Резистор

Виды

Классификация резисторов происходит по ряду критериев. Если говорить о дискретных компонентах, то по методу монтажа их делят на:

• Выводные. Используются для монтажа сквозь печатную плату. У таких элементов есть выводы, расположенные радиально или аксиально. В народе выводы называют ножками. Этот вид резисторов активно использовался во всех старых устройствах (20 и боле лет назад) – старых телевизорах, приёмниках, в общем везде, и сейчас используется в простых устройствах, а также там, где использование SMD компонентов по какой-то причине затруднено либо невозможно.
• SMD. Это элементы, у которых нет ножек. Выводы для подключения расположены на поверхности корпуса, незначительно выступая над ней. Они монтируются непосредственно на поверхность печатной платы. Преимуществом таких резисторов является простота и дешевизна сборки на автоматизированных линиях, экономия места на печатной плате.

Внешний вид элементов двух типов вы видите на рисунке ниже:

Мы уже знаем, как выглядит этот компонент, теперь следует узнать о классификации по технологии изготовления. Выводные резисторы бывают:

• Проволочными. В качестве резистивного компонента используют проволоку, намотанную на сердечнике, для снижения паразитной индуктивности используют бифилярную намотку. Проволоку выбирают из металла с низким температурным коэффициентом сопротивления и низким удельным сопротивлением.
• Металлопленочные и композитные. Как можно догадаться, здесь в качестве резистивного элемента используют пленки из металлического сплава.

Так как резистор состоит из резистивного материала, в роли последнего может выступать проволока или плёнка с высоким удельным сопротивлением. Что это такое? Такие материалы как:

• манганин;
• константан;
• нихром;
• никелин;
• металлодиэлектрики;
• оксиды металлов;
• углерод и прочие.

SMD или чип-резисторы бывают тонкопленочными и толстопленочными, в качестве резистивного материала используют:

Материал	Особенности, где используется
Никель-хром (нихром, NiCr)	в тонкоплёночных, которые устойчивы к высокой влажности (moisture-resistant)
Нитрид дитантала (Ta2N).	TCR составляет 25 ppm/0С (-55…+1250С);
Диоксид рутения (RuO2)	в толстоплёночных
Рутенит свинца (Pb2Ru2O6)	в толстоплёночных
Рутенит висмута (Bi2Ru2O7)	в толстоплёночных
Диоксиды рутения, легированные ванадием (Ru0,8V0,2O2, Ru0,9V0,1O2, Ru0,67V0,33O2)	—
Оксид свинца (PbO)	—
Висмут иридий (Bi2Ir2O7)	—
Сплав никеля	В низкоомных (0,03…10 Ом) тонкоплёночных изделиях

На рисунке ниже изображено, из чего состоит резистор:

По конструкции различают:

• Постоянные. У них два вывода, а сопротивление вы изменять не можете – оно постоянно.
• Переменные. Это потенциометры и подстроечные резисторы, принцип действия которых основан на перемещении скользящего контакта (бегунка) по резистивному слою.
• Нелинейные. Сопротивление компонентов этого типа изменяется под воздействием температуры (терморезисторы), светового излучения (фоторезисторы), напряжения (варисторы) и других величин.

А также по назначению – общего и специального. Последние подразделяются на:

• Высокоомные (диапазон сопротивлений десятки МОм — единицы ТОм, при рабочих напряжениях до 400В).
• Высоковольтные (рассчитаны на работу в цепях с напряжением до десятков кВ).
• Высокочастотные (особенностью работы на высокой частоте является требование к низким собственным индуктивностям и ёмкостям. Такие изделия могут работать в цепях с частотой сигнала в сотни МГц).
• Прецизионные и сверхпрецизионные (это изделия с высоким классом точности. У них допуск по отклонению от номинального сопротивления 0,001 — 1 %, в то время как у обычных допуск может быть и 5% и 10% и больше).

