Резистор

Резистор

Массив резисторов с осевыми выводами
Тип	Пассивный
Working principleПринцип работы	Электрическое сопротивление
Электронный символ
Схематические обозначения IEEE

Различные типы резисторов разных форм и размеров.

Резистор — это пассивный двухконтактный электрический компонент , который реализует электрическое сопротивление как элемент схемы. для уменьшения тока, регулировки уровней сигнала, разделения напряжения , смещения активных элементов и завершения линий передачи В электронных схемах резисторы используются , среди прочего, . Резисторы высокой мощности, которые могут рассеивать многие ватты электроэнергии в виде тепла, могут использоваться в составе средств управления двигателем, в системах распределения электроэнергии или в качестве испытательной нагрузки для генераторов .Постоянные резисторы имеют сопротивления, которые незначительно изменяются в зависимости от температуры, времени или рабочего напряжения. Переменные резисторы можно использовать для регулировки элементов схемы (например, регулятора громкости или диммера лампы) или в качестве датчиков тепла, света, влажности, силы или химической активности.

Резисторы являются обычными элементами электрических сетей и электронных схем и повсеместно используются в электронном оборудовании . Практические резисторы как дискретные компоненты могут состоять из различных соединений и форм. Резисторы также реализуются в интегральных схемах .

Электрическая функция резистора определяется его сопротивлением: обычные коммерческие резисторы производятся в диапазоне более девяти порядков величины . Номинальное значение сопротивления находится в пределах производственного допуска , указанного на компоненте.

Электронные символы и обозначения

Основные статьи: Электронный символ и код РКМ.

Два типичных символа схематических представлений следующие:

• 
  Стиль ANSI : (a) резистор, (b) реостат (переменный резистор) и (c) потенциометр.
• 
  IEC Символ резистора

Обозначения для указания значения резистора на принципиальной схеме различаются.

Одной из распространенных схем является код RKM, соответствующий IEC 60062 . Вместо использования десятичного разделителя в этом обозначении используется буква, слабо связанная с префиксами SI, соответствующими сопротивлению детали. Например, 8K2 детали в качестве кода маркировки на принципиальной схеме или в спецификации (BOM) указывает на значение резистора 8,2 кОм. Дополнительные нули подразумевают более жесткий допуск, например 15M0 для трех значащих цифр. Когда значение может быть выражено без префикса (то есть множителя 1), вместо десятичного разделителя используется буква «R». Например, 1R2 означает 1,2 Ом, а 18R — 18 Ом.

Теория работы

Гидравлическая аналогия сравнивает электрический ток, текущий по цепям, с водой, текущей по трубам. Когда труба (слева) засорена волосами (справа), для достижения того же потока воды требуется большее давление. Проталкивание электрического тока через большое сопротивление похоже на проталкивание воды через трубу, забитую волосами: ) требуется больший толчок ( напряжение для создания того же потока ( электрического тока ) .

Закон Ома

Основная статья: Закон Ома

Поведение идеального резистора описывается законом Ома :

$$V=I\cdot R.$$

Закон Ома гласит, что напряжение ( $V$) на резисторе пропорциональна току ( $I$), проходящего через него, где константой пропорциональности является сопротивление ( $R$). Например, если к клеммам 12-вольтовой батареи подключить резистор сопротивлением 300 Ом , то через этот резистор течет ток силой 12/300 = 0,04 ампера .

Ом Ω (обозначение: ) — в системе СИ единица электрического сопротивления , названная в честь Георга Симона Ома . Ом эквивалентен вольту на ампер . Поскольку резисторы специфицируются и производятся в очень широком диапазоне номиналов, производные единицы миллиомы (1 мОм = 10 ⁻³ Ом), килоом (1 кОм = 10 ³ Ом) и мегаом (1 МОм = 10 ⁶ Ω) также широко используются.

Последовательные и параллельные резисторы

Основная статья: Последовательные и параллельные схемы

Суммарное сопротивление резисторов, соединенных последовательно, представляет собой сумму значений их отдельных сопротивлений.

$$R_{\mathrm {eq} }=\sum _{i=1}^{n}R_{i}=R_{1}+R_{2}+\cdots +R_{n}.$$

Общее сопротивление резисторов, соединенных параллельно, является обратной сумме обратных величин отдельных резисторов.

$$R_{\mathrm {eq} }=\left(\sum _{i=1}^{n}{\frac {1}{R_{i}}}\right)^{-1}=\left({1 \over R_{1}}+{1 \over R_{2}}+{1 \over R_{3}}+\dots +{1 \over R_{n}}\right)^{-1}$$

Например, резистор сопротивлением 10 Ом, подключенный параллельно с резистором 5 Ом и резистором 15 Ом, дает 1/1/10 Ом + 1/5 + 1/15 сопротивления, или 30/11 = 2,727 Ом .

Сеть резисторов, представляющая собой комбинацию параллельных и последовательных соединений, может быть разбита на более мелкие части, которые являются либо одним, либо другим. Некоторые сложные сети резисторов невозможно решить таким способом, что требует более сложного анализа схемы. Как правило, преобразование Y-Δ или матричные методы . для решения таких задач можно использовать

Рассеяние мощности

Продолжительность: 15 секунд. 0:15 Доступны субтитры. СС

Нагрев резистора, вызванный электрическим током, зафиксированным тепловизионной камерой.

В любой момент мощность P (Вт), потребляемая резистором сопротивления R (Ом), рассчитывается как:

$$P=IV=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}}$$

где V (вольты) — напряжение на резисторе, а I (амперы) — ток, текущий через него. Используя закон Ома , можно вывести две другие формы. Эта мощность преобразуется в тепло, которое должно быть рассеяно корпусом резистора, прежде чем его температура чрезмерно повысится.

Резисторы оцениваются в соответствии с их максимальной рассеиваемой мощностью. Дискретные резисторы в твердотельных электронных системах обычно имеют номиналы 1 ⁄ 10 , 1 ⁄ 8 , или 1/4 ​ Вт . Обычно они потребляют гораздо меньше ватта электроэнергии и не требуют особого внимания к своей номинальной мощности.

Мощный резистор в алюминиевом корпусе, рассчитанный на рассеивание 50 Вт при установке на радиатор.

Силовые резисторы необходимы для рассеивания значительного количества мощности и обычно используются в источниках питания, схемах преобразования мощности и усилителях мощности; это обозначение широко применяется к резисторам с номинальной мощностью 1 Вт или выше. Силовые резисторы физически больше и могут не использовать предпочтительные номиналы, цветовые коды и внешние корпуса, описанные ниже.

Если средняя мощность, рассеиваемая резистором, превышает его номинальную мощность, может произойти повреждение резистора, что приведет к необратимому изменению его сопротивления; это отличается от обратимого изменения сопротивления из-за его температурного коэффициента при нагревании. Чрезмерное рассеивание мощности может повысить температуру резистора до такой степени, что это может привести к ожогу печатной платы или соседних компонентов или даже вызвать пожар. Существуют взрывозащищенные резисторы, которые не создают пламени при любой перегрузке любой продолжительности.

Резисторы могут быть рассчитаны на более высокую номинальную рассеиваемую мощность, чем это наблюдается при эксплуатации, с учетом плохой циркуляции воздуха, большой высоты или высокой рабочей температуры .

Все резисторы имеют максимальное номинальное напряжение; это может ограничить рассеиваемую мощность при более высоких значениях сопротивления. Например, среди Резисторы мощностью 1 ⁄ Вт (очень распространенный вид резисторов с выводами ), один из которых указан с сопротивлением 100 МОм. и максимальное номинальное напряжение 750 В. Однако даже постоянное размещение 750 В на резисторе сопротивлением 100 МОм приведет только к рассеиваемой мощности менее 6 мВт, что делает номинальное значение Номинал 1 ⁄ Вт бессмысленен.

