Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

На какой резистор можно заменить 5ом. Резистор. Резисторы переменного сопротивления. Обозначение переменных резисторов на схемах

Продолжение статьи о начале занятий электроникой. Для тех, кто решился начать. Рассказ о деталях.

Радиолюбительство до сих пор является одним из самых распространенных увлечений, хобби. Если в начале своего славного пути радиолюбительство затрагивало в основном конструирование приемников и передатчиков, то с развитием электронной техники расширялся диапазон электронных устройств и круг радиолюбительских интересов.

Конечно, такие сложные устройства, как, например, видеомагнитофон, проигрыватель компакт-дисков, телевизор или домашний кинотеатр у себя дома собирать не станет даже самый квалифицированный радиолюбитель. А вот ремонтом техники промышленного производства занимаются очень многие радиолюбители, причем достаточно успешно.

Другим направлением является конструирование электронных схем или доработка «до класса люкс» промышленных устройств.

Диапазон в этом случае достаточно велик. Это устройства для создания «умного дома», преобразователи 12…220В для питания телевизоров или звуковоспроизводящих устройств от автомобильного аккумулятора, различные терморегуляторы. Также очень популярны , а также многое другое.

Передатчики и приемники отошли на последний план, а вся техника называется теперь просто электроникой. И теперь, пожалуй, следовало бы называть радиолюбителей как-то иначе. Но исторически сложилось так, что другого названия просто не придумали. Поэтому пусть будут радиолюбители.

Компоненты электронных схем

При всем разнообразии электронных устройств они состоят из радиодеталей. Все компоненты электронных схем можно разделить на два класса: активные и пассивные элементы.

Активными считаются радиодетали, которые обладают свойством усиливать электрические сигналы, т.е. обладающие коэффициентом усиления. Нетрудно догадаться, что это транзисторы и все, что из них делается: операционные усилители, логические микросхемы, и многое другое.

Одним словом все те элементы, у которых маломощный входной сигнал управляет достаточно мощным выходным. В таких случаях говорят, что коэффициент усиления (Кус) у них больше единицы.

К пассивным относятся такие детали, как резисторы, и т.п. Одним словом все те радиоэлементы, которые имеют Кус в пределах 0…1! Единицу тоже можно считать усилением: «Однако, не ослабляет». Вот сначала и рассмотрим пассивные элементы.

Резисторы

Являются самыми простыми пассивными элементами. Основное их назначение ограничить ток в электрической цепи. Простейшим примером является включение светодиода, показанное на рисунке 1. С помощью резисторов также подбирается режим работы усилительных каскадов при различных .

Рисунок 1. Схемы включения свтодиода

Свойства резисторов

Раньше резисторы назывались сопротивлениями, это как раз их физическое свойство. Чтобы не путать деталь с ее свойством сопротивления переименовали в резисторы .

Сопротивление, как свойство присуще всем проводникам, и характеризуется удельным сопротивлением и линейными размерами проводника. Ну, примерно так же, как в механике удельный вес и объем.

Формула для подсчета сопротивления проводника: R = ρ*L/S, где ρ удельное сопротивление материала, L длина в метрах, S площадь сечения в мм2. Нетрудно увидеть, что чем длиннее и тоньше провод, тем больше сопротивление.

Можно подумать, что сопротивление не лучшее свойство проводников, ну просто препятствует прохождению тока. Но в ряде случаев как раз это препятствие является полезным. Дело в том, что при прохождении тока через проводник на нем выделяется тепловая мощность P = I 2 * R. Здесь P, I, R соответственно мощность, ток и сопротивление. Эта мощность используется в различных нагревательных приборах и лампах накаливания.

Резисторы на схемах

Все детали на электрических схемах показываются с помощью УГО (условных графических обозначений). УГО резисторов показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. УГО резисторов

Черточки внутри УГО обозначают мощность рассеяния резистора. Сразу следует сказать, что если мощность будет меньше требуемой, то резистор будет греться, и, в конце концов, сгорит.

Для подсчета мощности обычно пользуются формулой, а точнее даже тремя: P = U * I, P = I 2 * R, P = U 2 / R.

Первая формула говорит о том, что мощность, выделяемая на участке электрической цепи, прямо пропорциональна произведению падения напряжения на этом участке на ток через этот участок. Если напряжение выражено в Вольтах, ток в Амперах, то мощность получится в ваттах. Таковы требования системы СИ.

Рядом с УГО указывается номинальное значение сопротивления резистора и его порядковый номер на схеме: R1 1, R2 1К, R3 1,2К, R4 1К2, R5 5М1. R1 имеет номинальное сопротивление 1Ом, R2 1КОм, R3 и R4 1,2КОм (буква К или М может ставиться вместо запятой), R5 - 5,1МОм.

Современная маркировка резисторов

В настоящее время маркировка резисторов производится с помощью цветных полос. Самое интересное, что цветовая маркировка упоминалась в первом послевоенном журнале «Радио», вышедшем в январе 1946 года. Там же было сказано, что вот, это новая американская маркировка. Таблица, объясняющая принцип «полосатой» маркировки показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Маркировка резисторов

На рисунке 4 показаны резисторы для поверхностного монтажа SMD, которые также называют «чип - резистор». Для любительских целей наиболее подходят резисторы типоразмера 1206. Они достаточно крупные и имеют приличную мощность, целых 0,25Вт.

На этом же рисунке указано, что максимальным напряжением для чип резисторов является 200В. Такой же максимум имеют и резисторы для обычного монтажа. Поэтому, когда предвидится напряжение, например 500В лучше поставить два резистора, соединенных последовательно.

Рисунок 4. Резисторы для поверхностного монтажа SMD

Чип резисторы самых маленьких размеров выпускаются без маркировки, поскольку ее просто некуда поставить. Начиная с размера 0805 на «спине» резистора ставится маркировка из трех цифр. Первые две представляют собой номинал, а третья множитель, в виде показателя степени числа 10. Поэтому если написано, например, 100, то это будет 10 * 1Ом = 10Ом, поскольку любое число в нулевой степени равно единице первые две цифры надо умножать именно на единицу.

Если же на резисторе написано 103, то получится 10 * 1000 = 10 КОм, а надпись 474 гласит, что перед нами резистор 47 * 10 000 Ом = 470 КОм. Чип резисторы с допуском 1% маркируются сочетанием букв и цифр, и определить номинал можно лишь пользуясь таблицей, которую можно отыскать в интернете.

В зависимости от допуска на сопротивление номиналы резисторов разделяются на три ряда, E6, E12, E24. Значения номиналов соответствуют цифрам таблицы, показанной на рисунке 5.

Рисунок 5.

Из таблицы видно, что чем меньше допуск на сопротивление, тем больше номиналов в соответствующем ряду. Если ряд E6 имеет допуск 20%, то в нем всего лишь 6 номиналов, в то время как ряд E24 имеет 24 позиции. Но это все резисторы общего применения. Существуют резисторы с допуском в один процент и меньше, поэтому среди них возможно найти любой номинал.

Кроме мощности и номинального сопротивления резисторы имеют еще несколько параметров, но о них пока говорить не будем.

Соединение резисторов

Несмотря на то, что номиналов резисторов достаточно много, иногда приходится их соединять, чтобы получить требуемую величину.

Причин этому несколько: точный подбор при настройке схемы или просто отсутствие нужного номинала. В основном используется две схемы соединения резисторов: последовательное и параллельное. Схемы соединения показаны на рисунке 6. Там же приводятся и формулы для расчета общего сопротивления.

Рисунок 6. Схемы соединения резисторов и формулы для расчетов общего сопротивления

В случае последовательного соединения общее сопротивление равно просто сумме двух сопротивлений. Это как показано на рисунке. На самом деле резисторов может быть и больше. Такое включение бывает в . Естественно, что общее сопротивление будет больше самого большего. Если это будут 1КОм и 10Ом, то общее сопротивление получится 1,01КОм.

При параллельном соединении все как раз наоборот: общее сопротивление двух (и более резисторов) будет меньше меньшего. Если оба резистора имеют одинаковый номинал, то общее их сопротивление будет равно половине этого номинала. Можно так соединить и десяток резисторов, тогда общее сопротивление будет как раз десятая часть от номинала.

Например, соединили в параллель десять резисторов по 100 ОМ, тогда общее сопротивление 100 / 10 = 10 Ом.

Следует отметить, что ток при параллельном соединении согласно закону Кирхгофа разделится на десять резисторов. Поэтому мощность каждого из них потребуется в десять раз ниже, чем для одного резистора.

Продолжение читайте в следующей статье.

Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках и пр. Применений очень много, всех и не перечесть.

Другое название резистора – сопротивление. По сути, это просто игра слов, так как в переводе с английского resistance – это сопротивление (электрическому току).

Когда речь заходит об электронике, то порой можно встретить фразы типа: "Замени сопротивление", "Два сопротивления сгорели". В зависимости от контекста под сопротивлением может подразумеваться именно электронная деталь.

На схемах резистор обозначается прямоугольником с двумя выводами. На зарубежных схемах его изображают чуть-чуть иначе. "Тело" резистора обозначают ломаной линией – своеобразная стилизация под первые образцы резисторов, конструкция которых представляла собой катушку, намотанную высокоомным проводом на изоляционном каркасе.

Рядом с условным обозначением указывается тип элемента (R ) и его порядковый номер в схеме (R1 ). Здесь же указано его номинальное сопротивление. Если указана только цифра или число, то это сопротивление в Омах. Иногда, рядом с числом пишут Ω – так, греческой заглавной буквой "Омега" обозначают омы. Ну, а, если так, – 10к , то этот резистор имеет сопротивление 10 кило Ом (10 кОм – 10 000 Ом). Про множители и приставки "кило", "мега" можете .

Не стоит забывать о переменных и подстроечных резисторах, которые всё реже, но ещё встречаются в современной электронике. Об их устройстве и параметрах я уже рассказывал на страницах сайта.

Основные параметры резисторов.

    Номинальное сопротивление.

    Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные

    килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.

    Рассеиваемая мощность.

    Более подробно о мощности резистора я уже писал .

    При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.

    На графическом обозначении резистора внутри прямоугольника мощность обозначается наклонной, вертикальной или горизонтальной чертой. На рисунке обозначено соответствие графического обозначения и мощности указанного на схеме резистора.

    К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт. Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.

    Если необходим резистор мощностью более 2 Вт (5 Вт и более), то внутри прямоугольника на условном графическом обозначении пишется римская цифра. Например, V – 5 Вт, Х – 10 Вт, XII – 12 Вт.

    Допуск.

    При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах.

    Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение. Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.

    Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.

    Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.

    Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25...0,05%.

    Температурный коэффициент сопротивления (ТКС).

    Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). За рубежом принято сокращение T.C.R.

    В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью. Более подробно о таком параметре, как ТКС, я рассказывал .

    Первые три параметра основные, их надо знать!

    Перечислим их ещё раз:

      Номинальное сопротивление (маркируется как 100 Ом, 10кОм, 1МОм. ..)

      Рассеиваемая мощность (измеряется в Ваттах: 1 Вт, 0,5 Вт, 5 Вт...)

      Допуск (выражается в процентах: 5%, 10%, 0,1%, 20%).

    Так же стоит отметить конструктивное исполнение резисторов. Сейчас можно встретить как микроминиатюрные резисторы для поверхностного монтажа (SMD-резисторы), которые не имеют выводов, так и мощные, в керамических корпусах. Существуют и невозгораемые, разрывные и прочее. Перечислять можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые: номинальное сопротивление , рассеиваемая мощность и допуск .

    В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента. Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2...3 ватт. Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.

    Новичкам в электронике хотелось бы рассказать и о том, что кроме резисторов, цветовыми полосами маркируют и миниатюрные конденсаторы в цилиндрических корпусах. Иногда это вызывает путаницу, так как такие конденсаторы ложно принимают за резисторы.

    Таблица цветового кодирования.

    Рассчитывается сопротивление по цветным полосам так. Например, три первых полосы – красные, последняя четвёртая золотистого цвета. Тогда сопротивление резистора 2,2 кОм = 2200 Ом.

    Первые две цифры согласно красному цвету – 22, третья красная полоса, это множитель. Стало быть, по таблице множитель для красной полосы – 100. На множитель необходимо умножить число 22. Тогда, 22 * 100 = 2200 Ом. Золотистая полоса соответствует допуску в 5%. Значит, реальное сопротивление может быть в пределе от 2090 Ом (2,09 кОм) до 2310 Ом (2,31 кОм). Мощность рассеивания зависит от размеров и конструктивного исполнения корпуса.

    На практике широкое распространение имеют резисторы с допуском 5 и 10%. Поэтому за допуск отвечают полосы золотого и серебристого цвета. Понятно, что в таком случае, первая полоса находится с противоположной стороны элемента. С неё и нужно начинать считывание номинала.

    Но, как быть, если резистор имеет небольшой допуск, например 1 или 2% ? С какой стороны считывать номинал, если с обеих сторон присутствуют полосы красного и коричневого цветов?

    Этот случай предусмотрели и первую полосу размещают ближе к одному из краёв резистора. Это можно заметить на рисунке таблицы. Полоски, обозначающие допуск расположены дальше от края элемента.

    Конечно, бывают случаи, когда нет возможности считать цветовую маркировку резистора (забыли таблицу, стёрта/повреждена сама маркировка, некорректное нанесение полос и пр.).

    В таком случае, узнать точное сопротивление резистора можно только, если измерить его сопротивление мультиметром или омметром. В таком случае вы будете 100% знать его реальную величину. Также при сборке электронных устройств рекомендуется проверять резисторы мультиметром для того, чтобы отсеить возможный брак.

Часто во время внешнего осмотра можно обнаружить повреждение лакового или эмалевого покрытия. Резистор с обуглившейся поверхностью или с колечками на ней также неисправен. Небольшое потемнение лакового покрытия допустимого у таких резисторов следует проверить величину сопротивления. Допустимое отклонение от номинальной величины не должно превышать ±20 %. Отклонение величины сопротивления от номинала в сторону возрастания наблюдается при длительной эксплуатации у высокоомных резисторов (более 1 МОм).

В ряде случае обрыв токопроводящего элемента не вызывает никаких изменений внешнего вида резистора. Поэтому проверку резисторов на соответствие их величин номинальным значениям производят с помощью омметра. Перед измерением сопротивления резисторов в схеме следует выключить приемник и разрядить электролитические конденсаторы. При измерении необходимо обеспечить надежный контакт между выводами проверяемого резистора и зажимами прибора. Чтобы не шунтировать прибор, не следует касаться руками металлических частей щупов омметра. Величина измеренного сопротивления должна соответствовать тому номиналу, который обозначен на корпусе резистора с учетом допуска, соответствующего классу данного резистора и собственной погрешности измерительного прибора. Например, при измерении сопротивления резистора I класса точности с помощью прибора Ц-4324 суммарная погрешность во время измерения может достигать ±15 % (допуск резистора ±5 % плюс погрешность прибора ±10). Если резистор проверяется без. выпаивания его из схемы, то необходимо учитывать влияние шунтирующих цепей.

Наиболее часто встречающаяся неисправность у резисторов- пе регорание токопроводящего слоя, которое может быть вызвано прохождением через резистор недопустимо большого тока в результате различных замыканий в монтаже или пробоя конденсатора. Проволочные резисторы значительно реже выходят из строя. Основные неисправности их (обрыв или перегорание проволоки) обычно находят при помощи омметра.

Переменные резисторы (потенциометры) чаще всего имеют нарушения контакта подвижной щетки с токопроводящими элементами резистора. Если такой потенциометр используется в радиоприёмнике для регулировки громкости, то при повороте его оси в головке динамического громкоговорителя слышны трески. Встречаются также обрывы, износ или повреждение токопроводящего слоя.

Исправность потенциометров определяют омметром. Для этого подключают один из щупов омметра к среднему лепестку потенциометра, а второй щуп - к одному из крайних лепестков. Ось регулятора при каждом таком подключении очень медленно вращают. Если потенциометр исправен, то стрелка омметра перемещается вдоль шкалы плавно, без дрожания и рывков. Дрожание и рывки стрелки свидетельствуют о плохом контакте щетки с токопроводящим элементом. Если стрелка омметра вообще не отклоняется, это означает, что резистор неисправен. Такую проверку рекомендуется повторить, переключив второй щуп омметра ко второму крайнему лепестку резистора, чтобы убедиться в исправности и этого вывода. Неисправный потенциометр необходимо заменить новым или отремонтировать, если это возможно. Для этого вскрывают корпус потенциометра и тщательно промывают спиртом токопроводящий элемент и наносят тонкий слой машинного масла. Затем его собирают и вновь проверяют надежность контакта.

Резисторы, признанные непригодными, обычно заменяются исправными, величины которых подбирают так, чтобы они соответствовали принципиальной схеме приемника. При отсутствии резистора с соответствующим сопротивлением его можно заменить двумя (или несколькими) параллельно или последовательно соединенными. При параллельном соединении двух резисторов общее сопротивление цепи можно рассчитать по формуле

где Р - рассеиваемая на резисторе мощность, Вт; U - напряжение на резисторе,. В; R - величина сопротивления резистора; Ом.

Желательно взять резистор с несколько большей мощностью рассеяния (на 30,..40 %), чем полученная при расчете. При отсутствии резистора требуемой мощности можно подобрать несколько резисторов меньшей. мощности и соединить их между собой параллельно или последовательно с таким расчетом, чтобы их общее сопротивление оказалось равным заменяемому, а общая мощность не ниже требуемой.

При определении взаимозаменяемости различных типов постоянных и переменных резисторов для последних учитывают также характеристику изменения сопротивления от угла поворота его оси. Выбор характеристики изменения потенциометра определяют его схемным назначением. Например, чтобы получить равномерное регулирование громкости радиоприемника, следует выбирать потенциометры группы В (с показательной зависимостью изменения сопротивления), а в цепях регулировки тембра - группы А.

При замене вышедших из строя резисторов типа ВС можно рекомендовать резисторы типа МЛТ соответствующей мощности рассеяния, имеющие меньшие габариты и лучшую влагоустойчивость. Номинальная мощность резистора и класс его точности не имеют существенного значения в цепях управляющих сеток ламп и коллекторов транзисторов малой мощности.

При сборке любого устройства, даже самого простейшего, у радиолюбителей часто возникают проблемы с радиодеталями, бывает что не удается достать какой то резистор определенного номинала, конденсатор или транзистор… в данной статье я хочу рассказать про замену радиодеталей в схемах, какие радиоэлементы на что можно заменять и какие нельзя, чем они различаются, какие типы элементов в каких узлах применяют и многое другое. Большинство радиодеталей могут быть заменены на аналогичные, близкие по параметрам.

Начнем пожалуй с резисторов.

Итак, вам наверное уже известно, что резисторы являются самыми основными элементами любой схемы. Без них не может быть построена ни одна схема, но что же делать, если у вас не оказалось нужных сопротивлений для вашей схемы? Рассмотрим конкретный пример, возьмем к примеру схему светодиодной мигалки, вот она перед вами:

Для того чтобы понять, какие резисторы здесь в каких пределах можно менять, нам нужно понять, на что вообще они влияют. Начнем с резисторов R2 и R3 – они влияют (совместно с конденсаторами) на частоту мигания светодиодов, т.е. можно догадаться, что меняя сопротивления в большую или меньшую сторону, мы будем менять частоту мигания светодиодов. Следовательно, данные резисторы в этой схеме можно заменить на близкие по номиналу, если у вас не окажется указанных на схеме. Если быть точнее, то в данной схеме можно применить резисторы ну скажем от 10кОм до 50кОм. Что касается резисторов R1 и R4, в некоторой степени и от них тоже зависит частота работы генератора, в данной схеме их можно поставить от 250 до 470Ом. Тут есть еще один момент, светодиоды ведь бывают на разное напряжение, если в данной схеме применяются светодиоды на напряжение 1,5вольт, а мы поставим туда светодиод на большее напряжение – они у нас будут гореть очень тускло, следовательно, резисторы R1 и R4 нам нужно будет поставить на меньшее сопротивление. Как видите, резисторы в данной схеме можно заменить на другие, близкие номиналы. Вообще говоря, это касается не только данной схемы, но и многих других, если у вас при сборке схемы скажем не оказалось резистора на 100кОм, вы можете заменить его на 90 или 110кОм, чем меньше будет разница – тем лучше ставить вместо 100кОм 10кОм не стоит, иначе схема будет работать некорректно или вовсе, какой либо элемент может выйти из строя. Кстати, не стоит забывать что у резисторов допустимо отклонение номинала. Прежде чем резистор менять на другой, прочитайте внимательно описание и принцип работы схемы. В точных измерительных приборах не стоит отклоняться от заданных в схеме номиналов.

Теперь что касается мощностей, чем мощнее резистор тем он толще, ставить вместо мощного 5 ваттного резистора 0,125 ватт никак нельзя, в лучшем случае он будет очень сильно греться, в худшем - просто сгорит.

А заменить маломощный резистор более мощным – всегда пожалуйста, от этого ничего не будет, только мощные резисторы они более крупные, понадобится больше места на плате, или придется его поставить вертикально.

Не забывайте про параллельное и последовательное соединение резисторов, если вам нужен резистор на 30кОм, вы можете его сделать из двух резисторов по 15кОм, соединив последовательно.

В схеме что я дал выше, присутствует подстроечный резистор. Его конечно же можно заменить переменным, разницы никакой нет, единственное, подстроечный придется крутить отверткой. Можно ли подстроечные и переменные резисторы в схемах менять на близкие по номиналу? В общем то да, в нашей схеме его можно поставить почти любого номинала, хоть 10кОм, хоть 100кОм – просто изменятся пределы регулирования, если поставим 10кОм, вращая его мы быстрее будем менять частоту мигания светодиодов, а если поставим 100кОм. , регулировка частоты мигания будет производиться плавнее и "длиннее" нежели с 10к. Иначе говоря, при 100кОм диапазон регулировки будет шире, чем при 10кОм.

А вот заменять переменные резисторы более дешевыми подстроечными не стоит. У них движок грубее и при частом использовании сильно царапается токопроводящий слой, после чего при вращении движка сопротивление резистора может меняться скачкообразно. Пример тому хрип в динамиках при изменении громкости.

Подробнее про виды и типы резисторов можно почитать .

Теперь поговорим про конденсаторы, они бывают разных видов, типов и конечно же емкостей. Все конденсаторы различаются по таким основным параметрам как номинальная ёмкость, рабочее напряжение и допуск. В радиоэлектронике применяют два типа конденсаторов, это полярные, и неполярные. Отличие полярных конденсаторов от неполярных заключается в том, что полярные конденсаторы нужно включать в схему строго соблюдая полярность. Конденсаторы по форме бывают радиальные, аксиальные (выводы у таких конденсаторов находятся сбоку), с резьбовыми выводами (обычно это конденсаторы большой емкости или высоковольтные), плоские и так далее. Различают импульсные, помехоподавляющие, силовые, аудио конденсаторы, общего назначения и др.

Где какие конденсаторы применяют?

В фильтрах блоков питания применяют обычные электролитические, иногда еще ставят керамику (служат для фильтрации и сглаживания выпрямленного напряжения), в фильтрах импульсных блоков питания применяют высокочастотные электролиты, в цепях питания - керамику, в некритичных цепях тоже керамику.

На заметку!

У электролитических конденсаторов обычно большой ток утечки, а погрешность емкости может составлять 30-40%, т.е. емкость указанная на банке, в реальности может сильно отличаться. Номинальная ёмкость таких конденсаторов уменьшается по мере их срока эксплуатации. Самый распространённый дефект старых электролитических конденсаторов – это потеря ёмкости и повышенная утечка, такие конденсаторы не стоит эксплуатировать дальше.

Вернемся мы к нашей схеме мультивибратора (мигалки), как видите там присутствуют два электролитических полярных конденсатора, они так же влияют на частоту мигания светодиодов, чем больше емкость, тем медленнее они будут мигать, чем меньше емкость, тем быстрее будут мигать.

Во многих устройствах и приборах нельзя так "играть" емкостями конденсаторов, к примеру если в схеме стоит 470 мкФ – то надо стараться поставить 470 мкФ, или же параллельно 2 конденсатора 220 мкФ. Но опять же, смотря в каком узле стоит конденсатор и какую роль он выполняет.

Рассмотрим пример на усилителе низкой частоты:

Как видите, в схеме присутствует три конденсатора, два из которых не полярные. Начнем с конденсаторов С1 и С2, они стоят на входе усилителя, через эти конденсаторы проходит/подается источник звука. Что будет если вместо 0.22 мкФ мы поставим 0.01 мкФ? Во первых немного ухудшится качество звучания, во вторых звук в динамиках станет заметно тише. А если мы вместо 0.22 мкФ поставим 1 мкФ – то на больших громкостях у нас появятся хрипы в динамиках, усилитель будет перегружаться, будет сильнее нагреваться, да и качество звука снова может ухудшиться. Если вы глянете на схему какого нибудь другого усилителя, можете заметить, что конденсатор на входе может стоять и 1 мкФ, и даже 10 мкФ. Все зависит от каждого конкретного случая. Но в нашем случае конденсаторы 0.22 мкФ можно заменять на близкие по значению, например 0.15 мкФ или лучше 0.33 мкФ.

Итак, дошли мы до третьего конденсатора, он у нас полярный, имеет плюс и минус, путать полярность при подключении таких конденсаторов нельзя, иначе они нагреются, что еще хуже, взорвутся. А бабахают они очень и очень сильно, может уши заложить. Конденсатор С3 емкостью 470 мкФ у нас стоит по цепи питания, если вы еще не в курсе, то скажу, что в таких цепях, и например в блоках питания чем больше емкость, тем лучше.

Сейчас у каждого дома имеются компьютерные колонки, может быть вы замечали, что если громко слушать музыку, колонки хрипят, а еще мигает светодиод в колонке. Это обычно говорит как раз о том, что емкость конденсатора в цепи фильтра блока питания маленькая (+ трансформаторы слабенькие, но об этом я не буду). Теперь вернемся к нашему усилителю, если мы вместо 470 мкФ поставим 10 мкФ – это почти то же самое что конденсатор не поставить вообще. Как я уже говорил, в таких цепях чем больше емкость, тем лучше, честно говоря в данной схеме 470 мкФ это очень мало, можно все 2000 мкФ поставить.

Ставить конденсатор на меньшее напряжение чем стоит в схеме нельзя, от этого он нагреется и взорвется, если схема работает от 12 вольт, то нужно ставить конденсатор на 16 вольт, если схема работает от 15-16 вольт, то конденсатор лучше поставить на 25 вольт.

Что делать, если в собираемой вами схеме стоит неполярный конденсатор? Неполярный конденсатор можно заменить двумя полярными, включив их последовательно в схему, плюсы соединяются вместе, при этом емкость конденсаторов должна быть в два раза больше чем указано на схеме.

Никогда не разряжайте конденсаторы замыкая их вывода! Всегда нужно разряжать через высокоомный резистор, при этом не касайтесь выводов конденсатора, особенно если он высоковольтный.

Практически на всех полярных электролитических конденсаторах на верхней части вдавлен крест, это своеобразная защитная насечка (часто называют клапаном). Если на такой конденсатор подать переменное напряжение или превысить допустимое напряжение, то конденсатор начнет сильно греться, а жидкий электролит внутри него начнет расширяться, после чего конденсатор лопается. Таким образом часто предотвращается взрыв конденсатора, при этом электролит вытекает наружу.

В связи с этим хочу дать небольшой совет, если после ремонта какой либо техники, после замены конденсаторов вы впервые включаете его в сеть (например в старых усилителях меняются все подряд электролитические конденсаторы), закрывайте крышку и держитесь на расстоянии, не дай бог что бабахнет.

Теперь вопрос на засыпку: можно ли включать в сеть 220вольт неполярный конденсатор на 230 вольт? А на 240? Только пожалуйста, сходу не хватайте такой конденсатор и не втыкайте его в розетку!

У диодов основными параметрами являются допустимый прямой ток, обратное напряжение и прямое падение напряжения, иногда еще нужно обратить внимание на обратный ток. Такие параметры заменяющих диодов должны быть не меньше, чем у заменяемых.

У маломощных германиевых диодов обратный ток значительно больше, чем у кремниевых. Прямое падение напряжения у большинства германиевых диодов примерно в два раза меньше чем у похожих кремниевых. Поэтому в цепях, где используется это напряжение для стабилизации режима работы схемы, например в некоторых оконечных усилителях звука, замена диодов на другой тип проводимости не допустима.

Для выпрямителей в блоках питания главными параметрами являются обратное напряжение и предельно допустимый ток. Например, при токах 10А можно применять диоды Д242…Д247 и похожие, для тока 1 ампер можно КД202, КД213, из импортных это диоды серии 1N4xxx. Ставить вместо 5 амперного диода 1 амперный конечно же нельзя, наоборот можно.

В некоторых схемах, например в импульсных блоках питания нередко применяют диоды Шоттки, они работают на более высоких частотах чем обычные диоды, обычными диодами такие заменять не стоит, они быстро выйдут из строя.

Во многих простеньких схемах в качестве замены можно поставить любой другой диод, единственное, не спутайте вывода, с осторожностью стоит к этому относиться, т. к. диоды так же могут лопнуть или задымиться (в тех же блоках питания) если спутать анод с катодом.

Можно ли диоды (в т.ч. диоды Шоттки) включать параллельно? Да можно, если два диода включить параллельно, протекающий через них ток может быть увеличен, сопротивление, падение напряжения на открытом диоде и рассеиваемая мощность уменьшаются, следовательно – диоды меньше будут греться. Параллелить диоды можно только с одинаковыми параметрами, с одной коробки или партии. Для маломощных диодов рекомендую ставить так называемый "токоуравнивающий" резистор.