Типы резисторов по характеру вольтамперной характеристики

По ВАХ резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Сопротивление линейных резюков не зависит от напряжения и тока, а сопротивление нелинейных элементов меняется, в зависимости от этих (или других) величин. Малогабаритные линейные детали типа МЛТ (металлизированные лакированные термостойкие) используются в аппаратуре связи – магнитофонах и радиоприемниках.

Примером нелинейных резисторов может служить обычная осветительная лампочка, чье сопротивление в выключенном состоянии намного меньше, чем в режиме освещения. В фоторезисторах сопротивление меняется под действием света, в терморезисторах – температуры, тензорезисторах – деформации резисторного слоя, магниторезисторах – магнитного поля.

Материалы, из которых изготавливаются резисторы

В мире можно найти резисторы, изготовленные из самых разных материалов, каждый из которых имеет свои свойства и определенные области применения. Большинство инженеров-электронщиков используют типы, указанные ниже.

Проволочные резисторы

Рисунок 9 – Проволочные резисторы

Проволочные резисторы изготавливаются путем наматывания по спирали проволоки с высоким сопротивлением вокруг непроводящего сердечника. Обычно они применяются там, где нужна высокая точность или большая мощность. Сердечник обычно изготавливается из керамики или стекловолокна, а резистивная проволока из никель-хромового сплава, которая не подходит для приложений с частотами выше 50 кГц. Достоинствами проволочных резисторов являются низкий уровень шума и устойчивость к колебаниям температуры. Доступны резисторы со значениями сопротивления от 0,1 до 100 кОм и с точностью от 0,1% до 20%.

Металлопленочные резисторы

Рисунок 10 – Металлопленочные резисторы

Для металлопленочных резисторов обычно используют нитрид нихрома или тантала. Резистивный материал обычно составляет комбинация керамического материала и металла. Значение сопротивления изменяется путем вырезания с помощью лазера или абразива спирального рисунка в пленке, очень похожей на углеродную пленку. Металлопленочные резисторы обычно менее стабильны при изменениях температуры, чем проволочные резисторы, но лучше справляются с более высокими частотами.

Металлооксидные пленочные резисторы

Рисунок 11 – Металлооксидные пленочные резисторы

В металлооксидных резисторах используются оксиды металлов, такие как оксид олова, что немного отличает их от металлопленочных резисторов. Эти резисторы надежны и стабильны и работают при более высоких температурах, чем металлопленочные резисторы. По этой причине металлооксидные пленочные резисторы используются в приложениях, требующих высокой износостойкости.

Фольговые резисторы

Рисунок 12 – Фольговые резисторы

Фольговый резистор, разработанный в 1960-х годах, по-прежнему остается одним из самых точных и стабильных типов резисторов, которые вы найдете, и которые используются в приложениях с высокими требованиями к точности. Резистивный элемент составляет тонкая объемная металлическая фольга, которая приклеена на керамическую подложку. Фольговые резисторы имеют очень низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

Углеродные композиционные резисторы

Рисунок 13 – Углеродные композиционные резисторы

До 1960-х годов углеродные композиционные резисторы были стандартом для большинства приложений. Они надежны, но не очень точны (их допуск не может быть лучше примерно 5%). Для резистивного элемента углеродных резисторов используется смесь мелких частиц углерода и непроводящего керамического материала. Резистивному веществу придают форму цилиндра и запекают. Величину сопротивления определяют размеры корпуса и соотношение углерода и керамики. Использование большего количества углерода в процессе означает более низкое сопротивление. Углеродные композиционные резисторы по-прежнему полезны для определенных приложений из-за своей способности выдерживать мощные импульсы, хорошим примером применения может быть источник питания.

Углеродные пленочные резисторы

Углеродные пленочные резисторы представляют собой тонкую углеродную пленку (разрезанную по спирали для увеличения резистивного пути) на изолирующем цилиндрическом сердечнике. Такая конструкция позволяет получить более точное значение сопротивления, а также увеличивает величину сопротивления. Углеродные пленочные резисторы намного точнее, чем углеродные композиционные резисторы. В приложениях, требующих стабильности на высоких частотах, используются специальные углеродные пленочные резисторы.