Резистор силовой ВЗР 1,5 кОм 12 Вт, 1963 года выпуска, СССР.

Неидеальные свойства

Практические резисторы имеют последовательную индуктивность и небольшую параллельную емкость ; эти характеристики могут быть важны в высокочастотных приложениях. В малошумящем усилителе или предварительном усилителе шумовые характеристики резистора могут быть проблемой.

В некоторых прецизионных приложениях температурный коэффициент сопротивления также может иметь значение.

Нежелательная индуктивность, избыточный шум и температурный коэффициент в основном зависят от технологии, использованной при изготовлении резистора. Обычно они не указываются индивидуально для конкретного семейства резисторов, изготовленных по определенной технологии. Семейство дискретных резисторов также можно охарактеризовать по его форм-фактору, то есть размеру устройства и положению его выводов (или клемм). Это актуально при практическом производстве схем, в которых они могут использоваться.

Практические резисторы также имеют максимальную номинальную мощность , которая должна превышать ожидаемую рассеиваемую мощность этого резистора в конкретной цепи: это в основном вызывает беспокойство в приложениях силовой электроники.Резисторы с более высокими номинальными мощностями физически больше и могут потребовать радиаторов . В высоковольтной цепи иногда необходимо обращать внимание на номинальное максимальное рабочее напряжение резистора. Хотя для данного резистора не существует минимального рабочего напряжения, неучет максимального номинала резистора может привести к его возгоранию при прохождении через него тока.

Постоянные резисторы

Основная статья: Список резисторов

Одиночный линейный блок резисторов (SIL) с 8 отдельными резисторами по 47 Ом. Этот пакет также известен как SIP-9. Один конец каждого резистора подключен к отдельному контакту, а все остальные концы соединены вместе с оставшимся (общим) контактом – контактом 1, на конце, обозначенном белой точкой.

Ведущие договоренности

Осевые резисторы с проволочными выводами для монтажа в сквозном отверстии.

Компоненты со сквозными отверстиями обычно имеют «выводы» (произносится / l iː d z / ), выходящие из корпуса «в осевом направлении», то есть на линии, параллельной самой длинной оси детали. У других электроды отходят от тела «радиально». Другие компоненты могут быть SMT (технология поверхностного монтажа), а у мощных резисторов один из выводов может быть встроен в радиатор .

Углеродный состав

Резисторы старого образца типа «собачья кость» с цветовой маркировкой «корпус, наконечник, точка».

Три резистора из углеродного состава в ламповом радиоприемнике 1960-х годов.

Резисторы из углеродного состава (CCR) состоят из твердого цилиндрического резистивного элемента со встроенными проволочными выводами или металлическими торцевыми крышками, к которым прикреплены выводы. Корпус резистора защищен краской или пластиком. Резисторы из углеродного состава начала 20-го века имели неизолированный корпус; подводящие провода наматывались на концы стержня резистивного элемента и припаивались. Готовый резистор покрасили для цветовой маркировки его номинала.

Резистивный элемент в резисторах из углеродного состава изготавливается из смеси мелкодисперсного углерода и изоляционного материала, обычно керамики. Смола скрепляет смесь. Сопротивление определяется соотношением материала наполнителя (порошковой керамики) и углерода. Более высокие концентрации углерода, который является хорошим проводником, приводят к снижению сопротивления. Резисторы из углеродного состава широко использовались в 1960-х годах и раньше, но сейчас они не популярны для общего использования, поскольку другие типы имеют лучшие характеристики, такие как допуск, зависимость от напряжения и нагрузка. Резисторы из углеродного состава меняют значение при воздействии перенапряжения. Более того, если внутреннее содержание влаги, например, в результате воздействия в течение некоторого времени во влажной среде, является значительным, тепло пайки приводит к необратимому изменению значения сопротивления. Резисторы из углеродного состава имеют плохую стабильность во времени и, следовательно, отсортированы на заводе с допуском в лучшем случае только 5%. Эти резисторы являются неиндуктивными, что обеспечивает преимущества при использовании в приложениях снижения импульсов напряжения и защиты от перенапряжений. Резисторы из углеродного состава имеют более высокую способность выдерживать перегрузку по сравнению с размером компонента.

Резисторы из углеродного состава все еще доступны, но относительно дороги. Значения варьировались от долей Ома до 22 МОм. Из-за своей высокой цены эти резисторы больше не используются в большинстве приложений. Однако они используются в источниках питания и средствах управления сваркой. Они также востребованы при ремонте старинной электронной техники, где подлинность является важным фактором.

Углеродная куча

Углеродный резистор состоит из стопки углеродных дисков, сжатых между двумя металлическими контактными пластинами. Регулировка давления зажима изменяет сопротивление между пластинами. Эти резисторы используются, когда требуется регулируемая нагрузка, например, при тестировании автомобильных аккумуляторов или радиопередатчиков. Угольный резистор также можно использовать в качестве регулятора скорости небольших двигателей бытовой техники (швейных машин, ручных миксеров) мощностью до нескольких сотен Вт. Резистор с угольной кучей может быть включен в автоматические регуляторы напряжения для генераторов, где углеродная свая контролирует ток возбуждения для поддержания относительно постоянного напряжения. Этот принцип также применяется в угольном микрофоне .

Карбоновая пленка

Углеродный пленочный резистор с открытой углеродной спиралью (Tesla TR-212 1 кОм)

При производстве углеродных пленочных резисторов углеродная пленка наносится на изолирующую подложку, и спираль в ней разрезается , чтобы создать длинный и узкий резистивный путь. Различная форма в сочетании с сопротивлением удельным аморфного углерода (от 500 до 800 мкОм · м) может обеспечить широкий диапазон значений сопротивления. Углеродные пленочные резисторы имеют более низкий уровень шума по сравнению с резисторами из углеродного состава благодаря точному распределению чистого графита без примесей. Углеродные пленочные резисторы имеют диапазон номинальной мощности от 0,125 Вт до 5 Вт при 70 °C. Доступные сопротивления варьируются от 1 Ом до 10 МОм. Углеродный пленочный резистор имеет диапазон рабочих температур от -55 °C до 155 °C. Максимальный диапазон рабочего напряжения составляет от 200 до 600 В. Специальные резисторы из углеродной пленки используются в приложениях, требующих высокой импульсной стабильности.

Печатные угольные резисторы

Углеродные резисторы (черные прямоугольники), напечатанные непосредственно на площадках SMD на печатной плате Psion Organizer II 1989 года.

Резисторы из углеродного состава можно печатать непосредственно на подложках печатных плат (PCB) в рамках процесса производства печатных плат. Хотя этот метод более распространен в модулях гибридных печатных плат, его также можно использовать и на стандартных печатных платах из стекловолокна. Допуски обычно довольно велики и могут составлять порядка 30%. Типичным применением являются некритические подтягивающие резисторы .

Толстая и тонкая пленка

Сеть прецизионных тонкопленочных резисторов с лазерной обрезкой от Fluke, используемая в мультиметре Keithley DMM7510. Керамическая основа со стеклянной герметичной крышкой.

Толстопленочные резисторы стали популярными в 1970-х годах, и сегодня большинство резисторов SMD (устройств поверхностного монтажа) относятся к этому типу. Резистивный элемент толстых пленок в 1000 раз толще, чем тонких пленок. но принципиальная разница в том, как пленка наносится на цилиндр (осевые резисторы) или на поверхность (резисторы SMD).

Тонкопленочные резисторы изготавливаются путем напыления (метод вакуумного осаждения ) резистивного материала на изолирующую подложку. Затем пленку травят аналогично старому (субтрактивному) процессу изготовления печатных плат; то есть поверхность покрывается фоточувствительным материалом , покрывается узорчатой ​​пленкой, облучается ультрафиолетовым светом, а затем проявляется открытое светочувствительное покрытие, а подлежащая тонкая пленка вытравливается.