Транзисторы делятся на маломощные, средней мощности, мощные, низкочастотные, высокочастотные и т.д. При замене нужно учитывать максимально допустимое напряжение эмиттер-коллектор, ток коллектора, рассеиваемая мощность, ну и коэффициент усиления.

Заменяющий транзистор, во первых, должен относиться к той же группе, что и заменяемый. Например, малой мощности низкой частоты или большой мощности средней частоты. Затем подбирают транзистор той же структуры: р-п-р или п-р-п, полевой транзистор с р-каналом или n-каналом. Далее проверяют значения предельных параметров, у заменяющего транзистора они должны быть не меньше, чем у заменяемого.
Кремниевые транзисторы рекомендуется заменять только кремниевыми, германиевые - германиевыми, биполярные – биполярными и т.д.

Давайте вернемся к схеме нашей мигалки, там применены два транзистора структуры n-p-n, а именно КТ315, данные транзисторы спокойно можно заменить на КТ3102, или даже на старенький МП37, вдруг завалялся у кого Транзисторов, способных работать в данной схеме очень и очень много.

Как вы думаете, будут ли работать в этой схеме транзисторы КТ361? Конечно же нет, транзисторы КТ361 другой структуры, p-n-p. Кстати, аналогом транзистора КТ361 является КТ3107.

В устройствах, где транзисторы используются в ключевых режимах, например в каскадах управления реле, светодиодов, в логических схемах и пр… выбор транзистора не имеет большого значения, выбирайте аналогичной мощности, и близкий по параметрам.

В некоторых схемах между собой можно заменять например КТ814, КТ816, КТ818 или КТ837. Возьмем для примера транзисторный усилитель, схема его ниже.

Выходной каскад построен на транзисторах КТ837, их можно заменить на КТ818, а вот на КТ816 уже не стоит менять, он будет очень сильно нагреваться, и быстро выйдет из строя. Кроме того, уменьшится выходная мощность усилителя. Транзистор КТ315 как вы уже наверное догадались меняется на КТ3102, а КТ361 на КТ3107.

Мощный транзистор можно заменить двумя маломощными того же типа, их соединяют параллельно. При параллельном соединении, транзисторы должны применяться с близкими значениями коэффициента усиления, рекомендуется ставить выравнивающие резисторы в эмиттерной цепи каждого, в зависимости от тока: от десятых долей ома при больших токах, до единиц ом при малых токах и мощностях. В полевых транзисторах такие резисторы обычно не ставятся, т.к. у них положительный ТКС канала.

Думаю, на этом закончим, в заключении хочу сказать, что вы всегда сможете попросить помощи у Google, он вам всегда подскажет, даст таблицы по замене радиодеталей на аналоги. Удачи!

Читайте также...

Как определить номинал и мощность резистора

Привет. Сегодня статья будет посвящена такому радиоэлементу как резистор, или как было принято называть его ранее сопротивление.

Основной задачей резисторов является создание сопротивления электрическому току. Для более наглядной визуализации, давайте представим электрический ток, как воду, которая течет по трубе. В конце этой трубы установлен кран, который полностью откручен, и он просто пропускает через себя водный поток. Стоит нам немного начать закрывать кран, как мы сразу увидим, что поток стает слабее вплоть до того момента, когда течь воды полностью остановится.

По такому принципу и работают резисторы, только вместо трубы у нас электрический проводник, вместо воды ток, а вместо крана наш резистор. Чем больше номинал резистора, тем больше он делает сопротивление электрическому току. Сопротивление резистора измеряется такой единицей измерения как Ом.

Так как в схемах могут использоваться очень большие резисторы, номинал которых может составлять порядка 1000 -1000000 Ом, то для облегчения вычислений используют производные единицы, такие как кОм, мОм и гОм.

Для большего понимания этих единиц измерения, привожу следующую расшифровку:

1кОм = 1000 Ом;

1 мОм = 1000 кОм;

1гОм = 1000 мОм;

На практике все очень просто. Если нам попался резистор с надписью 1,8 кОм, то проведя не сложные вычисления, увидим, что номинал в Омах будет соответствовать 1800 Ом.

По принципу работы, резисторы делятся на постоянные и переменные.

Из самих названий можно догадаться, что постоянные резисторы в процессе работы никогда не меняют своего номинала. Переменные же резисторы, могут менять свой номинал в процессе работы, и используются для выполнения какой-то настройки. Примером для использования переменных резисторов может быть ручки управления громкостью, тембром на магнитофонах.

Постоянные резисторы

Поговорим более детально о постоянных резисторах. На практике, обозначение номинала резисторов наносится на корпусе. Это может быть буквенно–цифровой код или обозначение цветными полосками (цветовая маркировка резисторов). Как узнать номинал резистора по цветовой маркировке, можем узнать из этой статьи.

Что касается буквенно-цифрового обозначения, то его принято обозначать такими способами:

  1. Буква R – означает, что номинал резистора будет измеряться в Омах. Очень важным является позиция этой буквы. Если на резисторе надпить типа 12R то номинал резистора будет 12Ом. Если же буква будет в начале R12, то сопротивление будет 0,12Ом. Также возможно обозначение типа 12R1, что будет означать 12,1 Ом.
  2. Буква K – означает, что номинал резистора будет измеряться в кОмах. Действуют теже правила что и для предыдущего примера. 12K = 12кОм, K12 = 0,12 кОм и 12К1 = 12,1кОм.
  3. Буква М– означает, что номинал резистора будет измеряться в мОмах. 12М = 12мОм, М12 = 0,12 мОм и 12М1 = 12,1мОм.

Так же на корпусе резистора обозначают такую величину как отклонение от номинала. При массовом производстве сопротивлений, в виду не совершенства технологий производства, сопротивления могут иметь некоторые отклонения от заявленного номинала. Это возможное отклонение обозначается на корпусе резистора в виде ±0,7% или ±5%. Цифры могут быть разные, в зависимости от метода производства.

Мощность резисторов

В процессе работы, при больших нагрузках резистор выделяет тепло. Если в схему, где идут большие нагрузки поставить резистор маленькой мощности, то он быстро разогреется и сгорит. Чем больше по размерам резистор, тем больше его мощность. На рисунке ниже видно обозначение мощности резисторов на схемах.

Обозначение мощности резисторов на схеме

Резисторы разной мощности

Переменные резисторы

Как говорилось ранее, переменные резисторы используются для плавной регулировки силы тока и напряжения в пределах номинала резистора. Переменные резисторы бывают построечные и регулировочные. С помощью регулировочных резисторов проводятся постоянные пользовательские регулировки аппаратуры (регулировка звука, яркости тембра и др.), а построечные используются для настройки аппаратуры в режиме наладки во время сборки техники. Для регулировочных резисторов приемлемо наличия удобной ручки, построечные же обычно регулируются отверткой.

Переменный резистор

Подстроечные резисторы

Если на переменном резисторе написано что он имеет номинал 10кОм, то это означает, что он производит регулировку в пределах от 0 до 10 кОм. В среднем положении ручки его номинал будет приблизительно около 5 кОм, в крайнем или 0 или 10 кОм.

Если Вам необходимо рассчитать номинал своего резистора, то советуем Вам воспользоватся нашим онлайн калькулятором цветовой маркировки резисторов.



Весь инструмент и расходники, которые я использую в ремонтах находится здесь.
Если у Вас возникли вопросы по ремонту телевизионной техники, вы можете задать их на нашем новом форуме .

Загрузка...

Как проверить резистор (сопротивление) мультиметром (универсальным прибором)

 Если вы занимаетесь радиоэлектроникой или хотя мы немного наслышаны о ней, то наверняка знаете, что такое резистор или как еще их называют сопротивления. В принципе, само слово резистор происходит от английского resist, что и означает сопротивляться. Так чему же сопротивляется наш резистор и как это используется в электроника? А самое главное, как проверить работоспособность этого радиоэлемента? Об этом мы и расскажем в нашей статье.

Резистор что это за радиоэлемент и его основные признаки работоспособности

Резистор можно назвать самым простым радиоэлементом, который  можно встретить в природе. Действительно, все его функции сводятся лишь к тому, чтобы снизить потенциал, то есть он является ограничителем тока и тут же напряжения. Так как эти величины зависят друг от друга. Резистор можно сравнить с узким участком трубы в трубопроводе, когда через него проходил первоначально один объем жидкости, а потом стал проходить гораздо меньший объем. Только здесь в качестве жидкости выступает ток, то есть направленное движение электронов. Как же можно ограничить движения тока?

 Самый простой способ это уменьшить площадь проводника, чтобы, как и в случае с узким участком трубы, не все электроны смогли по нему пройти. В итоге, перед проводником начнется своеобразная «давка», словно в толпе на концерте неформальной группы, и не все электроны пройдут за резистор.

В большинстве случаев резистор конструктивно выполнен следующим образом. Это тонкая нихромовая проволока, намотанная на керамический каркас, либо керамика, в которую включены токопроводящие частички. В первом случае, чем тоньше проволока, тем будет большее сопротивление. Во-втором, чем меньше токопроводящих частичек, тем также выше сопротивление резистора.
 Здесь надо отметить и еще один факт, если наш напор будет чрезмерно сильным, то вместо того, чтобы его ограничить, он разорвет трубопровод. Так и в случае с резистором. Если он перегреется, и проводник будет нарушен, то резистор будет испорчен. Возможность сдерживать перегрев относится к мощности резистора. В итоге, у резистора два главных свойства. Первое это оказывать сопротивление, которое измеряется в Омах. Второе, выдерживать определенный ток. Так как ток проходит в единицу времени, то по сути это возможность рассеивать теплоту за тот же определенный период времени. А все мы знаем, что если что-то совершает какую-то работу в единицу времени, пусть даже просто рассеивает тепло, то эта характеристика называется ничем иным как мощность. Именно эта стойкость резистора к перегоранию, если так можно сказать, будет описываться его мощностью.
 Если же резистор не справится с возложенными на него задачами, не важно по каким причинам, будь то просчет конструктора или нештатные отклонения тока в схеме. В этом случае он просто перегорит. Вначале перегреется, с него слезет красивая краска с полосками или буковками, а далее и вовсе почернеет и станет не похож сам на себя. Вроде того, что представлено на нашем рисунке.

Именно это и можно считать первым косвенным основанием к проверке и замене резистора. Однако, прежде чем проверить резистор необходимо знать, что мы будем проверять, то есть знать какой номинал у него был. Об этом в абзаце далее.

Какие бывают резисторы по маркировке и по мощности

Хорошо если корпус обгорел не до такой степени, что вам все-таки можно еще опознать, что же это был за резистор, то есть на нем осталась какая-либо маркировка, будь то цветовая или символьная.
 Здесь сразу скажем, что в настоящее время символьная маркировка не применяется, это осталось неким анахронизмом с времен СССР. Хотя это удобно. На корпусе можно было бы прочитать маркировку, не обладая какими-либо знаниями и справочниками. Вот скажем сопротивление в 82 Ома.

Сегодня же резисторы маркируются при помощи цветных полос, то есть это такой приятный взгляду радиоэлемент в полосочках. Подробнее о маркировке резисторов можно узнать из нашей статьи «Маркировка корпуса резисторов (сопротивления) и обозначение в схеме».

 Итак, если у вас перегорел резистор и на нем не видно маркировки, то скорее всего вам уже не удастся визуально установить, какой же номинал у него был. Единственным вариантом будет искать схем к ремонтируемому устройству и смотреть там, что же это все-таки было.

 Вторая характеристика это мощность, о ней мы уже начали рассказывать в предыдущем абзаце. Так вот, так как мощность зависит от возможности отдвать тепло, то мощность резистора в большинстве случаев будет зависеть от его рассеиваемой площади. Проще говоря, чем больше корпус резистора, тем он мощнее.

Теперь давайте перейдем непосредственно к теме статьи.

Как проверить резистор (сопротивление) не выпаивая из платы с помощью мультиметра

 Если вам необходимо проверить резистор низкого номинала, то есть на несколько Ом, то выпаивать его не обязательно. В этом случае влияние других цепей от радиоэлементов будет не столько значительным, если даже оно и есть. Так скажем диоды или транзисторы обладают сопротивлением в 500-700 Ом (условно), то есть сопротивления до 100 Ом, можно мерить без проблем. Для верности измерьте сопротивление в одном направлении и в другом, оно должно быть одинаково.
 Измерить сопротивление можно универсальным измерительным прибором – мультиметром. А вот как, мы разберем подробнее в следующих абзацах. Единственное различие, что измеряемый резистор будет выпаян с платы. Все остальные проводимые операции по замеру будут один в один.

Как проверить резистор (сопротивление) с помощью мультиметра если он в килоомах

Итак, если сопротивление уже более значительное, то есть от 200 Ом, то лучше его выпаять, так как проверка его в плате будет не корректна. Может быть, выпаять даже один конец. Этого будет вполне достаточно. Теперь берем прибор и переключаем его на соответствующий режим измерения в Омах. При этом с показателем больше, чем измеряемое сопротивление. То есть можно сделать так, если вы не знаете номинала сопротивления.
 Вначале вы включаете верхний предел в Омах, обычно это 2000 Ом и начинаете переключать галетный переключатель на приборе на понижение, пока отображение будет корректным, то есть не будет равно бесконечности. Ближайший предел «при подходе сверху» отображающий сопротивление на экране прибора, будет отображать самое точное сопротивление резистора.

 Ну, а если не вдумываться, то даже измерение на режиме в 2000 Ом, покажет вполне корректный результат. Ведь современные приборы довольно точные.
Важно сказать о том, что при измерении сопротивления в Омах и килоомах, можно удерживать ножки резистора пальцами, то есть помогать ими обеспечивать контакт с щупом.

Сопротивление нашего тела здесь не будет сильно сказывать на показаниях измерений. Это сродни тому, как в предыдущем абзаце мы говорили о том, что на сопротивление в несколько Ом не будут влиять показания радиоэлементов. Если же сопротивление уже в мегаомах, то здесь придерживать руками щупы нельзя. Об этом далее.

Как проверить резистор (сопротивление) с помощью мультиметра если он в мегаомах

Если у вас резистор в мегаомах (мОм), то мало того что здесь придется использовать уже соответствующий режим, все в тех же мегаомах. Так еще и нельзя браться за ножки резистора руками, то есть помогать обеспечивать контакт ножек резистора с щупом. Все дело в том, что сопротивление от руки до руки у человека около 1,5 мОма, а значит ваше внутренне сопротивление, будет измеряться наряду с сопротивлением резистора, чего происходить не должно.

 Все остальные измерения, о чем мы уже говорили, производятся также как и для случая выше, то есть с Омами и килоомами.

Заключение о процедуре проверки резистора (сопротивления) с помощью мультиметра

Подытожить нашу статью хотелось бы банальными догмами.
 Если у вас тело резистора темное и черной, с отслоившейся краской, то скорее он всего перегорел. В этом случае его сопротивление будет равно бесконечности.
 В случае проверки сопротивления в Омах, его не обязательно выпаивать из платы. В этом случае проверка будет, скорее всего, корректной и на плате.
 Сопротивление в килоомах необходимо выпаивать, хотя бы одним выводом из платы. Но здесь есть плюс, щуп можно удерживать у ножки сопротивления с помощью пальцев рук.
 Сопротивление в мегаомах мало того что надо выпаивать, для корректного измерения, так здесь еще необходимо будет обеспечивать непосредственный контакт щуп мультиметра – ножка резистора, без помощи рук. Такая необходимость продиктована требованием исключить влияние вашего внутреннего сопротивление на измеряемые резистор в мегаомах.

Нагрузочное сопротивление для светодиода


Расчет и подбор сопротивления для светодиода

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.

Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.

Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте. В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация

В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), RLED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).

Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода. На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора: ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление: Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера. Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.

Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.

Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую. Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А. Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

ledjournal.info

Как правильно рассчитать и подобрать резистор для светодиода

Каждый из нас видел светодиод. Обычный маленький светодиод выглядит как пластиковая колбочка-линза на проводящих ножках, внутри которой расположены катод и анод. На схеме светодиод изображается как обычный диод, от которого стрелочками показан излучаемый свет. Вот и служит светодиод для получения света, когда электроны движутся от катода к аноду — p-n-переходом излучается видимый свет.

Изобретение светодиода приходится на далекие 1970-е, когда для получения света во всю применяли лампы накаливания. Но именно сегодня, в начале 21 века, светодиоды заняли наконец место самых эффективных источников электрического света.

Где у светодиода «плюс», а где «минус»?

Чтобы правильно подключить светодиод к источнику питания, необходимо прежде всего соблюсти полярность. Анод светодиода подключается к плюсу «+» источника питания, а катод — к минусу «-». Катод, подключаемый к минусу, имеет вывод короткий, анод, соответственно, - длинный — длинную ножку светодиода - на плюс «+» источника питания.

Взгляните во внутрь светодиода: большой электрод — это катод, его — к минусу, маленький электрод, похожий просто на окончание ножки, - на плюс. А еще рядом с катодом линза светодиода имеет плоский срез.

Паяльник долго на ножке не держать

Паять выводы светодиода следует аккуратно и быстро, ведь полупроводниковый переход очень боится лишнего тепла, поэтому нужно краткими движениями паяльника дотрагиваться его жалом до припаиваемой ножки, и тут же паяльник отводить в сторону. Лучше в процессе пайки держать припаиваемую ножку светодиода пинцетом, чтобы обеспечить на всякий случай отвод тепла от ножки.

Резистор обязателен при проверке светодиода

Мы подошли к самому главному — как подключить светодиод к источнику питания. Если вы хотите проверить светодиод на работоспособность, то не стоит напрямую присоединять его к батарее или к блоку питания. Если ваш блок питания на 12 вольт, то используйте для подстраховки резистор на 1 кОм последовательно с проверяемым светодиодом.

Не забывайте о полярности — длинный вывод на плюс, вывод от большого внутреннего электрода — к минусу. Если не использовать резистор, то светодиод быстро перегорит, в случае если вы нечаянно превысите номинальное напряжение, через p-n-переход потечет большой ток, и светодиод практически тут же выйдет из строя.

Цвет свечения светодиода

Светодиоды бывают разных цветов, однако цвет свечения не всегда определяется цветом линзы светодиода. Белый, красный, синий, оранжевый, зеленый или желтый — линза может быть прозрачной, а включишь — окажется красным или синим. Светодиоды синего и белого свечения — самые дорогие. Вообще, на цвет свечения светодиода влияет в первую очередь состав полупроводника, и как вторичный фактор - цвет линзы.

Многоцветные RGB светодиоды содержат в одном корпусе несколько излучающих свет p-n-переходов, каждый из которых дает свой цвет свечения. Комбинируя яркости компонентов токами или частотами импульсов токов (для красного, зеленого и синего кристаллов), можно получить любой оттенок. Здесь, конечно, балансирующие резисторы нужны на каждый цветовой канал.

Находим номинал резистора для светодиода

Резистор включается последовательно со светодиодом. Функция резистора — ограничить ток, сделать его близким к номиналу светодиода, чтобы светодиод мгновенно не перегорел, и работал бы в нормальном номинальном режиме. Берем в расчет следующие исходные данные:

  • Vps – напряжение источника питания;

  • Vdf – прямое падение напряжения на светодиоде в нормальном режиме;

  • If – номинальный ток светодиода при нормальном режиме свечения.

Теперь, прежде чем находить значение необходимого резистора R, отметим, что ток в последовательной цепи у нас будет постоянным, одним и тем же в каждом элементе: ток If через светодиод будет равен току Ir через ограничительный резистор.

Следовательно Ir = If. Но Ir = Ur/R – по закону Ома. А Ur = Vps-Vdf. Таким образом, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

То есть, зная напряжение источника питания, падение напряжения на светодиоде и его номинальный ток, можно легко подобрать подходящий ограничительный резистор.

Если найденное значение сопротивления не удается выбрать из стандартного ряда номиналов резисторов, то берут резистор несколько большего номинала, например вместо найденных 460 Ом, берут 470 Ом, которые всегда легко найти. Яркость свечения светодиода уменьшится весьма незначительно.

Пример подбора резистора:

Допустим, имеется источник питания на 12 вольт, и светодиод, которому нужно 1,5 вольта и 10 мА для нормального свечения. Подберем гасящий резистор. На резисторе должно упасть 12-1,5 = 10,5 вольт, а ток в последовательной цепи (источник питания, резистор, светодиод) должен получиться 10 мА, следовательно из Закона Ома: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ом. Выбираем 1,1 кОм.

Какой мощности должен быть резистор? Если R = 1100 Ом, а ток составит 0,01 А, то, по закону Джоуля-Ленца, на резисторе каждую секунду будет выделяться тепловая энергия Q = I*I*R = 0,11 Дж, что эквивалентно 0,11 Вт. Резистор мощностью 0,125 Вт подойдет, даже запас останется.

Последовательное соединение светодиодов

Если перед вами стоит цель соединить несколько светодиодов в единый источник света, то лучше всего соединение выполнять последовательно. Это нужно для того, чтобы к каждому светодиоду не цеплять свой резистор, чтобы избежать лишних потерь энергии. Наиболее подходят для последовательного соединения светодиоды одного и того же вида, из одной и той же партии.

Допустим, необходимо последовательно объединить 8 светодиодов по 1,4 вольта с током по 0,02 А для подключения к источнику питания 12 вольт. Очевидно, общий ток будет составлять 0,02 А, но общее напряжение составит 11,2 вольта, следовательно 0,8 вольт при токе в 0,02 А должны рассеяться на резисторе. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ом. Выбираем резистор на 43 Ом минимальной мощности.

Параллельное соединение цепочек светодиодов — не лучший вариант

Если есть выбор, то светодиоды лучше всего соединять последовательно, а не параллельно. Если соединить несколько светодиодов параллельно через один общий резистор, то в силу разброса параметров светодиодов, каждый из них будет не в равных условиях с остальными, какой-то будет светиться ярче, принимая больше тока, а какой-то — наоборот тусклее. В результате, какой-нибудь из светодиодов сгорит раньше в силу быстрой деградации кристалла. Лучше для параллельного соединения светодиодов, если альтернативы нет, применить к каждой цепочке свой ограничительный резистор. 

Смотрите также: Простые схемы подключения светодиодов

electrik.info

Основы электроники. Урок №4: Расчет резистора для светодиода

Сегодня мы начнем с изучения нового элемента, а именно светодиода. Основные сведения о светодиоде собраны в отдельной статье здесь.

Светодиод, в основном, имеет 2 вывода: длинный вывод (анод) соединяется с плюсом питания, более короткий вывод (катод) с минусом. Светодиод, подключенный наоборот не будет светиться, и кроме того, при превышении определенного напряжения может даже сгореть.

С чего следует начать при работе со светодиодом? С просмотра технических параметров на конкретный светодиод! Иногда необходимые нам сведения можно также получить при покупке в магазине. Что же нам нужно знать? То, что мы ищем – это прямой ток (forward current) и прямое напряжение (forward voltage).

Для светодиода главное — это правильно подобранный ток, так как он напрямую влияет на срок службы светодиода. Поэтому мы говорим, что светодиод — это элемент, питаемый током (не напряжением!).

При изучении datasheet для одноцветных светодиодов размером 5мм вот что было обнаружено:

  • красный светодиод: 20 мА / 2,1 В
  • зеленый светодиод: 20 мА / 2,2 В
  • желтый светодиод: 20 мА / 2,2 В
  • оранжевый светодиод: 25 мА / 2,1 В
  • синий светодиодный индикатор: 20 мА / 3,2 В
  • светодиод белый: 25 мА / 3,4 В

(параметры светодиодов могут незначительно отличаться в зависимости от экземпляра и производителя светодиодов) 

Нашим источником питания, как и в предыдущих упражнениях, является кассета из 4 батареек, дающие напряжение около 6 вольт. Теперь встает вопрос: как подобрать резистор для ограничения тока красного светодиода, подключенного согласно следующей схеме:

Наша батарея обеспечивает напряжение порядка 6 вольт. Красному светодиоду необходим ток около 20мА. Плюс ко всему нужно учесть падение напряжения на этом светодиоде, т. е. 2,1 вольт:

UR1 = UB1 – UD1

UR1 = 6В – 2,1В

UR1 = 3,9В

 Теперь достаточно подставить наши данные в формулу:

R1 = UR1 / I

R1 = 3,9В / 20мА

R1 = 3,9В / 0,02А

R1 = 195 Ом

Таким вот простым способом мы рассчитали сопротивление резистора R1 для красного светодиода, который должен иметь сопротивление минимум 195 Ом. Но вы не сможете найти резистор такого номинала! Что же делать в таком случае? Надо взять из номинального ряда резистор большей величины, но с максимально близким сопротивлением.

См. Подбор сопротивления резистора по цветным полоскам

Ближайший в номинальном ряду резисторов находится резистор с сопротивлением 200 Ом, и именно такой мы должны использовать в нашей схеме. Почему? Конечно, ничто не мешает нам использовать резистор большего сопротивления, например, 470 Ом, 2,2 кОм… Но как это повлияет на свечение нашего светодиода? Давайте проверим!

На фото этого конечно не заметно, но светодиод светит очень ярко с резистором 200 Ом. Но что случится, если мы заменим резистор на другой, с большим сопротивлением, например, 470 Ом? Светодиод по-прежнему горит. Дальше будем последовательно увеличивать сопротивление: 2,2кОм, 3,9кОм, 4,7кОм… Обратите внимание, что светодиод с увеличением сопротивления резистора светит все слабее и слабее пока, наконец, вообще не перестает светиться.

Еще одно замечание по существу — необходимо использовать резисторы немного больше, чем это следует из расчетов (например, 210 Ом вместо 200 Ом). Почему? Наверно вы обратили внимание, что для расчетов мы взяли номинальное напряжение нашей батареи, в реальности свежие батарейки могут давать более высокое напряжение и поэтому сопротивление резистора может быть недостаточным. Ток на светодиоде будет выше необходимого, что в конечном счете скажется на сроке его службы.

Еще один пример, из жизни (вернее из частых вопросов). Как подобрать резистор для схемы (в автомобиль) , в которой последовательно соединены два красных светодиода (прямой ток 20 мА, прямое напряжение 2,1 В)?

Величину сопротивления резистора R1 рассчитываем аналогично, как в примере выше, с той лишь разницей, что от напряжения бортовой сети автомобиля (14В), необходимо вычесть падение напряжения на обоих диодах D1 и D2:

UR1 = UE1 – UD1 – UD2

UR1 = 14В – 2,1В – 2,1В

UR1 = 9,8В

Теперь подставим данные в формулу:

R1 = UR1 / I

R1 = 9,8В / 20мА

R1 = 9,8В / 0,02А

R1 = 490 Ом

Резистор R1, к которому подключены последовательно два красных светодиода, должен иметь сопротивление минимум 490 Ом. Ближайший в ряду является резистор номиналом 510 Ом. Если у вас нет резистора номиналом 510 Ом, помните, что вы можете соединить последовательно несколько резисторов, например, 5 резисторов по 100 Ом.

А можем ли мы в этой схеме последовательно подключить еще 5 светодиодов? Нет! На каждом из подключенных светодиодов возникает некоторое падение напряжения, другими словами каждый из них потребляет некоторое количество напряжения, например, каждому красному светодиоду нужно 2,1 вольт. Легко подсчитать, что наша батарея не в состоянии обеспечить такое напряжение:

14В

14В

Приведенный выше пример касается схемы, установленной в автомобиле, где источник напряжения 14В.

Таким же образом вы можете рассчитать сопротивление резистора для аналогичной схемы с напряжением питания 6 вольт. Какое получится сопротивление резистора R1? По нашим расчетам следует, что 90 Ом.

Следующий пример будет касаться параллельного соединения светодиодов, так как показано на следующем рисунке:

На этот раз предположим, что светодиод — D1 красный (прямой ток 20 мА, прямое напряжение около 2,1 В), а светодиод D2 имеет белый цвет (прямой ток 25 мА, прямое напряжение 3,4 В).

Из первого закона Кирхгофа мы знаем, что:

I = I1 + I2

I = 20мА + 25мА

I =45 мА

Подключая светодиоды параллельно к источнику питания, следует помнить, что каждый светодиод должен иметь свой резистор! Теперь давайте посчитаем падение напряжения на каждом из резисторов:

UR1 = UB1 – UD1

UR1 = 6В – 2,1В

UR1 = 3,9В

UR2 = UB1 – UD2

UR2 = 6В – 3,4В

UR2 = 2,6В

Мы знаем, силу тока и напряжение, давайте посчитаем сопротивление:

R1 = UR1 / I1

R1 = 3,9В / 20мА

R1 = 3,9В / 0,02А

R1 = 195 Ом

R2 = UR2 / I2

R2 = 2,6В / 25мА

R2 = 2,6В / 0,025А

R2 = 104 Ом

Резистор R1 должен иметь сопротивление как минимум 195 Ом (ближайший в номинальном ряду резистор на 200 Ом), а резистор R2 должен иметь сопротивление не менее 104 Ом (ближайший в ряду будет на 120 Ом).

Как лучше соединять светодиоды: последовательно или параллельно? Ответ не простой, потому что оба варианта имеют свои плюсы и минусы:

Вид соединения светодиодов

последовательное

параллельное

для всех светодиодов достаточно одного резистор каждый светодиод должен иметь свой собственный резистор
повреждение одного светодиода приводит к отключению всей цепочки светодиодов при повреждении одного или несколько светодиодов, остальные светодиоды будут светятся
низкое значение тока ток в цепи увеличивается с каждым последующим светодиодом (ток каждой ветви суммируется)
требуется более высокое напряжение источника питания с учетом падения напряжения на

каждый из светодиодов

напряжение питания в схеме может быть низким

Под конец урока рассмотрим еще один популярный вид – мощные светодиоды. Благодаря им, мы можем получить яркий свет. Мощные светодиоды используются, например, в автомобилях, поэтому следующий пример будет касаться именно проблемы установки мощных светодиодов в автомобиле.

Напряжение в сети автомобиля 14 вольт. Мощный светодиод имеет прямой ток 350 мА и падение напряжения 3,3 вольт. Рассчитаем сопротивление для мощного светодиода так, как мы это делали выше:

UR1 = UE1 – UD1

UR1 = 14В – 3,3В

UR1 = 10,7В

R1 = UR1 / I R1 = 10,7В / 350мА

R1 = 31 Ом

Для нашего примера надо подобрать резистор минимум 31 Ом. Проблема в том, что мощный светодиод, как указывает само название, имеет большую мощность и здесь обычный резистор не достаточен. Помимо соответствующего сопротивления наш резистор должен иметь соответствующую номинальную мощность, т. е. допустимую мощность, которая выделяется на резисторе при его работе.

Помните, что основная задача резистора — это сопротивление току. При сопротивлении всегда будет выделяться тепло в той или иной степени. Слишком большая мощность может повредить резистор. Мощность вычисляем по следующей формуле:

P = U x I

P = UR1 x I1

P = 10,7В x 350мА

P = 3,7 Вт

Номинальная мощность нашего резистора — это минимум 3,7 Вт. В связи с этим, наши стандартные резисторы мощностью 0,25 Вт быстро сгорят. В приведенном выше примере необходимо применить резистор на 5 Вт, но лучшим решением использование нескольких резисторов по 5 Вт, соединенных последовательно или параллельно. Почему? Причина в том, что резисторы плохо отводят тепло (хотя бы из-за их формы), а использование нескольких резисторов сразу увеличит общую площадь поверхности, через которую происходит отдача тепла.

При подборе резистора для мощного светодиода необходимо дополнительно учитывать значительное повышение температуры самого светодиода, что вызывает изменение прямого тока. Поэтому лучше взять резистор большего сопротивления, что обеспечит стабильную работу светодиода при увеличении прямого тока из-за его нагрева во время работы.

Но на практике для питания мощных светодиодов применяют стабилизаторы тока, которые будут обсуждаться в последующих уроках.

Общее правило при подборе резистора (резисторов) для светодиодов является использование чуть большего сопротивления, чем это следует из расчетов. Прямой ток и падение напряжения, протекающие через светодиод лучше измерить мультиметром, чтобы в расчетах учитывать реальные параметры конкретного светодиода.

Отправить сообщение об ошибке.

www.joyta.ru

Расчёт резистора для светодиода

Светодиоды. Виды, типы светодиодов. Подключение и расчёты..

Вот так светодиод выглядит в жизни :    А так обозначается на схеме : 

 Для чего служит светодиод?  Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток.

  Были изобретены в 70-е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии.

   Подключение и пайка    Светодиоды должны быть подключены правильным образом, учитывая их полярность + для анода и к для катода Катод имеет короткий вывод, более короткую ножку.   Если вы видите внутри светодиода его внутренности - катод имеет электрод большего размера (но это не официальные метод).

    Светодиоды могут быть испорчены в результате воздействия тепла при пайке, но риск невелик, если вы паяете быстро.  Никаких специальных мер предосторожности применять не надо для пайки большинства светодиодов, однако бывает полезно ухватиться за ножку светодиода пинцетом – для теплоотвода.

  Проверка светодиодов    Никогда не подключайте светодиодов непосредственно батарее или источнику питания!   Светодиод перегорит практически моментально, поскольку слишком большой ток сожжет его.  Светодиоды должны иметь ограничительный резистор.Для быстрого тестирования 1кОм резистор подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее. Не забывайте подключать светодиоды правильно, соблюдая полярность!

 

  Цвета светодиодов   Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый.  Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.   Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса.  Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его… 

 

  

  Многоцветные светодиоды

  Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенные в один корпус с тремя ножками.  Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.

 

  Расчет светодиодного резистора   Светодиод должен иметь резистор последовательно соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через светодиод, иначе он сгорит практически мгновенно...  Резистор R определяется по формуле :

  R = (V S - V L) / I

V S = напряжение питания  V L= прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правилоот 2 до 4волт)  I  = ток светодиода (например 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для Вашего диода Если размер сопротивления не получается подобрать точно, тогда возьмите резистор большего номинала.   На самом деле вы вряд-ли заметите разницу… совсем яркость свечения уменьшится совсем незначительно. Например:  Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0.020A,

 R = (- 9 В) / 0.02A = 350 Ом. При этом можно выбрать 390 Ом (ближайшее стандартное значение, которые больше). 

  Вычисление светодиодного резистора с использованием Закон Ома  Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где :  V = напряжение через резистор (V = S - V L в данном случае)  I = ток через резистор

 Итак R = (V S - V L) / I

  Последовательное подключение светодиодов.  Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу – это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды.

  Все светодиоды, которые соединены последовательно, долдны быть одного типа.  Блок питания должен иметь достаточную мощность и  обеспечить соответствующее напряжение.

  Пример расчета :   Красный, желтый и зеленый диоды - при последовательном соединении необходимо напряжение питания - не менее  8V, так 9-вольтовая батарея будет практически идеальным источником. 

 V L = 2V +  2V + 2V = 6V (три диода, их напряжения суммируются).

 Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.015A,

 Резистором R = (V S - V L) / I = (9 - 6) /0,015 = 200 Ом

 Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).

Избегайте подключения светодиодов в параллели!  Подключение несколько светодиодов в параллели с помощью одного резистора не очень хорошая идея…

   Как правило, светодиоды имеют разброс параметров, требуют несколько различные напряжения каждый.., что делает такое подключение практически нерабочим. Один из диодов будет светиться ярче и брать на себя тока больше, пока не выйдет из строя. Такое подключение многократно ускоряет естественную деградацию кристалла светодиода.  Если светодиоды соединяются параллельно, каждый из них должен иметь свой собственный ограничительный резистор.

 

  Мигающие светодиоды   Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему.  Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду.  Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.

 Цифробуквенные светодиодные индикаторы   Светодиодные цифробуквенные индикаторы сейчас применяются очень редко, они сложнее и дороже жидкокристаллических. Раньше, это было практически единственным и самым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны 🙂 

 

      При последовательном соединении надо учитывать падение напряжения на каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для неё посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод. При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три - тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0. 7, когда четыре диода - номинал для трёх умножаешь на 0.69, для пяти - номинал для четырёх умножаешь на 0.68 и т.д. При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от колиества, а при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа. Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому как диоды имеют довольно большой разброс параметров. И, как показывет практика, обязательно находится слабое звено.

www.casemods.ru

Расчет резистора для светодиода

Так как для светоизлучающего диода (СИД, LED, светодиода) весьма желательно питание стабильным током, то не стоит его подключать непосредственно к источнику напряжения. Нужно обязательно стабилизировать или хотя бы ограничить ток протекающий через светодиод. Сложные импульсные стабилизаторы тока, с высоким КПД оставим напоследок, для начала пойдем по самому простому пути: используем единственный токоограничивающий резистор и сделаем расчет сопротивления резистора для светодиода.

На рабочем участке вольт-амперной характеристики светодиода, при небольшом изменении напряжения ток может меняться в несколько раз, то есть светодиод ведет себя как стабилизатор напряжения. Будем пренебрегать небольшим изменением падения напряжения на светодиоде и считать его постоянным.

Калькулятор расчета сопротивления резистора для светодиода

Сразу приведу калькулятор для тех кто не хочет углубляться в теорию. Для расчета сопротивления резистора для светодиода нам потребуются следующие данные:

Введите все данные и получите сопротивление резистора в Омах.(Если нужно ввести дробные величины, то нужно использовать десятичную точку, а не запятую.)

Для питания светодиодов обычно приспосабливают источники питания на 5В или 12В. В принципе это может быть любой источник питания, главное чтобы его выходное напряжение было больше чем напряжение которое должно быть на светодиоде минимум на 10-15%, чем больше разница между напряжением БП и светодиода, тем будет лучше стабильность тока, но будет хуже КПД схемы. Максимальный ток блока питания тоже должен быть равен или больше чем ток необходимый для светодиода. Если ток окажется меньше то светодиод не будет гореть в полную силу. Падение тока на светодиоде — справочная величина, чем короче длинная волны испускаемого света тем выше напряжение падения. Так для светодиодов красного и зеленого свечения, величина падения 1,5 — 2,5В, для синих, ультрафиолетовых и белых 3 — 3,5В.

Ток светодиода также справочный параметр, но вместо него может указываться мощность светодиода в Ваттах. И чтобы получить ток нужно будет поделить мощность на напряжение. Например светодиод на мощность 1Вт и напряжение 3,3В должен потреблять 0,3А или 300мА тока.

Когда все данные получены расчет резистора для светодиода не составит труда: сначала определяем падение напряжение на резисторе, для этого из напряжения питания вычитаем падение на светодиоде. А теперь по закону Ома делим это напряжение на ток, в результате и имеем сопротивление. Если напряжения указаны в Вольтах, а токи в Амперах, то сопротивление получиться в Омах. Если использовать миллиАмперы, то сопротивление будет в килоОмах.

Пример расчета сопротивления резистора для светодиода.

Для примера возьмем уже рассматриваемый нами светодиод и подключим его к источнику питания 5В: (5В-3,3В)/0,3А=5,67Ом. Так как самый близкий из выпускаемых номиналов резисторов 5,6 Ом, то используем его. Теперь, когда известно сопротивление резистора для светодиода, рассчитаем его мощность, для этого проще всего возвести в квадрат протекающий через резистор ток и умножить на сопротивление.

Пример расчета мощности резистора для светодиода.

Продолжаем пример: 0,3А*0,3А*5,6 Ом=0,5 Вт. В принципе, резистор на такую мощность можно купить, также можно поставить резистор на большую мощность, но часто мощности получаются большими тогда нам поможет групповое соединение резисторов, но это тема для другой статьи.

Включение нескольких светодиодов

Часто в разных лампах или системах подсветки, требуется использовать несколько одинаковых светодиодов, так вот можно сильно сэкономить на резисторах включив последовательно несколько светодиодов и один резистор. Конечно стоимость резистора невелика, но вот то что места один резистор потребует меньше будет большим плюсом. Для такой схемы включения сопротивление резистора рассчитывается аналогично, только вместо падения напряжения на одном светодиоде нужно подставить сумму падений напряжений на всех последовательно включенных светодиодах.

Например используя источник питания на 12В можно включить последовательно три светодиода по 3,3В ещё 2В нужно будет погасить на резисторе. Если используются светодиоды на 1Вт, то мы получим сопротивление 2В/0,3А=6,67 Ом. Самый близкий номинал 6,8 Ом.

hardelectronics.ru

Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором.  Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

Расчет резистора для светодиода

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:

где:

  • V — напряжение источника питания
  • VLED — напряжение падения на светодиоде
  • I – рабочий ток светодиода

 Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:

Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.

Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.

Мы имеем:

  • источник питания: 12 вольт
  • напряжение светодиода: 2 вольта
  • рабочий ток светодиода: 30 мА

Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:

Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).

Последовательное соединение светодиодов

Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.

Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.

Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.

Используя закон Ома, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:

Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.

Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор  поможет вам найти нужный номинал резистора  для светодиода, подключенного по следующей схеме:

примечание: разделителем  десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

Сопротивление резистора  = (U – UF)/ IF 

  • U – источник питания;
  • UF – прямое напряжение светодиода;
  • IF – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание:   Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются  в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то  выберите ближайшее  бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то   возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

www.joyta.ru

Расчёт резистора для светодиода, формулы и калькулятор

Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.

Расчет гасящего резистора для светодиода

Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.

Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.

Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.

Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.

Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.

Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):

  • красный - 1,8...2В;
  • зеленый и желтый - 2...2,4В;
  • белые и синие - 3...3,5В.

Допустим что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем - 3В.

Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:

Uгрез = Uпит - Uсвет = 5В - 3В = 2В.

Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.

Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:

R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.

В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:

P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.

Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).

Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).

Uгрез = Uпит - Uсвет = 5В - 2В = 3В.

R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.

P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.

Простой калькулятор для расчета гасящего резистора

Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:

Форму прислал Михаил Иванов.

Заключение

При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.

Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.

radiostorage.net

Как заменить переменный резистор на постоянный. Из подстроечного в переменный

Чаще всего встречаются неисправности резисторов, связанные с выгоранием токопроводящего слоя или нарушением контакта между ним и хомутиком. Для всех случаев дефектов существует простой тест. Разберемся, как проверить резистор мультиметром.

Типы мультиметров

Прибор бывает стрелочным или цифровым. Для первого не требуется источник питания. Он работает как микроамперметр с переключением шунтов и делителей напряжения в заданные режимы измерений.

Цифровой мультиметр показывает на экране результаты сравнения разницы между эталонными и измеряемыми параметрами. Для него нужен влияющий на точность измерений по мере разрядки. С его помощью производится тестирование радиодеталей.

Виды неисправностей

Резистором называют электронный компонент с определенным или переменным значением электрического сопротивления. Перед тем как проверить резистор мультиметром, его осматривают, визуально проверяя исправность. Прежде всего определяется целостность корпуса по отсутствию на поверхности трещин и сколов. Выводы должны быть надежно закреплены.

Неисправный резистор часто имеет полностью обгоревшую поверхность или частично - в виде колечек. Если покрытие немного потемнело, это еще не характеризует наличие неисправности, а говорит лишь о его нагреве, когда выделяемая на элементе мощность в какой-то момент превысила величину допустимой.

Деталь может выглядеть как новая, даже если внутри оборвется контакт. У многих здесь возникают проблемы. Как проверить резистор мультиметром в данном случае? Необходимо наличие принципиальной схемы, по которой производятся замеры напряжения в определенных точках. Для облегчения поиска неисправностей в электрических цепях бытовой техники выделяются контрольные точки с указанием на них величины этого параметра.

Проверка резисторов производится в самую последнюю очередь, когда нет сомнений в следующем:

  • полупроводниковые детали и конденсаторы исправны;
  • на печатных платах нет сгоревших дорожек;
  • отсутствуют обрывы в соединительных проводах;
  • соединения разъемов надежны.

Все вышеперечисленные дефекты появляются со значительно большей вероятностью, чем выход из строя резистора.

Характеристики резисторов

Величины сопротивлений стандартизованы в ряды и не могут принимать любые значения. Для них задаются допустимые отклонения от номинала, зависимые от точности изготовления, температуры среды и других факторов. Чем дешевле резистор, тем больше допуск. Если при измерении величина сопротивления выходит за его пределы, элемент считается неисправным.

Еще одним важным параметром является мощность резистора. Одной из причин преждевременного выхода детали из строя является ее неправильный выбор по этому параметру. Мощность измеряется в ваттах. Ее выбирают такой, на которую он рассчитан. На схеме условного обозначения мощность резистора определяется по знакам:

  • 0,125 Вт - двойная косая черта;
  • 0,5 Вт - прямая продольная черта;
  • римская цифра - величина мощности, Вт.

Резистор для замены выбирается по тем же параметрам, что и неисправный.

Проверка резисторов на соответствие номиналам

Для проверки необходимо найти значения сопротивлений. Их можно увидеть по порядковому номеру элемента на схеме или в спецификации.

Измерение сопротивления является самым распространенным способом проверки резистора. В данном случае определяется соответствие номиналу и допуску.

Величина сопротивления должна быть в пределах диапазона, который на мультиметре устанавливается переключателем. Щупы подключаются к гнездам COM и VΩmA. Перед тем как проверить резистор тестером, сначала определяется исправность его проводов. Их замыкают между собой, и прибор должен показать величину сопротивления, равную нулю или немного больше. При измерениях малых сопротивлений эта величина вычитается из показаний прибора.

Если энергии элементов питания недостаточно, обычно получается сопротивление, отличное от нуля. В этом случае следует заменить батарейки, поскольку точность измерений будет низкой.

Новички, не зная, как проверить резистор на работоспособность мультиметром, часто касаются руками щупов прибора. Когда измеряются величины в килоомах, это недопустимо, поскольку получаются искаженные результаты. Здесь следует знать, что тело также имеет определенное сопротивление.

При фиксации прибором величины сопротивления, равной бесконечности, это является показателем наличия обрыва (на экране горит "1"). Редко встречается наличие пробоя резистора, когда его сопротивление равно нулю.

После измерения полученное значение сравнивается с номиналом. При этом учитывается допуск. Если данные совпадают, резистор исправен.

Когда появляются сомнения в правильности показаний прибора, следует замерить величину сопротивления исправного резистора с тем же номиналом и сравнить показания.

Как измерить сопротивление, когда номинал неизвестен?

Установка максимального порога при измерении сопротивления не обязательна. В режиме омметра можно установить любой диапазон. Мультиметр из-за этого не выйдет из строя. Если прибор покажет "1", что означает бесконечность, порог следует увеличивать, пока на экране не появится результат.

Функция прозвонки

А еще как проверить резистор мультиметром на исправность? Распространенным способом является прозвонка. Положение переключателя для данного режима обозначается значком диода с сигналом. Знак сигнала может быть отдельно, верхняя граница срабатывания его не превышает 50-70 Ом. Поэтому резисторы, номиналы которых превышают порог, прозванивать не имеет смысла. Сигнал будет слабым, и его можно не услышать.

При значениях сопротивления цепи ниже граничного значения прибор издает писк через встроенный динамик. Прозвонка делается путем создания напряжения между точками схемы, выбранными с помощью щупов. Чтобы данный режим работал, нужны подходящие источники питания.

Проверка исправности резистора на плате

Сопротивление замеряют, когда элемент не подключен к остальным в схеме. Для этого нужно освободить одну из ножек. Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая из схемы? Это делается только в особых случаях. Здесь необходимо проанализировать схему подключений на наличие шунтирующих цепей. Особенно на показания прибора влияют полупроводниковые детали.

Заключение

Решая вопрос, как проверить резистор мультиметром, необходимо разобраться, как измеряется электрическое сопротивление и какие пределы устанавливаются. Прибор предназначен для ручного применения и следует запомнить все приемы использования щупов и переключателя.

Электронные схемы иногда выходят из строя. Тому есть много причин, но суть заключается в изменении токовых режимов, которые разрушающим образом действуют на радиоэлементы. Превышение допустимых номиналов электричества приводит не только к перегоранию радиодеталей, бывает так, что сгорают даже токоведущие дорожки печатной платы. Для восстановления работоспособности необходимо вычислить, какие компоненты схемы пострадали. Поэтому есть способ, как проверить резистор мультиметром, а также другие радиодетали.

Что такое проверка радиоэлементов?

Проверка радиоэлементов - не что иное, как измерение их фактических показателей и сравнивание с технически заложенными параметрами при изготовлении. Если данные совпадают или близки по значению (в допустимых пределах), это говорит об исправности радиодеталей. В случае значительного расхождения, элементы явно неисправны и требуют замены.

Каких результатов можно добиться, измеряя детали радиосхемы:

  1. Определить неисправность. Это позволит восстановить схему после замены сгоревшего элемента на новый.
  2. Обнаружить частичный износ радиодетали. Это в дальнейшем поможет предотвратить отказ устройства в работе.
  3. Выявить скрытый дефект. Например, плохо пропаянный вывод, который со временем оторвется, особенно если схема подвергается воздействию вибрации.
  4. Установить цепочку нарушений по одной вышедшей из строя радиодетали. Во многих схемах сгорание одного определенного элемента автоматически приводит к сгоранию других, от него зависимых.

Каким прибором проверяют резисторы?

Резистор, или сопротивление, является одним из основных радиоэлементов, который обязательно присутствует в любой схеме. Он ограничивает силу тока, рассеивает излишнюю мощность, с него снимают падение напряжения для работы электронных ключей, он выполняет защитную функцию (работает по принципу предохранителя).

Среди таких устройств наиболее распространенными являются аналоговые (стрелочные) и цифровые мультиметры. Определяя параметры первым типом оборудования, кроме пределов переключения измерения, пользуются градуированной шкалой для омметра. Применение электронных приборов - это способ, как проще проверить резистор мультиметром. Они отображают значение показаний на цифровом табло.

Можно посмотреть на представленном фото, как проверить резистор мультиметром.

Как проверить номинал резистора?

Обычно на радиоэлементах нанесена маркировка, которая говорит монтажнику или ремонтному мастеру о назначении прибора и его технических параметрах. На резисторах это может быть цифровая либо цветовая кодировка. Но иногда на самом элементе и на печатной плате нет совершенно никакой информации, и определить номинал прибора, в этом случае непонятно, как. Проверить резистор мультиметром в этом случае - единственно возможный вариант.

Удобнее для этих целей пользоваться электронным прибором типа DT830B. Важно знать, что невозможно провести достоверные замеры номинала резистора, если он включен в схему. Тому причиной служит свойство тока течь по пути наименьшего сопротивления. И если в цепи попадется для него обходной путь, минуя измеряемый элемент, то на приборе будет что угодно, только не достоверная информация. Другая причина, почему следует выпаивать элемент, - наличие полевых деталей в схеме, которые могут выйти из строя в процессе измерений.

В схеме? Выпаять хотя бы один из его выводов. После этого можно проводить процесс измерений:


Как проверить переменный резистор мультиметром?

На корпусе переменного резистора проставлен его номинал, а сам прибор имеет три вывода. Значение номинала - это значение между крайними выводами радиоэлемента, показатель среднего вывода будет изменяться в соответствии с углом поворота регулировочной ручки. Чтобы не "абы как" проверить переменный резистор мультиметром, недостаточно провести измерение его номинала. Важно увидеть характер изменения сопротивления между средним выводом относительно крайнего при повороте ручки.

Переменный резистор также нужно выпаивать из схемы. После того как это сделано, этапы измерений следующие:

  1. Выставляют предел измерения мультиметра на позицию выше значения номинала, указанного на корпусе.
  2. Замеряют показания между крайними выводами. Если сопротивление равно бесконечности - резистор оборван, если нулю - произошло прогорание элемента. В случае соответствия результатов измерений номиналу, проверяют работу среднего вывода.
  3. Переводят ручку регулировки резистора в любое крайнее положение, один из щупов прибора оставляют на крайнем выводе, другой подсоединяют к среднему. Прибор должен показать сопротивление, близкое к нулю либо номиналу (зависит от стороны подключения) - это правильно. Если же сопротивление равно бесконечности, значит, произошел обрыв с бегунком среднего вывода. Это показатель, как проверить исправность резистора мультиметром.
  4. Далее определяют степень износа резистивной поверхности под бегунком. Для этого, не отключая прибор, медленно поворачивают ручку регулировки от одного крайнего положения к другому. При этом следят за показаниями на табло - сопротивление должно плавно изменяться. Если же происходят пропадания (на приборе соответствует бесконечности), значит, резистивный слой частично выработан, и радиоэлемент нужно заменить.

Как проверить резистор мультиметром на исправность?

Как правило, прибором проверяют не все подряд элементы, а те, которые вызывают подозрение. Они могут быть потемневшими, со следами отслоения краски и другими видимыми нарушениями. Чтобы достоверно определить, исправна радиодеталь или нет, нужно:

  • Замерить номинал резистора и сравнить с заявленным значением на корпусе. Отклонение показаний не должно превышать допустимых процентов, которые также указываются на элементе.
  • Подключив щупы, необходимо слегка пошевелить выводы радиоэлемента. Если показания вдруг начнут то пропадать, то появляться, это верный признак скрытого дефекта.

Как, не выпаивая, проверить резистор в схеме?

Есть резисторы, которые идут с выводами, есть безвыводные SMD-элементы. Выпаять последние из печатной платы сложно без специальной насадки на паяльник. Поэтому параметры таких радиодеталей измеряют непосредственно в схеме. Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая:

  1. Внимательно осмотреть печатную плату и найти на ней дорожку, отходящую от любого вывода SMD-резистора без ответвлений.
  2. Аккуратно перерезать ее в месте с наименьшим утолщением.
  3. Произвести замер радиоэлемента прибором.
  4. После того как проверили резистор мультиметром на плате, и он оказался неисправным, заменить его и впаять перемычку в месте разрыва.

Как определить допустимую погрешность измерений?

На корпусе каждого резистора есть информация об отклонениях номинала. Она может быть прописана как 5%, 10%, 20% либо сокрыта в цветовой кодировке. У нормального исправного радиоэлемента при измерении его номинала показания не будут выходить за допустимый процент.

Заключение

Легко разобраться, как проверить резистор мультиметром, но не стоит лезть с прибором в сложные устройства, содержащие много микросхем. Гораздо дешевле в этом случае доверить работу опытному мастеру.

Продолжение статьи о начале занятий электроникой. Для тех, кто решился начать. Рассказ о деталях.

Радиолюбительство до сих пор является одним из самых распространенных увлечений, хобби. Если в начале своего славного пути радиолюбительство затрагивало в основном конструирование приемников и передатчиков, то с развитием электронной техники расширялся диапазон электронных устройств и круг радиолюбительских интересов.

Конечно, такие сложные устройства, как, например, видеомагнитофон, проигрыватель компакт-дисков, телевизор или домашний кинотеатр у себя дома собирать не станет даже самый квалифицированный радиолюбитель. А вот ремонтом техники промышленного производства занимаются очень многие радиолюбители, причем достаточно успешно.

Другим направлением является конструирование электронных схем или доработка «до класса люкс» промышленных устройств.

Диапазон в этом случае достаточно велик. Это устройства для создания «умного дома», преобразователи 12…220В для питания телевизоров или звуковоспроизводящих устройств от автомобильного аккумулятора, различные терморегуляторы. Также очень популярны , а также многое другое.

Передатчики и приемники отошли на последний план, а вся техника называется теперь просто электроникой. И теперь, пожалуй, следовало бы называть радиолюбителей как-то иначе. Но исторически сложилось так, что другого названия просто не придумали. Поэтому пусть будут радиолюбители.

Компоненты электронных схем

При всем разнообразии электронных устройств они состоят из радиодеталей. Все компоненты электронных схем можно разделить на два класса: активные и пассивные элементы.

Активными считаются радиодетали, которые обладают свойством усиливать электрические сигналы, т.е. обладающие коэффициентом усиления. Нетрудно догадаться, что это транзисторы и все, что из них делается: операционные усилители, логические микросхемы, и многое другое.

Одним словом все те элементы, у которых маломощный входной сигнал управляет достаточно мощным выходным. В таких случаях говорят, что коэффициент усиления (Кус) у них больше единицы.

К пассивным относятся такие детали, как резисторы, и т.п. Одним словом все те радиоэлементы, которые имеют Кус в пределах 0…1! Единицу тоже можно считать усилением: «Однако, не ослабляет». Вот сначала и рассмотрим пассивные элементы.

Резисторы

Являются самыми простыми пассивными элементами. Основное их назначение ограничить ток в электрической цепи. Простейшим примером является включение светодиода, показанное на рисунке 1. С помощью резисторов также подбирается режим работы усилительных каскадов при различных .

Рисунок 1. Схемы включения свтодиода

Свойства резисторов

Раньше резисторы назывались сопротивлениями, это как раз их физическое свойство. Чтобы не путать деталь с ее свойством сопротивления переименовали в резисторы .

Сопротивление, как свойство присуще всем проводникам, и характеризуется удельным сопротивлением и линейными размерами проводника. Ну, примерно так же, как в механике удельный вес и объем.

Формула для подсчета сопротивления проводника: R = ρ*L/S, где ρ удельное сопротивление материала, L длина в метрах, S площадь сечения в мм2. Нетрудно увидеть, что чем длиннее и тоньше провод, тем больше сопротивление.

Можно подумать, что сопротивление не лучшее свойство проводников, ну просто препятствует прохождению тока. Но в ряде случаев как раз это препятствие является полезным. Дело в том, что при прохождении тока через проводник на нем выделяется тепловая мощность P = I 2 * R. Здесь P, I, R соответственно мощность, ток и сопротивление. Эта мощность используется в различных нагревательных приборах и лампах накаливания.

Резисторы на схемах

Все детали на электрических схемах показываются с помощью УГО (условных графических обозначений). УГО резисторов показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. УГО резисторов

Черточки внутри УГО обозначают мощность рассеяния резистора. Сразу следует сказать, что если мощность будет меньше требуемой, то резистор будет греться, и, в конце концов, сгорит. Для подсчета мощности обычно пользуются формулой, а точнее даже тремя: P = U * I, P = I 2 * R, P = U 2 / R.

Первая формула говорит о том, что мощность, выделяемая на участке электрической цепи, прямо пропорциональна произведению падения напряжения на этом участке на ток через этот участок. Если напряжение выражено в Вольтах, ток в Амперах, то мощность получится в ваттах. Таковы требования системы СИ.

Рядом с УГО указывается номинальное значение сопротивления резистора и его порядковый номер на схеме: R1 1, R2 1К, R3 1,2К, R4 1К2, R5 5М1. R1 имеет номинальное сопротивление 1Ом, R2 1КОм, R3 и R4 1,2КОм (буква К или М может ставиться вместо запятой), R5 - 5,1МОм.

Современная маркировка резисторов

В настоящее время маркировка резисторов производится с помощью цветных полос. Самое интересное, что цветовая маркировка упоминалась в первом послевоенном журнале «Радио», вышедшем в январе 1946 года. Там же было сказано, что вот, это новая американская маркировка. Таблица, объясняющая принцип «полосатой» маркировки показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Маркировка резисторов

На рисунке 4 показаны резисторы для поверхностного монтажа SMD, которые также называют «чип - резистор». Для любительских целей наиболее подходят резисторы типоразмера 1206. Они достаточно крупные и имеют приличную мощность, целых 0,25Вт.

На этом же рисунке указано, что максимальным напряжением для чип резисторов является 200В. Такой же максимум имеют и резисторы для обычного монтажа. Поэтому, когда предвидится напряжение, например 500В лучше поставить два резистора, соединенных последовательно.

Рисунок 4. Резисторы для поверхностного монтажа SMD

Чип резисторы самых маленьких размеров выпускаются без маркировки, поскольку ее просто некуда поставить. Начиная с размера 0805 на «спине» резистора ставится маркировка из трех цифр. Первые две представляют собой номинал, а третья множитель, в виде показателя степени числа 10. Поэтому если написано, например, 100, то это будет 10 * 1Ом = 10Ом, поскольку любое число в нулевой степени равно единице первые две цифры надо умножать именно на единицу.

Если же на резисторе написано 103, то получится 10 * 1000 = 10 КОм, а надпись 474 гласит, что перед нами резистор 47 * 10 000 Ом = 470 КОм. Чип резисторы с допуском 1% маркируются сочетанием букв и цифр, и определить номинал можно лишь пользуясь таблицей, которую можно отыскать в интернете.

В зависимости от допуска на сопротивление номиналы резисторов разделяются на три ряда, E6, E12, E24. Значения номиналов соответствуют цифрам таблицы, показанной на рисунке 5.

Рисунок 5.

Из таблицы видно, что чем меньше допуск на сопротивление, тем больше номиналов в соответствующем ряду. Если ряд E6 имеет допуск 20%, то в нем всего лишь 6 номиналов, в то время как ряд E24 имеет 24 позиции. Но это все резисторы общего применения. Существуют резисторы с допуском в один процент и меньше, поэтому среди них возможно найти любой номинал.

Кроме мощности и номинального сопротивления резисторы имеют еще несколько параметров, но о них пока говорить не будем.

Соединение резисторов

Несмотря на то, что номиналов резисторов достаточно много, иногда приходится их соединять, чтобы получить требуемую величину. Причин этому несколько: точный подбор при настройке схемы или просто отсутствие нужного номинала. В основном используется две схемы соединения резисторов: последовательное и параллельное. Схемы соединения показаны на рисунке 6. Там же приводятся и формулы для расчета общего сопротивления.

Рисунок 6. Схемы соединения резисторов и формулы для расчетов общего сопротивления

В случае последовательного соединения общее сопротивление равно просто сумме двух сопротивлений. Это как показано на рисунке. На самом деле резисторов может быть и больше. Такое включение бывает в . Естественно, что общее сопротивление будет больше самого большего. Если это будут 1КОм и 10Ом, то общее сопротивление получится 1,01КОм.

При параллельном соединении все как раз наоборот: общее сопротивление двух (и более резисторов) будет меньше меньшего. Если оба резистора имеют одинаковый номинал, то общее их сопротивление будет равно половине этого номинала. Можно так соединить и десяток резисторов, тогда общее сопротивление будет как раз десятая часть от номинала. Например, соединили в параллель десять резисторов по 100 ОМ, тогда общее сопротивление 100 / 10 = 10 Ом.

Следует отметить, что ток при параллельном соединении согласно закону Кирхгофа разделится на десять резисторов. Поэтому мощность каждого из них потребуется в десять раз ниже, чем для одного резистора.

Продолжение читайте в следующей статье.

Как известно, переменные резисторы, которые во всевозможной звуковой аппаратуре служат для регулировки громкости, тембра и прочего стереобаланса, со временем изнашиваются. И при вращении ручек регуляторов из колонок раздаётся хрип, треск, щёлканье, и другие немузыкальные звуки.
Причём громкость их по мере износа меняется от едва заметного шороха до треска вполне сравнимого с уровнем полезного сигнала.

Сейчас, когда в продажу хлынула музыкальная техника с цифровым кнопочным управлением, для многих меломанов проблема отошла в прошлое.
Но и сейчас ещё много найдётся любителей музыки предпочитают слушать её через старый добрый советский, импортный или самодельный усилитель со старыми добрыми переменниками.

Надеюсь, что кому-то из вас эта статья пригодится. Хотя возможно, что я очередной раз берусь с умным видом объяснять очевидные вещи.

Приходит время и регулятор, верой и правдой прослуживший не один десяток лет и переживший иногда сам аппарат, в котором был установлен изначально, начинает хрипеть. Обычно за это ругают советские переменные резисторы. Но, рано или поздно, беда настигает регулятор независимо от страны-производителя.

У того, кто взялся сию беду устранять, есть два пути решения проблемы. Попытаться вернуть работоспособность старому переменнику или заменить на новый.

Заменить, конечно, хороший выход, только на что?
Если повезёт, в куче запчастей, скопившихся у радиолюбителя с незапамятных времён, можно найти другой такой же переменник или с близкими параметрами. Но где гарантия, что и он скоро не захрипит. По возрасту он, возможно, почти ровесник заменяемому и неизвестно где стоял, как часто его крутили и в каких условиях аппарат эксплуатировался.

Если поблизости есть магазин, или ещё какое заведение торгующее радиодеталями можно купить там изделие «братской узкоглазой республики», представляющее из себя подстроечник, к которому наспех приделали корпус и ось. Такой резистор обычно практически никак не защищённое от попадания внутрь пыли влаги и прочего наружного мусора. А выводы иногда приклёпаны к угольной «подкове» так, что болтаются даже у нового резистора, гарантируя те же хрипы, треск и пропадание звука.

Возможно, где-то поближе к цивилизации можно добыть качественную деталь, но судя по ценам в музыкальных магазинах, где иногда продаются переменники для электрогитар, цена может составить очень большую долю от цены самого ремонтируемого изделия.

Вскрытие покажет. Потенциометр СПЗ-30 изнутри

С точки зрения простоты ремонта переменные резисторы я делю на три типа – разборные, условно неразборные и почти неразборные.
Начну с самого простого – разборного. Например - СПЗ-30а, как довольно крупный и часто встречающийся. К тому же, по моему мнению - вообще один из лучших переменников, созданных в СССР. По крайней мере, по таким параметрам, как защита от попадания «забортного мусора» и ремонтопригодность. А с недостатками, вроде «неполного обнуления» в крайних положениях, или несовпадение сопротивлений (в сдвоенных) между движком и крайними выводами при регулировке, в звуковой технике вполне можно смириться.
Большинство советов подойдут и к более старым СП-1, ВЗР, как одинарным, так и сдвоенным.
Портрет «зверя» крупным планом. Прошу извинить за качество фоток - снимал непосредственно во время «операции», год назад, камерой, оказавшейся под рукой, не заморачиваясь с настройками и освещением.

Будем считать, что сопротивление между крайними выводами измерено, существует, не сильно превышает указанное на корпусе и не «плавает». В противном случае деталь можно спокойно выбросить, ну или пустить на запчасти. Где-то в литературе встречал способ изготовления из деталей СП3, малогабаритного многопозиционного переключателя.

Отгибаем 4 усика, помеченные стрелками, и снимаем крышку. Любуемся на нехитрый внутренний мир:

А пока, небольшое «лирическое отступление».
Почти к каждому, кто связал свою жизнь с радиолюбительством, рано или поздно все знакомые, родственники, родственники знакомых и знакомые родственников тащат на ремонт свою убитую технику. Бывает что и из-за «хрипатого» регулятора.

Приносящие делятся на две категории.
1. Простые пользователи - как правило, несут свой аппарат сразу же, как только неисправность дала о себе знать.
2. Более или менее продвинутые пользователи - перед тем как принести, пытаются исправить сами, пользуясь своими «знаниями» или советами «знающих».
От таких частенько слышал примерно такой монолог: «Я сам пытался сделать. Спиртом, водкой, „тройным одеколоном“ протирал. Маслом капал, карандашом подкову натирал, толчёный карандаш с маслом смешивал и капал. Пара дней и снова то же самое. Сделай что-нибудь! Задолбало, блин!!!»

Вот так и выглядят обычные советы, которые гуляют в народе и даже иногда помогают (иначе б не гуляли).

Действительно - глядя на заляпанную старой почерневшей смазкой угольную «подкову» первая мысль, которая приходит в голову - почистить всё это хозяйство прямо так - через щель между диэлектрической шайбой одетой на вал и стенкой пластмассового корпуса.
Но всё же лучше продолжить разборку. И доступ к очищаемым поверхностям лучше будет, а там глядишь - и ещё что интересное обнаружится.

Разгибаем упорное кольцо:

И вытаскиваем ось, вместе с текстолитовой шайбой с закреплённым на ней подвижным контактом.
Сразу же внимательно рассматриваем состояние угольного слоя на «подкове».

В данном случае неплохо сохранился. Значит, в дальнейших действиях есть какой-то смысл. Если же он стёрся настолько, что на месте где должен быть графит видно текстолитовую основу - «медицина бессильна». Хотя если честно - за время с 80-х годов встречал только два (!) настолько затёртых переменника. Один из них стоял в магнитофоне «Маяк-232», работавшем в одной из школ. Там, видимо из-за заводского брака, рассыпалась угольная щётка на подвижном контакте и подкову просто сточило металлическим пружинным электродом. Я так подумал, потому что переменник был сдвоенный, а второй резистор блока был ещё вполне нормальным. Магнитофону на тот момент лет десять было, если не больше.

Теперь поверхность подковы можно, и даже нужно очистить от «вековой грязи» (особенно после «толчёного карандаша в масле») спиртом или чистым бензином для зажигалок. Заодно нужно почистить пружинные контакты, соединяющие центральный вывод с движком.
А потом внимательно посмотреть на поверхность, по которой эти контакты должны скользить:

Даже при таком качестве фото видно, что выглядит это место, мягко скажем, страшновато. Контакты протёрли заметную «траншею», которая из-за слоя смазки кажется глубже, чем на самом деле. А если разглядеть получше, можно увидеть, что поверхность металла где-то замазалась, где-то окислилась и надёжный контакт видит только во снах о давно ушедшей молодости.

Очищаем металл от старой, иногда затвердевшей до полного сходства с парафином, смазки и грязи, графитной пыли. При необходимости счищаем окись ластиком. Жаль старые добрые советские красные ластики уже не найти. А сколько ими было двоек в дневнике подтёрто, чтобы легче на тройки исправить. А контактов в телевизионных ПТК почищено (часто зря). О прочих тумблерах и П2К вообще молчу.

Пришло время заняться угольной щёткой подвижного контакта

За «долгую счастливую жизнь» поизносилась, конечно. Жаль нет под рукой совершенно нового такого же переменника, чтобы уточнить насколько. Поэтому чаще оценивал степень износа «на глазок».
Если осталось около одного миллиметра - ещё поживёт, если меньше 0,5 мм - делал новую из грифеля карандаша, или угольного стержня от случайно подвернувшейся разряженной пальчиковой батарейки (АА). Вырезал обычно тем ножом, который в этот момент был под рукой, потом выравнивал контактную поверхность об напильник. Что-то похожее когда-то описывалось в журнале «Радио».

Насчёт материала: как-то встречал в Сети спор, что лучше - угольный стержень от батарейки или карандаш. А если карандаш, то какой твёрдости. Сам пока к определённому выводу не пришёл. То, что делал для себя пока работает и то хорошо. А использовал в основном те карандаши, которыми в тот момент пользовался сам, твёрдостью где-то на уровне «ТМ» - «Т». А твёрдость угольных стержней из батареек, кто ж её знает-то.

Перед установкой щётки на законное место я делал ещё одну вещь. Кончик пружинного контакта, примерно от отверстия для щётки, отгибал на небольшой угол (зелёная стрелка на фото). А также стачивал мелкой шкуркой, надфилем или, в крайнем случае, ножом заусенцы на краях этого отверстия и торцах пружины, если были. Как-то спокойней потом, хотя в реальной пользе от этого действия не уверен.

Перед окончательной сборкой все трущиеся поверхности смазывал машинным маслом (самым густым, какое было в наличии), Если была возможность – «Литолом» или «ЦИАТИМ-ом». Что-то другое в наших краях достать сложнее.

После подобных процедур все посторонние звуки обычно пропадают и надолго.

Немного про СП-1


Недавно попало в руки одно устройство, где для регулировки громкости использовался великий и ужасный… СП-1. И та же самая проблема с хрипом треском и пропаданием звука.
А значит, появилась возможность рассказать об одном его отличии от СП3, которое очень даже может служить причиной неполадок, и на которое можно сразу не обратить внимание. В магнитофоне, который у меня был в школьные времена, несколько раз регулятор громкости перебирал, пока случайно не наткнулся.
Кстати разборка происходит точно так же, как и в предыдущем примере.
Но в отличии от СП3, у СП-1 неподвижный контакт, приклёпанный к центральному выводу не пружинный, а плоский, кольцеобразный. Этот самый контакт спокойно себе лежит в предназначенном для него пазу. И если его специально не пошевелить, то можно и не заметить что он иногда свободно болтается на заклёпке.

И контакт этот между выводом и движком переменника появляется и пропадает по собственному желанию. Не исключено, что встречаются и СП3 с болтающимся на заклёпке центральным контактом, но мне такие пока не попадались.

Для устранения неисправности, как многие догадались, достаточно пропаять это соединение. Для большей надёжности можно пропаять и со стороны вывода, хотя чаще всего это не требуется.
Кстати, угольный слой очень даже неплохо сохранился для переменного резистора с металлическими щётками из устройства конца 70-х годов.

Вот такие достаточно простые рекомендации по возвращению к активной жизни захрипевших переменных резисторов. Правда, здесь я рассмотрел только один тип, но повторюсь - другие отличаются только способом разборки-сборки. Составные части и места возможного появления неисправностей одинаковы.

P.S. Бывает, можно купить новый переменник с описанным дефектом. Неизвестно ведь сколько, где и в каких условиях он хранился до этого. Даже если и выглядит как новый.
На всякий случай, перед установкой в изделие, стоит проделать вышеописанные операции. Анекдот про «доработать напильником» не просто так придумали. Я сам несколько раз сталкивался с тем, что «свежий» регулятор «шуршит» при приближении движка к крайним точкам. Обычно после чистки и смазки «болезнь» пропадает. Недавно поставил свежекупленые малогабаритные СПЗ-40 в темброблок электрогитары, и сразу же пришлось снова снимать все четыре резистора и проводить те же процедуры.
С тех пор работает второй год без нареканий.

Читательское голосование

Статью одобрили 43 читателя.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

Часто во время внешнего осмотра можно обнаружить повреждение лакового или эмалевого покрытия. Резистор с обуглившейся поверхностью или с колечками на ней также неисправен. Небольшое потемнение лакового покрытия допустимого у таких резисторов следует проверить величину сопротивления. Допустимое отклонение от номинальной величины не должно превышать ±20 %. Отклонение величины сопротивления от номинала в сторону возрастания наблюдается при длительной эксплуатации у высокоомных резисторов (более 1 МОм).

В ряде случае обрыв токопроводящего элемента не вызывает никаких изменений внешнего вида резистора. Поэтому проверку резисторов на соответствие их величин номинальным значениям производят с помощью омметра. Перед измерением сопротивления резисторов в схеме следует выключить приемник и разрядить электролитические конденсаторы. При измерении необходимо обеспечить надежный контакт между выводами проверяемого резистора и зажимами прибора. Чтобы не шунтировать прибор, не следует касаться руками металлических частей щупов омметра. Величина измеренного сопротивления должна соответствовать тому номиналу, который обозначен на корпусе резистора с учетом допуска, соответствующего классу данного резистора и собственной погрешности измерительного прибора. Например, при измерении сопротивления резистора I класса точности с помощью прибора Ц-4324 суммарная погрешность во время измерения может достигать ±15 % (допуск резистора ±5 % плюс погрешность прибора ±10). Если резистор проверяется без. выпаивания его из схемы, то необходимо учитывать влияние шунтирующих цепей.

Наиболее часто встречающаяся неисправность у резисторов- пе регорание токопроводящего слоя, которое может быть вызвано прохождением через резистор недопустимо большого тока в результате различных замыканий в монтаже или пробоя конденсатора. Проволочные резисторы значительно реже выходят из строя. Основные неисправности их (обрыв или перегорание проволоки) обычно находят при помощи омметра.

Переменные резисторы (потенциометры) чаще всего имеют нарушения контакта подвижной щетки с токопроводящими элементами резистора. Если такой потенциометр используется в радиоприёмнике для регулировки громкости, то при повороте его оси в головке динамического громкоговорителя слышны трески. Встречаются также обрывы, износ или повреждение токопроводящего слоя.

Исправность потенциометров определяют омметром. Для этого подключают один из щупов омметра к среднему лепестку потенциометра, а второй щуп - к одному из крайних лепестков. Ось регулятора при каждом таком подключении очень медленно вращают. Если потенциометр исправен, то стрелка омметра перемещается вдоль шкалы плавно, без дрожания и рывков. Дрожание и рывки стрелки свидетельствуют о плохом контакте щетки с токопроводящим элементом. Если стрелка омметра вообще не отклоняется, это означает, что резистор неисправен. Такую проверку рекомендуется повторить, переключив второй щуп омметра ко второму крайнему лепестку резистора, чтобы убедиться в исправности и этого вывода. Неисправный потенциометр необходимо заменить новым или отремонтировать, если это возможно. Для этого вскрывают корпус потенциометра и тщательно промывают спиртом токопроводящий элемент и наносят тонкий слой машинного масла. Затем его собирают и вновь проверяют надежность контакта.

Резисторы, признанные непригодными, обычно заменяются исправными, величины которых подбирают так, чтобы они соответствовали принципиальной схеме приемника. При отсутствии резистора с соответствующим сопротивлением его можно заменить двумя (или несколькими) параллельно или последовательно соединенными. При параллельном соединении двух резисторов общее сопротивление цепи можно рассчитать по формуле

где Р - рассеиваемая на резисторе мощность, Вт; U - напряжение на резисторе,. В; R - величина сопротивления резистора; Ом.

Желательно взять резистор с несколько большей мощностью рассеяния (на 30,..40 %), чем полученная при расчете. При отсутствии резистора требуемой мощности можно подобрать несколько резисторов меньшей. мощности и соединить их между собой параллельно или последовательно с таким расчетом, чтобы их общее сопротивление оказалось равным заменяемому, а общая мощность не ниже требуемой.

При определении взаимозаменяемости различных типов постоянных и переменных резисторов для последних учитывают также характеристику изменения сопротивления от угла поворота его оси. Выбор характеристики изменения потенциометра определяют его схемным назначением. Например, чтобы получить равномерное регулирование громкости радиоприемника, следует выбирать потенциометры группы В (с показательной зависимостью изменения сопротивления), а в цепях регулировки тембра - группы А.

При замене вышедших из строя резисторов типа ВС можно рекомендовать резисторы типа МЛТ соответствующей мощности рассеяния, имеющие меньшие габариты и лучшую влагоустойчивость. Номинальная мощность резистора и класс его точности не имеют существенного значения в цепях управляющих сеток ламп и коллекторов транзисторов малой мощности.

Можно ли заменить регулируемое сопротивление на обычное. Резистор. Резисторы переменного сопротивления. Основные этапы тестирования

Электрическая цепь невозможна без наличия в ней сопротивления, что подтверждается законом Ома. Именно поэтому резистор по праву считается самой распространенной радиодеталью. Такое положение вещей говорит о том, что знание тестирования таких элементов всегда может пригодиться при ремонте электротехники. Рассмотрим ключевые вопросы, связанные с тем, как проверить обычный резистор на исправность, пользуясь тестером или мультиметром.

Основные этапы тестирования

Несмотря на разнообразие резисторов, у обычных элементов этого класса линейная ВАХ, что существенно упрощает проверку, сводя ее к трем этапам:

  1. внешний осмотр;
  2. радиодеталь тестируется на обрыв;
  3. осуществляется проверка соответствия номиналу.

Если с первым и вторым пунктом все понятно, то с последним есть нюансы, а именно, необходимо узнать номинальное сопротивление. Имея принципиальную схему, сделать это не составит труда, но вся беда в том, что современная бытовая техника довольно редко комплектуется технической документацией. Выйти из создавшего положения можно, определив номинал по маркировке. Кратко расскажем как это сделать.

Виды маркировок

На компонентах, выпущенных во времена Советского Союза, было принято указывать номинал на корпусе детали (см. рис.1). Этот вариант не требовал расшифровки, но при повреждении целостности конструкции или выгорании краски могли возникнуть проблемы с распознаванием текста. В таких случаях всегда можно было обратиться к принципиальной схеме, которой комплектовалась вся бытовая техника.

Рисунок 1. Резистор «УЛИ», на корпусе виден номинал детали и допуск

Цветовое обозначение

Сейчас принята цветовая маркировка, представляющая собой от трех до шести колец разной окраски (см. рис. 2). Не надо видеть в этом происки врагов, поскольку данный способ позволяет установить номинал даже на сильно поврежденной детали. А это весомый фактор, учитывая, что современные бытовые электроприборы не комплектуются принципиальными схемами.


Рис. 2. Пример цветовой маркировки

Информацию по расшифровке данного обозначения на компонентах несложно найти в интернете, поэтому приводить ее в рамках этой статьи не имеет смысла. Есть также множество программ-калькуляторов (в том числе и онлайн), позволяющих получить необходимую информацию.

Маркировка SMD элементов

Компоненты навесного монтажа (например, smd резистор, диод, конденсатор и т.д.) стали маркировать цифрами, но ввиду малого размера деталей эту информацию требовалось зашифровать. Для сопротивлений, в большинстве случаев, принято обозначение из трех цифр, где первые две – это значение, а последняя – множитель (см. рис. 3).


Рис. 3. Пример расшифровки номинала SMD резистора

Внешний осмотр

Нарушение штатного режима работы вызывает перегрев детали, поэтому, в большинстве случаев, определить проблемный элемент можно по внешнему виду. Это может быть как изменение цвета корпуса, так и его полное или частичное разрушение. В таких случаях необходимо заменить сгоревший элемент.


Рисунок 4. Яркий пример того, как может сгореть резистор

Обратите внимание на фото сверху, компонент, отмеченный как «1», явно нуждается в замене, в то время как соседние детали «2» и «3» могут оказаться рабочими, но их требуется проверить.

Проверка на обрыв

Действия производятся в следующем порядке:

Если модель прибора, которым вы пользуетесь, отличается от того, что приведен на рисунке, ознакомьтесь с прилагающейся к мультиметру инструкцией.

  1. Касаемся щупами выводов проблемного элемента на плате. Если деталь «не звонится» (мультиметр покажет цифру 1, то есть бесконечно большое сопротивление), можно констатировать, что проверка показала обрыв в резисторе.

Обратим внимание, что данное тестирование можно проводить, не выпаивая элемент с платы, но это не гарантирует 100% результат, поскольку тестер может показать связь через другие компоненты схемы.

Проверка на номинал

Если деталь выпаяна, то этот этап позволит гарантированно показать ее работоспособность. Для тестирования нам необходимо знать номинал. Как определить его по маркировке, было написано выше.

Алгоритм наших действий следующий:


Что такое допуск, и насколько он важен?

Эта величина показывает возможное отклонение у данной серии от указанного номинала. В правильно рассчитанной схеме должен учитываться этот показатель, либо после сборки производится соответствующая наладка. Как вы понимаете, наши друзья из «Поднебесной» не утруждают себя этим, что положительно отражается на стоимости их товара.

Результат такой политики был показан на рисунке 4, деталь работает какое-то время, пока не наступает предел запаса ее прочности.

  1. Принимаем решение, сравнив показания мультметра с номиналом, если расхождение выходит за пределы погрешности, деталь однозначно нуждается в замене.

Как тестировать переменный резистор?

Принцип действий в данном случае не сильно отличается, распишем их на примере детали, изображенной на рисунке 7.

Рис. 7. Подстроечный резистор (внутренняя схема отмечена красным кругом)

Алгоритм следующий:

  1. Проводим измерение между ножками «1» и «3» (см. рис. 7) и сравниваем полученное значение с номиналом.
  2. Подключаем щупы к выводам «2» и любому из оставшихся («1» или «3», значения не имеет).
  3. Вращаем подстроечную ручку и наблюдаем за показаниями прибора, они должны меняться в диапазоне от 0 до величины, полученной в пункте 1.

Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая на плате?

Такой вариант тестирования допустим только с низкоомными элементами. При номинале более 80-100 Ом, с большой вероятностью, на измерение будут влиять другие компоненты. Окончательно можно дать ответ, только внимательно изучив принципиальную схему.

Продолжение статьи о начале занятий электроникой. Для тех, кто решился начать. Рассказ о деталях.

Радиолюбительство до сих пор является одним из самых распространенных увлечений, хобби. Если в начале своего славного пути радиолюбительство затрагивало в основном конструирование приемников и передатчиков, то с развитием электронной техники расширялся диапазон электронных устройств и круг радиолюбительских интересов.

Конечно, такие сложные устройства, как, например, видеомагнитофон, проигрыватель компакт-дисков, телевизор или домашний кинотеатр у себя дома собирать не станет даже самый квалифицированный радиолюбитель. А вот ремонтом техники промышленного производства занимаются очень многие радиолюбители, причем достаточно успешно.

Другим направлением является конструирование электронных схем или доработка «до класса люкс» промышленных устройств.

Диапазон в этом случае достаточно велик. Это устройства для создания «умного дома», преобразователи 12…220В для питания телевизоров или звуковоспроизводящих устройств от автомобильного аккумулятора, различные терморегуляторы. Также очень популярны , а также многое другое.

Передатчики и приемники отошли на последний план, а вся техника называется теперь просто электроникой. И теперь, пожалуй, следовало бы называть радиолюбителей как-то иначе. Но исторически сложилось так, что другого названия просто не придумали. Поэтому пусть будут радиолюбители.

Компоненты электронных схем

При всем разнообразии электронных устройств они состоят из радиодеталей. Все компоненты электронных схем можно разделить на два класса: активные и пассивные элементы.

Активными считаются радиодетали, которые обладают свойством усиливать электрические сигналы, т.е. обладающие коэффициентом усиления. Нетрудно догадаться, что это транзисторы и все, что из них делается: операционные усилители, логические микросхемы, и многое другое.

Одним словом все те элементы, у которых маломощный входной сигнал управляет достаточно мощным выходным. В таких случаях говорят, что коэффициент усиления (Кус) у них больше единицы.

К пассивным относятся такие детали, как резисторы, и т.п. Одним словом все те радиоэлементы, которые имеют Кус в пределах 0…1! Единицу тоже можно считать усилением: «Однако, не ослабляет». Вот сначала и рассмотрим пассивные элементы.

Резисторы

Являются самыми простыми пассивными элементами. Основное их назначение ограничить ток в электрической цепи. Простейшим примером является включение светодиода, показанное на рисунке 1. С помощью резисторов также подбирается режим работы усилительных каскадов при различных .

Рисунок 1. Схемы включения свтодиода

Свойства резисторов

Раньше резисторы назывались сопротивлениями, это как раз их физическое свойство. Чтобы не путать деталь с ее свойством сопротивления переименовали в резисторы .

Сопротивление, как свойство присуще всем проводникам, и характеризуется удельным сопротивлением и линейными размерами проводника. Ну, примерно так же, как в механике удельный вес и объем.

Формула для подсчета сопротивления проводника: R = ρ*L/S, где ρ удельное сопротивление материала, L длина в метрах, S площадь сечения в мм2. Нетрудно увидеть, что чем длиннее и тоньше провод, тем больше сопротивление.

Можно подумать, что сопротивление не лучшее свойство проводников, ну просто препятствует прохождению тока. Но в ряде случаев как раз это препятствие является полезным. Дело в том, что при прохождении тока через проводник на нем выделяется тепловая мощность P = I 2 * R. Здесь P, I, R соответственно мощность, ток и сопротивление. Эта мощность используется в различных нагревательных приборах и лампах накаливания.

Резисторы на схемах

Все детали на электрических схемах показываются с помощью УГО (условных графических обозначений). УГО резисторов показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. УГО резисторов

Черточки внутри УГО обозначают мощность рассеяния резистора. Сразу следует сказать, что если мощность будет меньше требуемой, то резистор будет греться, и, в конце концов, сгорит. Для подсчета мощности обычно пользуются формулой, а точнее даже тремя: P = U * I, P = I 2 * R, P = U 2 / R.

Первая формула говорит о том, что мощность, выделяемая на участке электрической цепи, прямо пропорциональна произведению падения напряжения на этом участке на ток через этот участок. Если напряжение выражено в Вольтах, ток в Амперах, то мощность получится в ваттах. Таковы требования системы СИ.

Рядом с УГО указывается номинальное значение сопротивления резистора и его порядковый номер на схеме: R1 1, R2 1К, R3 1,2К, R4 1К2, R5 5М1. R1 имеет номинальное сопротивление 1Ом, R2 1КОм, R3 и R4 1,2КОм (буква К или М может ставиться вместо запятой), R5 - 5,1МОм.

Современная маркировка резисторов

В настоящее время маркировка резисторов производится с помощью цветных полос. Самое интересное, что цветовая маркировка упоминалась в первом послевоенном журнале «Радио», вышедшем в январе 1946 года. Там же было сказано, что вот, это новая американская маркировка. Таблица, объясняющая принцип «полосатой» маркировки показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Маркировка резисторов

На рисунке 4 показаны резисторы для поверхностного монтажа SMD, которые также называют «чип - резистор». Для любительских целей наиболее подходят резисторы типоразмера 1206. Они достаточно крупные и имеют приличную мощность, целых 0,25Вт.

На этом же рисунке указано, что максимальным напряжением для чип резисторов является 200В. Такой же максимум имеют и резисторы для обычного монтажа. Поэтому, когда предвидится напряжение, например 500В лучше поставить два резистора, соединенных последовательно.

Рисунок 4. Резисторы для поверхностного монтажа SMD

Чип резисторы самых маленьких размеров выпускаются без маркировки, поскольку ее просто некуда поставить. Начиная с размера 0805 на «спине» резистора ставится маркировка из трех цифр. Первые две представляют собой номинал, а третья множитель, в виде показателя степени числа 10. Поэтому если написано, например, 100, то это будет 10 * 1Ом = 10Ом, поскольку любое число в нулевой степени равно единице первые две цифры надо умножать именно на единицу.

Если же на резисторе написано 103, то получится 10 * 1000 = 10 КОм, а надпись 474 гласит, что перед нами резистор 47 * 10 000 Ом = 470 КОм. Чип резисторы с допуском 1% маркируются сочетанием букв и цифр, и определить номинал можно лишь пользуясь таблицей, которую можно отыскать в интернете.

В зависимости от допуска на сопротивление номиналы резисторов разделяются на три ряда, E6, E12, E24. Значения номиналов соответствуют цифрам таблицы, показанной на рисунке 5.

Рисунок 5.

Из таблицы видно, что чем меньше допуск на сопротивление, тем больше номиналов в соответствующем ряду. Если ряд E6 имеет допуск 20%, то в нем всего лишь 6 номиналов, в то время как ряд E24 имеет 24 позиции. Но это все резисторы общего применения. Существуют резисторы с допуском в один процент и меньше, поэтому среди них возможно найти любой номинал.

Кроме мощности и номинального сопротивления резисторы имеют еще несколько параметров, но о них пока говорить не будем.

Соединение резисторов

Несмотря на то, что номиналов резисторов достаточно много, иногда приходится их соединять, чтобы получить требуемую величину. Причин этому несколько: точный подбор при настройке схемы или просто отсутствие нужного номинала. В основном используется две схемы соединения резисторов: последовательное и параллельное. Схемы соединения показаны на рисунке 6. Там же приводятся и формулы для расчета общего сопротивления.

Рисунок 6. Схемы соединения резисторов и формулы для расчетов общего сопротивления

В случае последовательного соединения общее сопротивление равно просто сумме двух сопротивлений. Это как показано на рисунке. На самом деле резисторов может быть и больше. Такое включение бывает в . Естественно, что общее сопротивление будет больше самого большего. Если это будут 1КОм и 10Ом, то общее сопротивление получится 1,01КОм.

При параллельном соединении все как раз наоборот: общее сопротивление двух (и более резисторов) будет меньше меньшего. Если оба резистора имеют одинаковый номинал, то общее их сопротивление будет равно половине этого номинала. Можно так соединить и десяток резисторов, тогда общее сопротивление будет как раз десятая часть от номинала. Например, соединили в параллель десять резисторов по 100 ОМ, тогда общее сопротивление 100 / 10 = 10 Ом.

Следует отметить, что ток при параллельном соединении согласно закону Кирхгофа разделится на десять резисторов. Поэтому мощность каждого из них потребуется в десять раз ниже, чем для одного резистора.

Продолжение читайте в следующей статье.

(постоянными резисторами), а в этой части статьи поговорим о , или переменных резисторах .

Резисторы переменного сопротивления , или переменные резисторы являются радиокомпонентами, сопротивление которых можно изменять от нуля и до номинального значения. Они применяются в качестве регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра в звуковоспроизводящей радиоаппаратуре, используются для точной и плавной настройки различных напряжений и разделяются на потенциометры и подстроечные резисторы.

Потенциометры применяются в качестве плавных регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра, служат для плавной регулировки различных напряжений, а также используются в следящих системах, в вычислительных и измерительных устройствах и т.п.

Потенциометром называют регулируемый резистор, имеющий два постоянных вывода и один подвижный. Постоянные выводы расположены по краям резистора и соединены с началом и концом резистивного элемента, образующим общее сопротивление потенциометра. Средний вывод соединен с подвижным контактом, который перемещается по поверхности резистивного элемента и позволяет изменять величину сопротивления между средним и любым крайним выводом.

Потенциометр представляет собой цилиндрический или прямоугольный корпус, внутри которого расположен резистивный элемент, выполненный в виде незамкнутого кольца, и выступающая металлическая ось, являющаяся ручкой потенциометра. На конце оси закреплена пластина токосъемника (контактная щетка), имеющая надежный контакт с резистивным элементом. Надежность контакта щетки с поверхностью резистивного слоя обеспечивается давлением ползунка, выполненного из пружинных материалов, например, бронзы или стали.

При вращении ручки ползунок перемещается по поверхности резистивного элемента, в результате чего сопротивление изменяется между средним и крайними выводами. И если на крайние выводы подать напряжение, то между ними и средним выводом получают выходное напряжение.

Схематично потенциометр можно представить, как показано на рисунке ниже: крайние выводы обозначены номерами 1 и 3, средний обозначен номером 2.

В зависимости от резистивного элемента потенциометры разделяются на непроволочные и проволочные .

1.1 Непроволочные.

В непроволочных потенциометрах резистивный элемент выполнен в виде подковообразной или прямоугольной пластины из изоляционного материала, на поверхность которых нанесен резистивный слой, обладающий определенным омическим сопротивлением.

Резисторы с подковообразным резистивным элементом имеют круглую форму и вращательное перемещение ползунка с углом поворота 230 — 270°, а резисторы с прямоугольным резистивным элементом имеют прямоугольную форму и поступательное перемещение ползунка. Наиболее популярными являются резисторы типа СП, ОСП, СПЕ и СП3. На рисунке ниже показан потенциометр типа СП3-4 с подковообразным резистивным элементом.

Отечественной промышленностью выпускались потенциометры типа СПО, у которых резистивный элемент впрессован в дугообразную канавку. Корпус такого резистора выполнен из керамики, а для защиты от пыли, влаги и механических повреждений, а также в целях электрической экранировки весь резистор закрывается металлическим колпачком.

Потенциометры типа СПО обладают большой износостойкостью, нечувствительны к перегрузкам и имеют небольшие размеры, но у них есть недостаток – сложность получения нелинейных функциональных характеристик. Эти резисторы до сих пор еще можно встретить в старой отечественной радиоаппаратуре.

1.2. Проволочные.

В проволочных потенциометрах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе, по ребру которого перемещается подвижный контакт. Для получения надежного контакта между щеткой и обмоткой контактная дорожка зачищается, полируется, или шлифуется на глубину до 0,25d.

Устройство и материал каркаса определяется исходя из класса точности и закона изменения сопротивления резистора (о законе изменения сопротивления будет сказано ниже). Каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо, или же берут готовое кольцо, на которое укладывают обмотку.

Для резисторов с точностью, не превышающей 10 – 15%, каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо. Материалом для каркаса служат изоляционные материалы, такие как гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, или металл – алюминий, латунь и т.п. Такие каркасы просты в изготовлении, но не обеспечивают точных геометрических размеров.

Каркасы из готового кольца изготавливают с высокой точностью и применяют в основном для изготовления потенциометров. Материалом для них служит пластмасса, керамика или металл, но недостатком таких каркасов является сложность выполнения обмотки, так как для ее намотки требуется специальное оборудование.

Обмотку выполняют проводами из сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением, например, константан, нихром или манганин в эмалевой изоляции. Для потенциометров применяют провода из специальных сплавов на основе благородных металлов, обладающих пониженной окисляемостью и высокой износостойкостью. Диаметр провода определяют исходя из допустимой плотности тока.

2. Основные параметры переменных резисторов.

Основными параметрами резисторов являются: полное (номинальное) сопротивление, форма функциональной характеристики, минимальное сопротивление, номинальная мощность, уровень шумов вращения, износоустойчивость, параметры, характеризующие поведение резистора при климатических воздействиях, а также размеры, стоимость и т.п. Однако при выборе резисторов чаще всего обращают внимание на номинальное сопротивление и реже на функциональную характеристику.

2.1. Номинальное сопротивление.

Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе. Согласно ГОСТ 10318-74 предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ом, килоом или мегаом.

У зарубежных резисторов предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ом, килоом и мегаом.

Допускаемые отклонения сопротивлений от номинального значения установлены в пределах ±30%.

Полным сопротивлением резистора считается сопротивление между крайними выводами 1 и 3.

2.2. Форма функциональной характеристики.

Потенциометры одного и того же типа могут отличаться функциональной характеристикой, определяющей по какому закону изменяется сопротивление резистора между крайним и средним выводом при повороте ручки резистора. По форме функциональной характеристики потенциометры разделяются на линейные и нелинейные : у линейных величина сопротивления изменяется пропорционально движению токосъемника, у нелинейных она изменяется по определенному закону.

Существуют три основных закона: А — Линейный, Б – Логарифмический, В — Обратно Логарифмический (Показательный). Так, например, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между средним и крайним выводом резистивного элемента изменялось по обратному логарифмическому закону (В). Только в этом случае наше ухо способно воспринимать равномерное увеличение или уменьшение громкости.

Или в измерительных приборах, например, генераторах звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов используются переменные резисторы, также требуется, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому (Б) или обратному логарифмическому закону. И если это условие не выполнить, то шкала генератора получится неравномерной, что затруднит точную установку частоты.

Резисторы с линейной характеристикой (А) применяются в основном в делителях напряжения в качестве регулировочных или подстроечных.

Зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки резистора для каждого закона показано на графике ниже.

Для получения нужной функциональной характеристики большие изменения в конструкцию потенциометров не вносятся. Так, например, в проволочных резисторах намотку провода ведут с изменяющимся шагом или сам каркас делают изменяющейся ширины. В непроволочных потенциометрах меняют толщину или состав резистивного слоя.

К сожалению, регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Часто владельцам аудиоаппаратуры, эксплуатируемой длительное время, приходится слышать шорохи и треск из громкоговорителя при вращении регулятора громкости. Причиной этого неприятного момента является нарушение контакта щетки с токопроводящим слоем резистивного элемента или износ последнего. Скользящий контакт является наиболее ненадежным и уязвимым местом переменного резистора и является одной из главной причиной выхода детали из строя.

3. Обозначение переменных резисторов на схемах.

На принципиальных схемах переменные резисторы обозначаются также как и постоянные, только к основному символу добавляется стрелка, направленная в середину корпуса. Стрелка обозначает регулирование и одновременно указывает, что это средний вывод.

Иногда возникают ситуации, когда к переменному резистору предъявляются требования надежности и длительности эксплуатации. В этом случае плавное регулирование заменяют ступенчатым, а переменный резистор строят на базе переключателя с несколькими положениями. К контактам переключателя подключают резисторы постоянного сопротивления, которые будут включаться в цепь при повороте ручки переключателя. И чтобы не загромождать схему изображением переключателя с набором резисторов, указывают только символ переменного резистора со знаком ступенчатого регулирования . А если есть необходимость, то дополнительно указывают и число ступеней.

Для регулирования громкости и тембра, уровня записи в звуковоспроизводящей стереофонической аппаратуре, для регулирования частоты в генераторах сигналов и т.д. применяются сдвоенные потенциометры , сопротивления которых изменяется одновременно при повороте общей оси (движка). На схемах символы входящих в них резисторов располагают как можно ближе друг к другу, а механическую связь, обеспечивающую одновременное перемещение движков, показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной пунктирной линией.

Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку указывается согласно их позиционному обозначению в электрической схеме, где R1.1 является первым по схеме резистором сдвоенного переменного резистора R1, а R1.2 — вторым. Если же символы резисторов окажутся на большом удалении друг от друга, то механическую связь обозначают отрезками пунктирной линии.

Промышленностью выпускаются сдвоенные переменные резисторы, у которых каждым резистором можно управлять отдельно, потому что ось одного проходит внутри трубчатой оси другого. У таких резисторов механическая связь, обеспечивающая одновременное перемещение, отсутствует, поэтому на схемах ее не показывают, а принадлежность к сдвоенному резистору указывают согласно позиционному обозначению в электрической схеме.

В переносной бытовой аудиоаппаратуре, например, в приемниках, плеерах и т.д., часто используют переменные резисторы со встроенным выключателем, контакты которого задействуют для подачи питания в схему устройства. У таких резисторов переключающий механизм совмещен с осью (ручкой) переменного резистора и при достижении ручкой крайнего положения воздействует на контакты.

Как правило, на схемах контакты включателя располагают возле источника питания в разрыв питающего провода, а связь выключателя с резистором обозначают пунктирной линией и точкой, которую располагают у одной из сторон прямоугольника. При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней.

4. Подстроечные резисторы.

Подстроечные резисторы являются разновидностью переменных и служат для разовой и точной настройки радиоэлектронной аппаратуры в процессе ее монтажа, наладки или ремонта. В качестве подстроечных используют как переменные резисторы обычного типа с линейной функциональной характеристикой, ось которых выполнена «под шлиц» и снабжена стопорным устройством, так и резисторы специальной конструкции с повышенной точностью установки величины сопротивления.

В основной своей массе подстроечные резисторы специальной конструкции изготавливают прямоугольной формы с плоским или кольцевым резистивным элементом. Резисторы с плоским резистивным элементом (а ) имеют поступательное перемещение контактной щетки, осуществляемое микрометрическим винтом. У резисторов с кольцевым резистивным элементом (б ) перемещение контактной щетки осуществляется червячной передачей.

При больших нагрузках используются открытые цилиндрические конструкции резисторов, например, ПЭВР.

На принципиальных схемах подстроечные резисторы обозначаются также как и переменные, только вместо знака регулирования используется знак подстроечного регулирования.

5. Включение переменных резисторов в электрическую цепь.

В электрических схемах переменные резисторы могут применяться в качестве реостата (регулируемого резистора) или в качестве потенциометра (делителя напряжения). Если в электрической цепи необходимо регулировать ток, то резистор включают реостатом, если напряжение, то включают потенциометром.

При включении резистора реостатом задействуют средний и один крайний вывод. Однако такое включение не всегда предпочтительно, так как в процессе регулирования возможна случайная потеря средним выводом контакта с резистивным элементом, что повлечет за собой нежелательный разрыв электрической цепи и, как следствие, возможный выход из строя детали или электронного устройства в целом.

Чтобы исключить случайный разрыв цепи свободный вывод резистивного элемента соединяют с подвижным контактом, чтобы при нарушении контакта электрическая цепь всегда оставалась замкнута.

На практике включение реостатом применяют тогда, когда хотят переменный резистор использовать в качестве добавочного или токоограничивающего сопротивления.

При включении резистора потенциометром задействуются все три вывода, что позволяет его использовать делителем напряжения. Возьмем, к примеру, переменный резистор R1 с таким номинальным сопротивлением, которое будет гасить практически все напряжение источника питания, приходящее на лампу HL1. Когда ручка резистора выкручена в крайнее верхнее по схеме положение, то сопротивление резистора между верхним и средним выводами минимально и все напряжение источника питания поступает на лампу, и она светится полным накалом.

По мере перемещения ручки резистора вниз сопротивление между верхним и средним выводом будет увеличиваться, а напряжение на лампе постепенно уменьшаться, отчего она станет светить не в полный накал. А когда сопротивление резистора достигнет максимального значения, напряжение на лампе упадет практически до нуля, и она погаснет. Именно по такому принципу происходит регулирование громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре.

Эту же схему делителя напряжения можно изобразить немного по-другому, где переменный резистор заменяется двумя постоянными R1 и R2.

Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать о резисторах переменного сопротивления . В заключительной части рассмотрим особый тип резисторов, сопротивление которых изменяется под воздействием внешних электрических и неэлектрических факторов — .
Удачи!

Литература:
В. А. Волгов — «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры», 1977 г.
В. В. Фролов — «Язык радиосхем», 1988 г.
М. А. Згут — «Условные обозначения и радиосхемы», 1964 г.

Часто во время внешнего осмотра можно обнаружить повреждение лакового или эмалевого покрытия. Резистор с обуглившейся поверхностью или с колечками на ней также неисправен. Небольшое потемнение лакового покрытия допустимого у таких резисторов следует проверить величину сопротивления. Допустимое отклонение от номинальной величины не должно превышать ±20 %. Отклонение величины сопротивления от номинала в сторону возрастания наблюдается при длительной эксплуатации у высокоомных резисторов (более 1 МОм).

В ряде случае обрыв токопроводящего элемента не вызывает никаких изменений внешнего вида резистора. Поэтому проверку резисторов на соответствие их величин номинальным значениям производят с помощью омметра. Перед измерением сопротивления резисторов в схеме следует выключить приемник и разрядить электролитические конденсаторы. При измерении необходимо обеспечить надежный контакт между выводами проверяемого резистора и зажимами прибора. Чтобы не шунтировать прибор, не следует касаться руками металлических частей щупов омметра. Величина измеренного сопротивления должна соответствовать тому номиналу, который обозначен на корпусе резистора с учетом допуска, соответствующего классу данного резистора и собственной погрешности измерительного прибора. Например, при измерении сопротивления резистора I класса точности с помощью прибора Ц-4324 суммарная погрешность во время измерения может достигать ±15 % (допуск резистора ±5 % плюс погрешность прибора ±10). Если резистор проверяется без. выпаивания его из схемы, то необходимо учитывать влияние шунтирующих цепей.

Наиболее часто встречающаяся неисправность у резисторов- пе регорание токопроводящего слоя, которое может быть вызвано прохождением через резистор недопустимо большого тока в результате различных замыканий в монтаже или пробоя конденсатора. Проволочные резисторы значительно реже выходят из строя. Основные неисправности их (обрыв или перегорание проволоки) обычно находят при помощи омметра.

Переменные резисторы (потенциометры) чаще всего имеют нарушения контакта подвижной щетки с токопроводящими элементами резистора. Если такой потенциометр используется в радиоприёмнике для регулировки громкости, то при повороте его оси в головке динамического громкоговорителя слышны трески. Встречаются также обрывы, износ или повреждение токопроводящего слоя.

Исправность потенциометров определяют омметром. Для этого подключают один из щупов омметра к среднему лепестку потенциометра, а второй щуп - к одному из крайних лепестков. Ось регулятора при каждом таком подключении очень медленно вращают. Если потенциометр исправен, то стрелка омметра перемещается вдоль шкалы плавно, без дрожания и рывков. Дрожание и рывки стрелки свидетельствуют о плохом контакте щетки с токопроводящим элементом. Если стрелка омметра вообще не отклоняется, это означает, что резистор неисправен. Такую проверку рекомендуется повторить, переключив второй щуп омметра ко второму крайнему лепестку резистора, чтобы убедиться в исправности и этого вывода. Неисправный потенциометр необходимо заменить новым или отремонтировать, если это возможно. Для этого вскрывают корпус потенциометра и тщательно промывают спиртом токопроводящий элемент и наносят тонкий слой машинного масла. Затем его собирают и вновь проверяют надежность контакта.

Резисторы, признанные непригодными, обычно заменяются исправными, величины которых подбирают так, чтобы они соответствовали принципиальной схеме приемника. При отсутствии резистора с соответствующим сопротивлением его можно заменить двумя (или несколькими) параллельно или последовательно соединенными. При параллельном соединении двух резисторов общее сопротивление цепи можно рассчитать по формуле

где Р - рассеиваемая на резисторе мощность, Вт; U - напряжение на резисторе,. В; R - величина сопротивления резистора; Ом.

Желательно взять резистор с несколько большей мощностью рассеяния (на 30,..40 %), чем полученная при расчете. При отсутствии резистора требуемой мощности можно подобрать несколько резисторов меньшей. мощности и соединить их между собой параллельно или последовательно с таким расчетом, чтобы их общее сопротивление оказалось равным заменяемому, а общая мощность не ниже требуемой.

При определении взаимозаменяемости различных типов постоянных и переменных резисторов для последних учитывают также характеристику изменения сопротивления от угла поворота его оси. Выбор характеристики изменения потенциометра определяют его схемным назначением. Например, чтобы получить равномерное регулирование громкости радиоприемника, следует выбирать потенциометры группы В (с показательной зависимостью изменения сопротивления), а в цепях регулировки тембра - группы А.

При замене вышедших из строя резисторов типа ВС можно рекомендовать резисторы типа МЛТ соответствующей мощности рассеяния, имеющие меньшие габариты и лучшую влагоустойчивость. Номинальная мощность резистора и класс его точности не имеют существенного значения в цепях управляющих сеток ламп и коллекторов транзисторов малой мощности.

При сборке любого устройства, даже самого простейшего, у радиолюбителей часто возникают проблемы с радиодеталями, бывает что не удается достать какой то резистор определенного номинала, конденсатор или транзистор… в данной статье я хочу рассказать про замену радиодеталей в схемах, какие радиоэлементы на что можно заменять и какие нельзя, чем они различаются, какие типы элементов в каких узлах применяют и многое другое. Большинство радиодеталей могут быть заменены на аналогичные, близкие по параметрам.

Начнем пожалуй с резисторов.

Итак, вам наверное уже известно, что резисторы являются самыми основными элементами любой схемы. Без них не может быть построена ни одна схема, но что же делать, если у вас не оказалось нужных сопротивлений для вашей схемы? Рассмотрим конкретный пример, возьмем к примеру схему светодиодной мигалки, вот она перед вами:

Для того чтобы понять, какие резисторы здесь в каких пределах можно менять, нам нужно понять, на что вообще они влияют. Начнем с резисторов R2 и R3 – они влияют (совместно с конденсаторами) на частоту мигания светодиодов, т.е. можно догадаться, что меняя сопротивления в большую или меньшую сторону, мы будем менять частоту мигания светодиодов. Следовательно, данные резисторы в этой схеме можно заменить на близкие по номиналу, если у вас не окажется указанных на схеме. Если быть точнее, то в данной схеме можно применить резисторы ну скажем от 10кОм до 50кОм. Что касается резисторов R1 и R4, в некоторой степени и от них тоже зависит частота работы генератора, в данной схеме их можно поставить от 250 до 470Ом. Тут есть еще один момент, светодиоды ведь бывают на разное напряжение, если в данной схеме применяются светодиоды на напряжение 1,5вольт, а мы поставим туда светодиод на большее напряжение – они у нас будут гореть очень тускло, следовательно, резисторы R1 и R4 нам нужно будет поставить на меньшее сопротивление. Как видите, резисторы в данной схеме можно заменить на другие, близкие номиналы. Вообще говоря, это касается не только данной схемы, но и многих других, если у вас при сборке схемы скажем не оказалось резистора на 100кОм, вы можете заменить его на 90 или 110кОм, чем меньше будет разница – тем лучше ставить вместо 100кОм 10кОм не стоит, иначе схема будет работать некорректно или вовсе, какой либо элемент может выйти из строя. Кстати, не стоит забывать что у резисторов допустимо отклонение номинала. Прежде чем резистор менять на другой, прочитайте внимательно описание и принцип работы схемы. В точных измерительных приборах не стоит отклоняться от заданных в схеме номиналов.

Теперь что касается мощностей, чем мощнее резистор тем он толще, ставить вместо мощного 5 ваттного резистора 0,125 ватт никак нельзя, в лучшем случае он будет очень сильно греться, в худшем - просто сгорит.

А заменить маломощный резистор более мощным – всегда пожалуйста, от этого ничего не будет, только мощные резисторы они более крупные, понадобится больше места на плате, или придется его поставить вертикально.

Не забывайте про параллельное и последовательное соединение резисторов, если вам нужен резистор на 30кОм, вы можете его сделать из двух резисторов по 15кОм, соединив последовательно.

В схеме что я дал выше, присутствует подстроечный резистор. Его конечно же можно заменить переменным, разницы никакой нет, единственное, подстроечный придется крутить отверткой. Можно ли подстроечные и переменные резисторы в схемах менять на близкие по номиналу? В общем то да, в нашей схеме его можно поставить почти любого номинала, хоть 10кОм, хоть 100кОм – просто изменятся пределы регулирования, если поставим 10кОм, вращая его мы быстрее будем менять частоту мигания светодиодов, а если поставим 100кОм., регулировка частоты мигания будет производиться плавнее и "длиннее" нежели с 10к. Иначе говоря, при 100кОм диапазон регулировки будет шире, чем при 10кОм.

А вот заменять переменные резисторы более дешевыми подстроечными не стоит. У них движок грубее и при частом использовании сильно царапается токопроводящий слой, после чего при вращении движка сопротивление резистора может меняться скачкообразно. Пример тому хрип в динамиках при изменении громкости.

Подробнее про виды и типы резисторов можно почитать .

Теперь поговорим про конденсаторы, они бывают разных видов, типов и конечно же емкостей. Все конденсаторы различаются по таким основным параметрам как номинальная ёмкость, рабочее напряжение и допуск. В радиоэлектронике применяют два типа конденсаторов, это полярные, и неполярные. Отличие полярных конденсаторов от неполярных заключается в том, что полярные конденсаторы нужно включать в схему строго соблюдая полярность. Конденсаторы по форме бывают радиальные, аксиальные (выводы у таких конденсаторов находятся сбоку), с резьбовыми выводами (обычно это конденсаторы большой емкости или высоковольтные), плоские и так далее. Различают импульсные, помехоподавляющие, силовые, аудио конденсаторы, общего назначения и др.

Где какие конденсаторы применяют?

В фильтрах блоков питания применяют обычные электролитические, иногда еще ставят керамику (служат для фильтрации и сглаживания выпрямленного напряжения), в фильтрах импульсных блоков питания применяют высокочастотные электролиты, в цепях питания - керамику, в некритичных цепях тоже керамику.

На заметку!

У электролитических конденсаторов обычно большой ток утечки, а погрешность емкости может составлять 30-40%, т.е. емкость указанная на банке, в реальности может сильно отличаться. Номинальная ёмкость таких конденсаторов уменьшается по мере их срока эксплуатации. Самый распространённый дефект старых электролитических конденсаторов – это потеря ёмкости и повышенная утечка, такие конденсаторы не стоит эксплуатировать дальше.

Вернемся мы к нашей схеме мультивибратора (мигалки), как видите там присутствуют два электролитических полярных конденсатора, они так же влияют на частоту мигания светодиодов, чем больше емкость, тем медленнее они будут мигать, чем меньше емкость, тем быстрее будут мигать.

Во многих устройствах и приборах нельзя так "играть" емкостями конденсаторов, к примеру если в схеме стоит 470 мкФ – то надо стараться поставить 470 мкФ, или же параллельно 2 конденсатора 220 мкФ. Но опять же, смотря в каком узле стоит конденсатор и какую роль он выполняет.

Рассмотрим пример на усилителе низкой частоты:

Как видите, в схеме присутствует три конденсатора, два из которых не полярные. Начнем с конденсаторов С1 и С2, они стоят на входе усилителя, через эти конденсаторы проходит/подается источник звука. Что будет если вместо 0.22 мкФ мы поставим 0.01 мкФ? Во первых немного ухудшится качество звучания, во вторых звук в динамиках станет заметно тише. А если мы вместо 0.22 мкФ поставим 1 мкФ – то на больших громкостях у нас появятся хрипы в динамиках, усилитель будет перегружаться, будет сильнее нагреваться, да и качество звука снова может ухудшиться. Если вы глянете на схему какого нибудь другого усилителя, можете заметить, что конденсатор на входе может стоять и 1 мкФ, и даже 10 мкФ. Все зависит от каждого конкретного случая. Но в нашем случае конденсаторы 0.22 мкФ можно заменять на близкие по значению, например 0.15 мкФ или лучше 0.33 мкФ.

Итак, дошли мы до третьего конденсатора, он у нас полярный, имеет плюс и минус, путать полярность при подключении таких конденсаторов нельзя, иначе они нагреются, что еще хуже, взорвутся. А бабахают они очень и очень сильно, может уши заложить. Конденсатор С3 емкостью 470 мкФ у нас стоит по цепи питания, если вы еще не в курсе, то скажу, что в таких цепях, и например в блоках питания чем больше емкость, тем лучше.

Сейчас у каждого дома имеются компьютерные колонки, может быть вы замечали, что если громко слушать музыку, колонки хрипят, а еще мигает светодиод в колонке. Это обычно говорит как раз о том, что емкость конденсатора в цепи фильтра блока питания маленькая (+ трансформаторы слабенькие, но об этом я не буду). Теперь вернемся к нашему усилителю, если мы вместо 470 мкФ поставим 10 мкФ – это почти то же самое что конденсатор не поставить вообще. Как я уже говорил, в таких цепях чем больше емкость, тем лучше, честно говоря в данной схеме 470 мкФ это очень мало, можно все 2000 мкФ поставить.

Ставить конденсатор на меньшее напряжение чем стоит в схеме нельзя, от этого он нагреется и взорвется, если схема работает от 12 вольт, то нужно ставить конденсатор на 16 вольт, если схема работает от 15-16 вольт, то конденсатор лучше поставить на 25 вольт.

Что делать, если в собираемой вами схеме стоит неполярный конденсатор? Неполярный конденсатор можно заменить двумя полярными, включив их последовательно в схему, плюсы соединяются вместе, при этом емкость конденсаторов должна быть в два раза больше чем указано на схеме.

Никогда не разряжайте конденсаторы замыкая их вывода! Всегда нужно разряжать через высокоомный резистор, при этом не касайтесь выводов конденсатора, особенно если он высоковольтный.

Практически на всех полярных электролитических конденсаторах на верхней части вдавлен крест, это своеобразная защитная насечка (часто называют клапаном). Если на такой конденсатор подать переменное напряжение или превысить допустимое напряжение, то конденсатор начнет сильно греться, а жидкий электролит внутри него начнет расширяться, после чего конденсатор лопается. Таким образом часто предотвращается взрыв конденсатора, при этом электролит вытекает наружу.

В связи с этим хочу дать небольшой совет, если после ремонта какой либо техники, после замены конденсаторов вы впервые включаете его в сеть (например в старых усилителях меняются все подряд электролитические конденсаторы), закрывайте крышку и держитесь на расстоянии, не дай бог что бабахнет.

Теперь вопрос на засыпку: можно ли включать в сеть 220вольт неполярный конденсатор на 230 вольт? А на 240? Только пожалуйста, сходу не хватайте такой конденсатор и не втыкайте его в розетку!

У диодов основными параметрами являются допустимый прямой ток, обратное напряжение и прямое падение напряжения, иногда еще нужно обратить внимание на обратный ток. Такие параметры заменяющих диодов должны быть не меньше, чем у заменяемых.

У маломощных германиевых диодов обратный ток значительно больше, чем у кремниевых. Прямое падение напряжения у большинства германиевых диодов примерно в два раза меньше чем у похожих кремниевых. Поэтому в цепях, где используется это напряжение для стабилизации режима работы схемы, например в некоторых оконечных усилителях звука, замена диодов на другой тип проводимости не допустима.

Для выпрямителей в блоках питания главными параметрами являются обратное напряжение и предельно допустимый ток. Например, при токах 10А можно применять диоды Д242…Д247 и похожие, для тока 1 ампер можно КД202, КД213, из импортных это диоды серии 1N4xxx. Ставить вместо 5 амперного диода 1 амперный конечно же нельзя, наоборот можно.

В некоторых схемах, например в импульсных блоках питания нередко применяют диоды Шоттки, они работают на более высоких частотах чем обычные диоды, обычными диодами такие заменять не стоит, они быстро выйдут из строя.

Во многих простеньких схемах в качестве замены можно поставить любой другой диод, единственное, не спутайте вывода, с осторожностью стоит к этому относиться, т.к. диоды так же могут лопнуть или задымиться (в тех же блоках питания) если спутать анод с катодом.

Можно ли диоды (в т.ч. диоды Шоттки) включать параллельно? Да можно, если два диода включить параллельно, протекающий через них ток может быть увеличен, сопротивление, падение напряжения на открытом диоде и рассеиваемая мощность уменьшаются, следовательно – диоды меньше будут греться. Параллелить диоды можно только с одинаковыми параметрами, с одной коробки или партии. Для маломощных диодов рекомендую ставить так называемый "токоуравнивающий" резистор.

Транзисторы делятся на маломощные, средней мощности, мощные, низкочастотные, высокочастотные и т.д. При замене нужно учитывать максимально допустимое напряжение эмиттер-коллектор, ток коллектора, рассеиваемая мощность, ну и коэффициент усиления.

Заменяющий транзистор, во первых, должен относиться к той же группе, что и заменяемый. Например, малой мощности низкой частоты или большой мощности средней частоты. Затем подбирают транзистор той же структуры: р-п-р или п-р-п, полевой транзистор с р-каналом или n-каналом. Далее проверяют значения предельных параметров, у заменяющего транзистора они должны быть не меньше, чем у заменяемого.
Кремниевые транзисторы рекомендуется заменять только кремниевыми, германиевые - германиевыми, биполярные – биполярными и т.д.

Давайте вернемся к схеме нашей мигалки, там применены два транзистора структуры n-p-n, а именно КТ315, данные транзисторы спокойно можно заменить на КТ3102, или даже на старенький МП37, вдруг завалялся у кого Транзисторов, способных работать в данной схеме очень и очень много.

Как вы думаете, будут ли работать в этой схеме транзисторы КТ361? Конечно же нет, транзисторы КТ361 другой структуры, p-n-p. Кстати, аналогом транзистора КТ361 является КТ3107.

В устройствах, где транзисторы используются в ключевых режимах, например в каскадах управления реле, светодиодов, в логических схемах и пр… выбор транзистора не имеет большого значения, выбирайте аналогичной мощности, и близкий по параметрам.

В некоторых схемах между собой можно заменять например КТ814, КТ816, КТ818 или КТ837. Возьмем для примера транзисторный усилитель, схема его ниже.

Выходной каскад построен на транзисторах КТ837, их можно заменить на КТ818, а вот на КТ816 уже не стоит менять, он будет очень сильно нагреваться, и быстро выйдет из строя. Кроме того, уменьшится выходная мощность усилителя. Транзистор КТ315 как вы уже наверное догадались меняется на КТ3102, а КТ361 на КТ3107.

Мощный транзистор можно заменить двумя маломощными того же типа, их соединяют параллельно. При параллельном соединении, транзисторы должны применяться с близкими значениями коэффициента усиления, рекомендуется ставить выравнивающие резисторы в эмиттерной цепи каждого, в зависимости от тока: от десятых долей ома при больших токах, до единиц ом при малых токах и мощностях. В полевых транзисторах такие резисторы обычно не ставятся, т.к. у них положительный ТКС канала.

Думаю, на этом закончим, в заключении хочу сказать, что вы всегда сможете попросить помощи у Google, он вам всегда подскажет, даст таблицы по замене радиодеталей на аналоги. Удачи!

Последовательное и параллельное соединение резисторов


Последовательное соединение резисторов

Последовательное соединение резисторов применяется для увеличения сопротивления. Т.е. когда резисторы соединены последовательно, общее сопротивление равняется сумме сопротивлений каждого резистора. Например, если резисторы R1 и R2 соединены последовательно, их общее сопротивление высчитывается по формуле:
R = R1 + R2.
Это справедливо и для большего количества соединённых последовательно резисторов:
R = R1 + R2 + R3 + R4 + ... + Rn.

 

Цепь из последовательно соединённых резисторов будет всегда иметь сопротивление большее, чем у любого резистора из этой цепи.

При последовательном соединении резисторов изменение сопротивления любого резистора из этой цепи влечёт за собой как изменение сопротивления всей цепи так и изменение силы тока в этой цепи.

Параллельное соединение резисторов (формула)

Параллельное соединение резисторов необходимо для уменьшения общего сопротивления и, как вариант, для увеличения мощности нескольких резисторов по сравнению с одним.

Расчет параллельного сопротивления

Расчет параллельного сопротивления двух параллельно соединённых резисторов R1 и R2 производится по следующей формуле:

 

Сопротивление из
двух резисторов:  
R =  R1 × R2
 R1 + R2

Параллельное соединение трёх и более резисторов требует более сложной формулы для вычисления общего сопротивления:

Сопротивление параллельных резисторов

 1    =    1  +  1  +  1  + ...
R R1 R2 R3

Как видно, вычислить сопротивление двух параллельных резисторов значительно удобнее.

Сопротивление параллельно соединённых резисторов будет всегда меньше, чем у любого из этих резисторов.

Параллельное соединение резисторов часто используют в случаях, когда необходимо сопротивление с большей мощностью. Для этого, как правило, используют резисторы с одинаковой мощностью и одинаковым сопротивлением. Общая мощность, в таком случае, вычисляется умножением мощности одного резистора на количество параллельно соединённых резисторов.
Например: десять резисторов номиналом 1 КОм и мощностью 1 Вт каждый, соединённые параллельно будут иметь общее сопротивление 100 Ом и мощность 10 Вт.
При последовательном соединении мощность резисторов также складывается. Т.е. в том же примере, но при последовательном соединении, общее сопротивление будет равно 10 КОм и мощность 10 Вт.

Как работают резисторы? Что внутри резистора?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 17 сентября 2020 г.

Когда вы впервые узнаете об электричестве, вы обнаружите, что материалы делятся на две основные категории, называемые проводниками и изоляторы. Проводники (например, металлы) пропускают электричество через их; изоляторы (например, пластмассы и дерево) обычно не работают. Но Нет ничего проще, правда? Любое вещество будет вести электричество, если на него подать достаточно большое напряжение: даже воздух, который обычно является изолятором, внезапно становится проводником, когда в облаках накапливается мощное напряжение - вот что делает молния.Вместо того, чтобы говорить о проводниках и изоляторах, это часто яснее говорить о сопротивлении: легкость, с которой что нибудь позволит электричеству течь через него. У проводника низкое сопротивление, в то время как изолятор имеет гораздо большее сопротивление. Устройства под названием резисторы позволяют вводить точно контролируемые величины сопротивления в электрические цепи. Давайте подробнее рассмотрим, что они из себя представляют и как они работают!

Фото: четыре типичных резистора, установленных бок о бок в электронной схеме.Резистор работает, преобразуя электрическую энергию в тепло, которое рассеивается в воздухе.

Что такое сопротивление?

Электричество течет через материал, переносимый электронами, крошечные заряженные частицы внутри атомов. В широком смысле говоря, материалы, которые хорошо проводят электричество, - это те, которые позволяют электронам свободно течь. через них. В металлах, например, атомы заперты в прочная кристаллическая структура (немного похожа на металлическую подъемную раму в детская площадка). Хотя большинство электронов внутри этих атомов закрепленные на месте, некоторые из них могут проходить сквозь конструкцию, унося с собой электричество.Поэтому металлы - хорошие проводники: металл относительно небольшое сопротивление протекающим через него электронам.

Анимация: Электроны должны проходить через материал, чтобы проводить через него электричество. Чем тяжелее электронам течь, тем больше сопротивление. Металлы обычно имеют низкое сопротивление потому что электроны могут легко проходить через них.

Пластмассы совсем другие. Хотя часто они твердые, у них нет того же кристаллическая структура.Их молекулы (которые обычно очень длинные повторяющиеся цепи, называемые полимерами), связаны между собой в такие способ, которым электроны внутри атомов полностью заняты. Там Короче говоря, нет свободных электронов, которые могут перемещаться в пластике. проводить электрический ток. Пластик - хорошие изоляторы: кладут до высокого сопротивления протекающим через них электронам.

Это все немного расплывчато для такого предмета, как электроника, которая требует точного контроля электрических токов. Вот почему мы определяем сопротивление, точнее, напряжение в вольтах, необходимое для через цепь протекает ток 1 ампер.Если требуется 500 вольт для сделать расход 1 ампер, сопротивление 500 Ом (написано 500 Ом). Ты можешь увидеть это соотношение, записанное в виде математического уравнения:

V = I × R

Это известно как закон Ома для немецкого языка. физик Георг Симон Ом (1789–1854).

Фото: Используя такой мультиметр, вы можете автоматически определить сопротивление электронного компонента; измеритель пропускает через компонент известный ток, измеряет напряжение на нем и использует закон Ома для расчета сопротивления.Хотя мультиметры достаточно точны, вы должны помнить, что провода и щупы также имеют сопротивление, которое внесет ошибку в ваши измерения (чем меньше сопротивление, которое вы измеряете, тем больше вероятная ошибка). Здесь я измеряю сопротивление громкоговорителя в телефоне, которое, как вы можете видеть на цифровом дисплее, составляет 36,4 Ом. Вставка: переключатель на мультиметре позволяет мне измерять различные сопротивления (200 Ом, 2000 Ом, 20K = 20000 Ом, 200K = 200000 Ом и 20M = 20 миллионов Ом).

Сопротивление бесполезно?

Сколько раз вы слышали такое в фильмах о плохих парнях? Это часто верно и в науке. Если материал имеет высокое сопротивление, он означает, что электричеству будет сложно пройти через него. Чем больше электричеству приходится бороться, тем больше энергии потрачено впустую. Это звучит вроде плохая идея, но иногда сопротивление далеко не «бесполезно» и на самом деле очень полезно.

Фото: нить накаливания внутри старой лампочки. Это очень тонкий провод с умеренным сопротивлением.Он нагревается, поэтому ярко светится и излучает свет.

В лампочке старого образца, например, электричество проходит через очень тонкий кусок проволоки называется нитью. Провод такой тонкий, что электричество действительно нужно бороться, чтобы пройти через это. Это делает провод чрезвычайно горячий - настолько сильно, что излучает свет. Без сопротивление, такие лампочки не работают. Конечно недостаток в том, что приходится тратить огромное количество энергии на нагрев нить.Такие старые лампочки зажигают свет, тепло, поэтому их называют лампами накаливания; Новые энергоэффективные лампочки излучают свет, не выделяя много тепла, благодаря совершенно иному процессу флуоресценции.

Тепло, которое выделяют нити, не всегда тратится впустую. В таких приборах, как электрические чайники, электрические радиаторы, электрические души, кофеварки и тостеры, есть более крупные и прочные версии волокон, называемые нагревательные элементы. Когда через них протекает электрический ток, они получают достаточно горячей, чтобы вскипятить воду или приготовить хлеб.По крайней мере, в ТЭНах сопротивление далеко не бесполезно.

Сопротивление

также полезно в таких вещах, как транзисторные радиоприемники и телевизор. наборы. Предположим, вы хотите уменьшить громкость на телевизоре. Ваш ход ручка громкости, и звук становится тише, но как это происходит? Регулятор громкости на самом деле является частью электронного компонента, называемого переменный резистор. Если вы уменьшите громкость, вы на самом деле повышение сопротивления в электрической цепи, которая приводит в движение громкоговоритель телевизора. Когда вы включаете сопротивление, электрический ток, протекающий по цепи, уменьшается.С меньшим током, для питания громкоговорителя меньше энергии, поэтому звук тише.

Фотография: «Переменный резистор» - это очень общее название компонента, сопротивление которого можно изменять перемещение диска, рычага или какого-либо элемента управления. Более конкретные виды переменных резисторов включают потенциометры (небольшие электронные компоненты с тремя выводами) и реостаты (обычно намного больше и сделанные из нескольких витков скрученного провода со скользящим контактом, который перемещается по катушкам, чтобы «отвести» некоторую часть сопротивления) .Фотографии: 1) Маленький переменный резистор, действующий как регулятор громкости в транзисторном радио. 2) Два больших реостата от электростанции. Вы можете увидеть регуляторы набора, которые "отталкивают" большее или меньшее сопротивление. Фото Джека Баучера из журнала Historic American Engineering Record любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Как работают резисторы

Люди, производящие электрические или электронные схемы рабочие места часто нуждаются в точном сопротивлении. Они могут сделайте это, добавив крошечные компоненты, называемые резисторами.Резистор - это маленький пакет сопротивления: подключите его к цепи, и вы уменьшите ток на точную величину. Снаружи все резисторы выглядят более-менее то же самое. Как вы можете видеть на верхнем фото на этой странице, резистор - это короткий червеобразный компонент с цветными полосами на сторона. Он имеет два соединения, по одному с каждой стороны, поэтому вы можете зацепить это в цепь.

Что происходит внутри резистора? Если вы сломаете одну открытую и соскоблите внешнее покрытие изоляционной краски, вы можете увидеть изолирующий керамический стержень, проходящий через середину, с медной проволокой, обернутой снаружи.Такой резистор называют проволочным. Количество витков меди регулирует сопротивление очень точно: чем больше витков меди, тем тоньше медь, тем выше сопротивление. В резисторах меньшего номинала предназначены для схем малой мощности, медная обмотка заменена на спиральный узор из углерода. Такие резисторы намного дешевле марки и называются карбон-пленкой. Как правило, резисторы с проволочной обмоткой более точны и стабильны при более высоких рабочих температурах.

Фото: внутри резистора с проволочной обмоткой.Разломайте пополам, соскребите краску, и вы сможете отчетливо увидеть изолирующий керамический сердечник и проводящий медный провод, обернутый вокруг него.

Как размер резистора влияет на его сопротивление?

Предположим, вы пытаетесь протолкнуть воду по трубе. Различные виды трубок будут более или менее услужливыми, поэтому более толстая труба будет сопротивляться воде меньше, чем более тонкая и более короткая труба будет оказывать меньшее сопротивление, чем более длительное. Если вы заполните трубу, скажем, галькой или губкой, вода будет по-прежнему просачиваться через него, но гораздо медленнее.Другими словами, длина, площадь поперечного сечения (площадь вы смотрите в трубу, чтобы увидеть, что внутри), и все, что находится внутри трубы, влияет на ее сопротивление воде.

Электрические резисторы очень похожи - на них действуют те же три фактора. Если вы сделаете провод тоньше или длиннее, электронам будет труднее перемещаться по нему. И, как мы уже видели, электричеству труднее проходить через одни материалы (изоляторы), чем через другие (проводники). Хотя Георг Ом наиболее известен тем, что связывает напряжение, ток и сопротивление, он также исследовал взаимосвязь между сопротивлением и размером и типом материала, из которого изготовлен резистор.Это привело его к другому важному уравнению:

R = ρ × L / A

Проще говоря, сопротивление (R) материала увеличивается по мере увеличения его длины (поэтому более длинные провода обеспечивают большее сопротивление) и увеличивается с уменьшением его площади (более тонкие провода обеспечивают большее сопротивление). Сопротивление также связано с типом материала, из которого изготовлен резистор, и это обозначено в этом уравнении символом ρ, который называется удельным сопротивлением и измеряется в единицах Ом · м (омметры).У разных материалов очень разные удельные сопротивления: проводники имеют гораздо меньшее удельное сопротивление, чем изоляторы. При комнатной температуре алюминий имеет примерно 2,8 x 10 -8 Ом · м, тогда как медь (лучший проводник) значительно ниже 1,7 -8 Ом · м. Кремний (полупроводник) имеет удельное сопротивление около 1000 Ом · м, а стекло (хороший изолятор) измеряет около 10 12 Ом · м. Из этих цифр видно, насколько разные проводники и изоляторы обладают способностью переносить электричество: кремний примерно в 100 миллиардов раз хуже, чем медь, а стекло снова примерно в миллиард раз хуже!

Диаграмма: Хорошие проводники: сравнение удельного сопротивления 10 обычных металлов и сплавов с удельным сопротивлением серебра при комнатной температуре.Например, вы можете видеть, что нихром, сплав, используемый в нагревательных элементах, имеет примерно в 66 раз большее сопротивление, чем аналогичный кусок серебра. Данные из разных источников.

Сопротивление и температура

Сопротивление резистора непостоянно, даже если это определенный материал фиксированной длины и площади: оно постоянно увеличивается с до по мере увеличения температуры. Почему? Чем горячее материал, тем сильнее колеблются его атомы или ионы и тем труднее он электроны пробиваются сквозь них, что приводит к более высокому электрическому сопротивлению.Говоря в широком смысле, удельное сопротивление большинства материалов линейно увеличивается с температурой (поэтому, если вы увеличите температура на 10 градусов, удельное сопротивление увеличивается на определенную величину, а если его увеличить еще на 10 градусов удельное сопротивление снова возрастает на ту же величину). Если охладить материал , вы снизите его удельное сопротивление, а если охладите его до чрезвычайно низкого температуры, иногда можно заставить сопротивление вообще исчезнуть, в известном явлении как сверхпроводимость.

Диаграмма: Сопротивление материала увеличивается с температурой. На этой диаграмме показано, как удельное сопротивление (основное сопротивление материала, независимо от его длины или площади) увеличивается почти линейно по мере увеличения температуры от абсолютного нуля до примерно 600 К (327 ° C) для четырех обычных металлов. Построено с использованием исходных данных из «Удельное электрическое сопротивление выбранных элементов» П. Десаи и др., J. Phys. Chem. Ref. Data, Том 13, № 4, 1984 г. и «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра» Р.Matula, J. Phys. Chem. Ref. Data, Vol 8, No. 4, 1979, любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий США. Открытые данные.

Краткое руководство по электронике

УРОК 2 - РЕЗИСТОРЫ

При приложении напряжения электроны проходят через одни материалы легче, чем через другие. В металлах электроны удерживаются настолько свободно, что движутся почти беспрепятственно. Мы измеряем сопротивление электрическому току как сопротивление .

Резисторы находятся где-то между проводниками, которые легко проводят, и изоляторами, которые вообще не проводят.Сопротивление измеряется в Ом после , открывшего закон, связывающий напряжение с током. Ом обозначается греческой буквой омега.

Вернитесь к модели воды, текущей в трубе. Толщина трубы должна отражать сопротивление. Чем уже труба, тем труднее проходить воде и, следовательно, тем выше сопротивление. Для конкретного насоса время, необходимое для заполнения пруда, напрямую зависит от толщины трубы. Увеличьте трубу вдвое, и скорость потока удвоится, и пруд наполняется вдвое быстрее.

Резисторы, используемые в наборах MadLab, сделаны из тонкой пленки углерода, нанесенной на керамический стержень. Чем меньше углерода, тем выше сопротивление. Затем им наносят прочное внешнее покрытие и наносят цветные полосы.

Основная функция резисторов в цепи - контролировать прохождение тока к другим компонентам. Возьмем, к примеру, светодиод (свет). Если через светодиод проходит слишком большой ток, он разрушается. Поэтому для ограничения тока используется резистор.

Когда через резистор течет ток, энергия тратится и резистор нагревается.Чем больше сопротивление, тем горячее становится. Батарея должна совершать работу, чтобы заставить электроны проходить через резистор, и эта работа превращается в тепловую энергию в резисторе.

Важное свойство резистора - это то, сколько тепловой энергии он может выдержать до того, как будет поврежден. Резисторы MadLab могут рассеивать около 1/4 Вт тепла (сравните это с домашним чайником, который использует до 3000 Вт для кипячения воды).

Сделать резистор на точное значение сложно (да и в большинстве схем это все равно не критично).Сопротивления даны с определенной точностью или допуск . Это выражается в виде плюса или минуса в процентах. 10% резистор с заявленным значением 100 Ом может иметь сопротивление в пределах от 90 до 110 Ом. Резисторы MadLab составляют 5% (именно это означает золотая полоса), что более чем достаточно точности.

Реальные сопротивления изменяются в огромном диапазоне. В детекторе лжи есть резистор сопротивлением 1 000 000 Ом рядом с резистором 470 Ом.На принципиальных схемах вы часто видите букву «R» вместо омега для обозначения сопротивления. Это соглашение, появившееся еще до появления компьютеров и лазерных принтеров, когда греческие буквы редко можно было встретить на пишущих машинках. Буква «k» означает тысячу, а ее позиция показывает положение десятичной точки.

Вот несколько примеров:

     10R = 10 Ом
     10 кОм = 10 кОм = 10 000 Ом
     4k7 = 4,7 кОм = 4700 Ом
 

Закон Ома

Закон Ома на самом деле очень прост.Это говорит о том, что чем больше напряжения приложено к резистору, тем больше тока проходит через него. Если напряжение увеличивается вдвое, то ток удваивается, если напряжение увеличивается втрое, то увеличивается ток и т. Д. Всегда существует постоянное соотношение между напряжением и током для конкретного резистора. Это значение сопротивления, измеренное в Ом.

Чтобы определить сопротивление чего-либо, просто измерьте напряжение на нем и ток через него. Разделите первую цифру на вторую, и вы получите сопротивление.

Если вы знаете сопротивление и напряжение, вы можете рассчитать ток. Или, если вы знаете сопротивление и ток, вы можете рассчитать напряжение. Это делает закон Ома очень полезным. Код цвета резистора


Цветовой код резистора - это способ показать номинал резистора. Вместо обозначения сопротивления на его корпусе, которое часто было бы слишком мало для чтения, используется цветовой код. Десять разных цветов представляют числа от 0 до 9. Первые две цветные полосы на теле - это первые две цифры сопротивления, а третья полоса - это «множитель».Множитель просто означает количество нулей, добавляемых после первых двух цифр. Красный представляет собой цифру 2, поэтому резистор с красными, красными и красными полосами имеет сопротивление 2, за которым следуют 2, за которыми следуют 2 нуля, что составляет 2 200 Ом или 2,2 кОм.

Последняя полоса - это допуск (точность). Все резисторы MadLab составляют 5%, что показано золотой полосой.

Вот полный список цветов:

  1-я полоса 2-я полоса 3-я полоса 
     Черный 0 0 x 1
     Коричневый 1 1 x 10
     Красный 2 2 x 100
     Апельсин 3 3 x 1000
     Желтый 4 4 x 10000
     Зеленый 5 5 x 100000
     Синий 6 6 x 1000000
     Фиолетовый 7 7
     Серый 8 8
     Белый 9 9
 

Вот несколько примеров:

     Желтый, фиолетовый, красный, золотой = 47 x 100 = 4700 Ом = 4.7 кОм
     Коричневый, черный, желтый, золотой = 10 х 10 000 = 100 кОм
     Желтый, фиолетовый, черный, золотой = 47 x 1 = 47 Ом
     Коричневый, черный, красный, золотой = 10 x 100 = 1000 Ом = 1 кОм
     Коричневый, черный, зеленый, золотой = 10 x 100 000 = 1 000 кОм = 1 МОм
     Все +/- 5%
 

Переменные резисторы

Неудивительно, что переменные резисторы - это резисторы, сопротивление которых можно изменять. Переменные резисторы MadLab (называемые пресетами ) имеют металлический стеклоочиститель, покоящийся на круговой дорожке из углерода.Стеклоочиститель движется по дорожке при повороте предустановки. Ток проходит через стеклоочиститель, а затем через часть углеродистой дорожки. Чем больше трасса должна пройти, тем больше сопротивление.

Пресеты

MadLab имеют три ножки. Верхняя опора соединяется со стеклоочистителем, а две другие опоры - с двумя концами гусеницы. Обычно фактически используется только одна из опор гусеницы.

Переменные резисторы используются в схемах для изменения параметров, которые необходимо изменить, например громкости и т. Д.


СЛЕДУЮЩИЙ УРОК | СОДЕРЖАНИЕ Резисторы

- learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 48

Примите стойку, стойку сопротивления

Резисторы - самые распространенные электронные компоненты. Они являются важной частью почти каждой цепи. И они играют важную роль в нашем любимом уравнении - законе Ома.

В этом разделе résistance мы рассмотрим:

  • Что такое резистор ?!
  • Блоки резисторы
  • Обозначение цепи резистора
  • Резисторы последовательно и параллельно
  • Различные варианты резисторов
  • Цветовое кодирование Расшифровка
  • Расшифровка резистора поверхностного монтажа
  • Примеры применения резистора

Считайте чтение...

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники. Прежде чем переходить к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотр) эти:


Хотите попробовать резисторы?

и nbsp

и nbsp

Основы резистора

Резисторы - это электронные компоненты, которые обладают постоянным постоянным электрическим сопротивлением. Сопротивление резистора ограничивает поток электронов через цепь.

Это пассивные компоненты , то есть они только потребляют энергию (и не могут ее генерировать). Резисторы обычно добавляются в схемы, где они дополняют активные компоненты , такие как операционные усилители, микроконтроллеры и другие интегральные схемы. Обычно резисторы используются для ограничения тока, деления напряжений и подтягивания линий ввода / вывода.

Блоки резисторов

Электрическое сопротивление резистора измеряется в Ом . Символ ома - греческая заглавная буква омега: & ohm ;.(Несколько окольным) определение 1 & ohm; - это сопротивление между двумя точками, где 1 вольт (1 В) приложенной потенциальной энергии будет подталкивать 1 ампер (1 А) тока.

В единицах СИ большие или меньшие значения Ом могут быть сопоставлены с префиксом, например, кило-, мега- или гига-, для облегчения чтения больших значений. Очень часто можно увидеть резисторы в диапазоне килоом (кОм;) и мегаом (МОм;) (гораздо реже встречаются резисторы в миллиомах (м & ом;)). Например, 4,700 Ом; резистор эквивалентен 4.7к & Ом; резистор и 5,600,000 Ом; резистор можно записать как 5,600 кОм; или (чаще) 5.6M & ohm ;.

Схематическое обозначение

Все резисторы имеют две клеммы , по одной клемме на каждом конце резистора. При моделировании на схеме резистор отображается как один из этих двух символов:

Два общих условных обозначения резистора. R1 - это 1 кОм в американском стиле; резистор, а R2 - международный 47 кОм; резистор.

Выводы резистора - это каждая линия, идущая от волнистой линии (или прямоугольника). Это то, что подключается к остальной части схемы.

Обозначения схемы резистора обычно дополняются как значением сопротивления, так и именем. Значение, отображаемое в омах, очевидно, имеет решающее значение как для оценки, так и для фактического построения схемы. Название резистора обычно - R перед числом. Каждый резистор в цепи должен иметь уникальное имя / номер.Например, вот несколько резисторов в цепи таймера 555:

В этой схеме резисторы играют ключевую роль в установке частоты на выходе таймера 555. Другой резистор (R3) ограничивает ток через светодиод.


Типы резисторов

Резисторы

бывают разных форм и размеров. Они могут быть сквозными или поверхностными. Это может быть стандартный статический резистор, набор резисторов или специальный переменный резистор.

Прерывание и монтаж

Резисторы

будут иметь один из двух типов оконечной нагрузки: сквозное отверстие или поверхностный монтаж. Эти типы резисторов обычно обозначаются аббревиатурой PTH (сквозное отверстие с покрытием) или SMD / SMT (технология или устройство для поверхностного монтажа).

Резисторы со сквозным отверстием поставляются с длинными гибкими выводами, которые можно вставить в макетную плату или вручную припаять к макетной плате или печатной плате (PCB). Эти резисторы обычно более полезны при макетировании, прототипировании или в любом другом случае, когда вы не хотите паять крошечные, маленькие 0.Резисторы SMD длиной 6 мм. Длинные выводы обычно требуют обрезки, и эти резисторы неизбежно занимают гораздо больше места, чем их аналоги для поверхностного монтажа.