Определение

Резистор происходит от английского «resistor» и от латинского «resisto», что в переводе на русский язык звучит как «сопротивляюсь». В русскоязычной литературе наравне со словом «резистор» используют слово «сопротивление». Из названия ясна основная задача этого элемента – оказывать сопротивление электрическому току.

Он относится к группе пассивных элементов, потому что в результате его работы ток может только понижаться, то есть в отличие от активных элементов – пассивные сами по себе не могут усиливать сигнал. Что из второго закона Кирхгофа и закона Ома значит, что при протекании тока на резисторе падает напряжение, величина которого равна величине протекающего тока, умноженного на величину сопротивления. Ниже вы видите, как обозначается сопротивление на схеме:

Условное обозначение на схеме легко запомнить – это прямоугольник, по ГОСТ 2.728-74 его размеры равны 4х10 мм. Существуют варианты обозначений для резисторов разной мощности рассеивания.

Принцип работы резистора простым языком

Все электронные устройства состоят из радиодеталей, которые делятся на два основных типа: активные и пассивные.

Активные усиливают электрические сигналы. Слабый входной сигнал генерирует сильный выходной сигнал. В этом случае коэффициент усиления больше единицы.

Резистор относится к пассивному типу деталей, у которого коэффициент усиления меньше единицы.

В советское время резисторы назывались резисторами. В наши дни эти детали называют резисторами. Это происходит потому, что все детали, используемые в электронике, имеют сопротивление. Чтобы не запутаться, активные резисторы были названы резисторами.

Все проводники имеют сопротивление, которое считается вредным, так как это приводит к нагреву элемента, через который протекает ток. Также пропадает электричество. Сопротивление резистора полезно. Он нагревается и отдает тепло. По этому принципу работают печи и лампы, используемые в повседневной жизни.

Чем отличается резистор от реостата, транзистора

Реостат является электрическим аппаратом. Который способен регулировать ток и напряжение в электрической цепи. В общем это аналог переменного резистора. Он включает проводящий элемент и регулятор сопротивления. Влиять на изменение показателя можно плавно, а при желании это можно сделать ступенчато. В стандартизации реостатом называют резисторы переменные, регулировочные и подстроечные.

Транзистор является прибором для управления электрическим током. По сути он усиливает ток и может им управлять, а проводник регулирует сопротивление в сети. Внешне два элемента значительно отличаются друг от друга. Резистор имеет цилиндрическую форму и цветную окраску, а транзистор облачен в пластиковый или металлический квадратный корпус.

Выводы: проводники имеют одинаковую функциональность, а у транзистора разную. Также транзистор – это полярный элемент, а резистор – неполярный. По этой причине перепутать два элемента можно только в том случае, если человек совершенно далек от электротехники и радиоэлектроники.

Резистор необходимый элемент во всех микросхемах современных электроприборах. Оказывая сопротивление в цепи, полупроводник делит или уменьшает напряжение, благодаря чему, различные приборы могут работать от сети. Сопротивление тока измеряется в Омах, а грамотный подбор полупроводника обеспечит продолжительную работу любого электроприбора. Так мы выяснили, что такое резистор и для чего он нужен, чем отличается от реостата и транзистора и как обозначается на схемах.

Переменные резисторы

Переменные резисторы, как правило, имеют минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и от щеточного контакта, который может перемещаться по нему. С целью уменьшения размеров и упрощения конструкции токопроводящий элемент обычно выполняют в виде незамкнутого кольца, а щеточный контакт закрепляют на валике, ось которого проходит через его центр.

Таким образом, при вращении валика контакт перемещается по поверхности токопроводящего элемента, в результате сопротивление между ним и крайними выводами изменяется.

