, температурный датчик замыкал контакты цепи питания вентилятора, и он включался в работу.

Использование же резистора позволило сделать работу электродвигателя вентилятора двух — и даже трехрежимной.

Процесс подачи питания на вентилятор при этом несколько изменился. В систему добавились также реле, а за включение вентилятора у современных авто уже отвечает электронный блок управления.

То есть, электронный блок анализирует температурные показатели датчика, и подает сигнал на реле.

В зависимости от температуры реле направляет электроэнергию по определенной цепи. Если температура охлаждающей жидкости превышена незначительно, но уже требуется ее снижение, и сигнал от ЭБУ поступил, реле направляет электроэнергию через нагрузочный резистор, который создает сопротивление, и вентилятор начинает вращаться с небольшой скоростью.

Если температура будет дальше повышаться и достигнет критической точки, реле перенаправит электроэнергию по другой цепи – в обход резистора, напрямую к вентилятору, что обеспечит его работу на полную мощность, с большой скоростью вращения.

Это схема двухрежимной работы вентилятора, которая обеспечивается наличием нагрузочного резистора в цепи. Причем она упрощенная, чтобы было более понятно.

В авто с трехрежимной работой вентилятора, принцип остается тот же, но у него уже используется два резистора – один отвечает за малые обороты вращения вентилятора, второй – за средние.

Третий же режим – аварийный, при котором вентилятор вращается с максимальной скоростью, обеспечивается за счет подачи питания на него напрямую.

Мощность рассеивания

Ток и напряжение выделяет определенную энергию, которую поглощает резистор любого размера. В связи с тем, что энергия не поглощается, а рассеивается, резистор называют пассивной составляющей. Это позволяет резистору работать не только в рамках переменного, а и постоянного тока.

Особенности применения резисторов в схемах

Резисторы можно соединять последовательно и параллельно.

[Сопротивление последовательно соединенных резисторов] = [Сопротивление R1] + [Сопротивление R2]

[Сопротивление параллельно соединенных резисторов] = 1 / (1 / [Сопротивление R1] + 1 / [Сопротивление R2])

Применение резисторов. Типовые резисторные схемы

На рисунке приведены типовые схемы на резисторах. (А) — ‘Преобразователь тока в напряжение’. Напряжение на резисторе равно его сопротивлению, умноженному на ток. (Б) — ‘Преобразователь напряжения в ток’. Ток через резистор равен напряжению на нем, деленному на его сопротивление. (В), (Г) — Делитель напряжения. Напряжение на выходе делителя равно напряжению на входе, умноженному на сопротивление нижнего резистора, деленное на сумму сопротивлений обоих резисторов. Схема (Г) — регулируемый делитель, образуемый двумя половинками переменного резистора. С помощью него можно механически регулировать уровень выходного напряжения. (Д) — источник тока. Резистор хорошо справляется с функцией источника тока, если к нему приложено фиксированное напряжение. Да, в изображенной схеме и верхний, и нижний резисторы являются источниками тока, а вовсе не делителем напряжения, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что падение напряжения между базой и эмиттером транзистора мало зависит от тока. Так что и нижний резистор и верхний работают в условиях фиксированного напряжения. Напряжение на нижнем резисторе равно напряжению насыщения база — эмиттер, а напряжение на верхнем резисторе равно напряжению питания минус напряжение насыщения база — эмиттер.

(читать дальше…) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Проверка резисторов, конденсаторов, диодов, выпрямительных мостов. Про…
Как проверить резистор, конденсатор, диод, мост. Методика испытаний….

Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники….
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы….

Делитель напряжения. Схема, расчет, формула. Рассчитать. Применение. О…
Делитель напряжения. Онлайн расчет. Применение на примере осциллографа…

Линейный последовательный компенсационный стабилизатор напряжения непр…
Как спроектировать и рассчитать стабилизатор напряжения непрерывного действия в …

Понижающий импульсный источник питания. Обратная связь по напряжению. …
Шаг 4. Метод расчета цепей компенсации усилителя ошибки. Как применять полевые т…

Время переключения полевого транзистора. Емкость затвор — сток, исток….
Переключение полевого транзистора. Входные емкости. Встроенный диод. …

Динамическое, дифференциальное сопротивление. Нелинейные элементы. Пон…
Понятие дифференциального, динамического сопротивления. Определение. Свойства….

Регулируемый последовательный стабилизатор с низким падением напряжени…
Как спроектировать и рассчитать регулируемый последовательный стабилизатор с низ…

Закон Ома для участка цепи

Одним из ключевых электротехнических законов можно назвать закон Ома для участка цепи. Именно этим законом объясняются отличия, которые существуют для параллельного и последовательного соединения проводников.

Формулируется он таким образом:

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Записывается он следующей формулой:

I = U/R, где

I – сила тока, (А);

U – вольтаж, (В);

R – электросопротивление, (Ом).