Толстопленочные резисторы производятся с использованием процессов трафаретной и трафаретной печати.

Поскольку время, в течение которого осуществляется напыление, можно контролировать, можно точно контролировать толщину тонкой пленки. Тип материала также различается: он состоит из одного или нескольких керамических ( керметных ) проводников, таких как нитрид тантала (TaN), оксид рутения ( RuO
₂ ), оксид свинца (PbO), рутенат висмута ( Bi
₂ Ру
₂2О
₇ ), никель-хром (NiCr) или иридат висмута ( Bi
₂ ИК
₂2О
₇ ).

Сопротивление как тонкопленочных, так и толстопленочных резисторов после изготовления не является очень точным; их обычно подрезают до точной величины с помощью абразивной или лазерной обрезки . Тонкопленочные резисторы обычно имеют допуски 1% и 5% и температурный коэффициент от 5 до 50 ppm/K . Они также имеют гораздо меньший уровень шума , в 10–100 раз меньше, чем толстопленочные резисторы. В толстопленочных резисторах может использоваться та же проводящая керамика, но она смешана со спеченным (порошковым) стеклом и жидкостью-носителем, чтобы на композит можно было наносить трафаретную печать . Этот композит из стекла и проводящего керамического (кермета) материала затем плавится (обжигается) в печи при температуре около 850 °C.

При первом производстве толстопленочные резисторы имели допуск 5%, но за последние несколько десятилетий стандартные допуски улучшились до 2% или 1%. Температурные коэффициенты толстопленочных резисторов обычно составляют ± 200 или ± 250 ppm/K; изменение температуры на 40 кельвинов (70 °F) может изменить сопротивление на 1%.

Тонкопленочные резисторы обычно намного дороже толстопленочных резисторов. Например, тонкопленочные резисторы SMD с допуском 0,5% и температурным коэффициентом 25 ppm/K при покупке в полноразмерных катушках стоят примерно в два раза дороже толстопленочных резисторов 1% и 250 ppm/K.

Металлическая пленка

Распространенным типом резисторов с осевыми выводами сегодня является металлопленочный резистор. В резисторах с металлическими электродами без выводов ( MELF ) часто используется та же технология.

Металлопленочные резисторы обычно покрываются никель-хромовым (NiCr), но для тонкопленочных резисторов могут быть покрыты любым из керметных материалов, перечисленных выше. В отличие от тонкопленочных резисторов, материал можно наносить с использованием других методов, кроме напыления (хотя это один из используемых методов). Значение сопротивления определяется путем прорезания спирали через покрытие, а не путем травления, аналогично тому, как изготавливаются углеродные резисторы. Результатом является разумный допуск (0,5%, 1% или 2%) и температурный коэффициент, который обычно составляет от 50 до 100 ppm/K. Металлопленочные резисторы обладают хорошими шумовыми характеристиками и низкой нелинейностью за счет низкого коэффициента напряжения. Они также выгодны из-за долгосрочной стабильности.

Металлооксидная пленка

Металлооксидные пленочные резисторы изготовлены из оксидов металлов, что приводит к более высокой рабочей температуре, большей стабильности и надежности, чем металлопленочные. Они используются в приложениях с высокими требованиями к выносливости.

Проволочная намотка

Мощные проволочные резисторы, используемые для динамического торможения электрического железнодорожного вагона. Такие резисторы могут рассеивать много киловатт в течение длительного периода времени.

Типы обмоток в проволочных резисторах:

1. общий
2. бифис
3. обычное дело на тонком бывшем
4. Айртон–Перри

Проволочные резисторы обычно изготавливаются путем намотки металлической проволоки, обычно нихрома , на керамический, пластиковый или стекловолоконный сердечник. Концы проволоки припаиваются или привариваются к двум колпачкам или кольцам, прикрепленным к концам жилы. Сборка защищена слоем краски, формованного пластика или эмалевого покрытия, запеченного при высокой температуре. Эти резисторы рассчитаны на выдерживание необычно высоких температур до 450 °C. Проволочные выводы в проволочных резисторах малой мощности обычно имеют диаметр от 0,6 до 0,8 мм и луженые для удобства пайки. Для резисторов с проволочной обмоткой большей мощности используется либо керамический внешний корпус, либо алюминиевый внешний корпус поверх изолирующего слоя. Если внешний корпус выполнен из керамики, такие резисторы иногда называют «цементными» резисторами, хотя на самом деле они не содержат традиционного цемента . Типы с алюминиевым корпусом предназначены для крепления к радиатору для рассеивания тепла; номинальная мощность зависит от использования подходящего радиатора, например, резистор номинальной мощности 50 Вт перегревается при незначительной рассеиваемой мощности, если он не используется с радиатором. Большие проволочные резисторы могут иметь мощность 1000 Вт и более.

Поскольку проволочные резисторы представляют собой катушки, они имеют большую нежелательную индуктивность , чем резисторы других типов. Однако намотка провода секциями с поочередно обратным направлением может минимизировать индуктивность. В других методах используется бифилярная намотка или плоский тонкий каркас (для уменьшения площади поперечного сечения катушки). Для наиболее требовательных схем резисторы с обмоткой Айртона-Перри используются .

Применение проволочных резисторов аналогично применению композиционных резисторов, за исключением высокочастотных применений. Высокочастотная характеристика проволочных резисторов существенно хуже, чем у композиционного резистора.

Резистор из металлической фольги

Резистор из металлической фольги

В 1960 году Феликс Зандман и Сидни Дж. Стейн. представил разработку резисторной пленки очень высокой стабильности.

Основным резистивным элементом фольгового резистора является фольга из хромоникелевого сплава толщиной несколько микрометров . Хромоникелевые сплавы характеризуются большим электрическим сопротивлением (около 58 раз больше, чем у меди), малым температурным коэффициентом и высокой стойкостью к окислению. Примерами являются хромель А и нихром V, типичный состав которых составляет 80 Ni и 20 Cr, с температурой плавления 1420 °C. При добавлении железа хромоникелевый сплав становится более пластичным. Нихром и хромель C являются примерами сплава, содержащего железо. Типичный для нихрома состав: 60 Ni, 12 Cr, 26 Fe, 2 Mn и хромель C, 64 Ni, 11 Cr, Fe 25. Температура плавления этих сплавов 1350 °С и 1390 °С соответственно.

С момента своего появления в 1960-х годах фольговые резисторы имели лучшую точность и стабильность среди всех доступных резисторов. Одним из важных параметров стабильности является температурный коэффициент сопротивления (TCR). TCR фольговых резисторов чрезвычайно низок и с годами улучшался. Одна линейка сверхточных фольговых резисторов обеспечивает TCR 0,14 ppm/°C, допуск ±0,005%, долговременную стабильность (1 год) 25 ppm, (3 года) 50 ppm (дополнительное улучшение в 5 раз за счет герметизации) , стабильность под нагрузкой (2000 часов) 0,03%, термоЭДС 0,1 мкВ/°С, шум −42 дБ, коэффициент напряжения 0,1 ppm/В, индуктивность 0,08 мкГн, емкость 0,5 пФ.

Термическая стабильность резистора этого типа также связана с противоположным эффектом электрического сопротивления металла, увеличивающегося с температурой и уменьшающегося из-за теплового расширения, что приводит к увеличению толщины фольги, другие размеры которой ограничены керамической подложкой. .

Амперметр шунты

— Шунт амперметра это особый тип токоизмерительного резистора, имеющий четыре вывода и номинал в миллиомах или даже микроомах. Приборы для измерения тока сами по себе обычно могут воспринимать только ограниченные токи. Для измерения больших токов ток проходит через шунт, на котором измеряется падение напряжения и интерпретируется как ток. Типичный шунт состоит из двух цельных металлических блоков, иногда латунных, установленных на изолирующем основании. Между блоками припаяна или припаяна к ним одна или несколько полосок из сплава с низким температурным коэффициентом сопротивления (TCR) манганинового . Большие болты, ввинченные в блоки, обеспечивают подключение тока, а винты гораздо меньшего размера обеспечивают подключение вольтметра. Шунты рассчитаны на полный ток и часто имеют падение напряжения 50 мВ при номинальном токе. Такие счетчики адаптируются к номинальному полному току шунта путем использования циферблата с соответствующей маркировкой; в другие части счетчика вносить изменения не требуется.

Сеточный резистор

В промышленных сильноточных приложениях, работающих в тяжелых условиях, сеточный резистор представляет собой большую решетку из штампованных полос металлического сплава, охлаждаемых конвекцией, соединенных рядами между двумя электродами. Такие резисторы промышленного класса могут быть размером с холодильник; некоторые конструкции могут выдерживать ток более 500 ампер с диапазоном сопротивлений менее 0,04 Ом. Они используются в таких приложениях, как динамическое торможение и распределение нагрузки для локомотивов и трамваев, нейтральное заземление для промышленного распределения переменного тока, управление нагрузками для кранов и тяжелого оборудования, нагрузочные испытания генераторов и фильтрация гармоник для электрических подстанций.

Термин «сеточный резистор» иногда используется для описания резистора любого типа, подключенного к управляющей сетке лампы вакуумной . Это не резисторная технология; это топология электронной схемы.

Особые сорта

• металлокерамика
• Фенольный
• Тантал
• Водяной резистор

Переменные резисторы

Основная статья: Список резисторов

Регулируемые резисторы

Резистор может иметь одну или несколько фиксированных точек отвода, поэтому сопротивление можно изменять, перемещая соединительные провода к различным клеммам. Некоторые мощные резисторы с проволочной обмоткой имеют точку отвода, которая может скользить вдоль резистивного элемента, позволяя использовать большую или меньшую часть сопротивления.

Если требуется плавная регулировка величины сопротивления в процессе работы оборудования, отвод сопротивления скольжения может быть подсоединен к ручке, доступной оператору. Такое устройство называется реостатом и имеет два вывода.

Потенциометры

Потенциометр с вырезанным корпусом, показывающие детали: ( A ) вал, ( B ) стационарный резистивный элемент из углеродного состава, ( C ) грязесъемник из фосфористой бронзы, ( D ) вал, прикрепленный к грязесъемнику, ( E, G ) клеммы, соединенные с концами резистивного элемента , ( F ) клемма, подключенная к стеклоочистителю.

Потенциометр потенциометр (в просторечии, . ) представляет собой трехполюсный резистор с плавно регулируемой точкой отвода, управляемой вращением вала или ручки или линейным ползунком Название потенциометра происходит от его функции регулируемого делителя напряжения , обеспечивающего переменный потенциал на клемме, подключенной к точке ответвления. Регулировка громкости в аудиоустройстве — это распространенное применение потенциометра. Типичный потенциометр малой мощности (см. рисунок) состоит из плоского резистивного элемента (В) из углеродного состава, металлической пленки или проводящего пластика с пружинистым из фосфористой бронзы грязесъемным контактом (С), который перемещается по поверхности. Альтернативная конструкция представляет собой резистивную проволоку, намотанную на форму, при этом грязесъемник скользит в осевом направлении вдоль катушки. Они имеют более низкое разрешение, поскольку при движении дворника сопротивление меняется ступенями, равными сопротивлению одного оборота.

Многооборотные потенциометры высокого разрешения используются в прецизионных приложениях. Они имеют проволочные резистивные элементы, обычно намотанные на спиральную оправку, при этом грязесъемник движется по винтовой направляющей при повороте органа управления, обеспечивая постоянный контакт с проволокой. Некоторые из них имеют на проводе токопроводящее пластиковое покрытие для улучшения разрешения. Обычно они предлагают десять оборотов вала для покрытия всего диапазона. Обычно они оснащены циферблатами, которые включают в себя простой счетчик оборотов и градуированный циферблат и обычно могут достигать трехзначного разрешения. Электронно-аналоговые компьютеры в большом количестве использовали их для установки коэффициентов, а осциллографы с замедленной разверткой последних десятилетий включали один на свои панели.

• 
  Типичный потенциометр для монтажа на панели
• 
  Ассортимент небольших сквозных потенциометров, предназначенных для монтажа на печатных платах .

Коробки десятилетия сопротивления

Основная статья: Коробка десятилетия

Коробка десятилетия сопротивления

Блок декады сопротивлений или блок замены резисторов представляет собой блок, содержащий резисторы многих номиналов, с одним или несколькими механическими переключателями, которые позволяют набирать любое из различных дискретных сопротивлений, предлагаемых блоком. Обычно сопротивление определяется с высокой точностью, в пределах от лабораторной/калибровочной точности 20 частей на миллион до полевой точности 1%. Также доступны недорогие коробки с меньшей точностью. Все типы предлагают удобный способ выбора и быстрого изменения сопротивления в лабораторных, экспериментальных и опытно-конструкторских работах без необходимости подсоединения резисторов один за другим или даже хранения каждого номинала. Диапазон сопротивления, максимальное разрешение и точность характеризуют коробку. Например, одна коробка предлагает сопротивления от 0 до 100 МОм, максимальное разрешение 0,1 Ом, точность 0,1%.

Специальные устройства

Существуют различные устройства, сопротивление которых меняется на различные величины. Сопротивление термисторов NTC имеет сильный отрицательный температурный коэффициент, что делает их полезными для измерения температуры. Поскольку их сопротивление может быть большим до тех пор, пока они не нагреются из-за прохождения тока, они также обычно используются для предотвращения чрезмерных скачков тока при включении оборудования. Точно так же сопротивление гумистора меняется в зависимости от влажности. Один из видов фотодетекторов, фоторезистор , имеет сопротивление, которое меняется в зависимости от освещенности.

Тензодатчик . , изобретенный Эдвардом Э. Симмонсом и Артуром К. Руге в 1938 году, представляет собой тип резистора, значение которого меняется в зависимости от приложенного напряжения Можно использовать один резистор, пару (полумост) или четыре резистора, соединенных по схеме моста Уитстона . Тензорезистор прикрепляется клеем к объекту, подвергающемуся механической нагрузке . С помощью тензодатчика, фильтра, усилителя и аналого-цифрового преобразователя можно измерить деформацию объекта.

В родственном, но более позднем изобретении используется квантовый туннельный композит для определения механического напряжения. По нему проходит ток, величина которого может меняться в 10 раз. ¹² в ответ на изменения приложенного давления.

Измерение

Значение резистора можно измерить с помощью омметра , который может выполнять функцию мультиметра . Обычно щупы на концах измерительных проводов подключаются к резистору. Простой омметр может подать напряжение от батареи на неизвестный резистор (с внутренним резистором известного номинала, включенным последовательно), создавая ток, который приводит в движение счетчик . Ток, в соответствии с законом Ома , обратно пропорционален сумме внутреннего сопротивления и тестируемого резистора, в результате чего шкала аналогового измерителя является очень нелинейной и откалибрована от бесконечности до 0 Ом. Вместо этого цифровой мультиметр, использующий активную электронику, может пропускать определенный ток через испытательное сопротивление. Напряжение, создаваемое на испытательном сопротивлении, в этом случае линейно пропорционально его сопротивлению, которое измеряется и отображается. В любом случае диапазоны низкого сопротивления измерителя пропускают гораздо больший ток через измерительные провода, чем диапазоны высокого сопротивления. Это позволяет поддерживать напряжение на разумном уровне (обычно ниже 10 В), но при этом его можно измерить.

Для измерения резисторов малого номинала, таких как резисторы с дробным сопротивлением, с приемлемой точностью требуются четырехклеммные соединения . Одна пара клемм подает на резистор известный калиброванный ток, а другая пара измеряет падение напряжения на резисторе. Некоторые омметры, миллиомметры и даже некоторые из лучших цифровых мультиметров лабораторного качества используют для этой цели четыре входные клеммы, которые можно использовать со специальными измерительными проводами, называемыми зажимами Кельвина . Каждый из двух зажимов имеет пару изолированных друг от друга зажимов. Одна сторона каждого зажима подает измерительный ток, а другие соединения предназначены только для измерения падения напряжения. Сопротивление снова рассчитывается по закону Ома как измеренное напряжение, деленное на приложенный ток.

Стандарты

Производственные резисторы

Характеристики резисторов оцениваются количественно и сообщаются с использованием различных национальных стандартов. В США MIL-STD-202. содержит соответствующие методы испытаний, на которые ссылаются другие стандарты.

Существуют различные стандарты, определяющие свойства резисторов для использования в оборудовании:

• IEC 60062 (IEC 62) / DIN 40825 / BS 1852 / IS 8186 / JIS C 5062 и т. д. ( цветовой код резистора , код RKM , код даты)
• EIA RS-279 / DIN 41429 (цветовой код резистора)
• IEC 60063 (IEC 63) / JIS C 5063 (стандартные значения серии E)
• МИЛ-ПРФ-26
• MIL-PRF-39007 (Фиксированная мощность, проверенная надежность)
• MIL-PRF-55342 (толстая и тонкая пленка для поверхностного монтажа)
• МИЛ-ПРФ-914
• MIL-R-11 отменен Стандарт
• MIL-R-39017 (фиксированный, общего назначения, установленная надежность)
• MIL-PRF-32159 (перемычки с нулевым сопротивлением)
• UL 1412 (резисторы с предохранителями и ограничением температуры)

Существуют и другие стандарты MIL-R для военных закупок США.

Стандарты сопротивления

Основной стандарт сопротивления, «ртутный ом», был первоначально определен в 1884 году как ртутный столбик длиной 106,3 см и 1 квадратный миллиметр поперечным сечением при температуре 0 градусов Цельсия . Трудности в точном измерении физических констант для воспроизведения этого стандарта приводят к отклонениям до 30 частей на миллион. С 1900 года ртутный ом был заменен прецизионно обработанной пластиной из манганина . С 1990 года международный стандарт сопротивления основан на квантовом эффекте Холла, открытом Клаусом фон Клитцингом , за который он получил Нобелевскую премию по физике в 1985 году.

Резисторы чрезвычайно высокой точности производятся для калибровки и лабораторного использования. Они могут иметь четыре клеммы: одна пара используется для передачи рабочего тока, а другая пара — для измерения падения напряжения; это устраняет ошибки, вызванные падением напряжения на сопротивлениях выводов, поскольку заряд не протекает через выводы измерения напряжения. Это важно для резисторов небольшого номинала (100–0,0001 Ом), где сопротивление выводов значительно или даже сопоставимо по сравнению со стандартным значением сопротивления.

Маркировка резисторов

Основная статья: Электронный цветовой код

на колесной базе RMA Руководство по цветовому коду резисторов . Примерно 1945–1950 гг.

Корпуса осевых резисторов обычно имеют коричневый, коричневый, синий или зеленый цвет (хотя иногда встречаются и другие цвета, например темно-красный или темно-серый), и имеют от трех до шести цветных полос, обозначающих сопротивление (и допуск на растяжение), и могут включать полосы для обозначения температурного коэффициента и класса надежности. В четырехполосных резисторах первые две полосы представляют собой первые две цифры сопротивления в Омах , третья представляет собой множитель , а четвертая — допуск (который, если его нет, обозначает ±20%). Для пяти- и шестиполосных резисторов третья полоса — третья цифра, четвертая — множитель и пятая — допуск; шестая полоса представляет температурный коэффициент. Номинальная мощность резистора обычно не указывается и определяется из его размера.

Резисторы для поверхностного монтажа имеют цифровую маркировку.

Резисторы начала 20-го века, по сути, неизолированные, были окунаны в краску, чтобы покрыть весь корпус для цветовой маркировки. Этот базовый цвет представлял собой первую цифру. На один конец элемента был нанесен второй цвет краски, обозначающий вторую цифру, а цветная точка (или полоса) в середине обозначала третью цифру. Правило было «тело, кончик, точка», предусматривающее две значащие цифры для значения и десятичный множитель в этой последовательности. Допуск по умолчанию составлял ±20%. Резисторы с более жестким допуском имели на другом конце серебряную (± 10%) или золотую (± 5%) краску.

Предпочтительные значения

См. Также: E-серия предпочтительных номеров.

Ранние резисторы изготавливались в более или менее произвольных круглых количествах; в серии может быть 100, 125, 150, 200, 300 и т. д. Ранние мощные проволочные резисторы, такие как коричневые резисторы со стекловидной эмалью, изготавливались с использованием системы предпочтительных номиналов, подобных некоторым из упомянутых здесь. Резисторы в том виде, в котором они изготовлены, имеют определенный процентный допуск , и имеет смысл производить значения, которые коррелируют с допуском, чтобы фактическое значение резистора слегка перекрывалось с его соседями. Более широкий интервал оставляет пробелы; более узкое расстояние увеличивает затраты на производство и складские запасы, необходимые для создания более или менее взаимозаменяемых резисторов.

Логическая схема состоит в том, чтобы производить резисторы в диапазоне значений, которые увеличиваются в геометрической прогрессии , так, чтобы каждое значение было больше, чем предыдущее, на фиксированный множитель или процент, выбранный в соответствии с допуском диапазона. Например, для допуска ±20% имеет смысл иметь каждый резистор примерно в 1,5 раза больше, чем его предшественник, охватывая десятилетие в 6 значениях. Точнее, используемый коэффициент равен 1,4678 ≈ $10^{1/6}$, давая значения 1,47, 2,15, 3,16, 4,64, 6,81, 10 для десятилетия 1–10 (десятилетие — это диапазон, увеличивающийся в 10 раз; другие примеры — 0,1–1 и 10–100); на практике они округляются до 1,5, 2,2, 3,3, 4,7, 6,8, 10; , 22, 33,... и предшествуют... 0,47, 0,68, 1. Эта схема была принята как серия E6 значений IEC за которыми следуют 15 60063 предпочтительных числовых . Существуют также серии E12 , E24 , E48 , E96 и E192 для компонентов с постепенно увеличивающимся разрешением с 12, 24, 48, 96 и 192 различными значениями в течение каждого десятилетия. Фактические используемые значения указаны в IEC списках предпочтительных номеров 60063.

Ожидается, что резистор сопротивлением 100 Ом ± 20% будет иметь значение от 80 до 120 Ом; его соседи E6 имеют сопротивление 68 (54–82) и 150 (120–180) Ом. Разумное расстояние: E6 используется для компонентов ±20%; E12 для ±10%; E24 для ±5%; E48 для ±2%, E96 для ±1%; E192 для ±0,5% или выше. Резисторы изготавливаются номиналами от нескольких миллиом до примерно гигаома в диапазонах IEC60063, соответствующих их допускам. Производители могут сортировать резисторы по классам допуска на основе измерений. Соответственно, набор резисторов сопротивлением 100 Ом с допуском ±10% может не лежать примерно в районе 100 Ом (но не более чем на 10%), как можно было бы ожидать (колокольчатая кривая), а скорее быть разделен на две группы: либо на 5–10 % слишком высоко, либо на 5 – 10 % слишком низко (но не ближе к 100 Ом), поскольку любые резисторы, которые, по измерениям завода, имеют погрешность менее 5 %, были бы маркированы и проданы как резисторы с отклонением только ± Допуск 5% или выше. При проектировании схемы это может стать соображением. Этот процесс сортировки деталей на основе измерений после производства известен как «группирование» и может применяться к другим компонентам, помимо резисторов (например, к классам скорости для процессоров).

SMT резисторы

На этом изображении показаны четыре резистора для поверхностного монтажа (компонент в левом верхнем углу — конденсатор ) , включая два резистора с нулевым сопротивлением . Вместо проводных соединений часто используются перемычки с нулевым сопротивлением, чтобы их можно было вставить с помощью машины для вставки резисторов. Их сопротивление незначительно.

На резисторах поверхностного монтажа больших размеров (метрические 1608 и выше) числовые значения напечатаны в коде, соответствующем коду, используемому на осевых резисторах. Резисторы со стандартным допуском для поверхностного монтажа (SMT) маркируются трехзначным кодом, в котором первые две цифры представляют собой первые две значащие цифры значения, а третья цифра представляет собой степень десяти (количество нулей). . Например:

• 334 = 33 × 10 ⁴ Ом = 330 кОм
• 222 = 22 × 10 ² Ом = 2,2 кОм
• 473 = 47 × 10 ³ Ом = 47 кОм
• 105 = 10 × 10 ⁵ Ом = 1 МОм

Сопротивления менее 100 Ом обозначаются: 100, 220, 470. Последний ноль представляет собой десять в нулевой степени, что равно 1. Например:

• 100 = 10 × 10 ⁰ Ом = 10 Ом
• 220 = 22 × 10 ⁰ Ом = 22 Ом

Иногда эти значения обозначаются цифрами 10 или 22, чтобы избежать ошибки.

Сопротивления менее 10 Ом имеют букву R, обозначающую положение десятичной точки ( точки системы счисления ). Например:

• 4R7 = 4,7 Ом
• R300 = 0,30 Ом
• 0R22 = 0,22 Ом
• 0R01 = 0,01 Ом

000 и 0000 иногда появляются как значения на каналах поверхностного монтажа с нулевым сопротивлением , поскольку они имеют (приблизительно) нулевое сопротивление.

Более поздние резисторы для поверхностного монтажа физически слишком малы, чтобы можно было наносить практическую маркировку.

Точная маркировка резисторов

Многие прецизионные резисторы, в том числе резисторы для поверхностного монтажа и с осевым выводом, маркируются четырехзначным кодом. Первые три цифры — значащие цифры, а четвертая — степень десяти. Например:

• 1001 = 100 × 10 ¹ Ом = 1,00 кОм
• 4992 = 499 × 10 ² Ом = 49,9 кОм
• 1000 = 100 × 10 ⁰ Ом = 100 Ом

Прецизионные резисторы с осевыми выводами часто используют цветные полосы для обозначения этого четырехзначного кода.

Маркировка EIA-96

Бывшая система маркировки EIA-96, которая теперь включена в IEC 60062:2016, представляет собой более компактную систему маркировки, предназначенную для физически небольших высокоточных резисторов. Он использует двухзначный код плюс букву (всего три буквенно-цифровых символа) для обозначения значений сопротивления 1% до трех значащих цифр. Две цифры (от «01» до «96») представляют собой код, который указывает одну из 96 «позиций» стандартной серии E96 с номиналами резисторов 1%. Заглавная буква — это код, обозначающий множитель степени десяти . Например, маркировка «01С» обозначает 10 кОм; «10С» соответствует 12,4 кОм; «96C» соответствует 97,6 кОм.

Код Ряд Письмо Цифры Е96 Да/С Х/Р А Б/Ч С Д И 01 1.00 1р00 10R0 100р 1К00 10К0 100 тыс. 1M00 02 1.02 1R02 10R2 102Р 1К02 10К2 102К 1M02 03 1.05 1R05 10R5 105р 1К05 10К5 105 тыс. 1M05 04 1.07 1R07 10Р7 107Р 1К07 10К7 107К 1М07 05 1.10 1R10 11R0 110р 1К10 11К0 110 тыс. 1М10 06 1.13 1Р13 11R3 113Р 1К13 11К3 113 тыс. 1М13 07 1.15 1R15 11R5 115р 1К15 11К5 115 тыс. 1М15 08 1.18 1Р18 11Р8 118Р 1К18 11К8 118 тыс. 1М18 09 1.21 1Р21 12Р1 121Р 1К21 12К1 121 тыс. 1М21 10 1.24 1Р24 12R4 124Р 1К24 12К4 124К 1М24 11 1.27 1Р27 12Р7 127Р 1К27 12К7 127 тыс. 1М27 12 1.30 1R30 13R0 130р 1К30 13К0 130 тыс. 1М30 13 1.33 1Р33 13Р3 133Р 1К33 13К3 133 тыс. 1М33 14 1.37 1Р37 13Р7 137Р 1К37 13К7 137 тыс. 1М37 15 1.40 1Р40 14R0 140р 1К40 14К0 140 тыс. 1М40 16 1.43 1Р43 14Р3 143Р 1К43 14К3 143 тыс. 1М43 17 1.47 1Р47 14R7 147Р 1К47 14К7 147 тыс. 1М47 18 1.50 1р50 15R0 150р 1К50 15К0 150 тыс. 1M50 19 1.54 1Р54 15R4 154Р 1К54 15К4 154К 1М54 20 1.58 1Р58 15Р8 158Р 1К58 15К8 158 тыс. 1М58 21 1.62 1Р62 16Р2 162Р 1К62 16К2 162К 1М62 22 1.65 1Р65 16Р5 165р. 1К65 16К5 165 тыс. 1М65 23 1.69 1Р69 16Р9 169р 1К69 16К9 169 тыс. 1М69 24 1.74 1Р74 17R4 174Р 1К74 17К4 174К 1М74 25 1.78 1Р78 17R8 178Р 1К78 17К8 178 тыс. 1М78 26 1.82 1Р82 18R2 182Р 1К82 18К2 182К 1М82 27 1.87 1Р87 18Р7 187Р 1К87 18К7 187 тыс. 1М87 28 1.91 1Р91 19R1 191Р 1К91 19К1 191К 1М91 29 1.96 1Р96 19R6 196р 1К96 19К6 196 тыс. 1М96 30 2.00 2R00 20R0 200р 2К00 20К0 200 тыс. 2M00 31 2.05 2R05 20Р5 205Р 2К05 20К5 205 тыс. 2М05 32 2.10 2Р10 21R0 210р 2К10 21К0 210 тыс. 2М10 33 2.15 2Р15 21Р5 215Р 2К15 21К5 215 тыс. 2М15 34 2.21 2Р21 22Р1 221Р 2К21 22К1 221 тыс. 2М21 35 2.26 2Р26 22Р6 226Р 2К26 22К6 226 тыс. 2М26 36 2.32 2Р32 23Р2 232Р 2К32 23К2 232К 2М32 37 2.37 2Р37 23Р7 237Р 2К37 23К7 237К 2М37 38 2.43 2Р43 24Р3 243Р 2К43 24К3 243 тыс. 2М43 39 2.49 2Р49 24R9 249р 2К49 24К9 249 тыс. 2М49 40 2.55 2Р55 25Р5 255р 2К55 25К5 255 тыс. 2М55 41 2.61 2Р61 26Р1 261Р 2К61 26К1 261 тыс. 2М61 42 2.67 2Р67 26Р7 267Р 2К67 26К7 267 тыс. 2М67 43 2.74 2Р74 27Р4 274Р 2К74 27К4 274К 2М74 44 2.80 2Р80 28R0 280р 2К80 28К0 280 тыс. 2М80 45 2.87 2Р87 28Р7 287р 2К87 28К7 287 тыс. 2М87 46 2.94 2Р94 29Р4 294Р 2К94 29К4 294К 2М94 47 3.01 3R01 30Р1 301Р 3К01 30К1 301К 3М01 48 3.09 3R09 30Р9 309Р 3К09 30К9 309К 3М09

Код Ряд Письмо Цифры Е96 Да/С Х/Р А Б/Ч С Д И 49 3.16 3Р16 31Р6 316Р 3К16 31К6 316 тыс. 3М16 50 3.24 3Р24 32Р4 324Р 3К24 32К4 324 тыс. 3М24 51 3.32 3Р32 33Р2 332Р 3К32 33К2 332 тыс. 3М32 52 3.40 3Р40 34R0 340р 3К40 34К0 340 тыс. 3М40 53 3.48 3Р48 34Р8 348Р 3К48 34К8 348 тыс. 3М48 54 3.57 3Р57 35Р7 357р 3К57 35К7 357 тыс. 3М57 55 3.65 3Р65 36Р5 365р 3К65 36К5 365 тыс. 3М65 56 3.74 3Р74 37Р4 374р 3К74 37К4 374 тыс. 3М74 57 3.83 3Р83 38Р3 383р 3К83 38К3 383 тыс. 3М83 58 3.92 3Р92 39Р2 392р 3К92 39К2 392К 3М92 59 4.02 4R02 40Р2 402Р 4К02 40К2 402К 4М02 60 4.12 4R12 41Р2 412Р 4К12 41К2 412 тыс. 4М12 61 4.22 4R22 42Р2 422р 4К22 42К2 422 тыс. 4М22 62 4.32 4Р32 43Р2 432Р 4К32 43К2 432 тыс. 4М32 63 4.42 4Р42 44Р2 442Р 4К42 44К2 442 тыс. 4М42 64 4.53 4Р53 45Р3 453р 4К53 45К3 453 тыс. 4М53 65 4.64 4Р64 46Р4 464р 4К64 46К4 464 тыс. 4М64 66 4.75 4Р75 47Р5 475р 4К75 47К5 475 тыс. 4М75 67 4.87 4Р87 48Р7 487р 4К87 48К7 487 тыс. 4М87 68 4.99 4R99 49R9 499р. 4К99 49К9 499 тыс. 4М99 69 5.11 5Р11 51Р1 511Р 5К11 51К1 511К 5М11 70 5.23 5Р23 52Р3 523Р 5К23 52К3 523 тыс. 5М23 71 5.36 5Р36 53Р6 536Р 5К36 53К6 536К 5М36 72 5.49 5Р49 54Р9 549р 5К49 54К9 549 тыс. 5М49 73 5.62 5Р62 56Р2 562р 5К62 56К2 562 тыс. 5М62 74 5.76 5Р76 57Р6 576Р 5К76 57К6 576К 5М76 75 5.90 5Р90 59R0 590р 5К90 59К0 590 тыс. 5М90 76 6.04 6Р04 60Р4 604Р 6К04 60К4 604К 6М04 77 6.19 6Р19 61Р9 619Р 6К19 61К9 619 тыс. 6М19 78 6.34 6Р34 63Р4 634Р 6К34 63К4 634К 6М34 79 6.49 6Р49 64Р9 649р 6К49 64К9 649 тыс. 6М49 80 6.65 6Р65 66Р5 665р 6К65 66К5 665 тыс. 6М65 81 6.81 6Р81 68Р1 681Р 6К81 68К1 681К 6М81 82 6.98 6Р98 69Р8 698р 6К98 69К8 698 тыс. 6М98 83 7.15 7Р15 71Р5 715Р 7К15 71К5 715 тыс. 7М15 84 7.32 7Р32 73Р2 732Р 7К32 73К2 732К 7М32 85 7.50 7Р50 75R0 750р 7К50 75К0 750 тыс. 7М50 86 7.68 7Р68 76Р8 768Р 7К68 76К8 768 тыс. 7М68 87 7.87 7Р87 78Р7 787Р 7К87 78К7 787К 7М87 88 8.06 8R06 80Р6 806Р 8К06 80К6 806К 8М06 89 8.25 8Р25 82Р5 825р 8К25 82К5 825 тыс. 8М25 90 8.45 8Р45 84Р5 845р 8К45 84К5 845 тыс. 8М45 91 8.66 8Р66 86Р6 866р 8К66 86К6 866 тыс. 8М66 92 8.87 8Р87 88Р7 887Р 8К87 88К7 887К 8М87 93 9.09 9R09 90Р9 909Р 9К09 90К9 909К 9М09 94 9.31 9Р31 93Р1 931Р 9К31 93К1 931К 9М31 95 9.53 9Р53 95Р3 953Р 9К53 95К3 953К 9М53 96 9.76 9Р76 97Р6 976Р 9К76 97К6 976К 9М76

Обозначение промышленного типа

Номинальная мощность при 70 °C

Тип №.	Власть рейтинг (ватты)	МИЛ-Р-11 стиль	МИЛ-Р-39008 стиль
ББ	1 ⁄ 8	RC05	RCR05
КБ	1 ⁄ 4	RC07	RCR07
ЭБ	1 ⁄ 2	RC20	РЦР20
ГБ	1	RC32	RCR32
полупансион	2	RC42	RCR42
ГМ	3	-	-
ХМ	4	-	-

Код допуска

Обозначение промышленного типа	Толерантность	Обозначение MIL
5	±5%	Дж
2	±20%	М
1	±10%	К
-	±2%	Г
-	±1%	Ф
-	±0.5%	Д
-	±0.25%	С
-	±0.1%	Б

Шаги, чтобы узнать значения сопротивления или емкости:

1. Первые две буквы обозначают рассеиваемую мощность.
2. Следующие три цифры обозначают значение сопротивления.
   1. Первые две цифры — значащие значения
   2. Третья цифра — множитель.
3. Последняя цифра обозначает допуск.

Если резистор закодирован:

• EB1041: рассеиваемая мощность = 1/2 Вт, значение сопротивления = 10 × 10 ⁴ ±10% = между 9 × 10 ⁴ Ом и 11 × 10 ⁴ Ом.
• CB3932: рассеиваемая мощность = 1/4 Вт, значение сопротивления = 39 × 10 ³ ±20% = между 31,2 × 10 ³ и 46,8 × 10 ³ Ом.

Общие шаблоны использования

Существует несколько распространенных шаблонов использования, в которых обычно настраиваются резисторы.

Ограничение тока

Резисторы обычно используются для ограничения силы тока, протекающего через цепь. Многие компоненты схемы (например, светодиоды) требуют ограничения тока, протекающего через них, но сами по себе не ограничивают величину тока. Поэтому часто добавляются резисторы для предотвращения ситуаций перегрузки по току. Кроме того, часто схемам не требуется ток, который в противном случае протекал бы через них, поэтому можно добавить резисторы, чтобы ограничить энергопотребление таких цепей.

Делитель напряжения

Основная статья: Делитель напряжения

Часто схемам необходимо обеспечивать различные опорные напряжения для других цепей (например, компараторов напряжения). Фиксированное напряжение можно получить, подключив два резистора последовательно между двумя другими фиксированными напряжениями (например, напряжением источника и землей). На клемме между двумя резисторами будет напряжение, находящееся между этими двумя напряжениями, на линейном расстоянии, основанном на относительных сопротивлениях двух резисторов. Например, если резистор сопротивлением 200 Ом и резистор сопротивлением 400 Ом включены последовательно между 6 В и 0 В, на клемме между ними будет напряжение 4 В.

Понижающие и повышающие резисторы

Основная статья: Подтягивающий резистор

Когда цепь не подключена к питанию, напряжение этой цепи не равно нулю, а неопределенно (на него могут влиять предыдущие напряжения или окружающая среда). Подтягивающий или понижающий резистор обеспечивает напряжение для цепи, когда она в противном случае отключена (например, когда кнопка не нажата или транзистор не активен). Подтягивающий резистор подключает схему к высокому положительному напряжению (если схема требует высокого положительного напряжения по умолчанию), а понижающий резистор подключает схему к низкому напряжению или земле (если схема требует низкого напряжения по умолчанию). Значение резистора должно быть достаточно высоким, чтобы, когда цепь активна, источник напряжения, к которому он подключен, не оказывал чрезмерного влияния на работу схемы, но и достаточно низким, чтобы он достаточно быстро «тянул» при отключении цепи. и существенно не изменяет напряжение по сравнению с исходным значением.

Электрический и тепловой шум

Основная статья: Шум (электроника)

При усилении слабых сигналов часто необходимо минимизировать электронный шум , особенно на первом этапе усиления. Будучи рассеивающим элементом, даже идеальный резистор естественным образом создает на своих выводах случайное колебание напряжения или шум. Этот шум Джонсона-Найквиста является фундаментальным источником шума, который зависит только от температуры и сопротивления резистора и предсказывается теоремой о флуктуации-диссипации . Использование большего значения сопротивления приводит к большему шуму напряжения, тогда как меньшее значение сопротивления генерирует больший шум тока при данной температуре.

Тепловой шум практического резистора также может превышать теоретический прогноз, и это увеличение обычно зависит от частоты. Избыточный шум практического резистора наблюдается только при протекании через него тока. Это указывается в единицах мкВ/В/декаду – мкВ шума на вольт, приложенный к резистору, на декаду частоты. Значение мкВ/В/декада часто указывается в дБ, так что резистор с индексом шума 0 дБ демонстрирует избыточный шум 1 мкВ (среднеквадратичное значение) на каждый вольт на резисторе в каждой декаде частоты. Таким образом, избыточный шум является примером 1/ f шума . Толстопленочные и углеродные резисторы создают больше избыточного шума, чем другие типы на низких частотах. Часто используются проволочные и тонкопленочные резисторы из-за их лучших шумовых характеристик. Резисторы из углеродного состава могут иметь индекс шума 0 дБ, в то время как объемные резисторы из металлической фольги могут иметь индекс шума -40 дБ, что обычно делает избыточный шум резисторов из металлической фольги незначительным. Тонкопленочные резисторы для поверхностного монтажа обычно имеют меньший шум и лучшую термическую стабильность, чем толстопленочные резисторы для поверхностного монтажа. Избыточный шум также зависит от размера: как правило, избыточный шум снижается по мере увеличения физического размера резистора (или параллельного использования нескольких резисторов), поскольку независимо колеблющиеся сопротивления меньших компонентов имеют тенденцию усредняться.

Хотя резистор сам по себе не является примером «шума», он может действовать как термопара , создавая на нем небольшой перепад постоянного напряжения из-за термоэлектрического эффекта , если его концы имеют разные температуры. Это индуцированное постоянное напряжение может, в частности, ухудшить точность инструментальных усилителей . Такие напряжения возникают в местах соединения выводов резистора с платой и с корпусом резистора. Обычные металлопленочные резисторы демонстрируют такой эффект при величине около 20 мкВ/°C. Некоторые резисторы из углеродного состава могут иметь термоэлектрическое смещение до 400 мкВ/°C, тогда как резисторы специальной конструкции могут уменьшить это значение до 0,05 мкВ/°C. В приложениях, где термоэлектрический эффект может стать важным, необходимо позаботиться о горизонтальном монтаже резисторов, чтобы избежать температурных градиентов и учитывать поток воздуха над платой.

Режимы отказа

Частота отказов резисторов в правильно спроектированной схеме невелика по сравнению с другими электронными компонентами, такими как полупроводники и электролитические конденсаторы. резистора Повреждение резисторов чаще всего происходит из-за перегрева, когда средняя подаваемая на него мощность значительно превышает его способность рассеивать тепло (заданную номинальной мощностью ). Это может быть связано с неисправностью, внешней по отношению к цепи, но часто вызвано неисправностью другого компонента (например, короткого замыкания транзистора) в цепи, подключенной к резистору. Использование резистора слишком близко к его номинальной мощности может ограничить срок службы резистора или вызвать значительное изменение его сопротивления. Чтобы избежать этой опасности, в безопасной конструкции в силовых приложениях обычно используются резисторы с завышенными номиналами.

Маломощные тонкопленочные резисторы могут быть повреждены в результате длительного воздействия высокого напряжения, даже при напряжении ниже максимально указанного и ниже максимальной номинальной мощности. Это часто случается с пусковыми резисторами, питающими интегральную схему импульсного источника питания .

При перегреве сопротивление пленочных углеродных резисторов может уменьшаться или увеличиваться. Углеродные пленочные и композиционные резисторы могут выйти из строя (разомкнутая цепь), если их рассеивание близко к максимальному. Это также возможно, но менее вероятно при использовании металлопленочных и проволочных резисторов.

Выход из строя резисторов также может быть вызван механическим воздействием и неблагоприятными факторами окружающей среды, в том числе влажностью. Если они не закрыты, проволочные резисторы могут подвергнуться коррозии.

Известно, что резисторы для поверхностного монтажа выходят из строя из-за попадания серы во внутреннюю структуру резистора. Эта сера химически реагирует со слоем серебра с образованием непроводящего сульфида серебра. Сопротивление резистора стремится к бесконечности. Серостойкие и антикоррозионные резисторы продаются в автомобильной, промышленной и военной технике. ASTM B809 — это отраслевой стандарт, проверяющий восприимчивость детали к сере.

Альтернативный режим отказа может возникнуть при использовании резисторов большого номинала (сотни кОм и выше). Резисторы рассчитаны не только на максимальную рассеиваемую мощность, но и на максимальное падение напряжения. Превышение этого напряжения приводит к медленному ухудшению характеристик резистора, уменьшению его сопротивления. Падение напряжения на резисторах большого номинала может быть превышено до того, как рассеиваемая мощность достигнет предельного значения. Поскольку максимальное напряжение, указанное для часто встречающихся резисторов, составляет несколько сотен вольт, это проблема только в тех приложениях, где встречаются такие напряжения.

Переменные резисторы также могут разрушаться по-другому, обычно это связано с плохим контактом между грязесъемником и корпусом резистора. Это может быть связано с грязью или коррозией и обычно воспринимается как «треск» из-за колебаний контактного сопротивления ; особенно это заметно при настройке устройства. Это похоже на потрескивание, вызванное плохим контактом в переключателях, и, как и переключатели, потенциометры в некоторой степени самоочищаются: перемещение дворника по сопротивлению может улучшить контакт. Потенциометры, которые редко регулируются, особенно в грязных или суровых условиях, чаще всего вызывают эту проблему. Если самоочистки контактов недостаточно, улучшения обычно можно добиться с помощью спрея для очистки контактов (также известного как «очиститель тюнера»). Треск, связанный с вращением вала грязного потенциометра в аудиосхеме (например, в регуляторе громкости), значительно усиливается при наличии нежелательного напряжения постоянного тока, что часто указывает на выход из строя блокирующего конденсатора постоянного тока в цепи.

См. также

• Схемотехника
• Фиктивная нагрузка
• Электрический импеданс
• Высокоомные резисторы (электроника)
• Железо-водородный резистор
• Пьезорезистивный эффект
• Шум выстрела
• Термистор
• Триммер (электроника)

Внешние ссылки

• Калькулятор сопротивления с цветовой кодировкой - Пенсильванский университет
• Типы резисторов – имеет ли это значение? - Айкен Усилители
• Разница между типами резисторов - Analog Devices
• Основы линейных постоянных резисторов - Vishay
• 4-контактные резисторы – Как работают сверхточные резисторы - PSL
• Руководство для начинающих по потенциометрам — ESP