В непроволочных переменных резисторах обладающий сопротивлением то-копроводящий слой нанесен на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или впрессован в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО).

В проволочных резисторах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе. Для надежного соединения между обмоткой и подвижным контактом провод зачищают на глубину до четверти его диаметра, а в некоторых случаях и полируют.

Существуют две схемы включения переменных резисторов в электрическую цепь. В одном случае их используют для регулирования тока в цепи, и тогда регулируемый резистор называют реостатом, в другом — для регулирования напряжения, тогда его называют потенциометром. Показанное на рис. 5 условное графическое обозначение используют, когда необходимо изобразить реостат в общем виде.

Для регулирования тока в цепи переменный резистор можно включить диумя выводами: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента (рис. 6,а). Однако такое включение не всегда допустимо.

Рис. 5. Реостаты и переменные резисторы — условное обозначение.

Если, например, в процессе регулирования случайно нарушится соединение щеточного контакта с токопроводящим элементом, электрическая цепь ока-1 жется разомкнутой, а это может явиться причиной повреждения при

бора. Чтобы исключить такую возможность, второй вывод токопроводящего элемента соединяют с выводом щеточного контакта (рис. 6,б). В этом случае даже при нарушении соединения электрическая цепь не будет разомкнута.

Общее обозначение потенциометра (рис. 6,в) отличается от символа реостата без разрыва цепи только отсутствием соединения выводов между собой.

Рис. 6. Обозначение потенциометра на принципиальных схемах.

К переменным резисторам, применяемым в радиоэлектронной аппаратуре, часто предъявляются требования по характеру изменения сопротивления при повороте их оси.

Так, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между выводом щеточного контакта и правым (если смотреть со стороны этого контакта) выводом токопроводящего элемента изменялось по показательному (обратному логарифмическому) закону.

Только в этом случае наше ухо воспринимает равномерное увеличение громкости при малых и больших уровнях сигнала. В измерительных генераторах сигналов звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов часто используют переменные резисторы, также желательно, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому или показательному закону.

Если это условие не выполнить, шкала генератора получается неравномерной, что затрудняет точную установку частоты.

Промышленность выпускает непроволочные переменные резисторы, в основном, трех групп:

• А — с линейной,
• Б — с логарифмической,
• В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления между правым и средним выводами от угла поворота оси ф (рис. 47,а).

Резисторы группы А используют в радиотехнике наиболее широко, поэтому характеристику изменения их сопротивления на схемах обычно не указывают. Если же переменный резистор нелинейный (например, логарифмический) и это необходимо указать на схеме, символ резистора перечеркивают знаком нелинейного регулирования, возле которого (внизу) помещают соответствующую математическую запись закона изменения.

Рис. 7. Переменный резистор с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления.

Резисторы групп Б и В конструктивно отличаются от резисторов группы А только токопроводящим элементом: на подковку таких резисторов наносят токопроводящий слой с удельным сопротивлением, меняющимся по ее длине. В проволочных резисторах форму каркаса выбирают такой, чтобы длина витка высокоомного провода менялась по соответствующему закону (рис. 7,6).

Электромеханический

Кварцевый кристалл (слева) и кварцевый генератор

Пьезоэлектрические устройства, кристаллы, резонаторы

Пассивные компоненты это использование пьезоэлектрический эффект:

• Компоненты, которые используют эффект для генерации или фильтрации высоких частот
  • Кристалл — керамический кристалл, используемый для генерации точных частот (полные генераторы см. Ниже в классе модулей)
  • Керамический резонатор — Керамический кристалл, используемый для генерации полуточных частот
  • Керамический фильтр — керамический кристалл, используемый для фильтрации полосы частот, например, в радиоприемники
  • (SAW) фильтры
• Компоненты, использующие эффект как механический преобразователи.
  • Ультразвуковой мотор — Электродвигатель, использующий пьезоэлектрический последствия
  • Для пьезозуммеров и микрофонов см. Класс преобразователя ниже.

Клеммы и разъемы

Устройства для электрического подключения

• Терминал
• Коннектор
  • Разъем
  • Винтовой зажим, Клеммные колодки
  • Заголовок булавки

Кабельные сборки

Электрические кабели с разъемами или клеммами на концах

• Шнур питания
• Патч-корд
• Тестовый провод

2 различных миниатюрных кнопочных переключателя

Переключатели

Компоненты, которые могут пропускать ток («замкнуты») или прерывать ток («открывать»):

• Выключатель — Переключатель с ручным управлением
  • Электрическое описание: SPST, SPDT, DPST, DPDT, NPNT (общее)
  • Технология: ползунковые переключатели, тумблеры, кулисные переключатели, поворотные переключатели, кнопочные переключатели.
• Клавиатура — Массив кнопочных переключателей
• DIP-переключатель — Небольшой набор переключателей для внутренних настроек конфигурации
• Ножной переключатель — ножной переключатель
• Рубильник — Выключатель с незамкнутыми проводниками
• Микропереключатель — Механически активируемый переключатель с мгновенным действием
• Концевой выключатель — Механически активируемый переключатель для определения ограничения движения
• Ртутный переключатель — Переключатель чувствительности наклона
• Центробежный переключатель — Переключатель, определяющий центробежную силу из-за скорости вращения
• Реле или же контактор — Электромеханический переключатель (см. Также твердотельное реле над)
• Геркон — Магнитный переключатель
• Термостат — Термически активированный переключатель
• Гигростат — Включенный переключатель влажности
• Автоматический выключатель — Выключатель размыкается при повышенном токе: самовосстанавливающийся предохранитель
• Разъединитель — Переключатель, используемый в системах высокого и среднего напряжения для обслуживания других устройств или изоляции цепей
• Переключатель передачи — Переключатель, который переключает нагрузку между двумя источниками

Устройства защиты

Пассивные компоненты которые защищают цепи от чрезмерных токов или напряжений:

• Предохранитель — защита от перегрузки по току, одноразовое использование
• Автоматический выключатель — самовосстанавливающийся предохранитель в виде механического переключателя
• Восстанавливаемый предохранитель или PolySwitch — срабатывание выключателя с использованием твердотельного устройства
• Защита от замыканий на землю или же устройство защитного отключения — автоматический выключатель, чувствительный к сетевым токам, проходящим на землю
• Металлооксидный варистор (MOV), поглотитель перенапряжений, TVS — Защита от перенапряжения
• Ограничитель пускового тока — защита от начального Пусковой ток
• Газоразрядная трубка — защита от скачков высокого напряжения
• Разрядник — электроды с зазором для перегорания дуги при высоком напряжении
• Молниеотвод — искровой разрядник для защиты от ударов молнии
• Реклоузер — автоматический выключатель, который размыкается при перегрузке по току (неисправности), затем закрывается, чтобы проверить, устранена ли неисправность, и повторяет этот процесс определенное количество раз перед поддержанием открытого положения до тех пор, пока он не будет закрыт вручную
• Прерыватель цепи дугового замыкания — автоматический выключатель, защищающий от дуги
• Защитник сети — защитное устройство, отключающее распределительный трансформатор при изменении направления потока энергии
• Магнитный пускатель — электромеханический переключатель, используемый в двигателях

Устаревший

• Угольный усилитель (см. )
• Угольная дуга (устройство отрицательного сопротивления)
• Динамо (исторический RF генератор)
• Когерер

Типы резисторов

К типам резисторов общего применения относят постоянные, сопротивление которых невозможно изменить и переменные, когда допустимо его менять в пределах допустимых значений. Мощность рассеивания при этом будет в пределах 0,125-100 Вт, а сопротивление не превысит 10 мегаом.

Постоянные

Отличаются постоянные проводники наличием только двух выводов и постоянным сопротивлением. Поскольку этот вид предназначен только для уменьшения силы тока, то он отлично справляется со своей задачей в различных электрических приборах. Постоянные элементы делятся на общего и специального назначения.

Переменные

Переменные имеют три вывода, а на схеме можно увидеть пограничные значения рабочего режима. Поменять сопротивление поможет бегунок, который движется по резистивному слою. Во время движения сопротивление падает между средним и одним из боковых выводов, соответственно в другой стороне увеличивается. Переменные резисторы делятся на подстроечные и регулировочные.

Виды резисторов

Конденсатор — для чего нужен, устройство и принцип работы

При выборе подходящей детали нужно не только знать, для чего нужны в цепи резисторы, но и иметь представление о типах этих компонентов. Помимо переменных и постоянных, существуют также нелинейные приборы, чей основной параметр – сопротивление (параметр нестабилен и меняется под действием некоторого фактора внешней среды, к примеру, лучей света, температуры или напряжения).

Постоянные резисторы

Эти компоненты характеризуются неизменным значением показателя сопротивления. В отношении вариантов исполнения эти изделия бывают разными: от крупногабаритных, рассеивающих значительную мощность, до миниатюрных smd-компонентов, но все их объединяет константность сопротивления.

Изображение постоянных резисторов на схемах

Переменные резисторы

Здесь, напротив, значение сопротивления вариативно. В эту группу входят реостаты, регулирующие силу тока, и потенциометры, осуществляющие контроль напряжения. Также сюда относятся подстраивающиеся компоненты, снабженные специальными пазами. Для регуляции сопротивления в пазах надлежит проделывать манипуляции ключом, прилагающимся к прибору.

Типы переменных компонентов

Термисторы

Данные компоненты имеют в себе полупроводниковые детали и отличаются зависимостью сопротивления от окружающей температуры. Эту зависимость характеризует тепловой коэффициент, демонстрирующий, насколько меняется сопротивление элемента при перепадах температуры. У обычных термисторных изделий оно снижается при потеплении, но есть еще позисторы, чья основная характеристика при увеличении температуры также повышается.

Варисторы

Благодаря зависимости от напряжения, их широко используют для защиты сети от резких перепадов и избыточных значений упомянутого параметра. Вследствие сильного снижения сопротивления при таком инциденте ток идет через него, обходя главную цепь и обеспечивая ей изоляцию.

Фоторезисторы

Такие компоненты меняют значение своего ключевого параметра, когда на них падает свет. Работает для этой цели, как свет солнца, так и искусственное освещение, к примеру, от фонаря.

Тензорезисторы

В них используются очень тонкие проводниковые компоненты, подвергающиеся растяжке, из-за чего их сопротивление повышается. Применяются в разного рода датчиках и электронных приборах для измерения массы.

Полупроводниковые резисторы

В таких изделиях эксплуатируются свойства тех или иных полупроводниковых материалов – менять сопротивление под действием механического давления, влажности, температуры, освещенности или иного фактора. Используемые полупроводниковые компоненты подвергаются равномерной легировке примесями. Отдельные виды последних также позволяют изготавливать разные типы изделий.

Виды соединения резисторов

Различают три типа соединения резисторов:

• параллельное;
• последовательное;
• смешанное.

Для последовательного соединения конец одного резистора нужно паять с началом другого и далее по цепочке. Так компоненты соединяются друг за другом и пропускают общий ток, проводник нужно правильно припаять. Количество таким образом соединенных проводников будет влиять на протекающий ток и оказывать общее сопротивление.

Параллельное соединение элементов отличается тем. Что все они сходятся в одной общей точке в начале и в другой точке в конце. В этом случае через каждый элемент течет свой ток, а значит сопротивление снижается. Смешанное соединение объединяет в себе оба предыдущих варианта, а расчет итогового сопротивления подсчитывают разбив схему на простые участки.

Свойства в теории и практике

Главное свойство этого радиокомпонента – сопротивление. Измеряется в омах (Ом).

Начнем с концепции активного сопротивления. Он назван так потому, что он есть во всех материалах (даже в сверхпроводниках, пусть и 0,00001 Ом). А для резисторов он как раз и является основным.

Что говорит теория

Теоретически резистор имеет постоянное сопротивление, которое не зависит от внешних условий (температуры, давления, напряжения и т.д.).

График зависимости тока от напряжения простой.
В идеальных математических условиях резистор имеет только одно активное сопротивление. По типу бывают нелинейные и линейные резисторы.

Что на самом деле

Фактически все резисторы имеют нелинейную зависимость тока от напряжения. То есть его стойкость зависит еще и от внешних условий, в частности, от температуры.
Конечно, эта зависимость не такая, как у полупроводников, но она существует. И что самое главное, у этого радиокомпонента есть емкость и индуктивность. Помимо активного сопротивления существует еще и реактивное сопротивление.

Например, для постоянного тока сопротивление составляет 200 Ом, а при высоких значениях индуктивности на частотах выше 2 кГц сопротивление уже будет 250 Ом.

Поэтому резисторы изготавливаются из разных материалов. Они бывают керамическими, углеродными, проволочными и имеют разные допуски и погрешности. SMD-часть имеет меньшую емкость и индуктивность, чем DIP.

Также существуют специальные типы резисторов с более выраженной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Если для обычных резисторов график токового напряжения немного нелинейный, то для данного типа деталей он лавинообразный.

Их стойкость сильно зависит от внешних условий, а не как обычно:

• Термистор. Сопротивление увеличивается или уменьшается из-за влияния температуры;
• Варистор. Он меняет свои свойства в зависимости от приложенного напряжения;
• Фоторезистор. Сопротивление уменьшается, если на него воздействует свет;
• Экстензометр. При деформации (сжатие, механическое напряжение) его прочность изменяется.

Кроме того, еще одной характеристикой активного сопротивления является выделение тепла при прохождении электрического тока. Когда электрический ток течет по замкнутой цепи, электроны сталкиваются с атомами. И тогда выделяется тепло. Теплота измеряется в мощности. Он рассчитывается на основе напряжения и тока.

Одна из популярных функций резисторов – снижение напряжения и ограничение тока. Например, если через резистор проходит ток 0,25 А и на нем падает напряжение 1 В, мощность, которая будет рассеиваться на нем, составит 0,25 Вт.

Поэтому некоторые детали меняют свое сопротивление, даже если они для этого не предназначены. Это свойства материала. А если резистор проволочный, то при нагревании он расширяется и его проводимость ухудшается. Следовательно, детали имеют допуск, измеряемый в процентах.

И по этой причине бывают резисторы с разной мощностью рассеивания. Вы не можете поставить резистор 0,125 Вт вместо резистора 1 Вт. Он начнет нагреваться, трескаться, потемнеть. И тогда он сгорит. Потому что он не предназначен для такой мощности.

Шумы резисторов и способы их уменьшения

Собственные шумы резистивных элементов состоят из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы, спровоцированные движением электронов в токопроводящем слое, усиливаются при повышении температуры нагрева детали и температуры окружающей среды. При протекании тока генерируются токовые шумы. Токовые шумы, значение которых существенно выше тепловых, в основном характерны для непроволочных резисторов.

Способы борьбы с шумами:

• Применение в схеме типов резисторов, в которых шумы невелики, благодаря технологии изготовления.
• Переменные резисторы шумят больше постоянных, поэтому в схеме стараются использовать элементы с переменным сопротивлением минимального номинала или не применять их вообще.
• Использование резюков с бОльшей мощностью, чем требуется по технологии.
• Принудительное охлаждение элемента путем установки поблизости вентилятора.

Обзор типов и материалов резисторов

Резисторы могут быть разделены по типу конструкции, а также материалу, из которого они изготовлены.

Существует несколько типов резисторов:

• Постоянные резисторы;
• Переменные резисторы, такие как: потенциометры, реостаты, подстроечные резисторы;
• Термисторы ( NTC и PTC ), у которых изменение сопротивления происходит из-за изменения внешней температуры;
• Фоторезистор (LDR), изменение сопротивления вследствие изменения освещения фоторезистора;
• Варистор (VDR), изменение сопротивления по причине меняющегося напряжения;
• Магниторезистор (MDR), изменение сопротивления в результате меняющегося магнитного поля;
• Тензорезистор, изменение сопротивления в результате механической деформации.

Для каждого из вышеперечисленных типов резисторов в принципиальных схемах имеется свое обозначение.

Еще одна классификация резисторов: по типу материала, из которого они изготовлены:

• композиционный резистор на основе углерода;
• пленочный резистор на основе углерода;
• пленочный резистор на основе оксида металла;
• металлопленочный резистор;
• проволочный резистор;
• фольгированный резистор.

Для каждого конкретного случая используют тот или иной тип материала. Зачастую это компромисс между затратами на производство, точность и другими необходимыми условиями.

Резисторы на основе углерода являются морально устаревшими и обладают достаточно большим процентом отклонением, но они до сих пор используется в определенных устройствах, где протекают импульсы высокого напряжения. Они изготовлены из смеси графитового порошка и неэлектропроводного наполнителя, как правило, керамики.

Лабораторный блок питания 30 В / 10 А

Подробнее

Резисторы, изготовленные на основе углеродной пленки, имеют более высокую точность, по сравнению с углеродными резисторами. Они изготовлены из керамического основания (цилиндра), на которое нанесена тонкая углеродная пленка. Этот углеродный слой протравливают, в результате чего получается спираль, от толщины которой зависит величина сопротивления конкретного резистора.

Металлопленочные резисторы и резисторы на основе оксида металлов, на сегодняшний день, обладают лучшими показателями стабильности и точности. Кроме того, они менее подвержены влиянию температурных изменений. По технологии изготовления они схожи с резисторами на основе углеродной пленки. Резисторы на метало-оксидной пленке, как правило, более долговечны.

Проволочные резисторы, наверно, самый старый тип резистора, который может быть использован как для схем, где требуются сопротивления высокой точности, так и для схем высокой мощности. Они изготавливаются путем намотки на керамическое основание специальной металлической проволоки.

Обычно это металлы или их сплавы с высоким удельным сопротивлением, такие как манганин, нихром или константан. Они долговечны, точны и могут иметь очень низкое значение сопротивления. Недостатком их является то, что они имеют паразитную индуктивность на высоких частотах.

Если необходим резистор с очень высокой точностью и стабильностью, то используют металлический фольгированный резистор. Они изготавливаются путем цементирования самой металлической фольги с керамической подложкой.

Виды резисторов по назначению

Резисторы по назначению разделяются на два основных типа – общего назначения и специальные. В свою очередь, специальные сопротивления делятся следующим образом:

• Высокочастотные. Для чего нужны такие резисторы в электроцепях: благодаря низким собственным емкостям и индуктивностям, высокочастотные резисторы могут применяться в схемах, в которых частота достигает сотни мегагерц, они выполняют в них функции балластных или оконечных нагрузок.
• Высокоомные. Величина сопротивления находится в диапазоне от нескольких десятков МОм до ТОм, величина напряжения небольшая – до 400 В. Высокоомные элементы работают в ненагруженном состоянии, поэтому большая мощность им не нужна. Их мощность рассеивания не превышает 0,5 Вт. Высокоомные резисторы служат для ограничения тока в дозиметрах, приборах ночного видения и других приборах с малыми токами.
• Прецизионные и сверхпрецизионные. Эти устройства имеют высокий класс точности: допустимое значение сопротивления составляет 1% от номинального и менее. Для сравнения: у обычных резисторов допустимый диапазон составляет 5% и более. Прецизионные устройства используются в основном в приборах измерения высокой точности.

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