Закон Ома. Человечки толкают, сопротивление сжимает

Где и для чего применяется

Мы уже рассмотрели, что резистор предназначен для ограничения тока в цепи, теперь мы рассмотрим несколько практических примеров, где используется резистор в электротехнике.

Первая область применения — ограничение тока, например, для питания светодиодов. Принцип действия и расчета такой цепи заключается в том, что из напряжения источника питания вычитают номинальное рабочее напряжение светодиода, сумму делят на номинальный (или желаемый) ток через светодиод. В результате вы получаете номинал ограничительного сопротивления.

Rогр=(Uпитания-U­требуемое)/Iноминальный

Второе — это делитель напряжения. Здесь выходное напряжение рассчитывают по формуле:

Uвых=Uвх(R2/R1+R2)

Также резистор нашел применение для задания тока транзисторам. В сущности, та же схема ограничителя, рассмотренная выше.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме статьи:

Мы рассмотрели, какие бывают резисторы, их назначение и принцип работы. Это важный элемент, с которого следует начать изучение электротехники. Для расчетов цепей с ним используют закон Ома и активной мощности, а в высокочастотных цепях учитывают и реактивные параметры – паразитную ёмкость и индуктивность. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Материалы по теме:

  • Как зависит сопротивление проводника от температуры
  • Маркировка резисторов по мощности и сопротивлению
  • Как выпаивать радиодетали из плат

Нравится

0)Не нравится

0)

Основные характеристики и параметры резисторов

Характерны для полупроводников такие параметры, как номинальное значение сопротивления, его допустимое отклонение. Мощность рассеяния также определяется номинальным и допустимым значениями. Элементы различны по максимальному рабочему напряжению и коэффициентом температуры сопротивления, а также шумами.

Резистор в цепи

Детали с постоянным сопротивлениям в отечественной номенклатуре обозначаются прямоугольником, внутри которого находится определенное число черт, положение которых соответствует определенному номиналу. В зарубежных схемах их символ имеет зигзагообразную форму.

Переменные варианты отличаются направляющейся к прямоугольнику сверху линией со стрелой. Она демонстрирует опцию регуляции сопротивления. Иногда выводы элемента нумеруют цифрами.

Фоторезистор иллюстрируется прямоугольной фигурой, заключенной в круг, к которой направляется пара стрел, обозначающих световые лучи. Остальные полупроводниковые изделия символизируются зачеркнутым косой чертой прямоугольником. Буква показывает, от какого параметра зависит сопротивление (t – температура, U – напряжение и так далее).

Важно! Несколько резисторных компонентов могут быть объединены в цепь параллельно или последовательно. В первом случае будет справедливым выражение: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn. Сопротивление такой композиции будет ниже, чем у элемента с самым низким номиналом. Во втором случае итоговый показатель для системы равен сумме сопротивлений всех входящих в нее элементов.

Полезные примеры из жизни

Как продлить ресурс лампы накаливания

В пожарном депо Ливермоля (Калифорния) зарегистрирован рекорд рабочего режима осветительной лампы: 117 лет. Она практически непрерывно выполняет свою задачу с 1901 года по настоящее время.

Вечная лампочка

Такой ресурс обеспечен за счет:

  • правильного выбора сопротивления, ограничивающего ток через нить накала и создания экономного режима освещения;
  • беспрерывной работы, исключающей переходные процессы при включениях/выключениях, сопровождаемые бросками токов;
  • надежной конструкции.

Как регулировать токи от 100 ампер в силовой цепи

Этот случай я привожу не для повторения, а с целью расширения кругозора и лучшего уяснения процессов, происходящих в электричестве.

Ни один обычный резистор не способен длительно выдерживать токи такой величины. Он просто сгорит. Однако при наладке промышленных генераторов требуется иметь устройство, справляющееся с подобными мощностями.

Это водяной реостат, состоящий из металлического корпуса — ведра прямоугольной формы, служащего одним из контактов для подключения провода от нагрузки.

Второй контакт составляет металлический нож, подключаемый через изоляторы.

Водяной реостат

Внутрь ведра наливают воду и засыпают соль: создают электролит, хорошо проводящий большие токи.

Перемещение ножа в электролите меняет сопротивление среды и обеспечивает регулировку высоких токов. Проводимость можно изменять концентрацией соли в растворе.

Напоминаю: подобное устройство нельзя использовать в бытовых цепях: оно не отвечает требованиям безопасности.

Таким образом, под каждый конкретный случай расчета используется своя формула электрического сопротивления, которой следует внимательно пользоваться. Исключить ошибки в расчетах помогает специализированный онлайн калькулятор.

По этой теме рекомендую посмотреть видеоролик Владимира Романова.

Если хотите задать вопрос или дополнить информацию, то воспользуйтесь разделом комментариев.

Фото резистора




https://youtu.be/zsmrxsQKJqg

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом