Практическая работа № 4
Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь), — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него. На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.
В зависимости от назначения резисторы делятся наобщего назначения и специальные (прецизионные, сверхпрецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокоме-гаомные).
Резисторы общего назначения используются в качестве нагрузок активных элементов, поглотителей, делителей в цепях питания, элементов фильтров, шунтов, в RC — цепях формирования импульсных сигналов и т.д. Диапазон номинальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом...10 МОм, номинальные мощности рассеяния — 0,125... 100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального значения ±1; ±2; ±5; ±10; ±20 %. Примерами резисторов общего назначения служат С2-33, Р1-12 и др..
Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы отличаются высокой стабильностью параметров и высокой точностью изготовления (допуск ±0,0005...0,5 %). Данные резисторы применяются в основном в измерительных приборах, системах автоматики. Диапазон этих резисторов значительно шире, чем резисторов общего назначения. Примерами служат резисторы Р1-72, Р2-67, С2-10, С2-29, С2-36, Р1-16, Р1-8 и др.
Высокочастотные резисторы отличаются малыми собственными индуктивностью и емкостью и предназначены для работы в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах. Примерами служат резисторы Р1-69,
Высоковольтные резисторы рассчитаны на работу при больших (от единиц до десятков киловольт) напряжениях. Примерами высоковольтных резисторов служат Р1-32, Р1-35, С2-33НВ и др.
Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом. Высокомегаомные резисторы применяются в цепях с рабочим напряжением до 400 В и обычно работают в режиме малых токов. Мощности рассеяния их невелики (до 0,5 Вт). Примером служит резистор Р1-33.
В зависимости от способа защиты от внешних факторов резисторы делятся на неизолированные, изолированные, герметизированные и вакуумные.
Неизолированные резисторы с покрытием или без него не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Пример: Р1-69.
Изолированные резисторы имеют изоляционное покрытие (лак, компаунд, пластмасса) и допускают касание корпусом шасси и токоведущих частей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Примеры: С5-35В, С5-36В, С5-37В, С5-43В, С5-47В и др.
Герметизированные резисторы имеют герметичную конструкцию корпуса, которая исключает влияние окружающей среды на его внутреннее пространство. Герметизация осуществляется, с помощью опрессовки специальным компаундом.
Вакуумные резисторы имеют резистивный элемент, помещенный в стеклянную вакуумную колбу.
По способу монтажа резисторы подразделяются на резисторы для навесного и печатного монтажа, для микромодулей и интегральных микросхем.
По материалу резистивного элемента резисторы делятся на проволочные, непроволочные, металлофольговые.
Проволочные — резисторы, в которых резистивным элементом является высокоомная проволока (изготавливается из высокоомных сплавов: константан, нихром, никелин).
Непроволочные — резисторы, в которых резистивным элементом являются пленки или объемные композиции с высоким удельным сопротивлением.
Металлофольговые — резисторы, в которых резистивным элементом является фольга определенной конфигурации.
Непроволочные резисторы можно разделить на тонкопленочные (толщина слоя в нанометрах), толстопленочные (толщина в долях миллиметра), объемные (толщина в единицах миллиметра). Примеры: С2-23, С2-33, С2-14, Р1-32, Р1-35, Р1-12 и др.
Тонкопленочные резисторы подразделяются на металло-диэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным элементом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и металла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла; углеродистые и бороуглеродистые, проводящий элемент которых представляет собой пленку пиролитического углерода или борорганических соединений. К толстопленочным относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводящего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими наполнителями, пластификаторами или отвердителем. После термообработки образуется монолитный слой с необходимым комплексом параметров. Примеры: С2-33, Р1-72, С2-10, С2-36, Р1-8 и др.
Выпускаемые промышленностью резисторы одного и того же номинала имеют разброс сопротивлений. Значение возможного разброса определяется точностью резистора. Выпускают резисторы с точностью 20 %, 10 %, 5 %, и т. д. вплоть до 0,01 %[1]. Номиналы резисторов не произвольны: их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E12 или E24 (для резисторов с точностью до 5 %), для более точных резисторов используются более точные ряды (например E48).
Резисторы, выпускаемые промышленностью характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0,125Вт 0,25Вт 0,5Вт 1Вт 2Вт 4Вт?) (Согласно ГОСТ 24013-80 и ГОСТ 10318-80 советской радиотехнической промышленностью выпускались резисторы следующих номиналов мощностей, в Ваттах, Вт.: 0.01, 0.025, 0.05, 0.062, 0.125, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 500)
Существуют так же и переменные резисторы, обладающие способностью изменять своё сопротивление. Их применяют для изменения тока, напряжения и др. (например: изменение громкости и тембра). Чаще всего на принципиальной схеме отображаются так:
Обозначение резисторов на схемах
В России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответствии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующими образом:
| Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт |
| Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт |
| Цветная кодировка резисторов | |||||
| Цвет | как число | как десятичный множитель | как точность в % | как ТКС в ppm/°C | как % отказов |
| серебристый | — | 1·10-2 = «0,01» | — | — | |
| золотой | — | 1·10-1 = «0,1» | — | — | |
| чёрный | 1·100 = 1 | — | — | — | |
| коричневый | 1·101 = «10» | 1% | |||
| красный | 1·102 = «100» | 0,1% | |||
| оранжевый | 1·103 = «1000» | — | 0,01% | ||
| жёлтый | 1·104 = «10 000» | — | 0,001% | ||
| зелёный | 1·105 = «100 000» | 0,5 | — | — | |
| синий | 1·106 = «1 000 000» | 0,25 | — | ||
| фиолетовый | 1·107 = «10 000 000» | 0,1 | — | ||
| серый | 1·108 = «100 000 000» | — | — | — | |
| белый | 1·109 = «1 000 000 000» | — | — | ||
| отсутствует | — | — | 20 % | — | — |