Наиболее распространенные сквозные резисторы поставляются в аксиальной упаковке. Размер осевого резистора зависит от его номинальной мощности. Обычный резистор ½ Вт имеет диаметр около 9,2 мм, а меньший резистор Вт имеет длину около 6,3 мм.

Резистор мощностью полуватта (½ Вт) (вверху) мощностью до четверти ватта (Вт).

Резисторы для поверхностного монтажа обычно представляют собой крошечные черные прямоугольники, окаймленные с обеих сторон еще меньшими, блестящими, серебряными проводящими краями.Эти резисторы предназначены для установки на печатных платах, где они припаяны к ответным посадочным площадкам. Поскольку эти резисторы такие маленькие, их обычно устанавливает робот и отправляет через печь, где припой плавится и удерживает их на месте.

Крошечный 0603 330 & Ом; резистор, парящий над блестящим носом Джорджа Вашингтона на вершине [США квартал] (http://en.wikipedia.org/wiki/Quarter_ (United_States_coin).

Резисторы SMD

бывают стандартных размеров; обычно либо 0805 (0.08 "в длину на 0,05" в ширину), 0603 или 0402. Они отлично подходят для массового производства печатных плат или в конструкциях, где пространство является драгоценным товаром. Однако для ручной пайки им нужна твердая и точная рука!

Состав резистора

Резисторы

могут быть изготовлены из различных материалов. Чаще всего современные резисторы изготавливаются из углеродной, металлической или металлооксидной пленки марки . В этих резисторах тонкая пленка из проводящего (но все же резистивного) материала намотана спиралью и покрыта изоляционным материалом.Большинство стандартных простых резисторов для сквозных отверстий имеют углеродную или металлическую пленку.

Загляните внутрь нескольких резисторов из углеродной пленки. Значения сопротивления сверху вниз: 27 Ом, 330 Ом; и 3,3 МОм. Внутри резистора углеродная пленка обернута вокруг изолятора. Чем больше обертываний, тем выше сопротивление. Довольно аккуратно!

Другие сквозные резисторы могут быть намотаны проволокой или изготовлены из сверхтонкой металлической фольги.Эти резисторы обычно являются более дорогими, более дорогими компонентами, специально выбранными из-за их уникальных характеристик, таких как более высокая номинальная мощность или максимальный диапазон температур.

Резисторы для поверхностного монтажа обычно бывают толстыми или тонкопленочными . Толстая пленка обычно дешевле, но менее точна, чем тонкая. В обоих типах резисторов небольшая пленка из резистивного металлического сплава помещается между керамической основой и стеклом / эпоксидным покрытием, а затем соединяется с концевыми токопроводящими краями.

Пакеты специальных резисторов

Существует множество других резисторов специального назначения. Резисторы могут поставляться в виде предварительно смонтированных пакетов из пяти или около того резисторных матриц. Резисторы в этих массивах могут иметь общий вывод или быть настроены как делители напряжения.

Массив из пяти 330 Ом; резисторы, соединенные вместе на одном конце.

Переменные резисторы (например, потенциометры)

Резисторы

также не обязательно должны быть статическими. Переменные резисторы, известные как реостаты , представляют собой резисторы, значения которых можно регулировать в определенном диапазоне.Аналогичен реостату потенциометр . Горшки соединяют два резистора внутри последовательно, и регулируют центральный отвод между ними, создавая регулируемый делитель напряжения. Эти переменные резисторы часто используются для входов, например, регуляторы громкости, которые необходимо регулировать.


Расшифровка маркировки резистора

Хотя они могут не отображать свое значение сразу, большинство резисторов имеют маркировку, показывающую их сопротивление. Резисторы PTH используют систему цветовой кодировки (которая действительно добавляет немного изюминки схемам), а резисторы SMD имеют свою собственную систему маркировки значений.

Расшифровка цветовых полос

Осевые резисторы со сквозным отверстием обычно используют систему цветных полос для отображения своего значения. Большинство из этих резисторов будут иметь четыре цветных полосы, окружающие резистор, хотя вы также найдете пять полосных и шесть полосных резисторов.

Четырехполосный резистор

В стандартных четырехполосных резисторах первые две полосы обозначают две наиболее значимые цифры номинала резистора. Третья полоса - это весовое значение, которое умножает две значащие цифры на десять.

Последняя полоса указывает допуск резистора. Допуск объясняет, насколько более или менее фактическое сопротивление резистора можно сравнить с его номинальным значением. Ни один резистор не сделан идеально, и различные производственные процессы приведут к лучшим или худшим допускам. Например, 1 кОм; резистор с допуском 5% на самом деле может быть где-нибудь между 0,95 кОм; и 1.05кОм ;.

Как определить, какая группа первая и последняя? Последний диапазон допусков часто четко отделен от диапазонов значений, и обычно это либо серебро, либо золото.

Пяти- и шестиполосные резисторы

Пятиполосные резисторы имеют третью полосу значащих цифр между первыми двумя полосами и полосой умножителя . Пятиполосные резисторы также имеют более широкий диапазон допусков.

Шестиполосные резисторы - это, по сути, пятиполосные резисторы с дополнительной полосой на конце, которая указывает температурный коэффициент. Это указывает на ожидаемое изменение номинала резистора при изменении температуры в градусах Цельсия. Обычно эти значения температурного коэффициента чрезвычайно малы, в диапазоне ppm.

Цветовые полосы резистора декодирования

При расшифровке цветовых полос резисторов обратитесь к таблице цветовых кодов резисторов, подобной приведенной ниже. Для первых двух полос найдите соответствующее цифровое значение этого цвета. 4,7 кОм; Резистор, показанный здесь, имеет цветные полосы желтого и фиолетового цветов в начале, которые имеют цифровые значения 4 и 7 (47). Третья полоса 4,7 кОм; красный, что означает, что число 47 следует умножить на 10 2 (или 100). 47 умножить на 100 - это 4700!

4.7к & Ом; резистор с четырьмя цветными полосами

Если вы пытаетесь сохранить код цветовой полосы в памяти, может помочь мнемоническое устройство. Существует несколько (иногда сомнительных) мнемоник, помогающих запомнить цветовую кодировку резистора. Хороший, который раскрывает разницу между отсутствием b и b rown:

" B ig b rown r abbits o ften y ield g reat b IG v ocal g roans w hen g igly s napped .«

Или, если вы помните «ROY G. BIV», вычтите индиго (бедный индиго, никто не помнит индиго) и добавьте черный и коричневый к передней части и серый и белый к задней части классической цветовой схемы радуги. .

Таблица цветов резистора

Проблемы со зрением? Щелкните изображение для лучшего просмотра!

Калькулятор цветового кода резистора

Если вы предпочитаете пропустить математику (мы не будем судить!) И просто воспользуетесь удобным калькулятором, попробуйте один из них!

Четырехполосный резистор
Диапазон 1 Диапазон 2 Диапазон 3 Диапазон 4
Значение 1 (MSV) Значение 2 Вес Допуск
Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (1) Коричневый (10) Красный (100) Оранжевый (1k) Желтый (10k) Зеленый (100k) Синий (1M) Фиолетовый (10M) Серый (100M) Белый (1G) Золото (± 5%) Серебро (± 10%)

Сопротивление: 1 кОм; ± 5%

Пяти- и шестиполосные резисторы
Примечание: Рассчитайте здесь свой шестиполосный резистор, но не забудьте добавить температурный коэффициент к окончательному значению резистора.
Диапазон 1 Диапазон 2 Диапазон 3 Диапазон 4 Диапазон 5
Значение 1 (MSV) Значение 2 Значение 3 Вес Допуск Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (0) Коричневый (1) Красный (2) Оранжевый (3) Желтый (4) Зеленый (5) Синий (6) Фиолетовый (7) Серый (8) Белый (9) Черный (1) Коричневый (10) Красный (100) Оранжевый (1k) Желтый (10k) Зеленый (100k) Синий (1M) Фиолетовый (10M) Серый (100M) Белый (1G) Золото (± 5%) Серебро (± 10%) Коричневый (± 1%) Красный (± 2%) Зеленый (± 0.5%) Синий (± 0,25%) Фиолетовый (± 0,1%) Серый (± 0,05%)

Сопротивление: 1 кОм; ± 5%

Расшифровка маркировки для поверхностного монтажа

Резисторы SMD

, как и в корпусах 0603 или 0805, имеют собственный способ отображения своего значения. Есть несколько распространенных методов маркировки этих резисторов. Обычно на корпусе печатается от трех до четырех символов - цифр или букв.

Если три символа, которые вы видите, это и все числа , вы, вероятно, смотрите на резистор с маркировкой E24 .Эти маркировки действительно имеют некоторое сходство с системой цветовых полос, используемой на резисторах PTH. Первые два числа представляют собой первые две старшие цифры значения, последнее число представляет величину.

На приведенном выше примере резисторы обозначены 104 , 105 , 205 , 751 и 754 . Резистор с маркировкой 104 должен быть 100 кОм; (10x10 4 ), 105 будет 1 МОм & Ом; (10x10 5 ) и 205 составляет 2M & Ом; (20x10 5 ). 751 - 750 Ом; (75x10 1 ) и 754 составляет 750 кОм; (75x10 4 ).

Другая распространенная система кодирования - E96 , и она самая загадочная из всех. Резисторы E96 будут обозначены тремя символами - двумя цифрами в начале и буквой в конце. Два числа сообщают вам первые , три цифры значения, соответствующие одному из не столь очевидных значений в этой поисковой таблице.

905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 9039 2139 9039 9039 9039 9039 9039 89 9039
9039 590 92 9039 1 205 96391
9039

Буква в конце представляет множитель, равный чему-то в этой таблице:

Код Код Значение
Код Значение
Код Значение
01 100
17
17 9039 21392 49 316
65 464
81 681
02 102
50 324
66 475
82 698
03 105
19 154 154 332
67 487
83 715
04 107
20 9039 52 340
68 499
84 732
05 110 21392 21392
53 348
69 511 90 392
85 750
06 113
22 165
38 243 243 243 523
86 768
07 115
23 169
391
391 71 536
87 787
08 118
24 174




72 549
88 8 06
09 121
25 178
41 261
57 383 383 383 825
10 124
26 182
42 267 267
58 58 90 845
11 127
27 187
43
43
91 866
12 130
28 191
44 280
60 412
76 9039 9039 133
29 196
45 287
61 422
9039 9039
14 137
30 200
46 294
62 9039 931
15 140
31
47 301
63 442
79 649 953 953 953 32 210
48 309
64 453
80 665
9031 X100391
Letter Множитель Letter Множитель Letter Множитель
A 1 D 1000
Y или R 0,01 B или H 10 E
0,1 C 100 F 100000

Итак, резистор 01C - наш хороший друг, 10 кОм; (100x100), 01B составляет 1 кОм; (100x10), а 01D - 100 кОм.Это просто, другие коды могут быть нет. 85A с рисунка выше - 750 Ом; (750x1) и 30C на самом деле 20 кОм.


Номинальная мощность

Номинальная мощность резистора - одна из наиболее скрытых величин. Тем не менее, это может быть важно, и это тема, которая возникает при выборе типа резистора.

Мощность - это скорость, с которой энергия преобразуется во что-то другое. Он рассчитывается путем умножения разности напряжений в двух точках на ток, протекающий между ними, и измеряется в ваттах (Вт).Например, лампочки превращают электричество в свет. Но резистор может превратить только электрическую энергию, проходящую через него, в тепла . Хит обычно не лучший друг для электроники; слишком много тепла приводит к дыму, искрам и пожару!

Каждый резистор имеет определенную максимальную номинальную мощность. Чтобы резистор не перегревался слишком сильно, важно убедиться, что мощность на резисторе не превышает его максимального значения. Номинальная мощность резистора измеряется в ваттах и ​​обычно находится между & frac18; Вт (0.125 Вт) и 1 Вт. Резисторы с номинальной мощностью более 1 Вт обычно называются силовыми резисторами и используются специально из-за их способности рассеивать мощность.

Определение номинальной мощности резистора

Номинальная мощность резистора обычно определяется по размеру его корпуса. Стандартные сквозные резисторы обычно имеют номинальную мощность ¼ или ½ Вт. Силовые резисторы более специального назначения могут указывать свою номинальную мощность на резисторе.

Эти силовые резисторы могут выдерживать гораздо большую мощность, прежде чем они сработают.Сверху справа в нижний левый приведены примеры резисторов 25 Вт, 5 Вт и 3 Вт со значениями 2 Ом, 3 Ом; 0,1 & Ом; и 22к & Ом. Меньшие силовые резисторы часто используются для измерения тока.

О номинальной мощности резисторов для поверхностного монтажа обычно можно судить также по их размеру. Резисторы размером 0402 и 0603 обычно рассчитаны на 1/16 Вт, а резисторы 0805 могут потреблять 1/10 Вт.

Измерение мощности на резисторе

Мощность обычно рассчитывается путем умножения напряжения на ток (P = IV).Но, применяя закон Ома, мы также можем использовать значение сопротивления при расчете мощности. Если нам известен ток, протекающий через резистор, мы можем рассчитать мощность как:

Или, если мы знаем напряжение на резисторе, мощность можно рассчитать как:


Резисторы серии

и параллельные

Резисторы постоянно соединяются вместе в электронике, как правило, последовательно или параллельно. Когда резисторы объединены последовательно или параллельно, они создают общее сопротивление , которое можно рассчитать с помощью одного из двух уравнений.Знание того, как сочетаются значения резисторов, пригодится, если вам нужно создать конкретное значение резистора.

Резисторы серии

При последовательном соединении значения резисторов просто складываются.

резисторов Н. Общее сопротивление - это сумма всех последовательных резисторов.

Так, например, если у вас всего , нужно иметь , 12,33 кОм; резистор, найдите некоторые из наиболее распространенных значений резисторов 12 кОм; и 330 Ом, и соединить их последовательно.

Резисторы параллельные

Найти сопротивление параллельно включенных резисторов не так-то просто. Общее сопротивление параллельно включенных резисторов N является обратной суммой всех обратных сопротивлений. Это уравнение может иметь больше смысла, чем последнее предложение:

резисторов Н, включенных параллельно. Чтобы найти общее сопротивление, инвертируйте каждое значение сопротивления, сложите их, а затем инвертируйте.

(Сопротивление, обратное сопротивлению, на самом деле называется проводимостью , , так что короче: проводимость параллельных резисторов является суммой каждой из их проводимости).

Как частный случай этого уравнения: если у вас только два резистора , подключенных параллельно, их полное сопротивление можно рассчитать с помощью этого чуть менее инвертированного уравнения:

В качестве даже более особого случая для этого уравнения, если у вас есть два параллельных резистора с равным значением , общее сопротивление составляет половину их значения. Например, если два 10k & ohm; резисторы включены параллельно, их полное сопротивление 5кОм.

Сокращенно сказать, что два резистора подключены параллельно, можно с помощью оператора параллельности: || .Например, если R 1 находится параллельно с R 2 , концептуальное уравнение может быть записано как R 1 || R 2 . Намного чище и скрывает все эти неприятные фракции!

Резисторные сети

В качестве специального введения в вычисление полного сопротивления учителя электроники любят , когда они знакомят своих учеников с сумасшедшими, запутанными цепями резисторов.

Приручить резисторный сетевой вопрос может быть что-то вроде: "какое сопротивление между выводами A и B в этой цепи?"

Чтобы решить такую ​​проблему, начните с задней части схемы и упростите ее до двух клемм.В этом случае R 7 , R 8 и R 9 идут последовательно и могут складываться вместе. Эти три резистора подключены параллельно с R 6 , поэтому эти четыре резистора можно превратить в один с сопротивлением R 6 || (R 7 + R 8 + R 9 ). Делаем нашу схему:

Теперь четыре крайних правых резистора можно упростить еще больше. R 4 , R 5 и наш конгломерат R 6 - R 9 - все они включены в серию и могут быть добавлены.Тогда все эти последовательные резисторы включены параллельно R 3 .

И это всего лишь три последовательных резистора между клеммами A и B . Добавьте их! Таким образом, общее сопротивление этой цепи составляет: R 1 + R 2 + R 3 || (R 4 + R 5 + R 6 || (R 7 + R ) 8 + R 9 )).


Примеры приложений

Резисторы

присутствуют практически во всех электронных схемах.Вот несколько примеров схем, которые сильно зависят от наших друзей-резисторов.

Резисторы

- ключ к тому, чтобы светодиоды не взорвались при подаче питания. Посредством соединения резистора последовательно со светодиодом ток, протекающий через два компонента, может быть ограничен до безопасного значения.

При выборе токоограничивающего резистора обратите внимание на два характерных значения светодиода: типичное прямое напряжение и максимальный прямой ток .Типичное прямое напряжение - это напряжение, которое требуется для включения светодиода, и оно варьируется (обычно от 1,7 В до 3,4 В) в зависимости от цвета светодиода. Максимальный прямой ток обычно составляет около 20 мА для основных светодиодов; непрерывный ток через светодиод всегда должен быть равен или меньше этого номинального тока.

После того, как вы получили эти два значения, вы можете подобрать токоограничивающий резистор с помощью следующего уравнения:

В S - это напряжение источника - обычно напряжение батареи или источника питания.V F и I F - это прямое напряжение светодиода и желаемый ток, который проходит через него.

Например, предположим, что у вас есть батарея на 9 В для питания светодиода. Если ваш светодиод красный, то прямое напряжение может быть около 1,8 В. Если вы хотите ограничить ток до 10 мА, используйте последовательный резистор примерно 720 Ом.

Делители напряжения

Делитель напряжения представляет собой схему резистора, которая преобразует большое напряжение в меньшее. Используя всего два последовательно подключенных резистора, можно создать выходное напряжение, составляющее часть входного напряжения.

Вот схема делителя напряжения:

Два резистора, R 1 и R 2 , подключены последовательно, и источник напряжения (V в ) подключен через них. Напряжение от В на выходе до GND можно рассчитать как:

Например, если R 1 было 1,7 кОм; и R 2 составлял 3,3 кОм, входное напряжение 5 В можно было преобразовать в 3,3 В на выводе V out .

Делители напряжения

очень удобны для считывания показаний резистивных датчиков, таких как фотоэлементы, гибкие датчики и силочувствительные резисторы.Половина делителя напряжения - это датчик, а часть - статический резистор. Выходное напряжение между двумя компонентами подается на аналого-цифровой преобразователь на микроконтроллере (MCU) для считывания значения датчика.

Здесь резистор R 1 и фотоэлемент создают делитель напряжения для создания переменного выходного напряжения.

Подтягивающие резисторы

Подтягивающий резистор используется, когда вам нужно смещать входной вывод микроконтроллера в известное состояние.Один конец резистора подключен к выводу MCU, а другой конец подключен к высокому напряжению (обычно 5 В или 3,3 В).

Без подтягивающего резистора входы на MCU можно оставить плавающими . Нет гарантии, что на плавающем контакте высокий (5 В) или низкий (0 В) вывод.

Подтягивающие резисторы часто используются при взаимодействии с входом кнопки или переключателя. Подтягивающий резистор может смещать входной контакт, когда переключатель разомкнут. И он защитит цепь от короткого замыкания при включении переключателя.

В приведенной выше схеме, когда переключатель разомкнут, входной вывод MCU подключен через резистор к 5В. Когда переключатель замыкается, входной контакт подключается непосредственно к GND.

Значение подтягивающего резистора обычно не обязательно должно быть каким-либо конкретным. Но он должен быть достаточно высоким, чтобы не терять слишком много мощности, если к нему приложить 5 В или около того. Обычно значения около 10 кОм; хорошо работать.


Покупка резисторов

Не ограничивайте количество резисторов.У нас есть комплекты, пакеты, отдельные детали и инструменты, которым вы просто не можете противостоять .

Наши рекомендации:

Щелкните здесь, чтобы просмотреть больше резисторов в каталоге
инструментов:

Цифровой мультиметр - базовый

В наличии TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) - важный инструмент в арсенале каждого электронного энтузиаста.Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Инструмент для гибки выводов резистора

В наличии ТОЛ-13114

Этот маленький кусочек пластика с зазубринами - инструмент для гибки выводов резистора. Этот маленький…

3

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы начинающий эксперт по резисторам, как насчет изучения некоторых более фундаментальных концепций электроники! Резисторы, безусловно, не единственный базовый компонент, который мы используем в электронике, есть еще:

Или, может быть, вы хотите подробнее изучить применение резисторов?

Цепи серии

Представьте себе электрический ток, выходящий из батареи.Если резисторы подключены в такой способ, которым часть тока может проходить через один резистор, а остальная часть ток может пройти через другой резистор, тогда цепь параллельна Схема .

Я Т - полный ток параллельной цепи. Вы бы измерили этот ток в любом месте до или после трехходового разделения, ведущего к трем резисторам. В между соединением и R 1 , вы бы измерили I 1 .Между перекрестком и R 2 , Вы бы измерили I 2 и т. д.

Поскольку общий ток, I T , делится на три разные группы электронов, путешествующих каждый своим путем,

Я Т = I 1 + I 2 + I 3 +.

В параллельных цепях все резисторы, независимо от их сопротивления, испытывают одинаковое падение напряжения или разность потенциалов, потому что все они имеют одинаковые точки входа и выхода (переходы).

V T = V 1 = V 2 = V 3 = V n

Если разделить по формуле тока по соотношению напряжений получаем:

или R T = [Р 1 -1 + Р 2 -1 + Р 3 -1 +] -1

Пример 1

а. Какое полное сопротивление цепи?

R T = [Р 1 -1 + Р 2 -1 + Р 3 -1 ] -1

R T = [12 -1 + 12 -1 +12 -1 ] -1 = 4 Вт

г. Какой общий ток?

I T = V / R T = 12/4 = 3 A

г.Какое напряжение (В 1 ) будет измеряется на каждом отдельном резисторе?

12 В (напряжение постоянно параллельно.)

г. Какой ток отводится каждый резистор?

I 1 = V / R 1 = 12/12 = 1A. Остальные тоже нарисуйте по 1 А, всего 3 А.

Пример 2

The рисунок кажется запутанным, но обратите внимание, что это параллельная схема, потому что у электронов есть выбор.На стыке (показано красной точкой) электроны следуйте либо зеленому маршруту, либо оранжевому маршруту.

Используйте I

1 = 1A; I 2 = 0,5 А; R 1 = 10Вт.

  1. Найдите V 2 .

Помните, что параллельное напряжение постоянно. Итак, если мы найдем V 1 , мы будем знать V 2 .

В 1 = I 1 R 1 = 1 (10) = 10 В.

В 2 = В 1 = 10 В.

  1. Найдите R 2 .

R 2 = V / I 2 = 10 / 0,5 = 20 Вт.

  1. Чтобы получить R T , воспользуйтесь двумя способами.

(1) R T = [R 1 -1 + R 2 -1 ] -1 = [20 -1 + 10 -1 ] -1 = 6.7 Вт.

(2) Я Т = I 3 = I 1 + I 2 = 1 + 0,5 = 1,5 A.

R T = V / I T = 10 / 1,5 = 6,7 W.

Пример 3

В параллельной цепи какой эффект дает добавление еще резисторов иметь по общему току?

Ток увеличивается !

В цепи серии добавление резисторов увеличивает общее сопротивление и, таким образом, снижает ток.Но в случае с параллельная схема, потому что добавление большего количества резисторов параллельно создает больше вариантов а снижает общее сопротивление . Если такая же батарея подключена к резисторы, ток увеличится. Не убежден? Попробуйте:

[10 -1 + 10 -1 ] -1 = 5 Вт, но добавьте подключите резистор параллельно, и вы получите [10 -1 + 10 -1 + 10 -1 ] -1 = всего 3,3 Вт. чем меньше сопротивление, тем выше общий ток.

Еще одна интересная особенность параллельных схем: если один компонент отключен, другие пути все еще жизнеспособны, так что электроны могут продолжать течь по цепи. Это причина того, что большинство светильников и розеток в доме подключены параллельно.

Как работают резисторы - Пиример сопротивления в электронике

СОПРОТИВЛЕНИЕ

Сопротивление - это одна из трех основных величин в электрических или электронных цепях:

Ток - это поток электронов по цепи.Это главное количество, потому что оно действительно работает и дает желаемые результаты. Измеряем ток в Амперах. (См. «ЕДИНИЦЫ»)

Напряжение - это сила, которая заставляет ток течь в цепи. Фактически, мы иногда называем напряжение «электродвижущей силой» или «ЭДС». Мы измеряем его в вольтах.

Сопротивление контролирует прохождение тока. Мы измеряем в Ом.

Эти три величины настолько важны для электрических и электронных схем, что их связывает простое уравнение, называемое законом Ома.Закон Ома гласит, что ток, протекающий в цепи, пропорционален напряжению, приложенному к цепи, и обратно пропорционален сопротивлению цепи. Другими словами, при заданном напряжении ток в цепи будет уменьшаться по мере увеличения сопротивления.

Математически закон Ома: I = E / R, или ток равен напряжению, деленному на сопротивление. Это простое уравнение можно преобразовать, чтобы найти напряжение или сопротивление с учетом двух других величин. (Например, если вы знаете напряжение и ток в цепи, вы можете рассчитать сопротивление цепи, разделив напряжение на ток.)

Закон Ома действительно фундаментален. Здесь начинается разработка любой электрической или электронной схемы!

ПРОВОДНИКИ И ИЗОЛЯТОРЫ

Все материалы представляют собой проводники или изоляторы; материал либо проводит электрический ток, либо препятствует его течению.

Не все проводники одинаково способны выдерживать ток. Медь - лучший проводник, чем никель. Серебро - лучший проводник, чем медь. Золото - лучший проводник, чем серебро. Углерод - плохой проводник.

Точно так же не идеальны изоляторы. В сухом виде дерево является изолятором, но во влажном состоянии становится проводником. Лучшие изоляторы - это стекло и керамика. Пластмассы, такие как эпоксидная смола, обычно являются хорошими изоляторами.

Есть также материалы, которые не являются ни проводниками, ни изоляторами. Их называют «полупроводниками», они используются для изготовления транзисторов. Мы не будем здесь обсуждать транзисторы, но интересно, что на самом деле это только резисторы, которыми могут управлять электронные схемы. Это еще раз показывает, что закон Ома имеет фундаментальное значение для проектирования схем.

РЕЗИСТОРЫ

Есть несколько способов изготовления резисторов для электрических или электронных схем. Углеродные резисторы изготавливаются путем присоединения выводов к стержню или стержню из углеродного материала. Материал обычно изготавливается путем суспендирования углеродных частиц в пластике. Материал «смесь определяет прочность».

Угольные резисторы

имеют серьезные ограничения. Они не могут рассеивать большую мощность и их трудно изготовить с небольшими допусками по сопротивлению. Однако автоматизированное производство производит их в больших количествах, поэтому их стоимость невысока.

Некоторые резисторы изготавливаются из металлических пленок или оксидов. Эти резисторы имеют небольшие размеры и могут изготавливаться с хорошими допусками. Но они не могут работать с более высокими уровнями мощности. Другой тип пленочного резистора изготавливается из токопроводящих чернил. Они недорогие, но нестабильные, имеют ограниченное рассеивание мощности и плохие допуски по сопротивлению.

Резисторы с проволочной обмоткой изготавливаются путем наматывания отрезка провода на изолирующий сердечник. Они могут рассеивать большие уровни мощности по сравнению с другими типами и могут быть изготовлены с очень жесткими допусками по сопротивлению и контролируемыми температурными характеристиками.

Его длина, площадь поперечного сечения и материал определяют сопротивление провода. Медь - хороший проводник, но имеет некоторое сопротивление (току). Медный провод небольшого диаметра, длиной 100 футов, может иметь сопротивление в несколько Ом. Однако проволока из никелевого сплава небольшого диаметра длиной всего один фут может иметь сопротивление в несколько тысяч Ом.

Riedon производит резисторы с проволочной обмоткой, используя проволоку из нескольких металлических сплавов и размеров. Выбор проволоки зависит от нескольких факторов.Например, для конструкции с высоким сопротивлением потребуется длинный медный провод, а резистор будет большим. Тот же резистор может быть изготовлен из проволоки из никелевого сплава короткой длины, в результате чего устройство будет намного меньше. Однако, когда требуется высокоточный резистор, легче подрезать сопротивление, удалив несколько дюймов провода с низким сопротивлением, чем обрезав миллиметры провода с высоким сопротивлением.

МОЩНОСТЬ

Мы измеряем электрическую мощность в ваттах. В резистивной цепи мощность рассчитывается путем возведения тока в квадрат и умножения этого значения на сопротивление.(P = IxR) Резисторы с проволочной обмоткой превосходно подходят для приложений с более высокой номинальной мощностью.

Поскольку резисторы препятствуют прохождению тока, они выделяют тепло. Если резистор работает в пределах своей номинальной мощности, тепло безвредно рассеивается в окружающую среду. Но, если мы превысим номинальную мощность, резистор не сможет рассеять избыточное тепло, и его температура повысится. Резистор выйдет из строя, обычно действуя как предохранитель и размыкая цепь. Если резистор используется в среде с высокой температурой, его номинальная мощность должна быть уменьшена или «понижена».«

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕМПЕРАТУРЫ

В резисторах с проволочной обмоткой другим фактором выбора является температурная характеристика проволоки.

Сопротивление всех материалов изменяется при изменении их температуры. Если температура понижается, сопротивление (обычно) снижается. Фактически, при достаточном охлаждении материал становится «сверхпроводником» без значительного сопротивления. Повышение температуры (обычно) увеличивает сопротивление.

Температурный коэффициент сопротивления (TCR) провода или резистора связывает изменение сопротивления с изменением температуры.Обычно он выражается как «частей на миллион на градус Цельсия» (TCR = ppm / ° C). Таким образом, температурный коэффициент сопротивления показывает, насколько изменится сопротивление (ppm), если температура изменится на один градус по Цельсию. (Иногда мы измеряем температуру в градусах Фаренгейта. Но сегодня градусы по Цельсию более распространены и приемлемы.)

Сплавы для специальной проволоки имеют особые температурные коэффициенты. Например, «Evenohm» (торговое название проволочного сплава с низким TCR) сформулировано так, чтобы иметь небольшой TCR от 5 до 10 ppm / ° C.Чистый никель имеет намного более высокое значение TCR, равное 6700 ppm / ° C. Медь имеет TCR 3900 ppm / ° C. Эти и другие сплавы позволяют нам «адаптировать» резистор к желаемым характеристикам в приложениях, где меняются температуры.

В качестве практического примера, резистор с сопротивлением 1000 Ом, сделанный из чистой никелевой проволоки, будет иметь новое сопротивление 1670 Ом, если мы увеличим его температуру с 20 ° C до 120 ° C. В том же приложении резистор, сделанный из провода Evenohm, увеличился бы только до 1001 Ом.

ИНДУКТИВНОСТЬ

Есть еще одна величина, похожая на сопротивление. Это называется реактивным сопротивлением. Как и сопротивление, мы измеряем реактивное сопротивление в омах, и это соответствует закону Ома.

Реактивность возникает только в электрических или электронных цепях, если ток быстро меняется. Обычно это важно в цепях «переменного тока» (AC), где ток периодически меняет направление и амплитуду с некоторой скоростью, называемой «частотой». Однако реактивного сопротивления не существует в цепях «постоянного тока» (DC), где ток течет в одном направлении и его амплитуда не меняется быстро.

Реактивность возникает из-за того, что все элементы схемы имеют «индуктивность» и «емкость». В цепях переменного тока емкость резисторов с проволочной обмоткой редко бывает достаточно большой, чтобы ее можно было рассматривать, поэтому мы проигнорируем ее в этом обсуждении. Однако индуктивность резисторов с проволочной обмоткой может быть критической!

Все проводники имеют некоторую индуктивность. Когда проводник скручен, как это обычно бывает в резисторах с проволочной обмоткой, эта индуктивность становится больше. В цепях переменного тока индуктивность вызывает «индуктивное реактивное сопротивление»."Индуктивное реактивное сопротивление и сопротивление складываются, увеличивая номинал резистора.

Индуктивное реактивное сопротивление увеличивается с увеличением частоты переменного тока. Например, у резистора может быть достаточно индуктивности, чтобы создать 1 Ом реактивного сопротивления на частоте 60 Гц (циклов в секунду). Если мы увеличим частоту до 6000 Гц (звуковая частота), реактивное сопротивление увеличится до 100 Ом. Увеличение частоты до 6 000 000 Гц (радиочастота) увеличивает реактивное сопротивление резистора до 10 000 Ом.

Очевидно, что индуктивность проволочных резисторов может быть значительной в цепях переменного тока! Когда в цепях переменного тока важно реактивное сопротивление, Riedon может намотать провод особым образом, чтобы устранить или уменьшить индуктивность резистора.

ЕДИНИЦ:

Амперы: («Амперы») Вольт:
миллиампер = 1/1000 ампер, милливольт = 1/1000 вольт
микроампер = 1/1000000 ампер, микровольт = 1/1000000 вольт

Ом:

кОм («кОм») = 1000 Ом
МОм = 1000000 Ом

резисторов последовательно и параллельно

Резисторы серии

Общее сопротивление в цепи с последовательно включенными резисторами равно сумме отдельных сопротивлений.

Цели обучения

Рассчитайте общее сопротивление в цепи с последовательно включенными резисторами

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Одинаковый ток протекает последовательно через каждый резистор.
  • Отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его.
  • Полное сопротивление в последовательной цепи равно сумме отдельных сопротивлений: [латекс] \ text {RN} (\ text {series}) = \ text {R} _1 + \ text {R} _2 + \ text {R} _3 +… + \ text {R} _ \ text {N} [/ latex].
Ключевые термины
  • series : ряд элементов, которые следуют одно за другим или связаны друг за другом.
  • сопротивление : Противодействие прохождению электрического тока через этот элемент.

Обзор

Большинство схем имеет более одного компонента, называемого резистором, который ограничивает поток заряда в цепи. Мера этого предела расхода заряда называется сопротивлением. Самые простые комбинации резисторов - это последовательное и параллельное соединение.Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от того, как они подключены.

Цепи серии : Краткое введение в анализ последовательной цепи и последовательной цепи, включая закон Кирхгофа по току (KCL) и закон Кирхгофа по напряжению (KVL).

Резисторы

серии

Резисторы включены последовательно, когда заряд или ток должны проходить через компоненты последовательно.

Резисторы в серии : Эти четыре резистора подключены последовательно, потому что, если бы ток подавался на один конец, он бы протекал через каждый резистор последовательно до конца.

показывает резисторы, последовательно подключенные к источнику напряжения. Общее сопротивление в цепи равно сумме отдельных сопротивлений, поскольку ток должен проходить через каждый резистор последовательно через цепь.

Резисторы, подключенные последовательно. : три резистора, подключенные последовательно к батарее (слева), и эквивалентное одиночное или последовательное сопротивление (справа).

Использование закона Ома для расчета изменений напряжения в резисторах серии

Согласно закону Ома падение напряжения V на резисторе, когда через него протекает ток, рассчитывается по формуле V = IR, где I - ток в амперах (A), а R - сопротивление в омах (Ω). .

Таким образом, падение напряжения на R 1 равно V 1 = IR 1 , на R 2 равно V 2 = IR 2 , а на R 3 равно V 3 = IR 3 .Сумма напряжений будет равна: V = V 1 + V 2 + V 3 , исходя из сохранения энергии и заряда. Если подставить значения отдельных напряжений, получим:

[латекс] \ text {V} = \ text {IR} _1 + \ text {IR} _2 + \ text {IR} _3 [/ latex]

или

[латекс] \ text {V} = \ text {I} (\ text {R} _1 + \ text {R} _2 + \ text {R} _3) [/ латекс]

Это означает, что полное сопротивление в серии равно сумме отдельных сопротивлений. Следовательно, для каждой цепи с N резисторов, включенных последовательно:

[латекс] \ text {RN} (\ text {series}) = \ text {R} _1 + \ text {R} _2 + \ text {R} _3 +… + \ text {R} _ \ text {N }.[/ латекс]

Поскольку весь ток должен проходить через каждый резистор, он испытывает сопротивление каждого из них, а последовательно включенные сопротивления просто складываются.

Поскольку напряжение и сопротивление имеют обратную зависимость, отдельные последовательно включенные резисторы не получают полное напряжение источника, а делят его. Об этом свидетельствует пример, когда две лампочки соединены в последовательную цепь с аккумулятором. В простой схеме, состоящей из одной батареи 1,5 В и одной лампочки, падение напряжения на лампе равно 1.5V через него. Однако, если две лампочки были соединены последовательно с одной и той же батареей, на каждой из них было бы падение напряжения 1,5 В / 2 или 0,75 В. Это будет очевидно по яркости света: каждая из двух последовательно соединенных лампочек будет вдвое слабее, чем одиночная лампочка. Следовательно, резисторы, соединенные последовательно, потребляют такое же количество энергии, как и один резистор, но эта энергия распределяется между резисторами в зависимости от их сопротивлений.

Параллельные резисторы

Общее сопротивление в параллельной цепи равно сумме обратных сопротивлений каждого отдельного сопротивления.

Цели обучения

Рассчитайте полное сопротивление в цепи с резисторами, включенными параллельно

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Общее сопротивление в параллельной цепи меньше наименьшего из отдельных сопротивлений.
  • Каждый резистор, включенный параллельно, имеет то же напряжение, что и приложенный к нему источник (напряжение в параллельной цепи постоянно).
  • Параллельные резисторы не получают суммарный ток каждый; они делят его (ток зависит от номинала каждого резистора и общего количества резисторов в цепи).
Ключевые термины
  • сопротивление : Противодействие прохождению электрического тока через этот элемент.
  • параллельно : Расположение электрических компонентов, при котором ток течет по двум или более путям.

Обзор

Резисторы в цепи могут быть включены последовательно или параллельно. Общее сопротивление комбинации резисторов зависит как от их индивидуальных значений, так и от того, как они подключены.

Parallel Circuits : Краткий обзор анализа параллельных цепей с использованием таблиц VIRP для школьников-физиков.

Параллельные резисторы

Резисторы включены параллельно, когда каждый резистор подключен непосредственно к источнику напряжения путем соединения проводов с незначительным сопротивлением. Таким образом, к каждому резистору приложено полное напряжение источника.

параллельных резисторов : параллельное соединение резисторов.

Каждый резистор потребляет такой же ток, как если бы он был единственным резистором, подключенным к источнику напряжения. Это верно для схем в доме или квартире. Каждая розетка, подключенная к прибору («резистор»), может работать независимо, и ток не должен проходить через каждое устройство последовательно.

Резисторы закона и параллели Ом

На каждый резистор в цепи подается полное напряжение. Согласно закону Ома, токи, протекающие через отдельные резисторы, равны [латекс] \ text {I} _1 = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _1} [/ latex], [latex] \ text {I} _2 = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _2} [/ latex] и [latex] \ text {I} _3 = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _3} [/ латекс].Сохранение заряда подразумевает, что полный ток является суммой этих токов:

Параллельные резисторы : три резистора, подключенных параллельно батарее, и эквивалентное одиночное или параллельное сопротивление.

[латекс] \ text {I} = \ text {I} _1 + \ text {I} _2 + \ text {I} _3. [/ Latex]

Подстановка выражений для отдельных токов дает:

[латекс] \ text {I} = \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _1} + \ frac {\ text {V}} {\ text {R} _2} + \ frac {\ текст {V}} {\ text {R} _3} [/ latex]

или

[латекс] \ text {I} = \ text {V} (\ frac {1} {\ text {R} _1} + \ frac {1} {\ text {R} _2} + \ frac {1} { \ text {R} _3}) [/ latex]

Это означает, что полное сопротивление в параллельной цепи равно сумме обратных сопротивлений каждого отдельного сопротивления.Следовательно, для каждой схемы с числом [latex] \ text {n} [/ latex] или резисторов, подключенных параллельно,

[латекс] \ text {R} _ {\ text {n} \; (\ text {parallel})} = \ frac {1} {\ text {R} _1} + \ frac {1} {\ text { R} _2} + \ frac {1} {\ text {R} _3}… + \ frac {1} {\ text {R} _ \ text {n}}. [/ Latex]

Это соотношение приводит к общему сопротивлению, которое меньше наименьшего из отдельных сопротивлений. Когда резисторы подключены параллельно, от источника течет больше тока, чем протекает для любого из них по отдельности, поэтому общее сопротивление ниже.

Каждый резистор, включенный параллельно, имеет такое же полное напряжение источника, как и источник, но делит общий ток между ними. Примером может служить соединение двух лампочек в параллельную цепь с аккумулятором на 1,5 В. В последовательной цепи две лампочки будут вдвое менее тусклыми при подключении к одному источнику батареи. Однако, если бы две лампочки были подключены параллельно, они были бы столь же яркими, как если бы они были подключены к батарее по отдельности. Поскольку к обеим лампочкам подается одинаковое полное напряжение, батарея также разряжается быстрее, так как она, по сути, поставляет полную энергию обеим лампочкам.В последовательной схеме батарея будет работать столько же, сколько и с одной лампочкой, только тогда яркость будет делиться между лампочками.

Комбинированные схемы

Комбинированная схема может быть разбита на аналогичные части, которые работают последовательно или параллельно.

Цели обучения

Описать расположение резисторов в комбинированной схеме и его практическое значение

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного.
  • Различные части комбинированной схемы могут быть идентифицированы как последовательные или параллельные, уменьшены до их эквивалентов, а затем уменьшены до тех пор, пока не останется единственное сопротивление.
  • Сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемые на резистор. Если сопротивление в проводах относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными и повлиять на выходную мощность в бытовые приборы.
Ключевые термины
  • series : ряд элементов, которые следуют одно за другим или связаны друг за другом.
  • параллельно : Расположение электрических компонентов, при котором ток течет по двум или более путям.
  • Комбинированная схема : электрическая цепь, содержащая несколько резисторов, которые соединены как последовательным, так и параллельным соединением.

Комбинированные схемы

Более сложные соединения резисторов иногда представляют собой просто комбинации последовательного и параллельного. Это часто встречается, особенно если учитывать сопротивление проводов.В этом случае сопротивление провода включено последовательно с другими сопротивлениями, включенными параллельно.

Комбинированная цепь может быть разбита на аналогичные части, которые являются последовательными или параллельными, как показано на схеме. На рисунке общее сопротивление может быть вычислено путем соединения трех резисторов друг с другом последовательно или параллельно. R 1 и R 2 соединены параллельно друг другу, поэтому мы знаем, что для этого подмножества сопротивление, обратное сопротивлению, будет равно:

Сеть резисторов : В этой комбинированной схеме цепь может быть разбита на последовательный компонент и параллельный компонент.

Комбинированные схемы : два последовательно включенных резистора, соединенных параллельно с одним резистором.

[латекс] \ frac {1} {\ text {R} _1} + \ frac {1} {\ text {R} _2} [/ latex] или [латекс] \ frac {\ text {R} _1 \ text {R} _2} {\ text {R} _1 + \ text {R} _2} [/ latex]

R 3 соединен последовательно с как R 1 , так и R 2 , поэтому сопротивление будет рассчитываться как:

[латекс] \ text {R} = \ frac {\ text {R} _1 \ text {R} _2} {\ text {R} _1 + \ text {R} _2} + \ text {R} _3 [/ латекс ]

Сложные комбинированные схемы

Для более сложных комбинированных схем различные части могут быть идентифицированы как последовательные или параллельные, уменьшены до их эквивалентов, а затем уменьшены до тех пор, пока не останется единственное сопротивление, как показано на.На этом рисунке комбинация из семи резисторов идентифицирована как включенные последовательно или параллельно. На исходном изображении две обведенные кружком секции показывают резисторы, включенные параллельно.

Сокращение комбинированной схемы : Эта комбинация из семи резисторов имеет как последовательные, так и параллельные части. Каждый из них идентифицируется и уменьшается до эквивалентного сопротивления, а затем уменьшается до тех пор, пока не будет достигнуто одно эквивалентное сопротивление.

Уменьшение этих параллельных резисторов до одного значения R позволяет нам визуализировать схему в более упрощенном виде.На верхнем правом изображении мы видим, что обведенная кружком часть содержит два последовательно соединенных резистора. Мы можем дополнительно уменьшить это до другого значения R, добавив их. Следующий шаг показывает, что два обведенных резистора включены параллельно. Уменьшение тех ярких моментов, что последние два включены последовательно и, таким образом, могут быть уменьшены до одного значения сопротивления для всей цепи.

Практическое применение комбинированной схемы состоит в том, что сопротивление в проводах снижает ток и мощность, подаваемую на резистор.Комбинированная цепь может быть преобразована в последовательную цепь на основе понимания эквивалентного сопротивления параллельных ветвей комбинированной цепи. Последовательная цепь может использоваться для определения общего сопротивления цепи. По сути, сопротивление провода является последовательным с резистором. Таким образом, увеличивается общее сопротивление и уменьшается ток. Если сопротивление провода относительно велико, как в изношенном (или очень длинном) удлинителе, то эти потери могут быть значительными. Если потребляется большой ток, падение ИК-излучения в проводах также может быть значительным.

Зарядка аккумулятора: последовательные и параллельные ЭДС

При последовательном включении источников напряжения их ЭДС и внутренние сопротивления складываются; параллельно они остаются прежними.

Цели обучения

Сравнить сопротивления и электродвижущие силы для источников напряжения, подключенных с одинаковой и противоположной полярностью, последовательно и параллельно

Основные выводы

Ключевые моменты
  • ЭДС, соединенные последовательно с одинаковой полярностью, являются аддитивными и приводят к более высокой полной ЭДС.
  • Две ЭДС, соединенные последовательно с противоположной полярностью, имеют общую ЭДС, равную разнице между ними, и могут использоваться для зарядки источника более низкого напряжения.
  • Два источника напряжения с идентичными ЭДС, соединенные параллельно, имеют чистую ЭДС, эквивалентную одному источнику ЭДС, однако общее внутреннее сопротивление меньше, и, следовательно, вырабатывается более высокий ток.
Ключевые термины
  • параллельно : Расположение электрических компонентов, при котором ток течет по двум или более путям.
  • электродвижущая сила : (ЭДС) - напряжение, генерируемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и поэтому на самом деле не является силой.
  • серия : ряд элементов, которые следуют одно за другим или связаны друг за другом.

Когда используется более одного источника напряжения, они могут быть подключены последовательно или параллельно, аналогично резисторам в цепи.Когда источники напряжения включены последовательно в одном направлении, их внутренние сопротивления складываются, а их электродвижущая сила или ЭДС складываются алгебраически. Эти типы источников напряжения распространены в фонариках, игрушках и других устройствах. Обычно ячейки включены последовательно, чтобы обеспечить большую суммарную ЭДС.

Фонарик и лампочка : Последовательное соединение двух источников напряжения в одном направлении. Эта схема представляет собой фонарик с двумя последовательно включенными ячейками (источниками напряжения) и одной лампочкой (сопротивление нагрузки).

Батарея представляет собой соединение нескольких гальванических элементов. Однако недостатком такого последовательного соединения ячеек является то, что их внутреннее сопротивление увеличивается. Иногда это может быть проблематично. Например, если вы поместите в машину две батареи на 6 В вместо обычной батареи на 12 В, вы добавите как ЭДС, так и внутреннее сопротивление каждой батареи. Таким образом, у вас будет такая же ЭДС 12 В, хотя внутреннее сопротивление тогда будет удвоено, что вызовет у вас проблемы, когда вы захотите запустить двигатель.

Но, если ячейки противостоят друг другу - например, когда одна вставляется в прибор задом наперед, - общая ЭДС меньше, так как это алгебраическая сумма отдельных ЭДС. Когда он перевернут, он создает ЭДС, которая противодействует другой, и приводит к разнице между двумя источниками напряжения.

Зарядное устройство : представляет два источника напряжения, соединенных последовательно с противоположными ЭДС. Ток течет в направлении большей ЭДС и ограничивается суммой внутренних сопротивлений.(Обратите внимание, что каждая ЭДС представлена ​​на рисунке буквой E.) Зарядное устройство, подключенное к аккумулятору, является примером такого соединения. Зарядное устройство должно иметь большую ЭДС, чем аккумулятор, чтобы через него протекал обратный ток.

Когда два источника напряжения с идентичными ЭДС соединены параллельно и также подключены к сопротивлению нагрузки, общая ЭДС будет такой же, как и отдельные ЭДС. Но общее внутреннее сопротивление уменьшается, поскольку внутренние сопротивления параллельны. Таким образом, параллельное соединение может производить больший ток.

Две идентичные ЭДС : Два источника напряжения с идентичными ЭДС (каждый помечен буквой E), соединенные параллельно, создают одинаковую ЭДС, но имеют меньшее общее внутреннее сопротивление, чем отдельные источники. Параллельные комбинации часто используются для подачи большего тока.

ЭДС и напряжение на клеммах

Выходное напряжение или напряжение на клеммах источника напряжения, такого как аккумулятор, зависит от его электродвижущей силы и внутреннего сопротивления.

Цели обучения

Выразите взаимосвязь между электродвижущей силой и напряжением на клеммах в форме уравнения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Электродвижущая сила (ЭДС) - это разность потенциалов источника при отсутствии тока.
  • Напряжение на клеммах - это выходное напряжение устройства, измеренное на его клеммах.
  • Напряжение на клеммах рассчитывается по формуле V = ЭДС - Ir.
Ключевые термины
  • электродвижущая сила : (ЭДС) - напряжение, генерируемое батареей или магнитной силой в соответствии с законом Фарадея. Она измеряется в вольтах, а не в ньютонах, и поэтому на самом деле не является силой.
  • напряжение на клеммах : Выходное напряжение устройства, измеренное на его клеммах.
  • разность потенциалов : разница в потенциальной энергии между двумя точками в электрическом поле; разница в заряде между двумя точками в электрической цепи; Напряжение.

Когда вы забываете выключить автомобильные фары, они постепенно тускнеют по мере разрядки аккумулятора. Почему они просто не мигают, когда батарея разряжена? Их постепенное затемнение означает, что выходное напряжение батареи уменьшается по мере разряда батареи. Причина снижения выходного напряжения для разряженных или перегруженных батарей заключается в том, что все источники напряжения состоят из двух основных частей - источника электрической энергии и внутреннего сопротивления.

Электродвижущая сила

Все источники напряжения создают разность потенциалов и могут подавать ток, если подключены к сопротивлению. В небольшом масштабе разность потенциалов создает электрическое поле, которое воздействует на заряды, вызывая ток. Мы называем эту разность потенциалов электродвижущей силой (сокращенно ЭДС). ЭДС - это вообще не сила; это особый тип разности потенциалов источника при отсутствии тока. Единицы измерения ЭДС - вольт.

Электродвижущая сила напрямую связана с источником разности потенциалов, например, с конкретной комбинацией химических веществ в батарее.Однако при протекании тока ЭДС отличается от выходного напряжения устройства. Напряжение на выводах батареи, например, меньше, чем ЭДС, когда батарея подает ток, и оно падает дальше, когда батарея разряжается или разряжается. Однако, если выходное напряжение устройства можно измерить без потребления тока, то выходное напряжение будет равно ЭДС (даже для сильно разряженной батареи).

Напряжение на клеммах

представляет схематическое изображение источника напряжения.Выходное напряжение устройства измеряется на его выводах и называется напряжением на выводах В . Напряжение на клеммах определяется уравнением:

Схематическое изображение источника напряжения : Любой источник напряжения (в данном случае углеродно-цинковый сухой элемент) имеет ЭДС, связанную с источником разности потенциалов, и внутреннее сопротивление r, связанное с его конструкцией. (Обратите внимание, что сценарий E означает ЭДС.) Также показаны выходные клеммы, на которых измеряется напряжение на клеммах V.Поскольку V = ЭДС-Ir, напряжение на клеммах равно ЭДС, только если ток не течет.

[латекс] \ text {V} = \ text {emf} - \ text {Ir} [/ latex],

, где r - внутреннее сопротивление, а I - ток, протекающий во время измерения.

I является положительным, если ток течет от положительного вывода. Чем больше ток, тем меньше напряжение на клеммах. Точно так же верно, что чем больше внутреннее сопротивление, тем меньше напряжение на клеммах.

Глава 16 Концепции

Глава 16 Концепции

Глава 18

Концептуальные вопросы: 4, 6, 9, 10, 13, 17, 21, 22, 23

| НАЗАД НА ДОМУ |

4.Джеффу нужен резистор на 100 Ом для схемы, но у него есть только набор резисторов на 300 Ом. Что он может сделать?

У Джеффа есть несколько вариантов. Во-первых, он мог пойти в магазин резисторов и купить другую коробку, на этот раз резисторы на 100 Ом, как и должно быть в первый раз. Но на самом деле мы не к этому подошли с этим вопросом.

Джеффу нужно уменьшить общее сопротивление. Если он соединит резисторы последовательно, они только увеличат общее сопротивление.Однако, если он соединит их параллельно друг с другом, они уменьшат общее сопротивление. Три резистора по 300 Ом, включенные параллельно, в сумме будут иметь сопротивление 100 Ом, поскольку 1/100 = 1/300 + 1/300 + 1/300. (Попробуйте сами.)

6. Сравните сопротивление идеального амперметра с сопротивлением идеального вольтметра. У кого большее сопротивление? Почему?

Амперметр должен измерять ток без изменения величины тока, который обычно проходит через определенную марку цепи.В результате у него должно быть очень низкое сопротивление. С другой стороны, вольтметр измеряет разницу напряжений между двумя разными точками (скажем, на разных сторонах резистора), но он не должен изменять величину тока, проходящего через элемент между этими двумя точками. Таким образом, он должен иметь очень высокое сопротивление, чтобы не «протягивать» через него ток. Вопрос 10 (ниже) предлагает более подробную информацию по этому поводу, и на него действительно следует ответить одновременно с этим вопросом, поэтому давайте перейдем к этому:

10.Почему амперметры соединены последовательно с элементом схемы, в котором должен измеряться ток, и вольтметры, подключенными параллельно к элементу, для которого должна быть измерена разность потенциалов?

Амперметры измеряют ток, поэтому им нужно «войти» в цепь, перехватить и подсчитать все проходящие заряды. Вы прерываете ветвь цепи, в которой измеряете ток, а затем вставляете этот измеритель, повторно соединяя цепь с ним, «видя» все эти заряды, проходящие через него.(В этом случае он должен иметь очень очень низкое сопротивление, чтобы не изменять условия цепи и не изменять ток.) ​​

Вольтметрам необходимо сравнить две разные точки и их напряжения. Сравнивая две точки, вы должны подключиться к ним одновременно, что требует параллельного подключения. (Вольтметр должен иметь очень высокое сопротивление, чтобы не пропускать ток через него и, таким образом, изменять токи в остальной цепи.)

Что произойдет, если вы подключите амперметр в конфигурации, предназначенной для вольтметра (т.е. параллельно)? Это действительно хороший экзаменационный вопрос.

9. Почему электрические плиты и сушилки для одежды питаются напряжением 240 В, а светильники, радио и часы - напряжением 120 В?

Поскольку мощность (уровень энергии) является произведением I и V, вы можете получить больше энергии от этих печей и сушилок, просто увеличив ток (уменьшив сопротивление элементов внутри них).Однако не всегда лучше просто продолжать увеличивать ток, потому что это требует физических усилий: большее количество зарядов, движущихся по проводу, означает, что вам нужен более толстый провод с меньшим сопротивлением, иначе провод может слишком сильно нагреться и расплавить изоляция. Итак, другой способ увеличить мощность, не увеличивая слишком сильно ток, - это увеличить напряжение. Это не обязательно для большинства электрических устройств, но хорошо подходит для мощных устройств.

13.Некоторые батареи можно «перезарядить». Означает ли это, что батарея имеет запас заряда, который истощается по мере использования батареи? Если «подзарядка» не означает буквально вернуть заряд аккумулятора, что означает , ?

Мы не создаем и не уничтожаем заряд. И батарея всегда заряжена нейтрально. Он перемещает заряд, но всегда с тем же током, идущим на одном конце батареи, что и на противоположном конце.

С аккумулятором повышается его потенциальная энергия по мере "перезарядки"."В аккумуляторах это означает, что происходят какие-то химические изменения, и энергия, хранящаяся в них, позже собирается в виде электроэнергии.

17. Электрик, работающий с "живыми" цепями, носит изолированную обувь и держит одну руку за спиной. Почему?

Изолированная обувь удерживает электрика изолированным от земли, и мы надеемся создать более высокое сопротивление в цепи, которая соединит его с землей. Это более высокое сопротивление приведет к низкому (надеюсь, близкому к нулю) току.Тот же человек держит одну руку за спиной, чтобы покрасоваться. Нет, на самом деле, вторая рука была бы отличным способом соединить полную цепь, проходящую прямо через сердце, и, если держать ее за спиной, вы уверены, что это соединение не будет. (Позже в семестре я создам схему с рассолом, по причинам, которые вы потом поймете, и вы увидите похожую технику. Надеюсь.)

21. а. Если сопротивление R1 уменьшается, что происходит с падением напряжения на R3? Выключатель S по-прежнему открыт, как на рисунке.

Ток в R3 будет больше, что приведет к увеличению падения напряжения.

21. б. Если сопротивление R1 уменьшается, что происходит с падением напряжения на R2? Выключатель S по-прежнему открыт, как на рисунке.

Он уменьшается в результате того, что через R1 проходит больший ток (а R2 должен делиться с R1).

21. с. В показанных схемах, если переключатель S замкнут, что происходит с током через R1?

Увеличивается.В этом случае ток не пройдет через R3 - мы говорим, что он «закорочен». Это означает, что в цепи меньше общего сопротивления, поэтому больший ток будет делиться с R1 и R2.

22. Четыре одинаковые лампочки помещены в две разные цепи с одинаковыми батареями. Лампочки A и B подключены последовательно с аккумулятором. Лампочки C и D подключены параллельно к батарее.

а. Оцените яркость лампочек.

C и D будут одинаково яркими и ярче, чем A и B; A и B одинаково яркие.

г. Что произойдет с яркостью лампы B, если лампочку A заменить на провод?

B увеличивается в яркости.

г. Что произойдет с яркостью лампочки C, если лампу D вынуть из цепи?

Его яркость остается прежней.

23. Три одинаковые лампочки соединены в цепь, как показано на схеме.

а. Что произойдет с яркостью остальных лампочек, если лампу А вынуть из цепи и заменить на провод?

Лампы B и C становятся ярче.

г. Что произойдет с яркостью лампы накаливания, если лампу B вынуть из цепи?

Лампа Лампа становится ярче, а лампа C становится ярче. При всех трех сопротивлениях в цепи токи равны
I A = 2 V / (3 R ), I B = I C = V / (3 R ).Когда B удаляется, ток как в A, , так и в C составляет В / (2 R ). (Вы все это поняли?)

г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *