Z čeho se skládá rezistor a jak vypadá, jeho účel v elektrickém obvodu, princip činnosti a značení

Varné konvice, žárovky, elektrická zařízení automobilů a mnoho dalších elektrických spotřebičů obsahuje odpory. Změnili se natolik, že bez znalosti jejich charakteristických rysů je někdy obtížné je identifikovat. Referenční knihy dávají definici: rezistor je prvek s daným konstantním nebo proměnným odporem. V praxi se jedná o mnoho prvků, které se používají v nejneočekávanějších provedeních. Abyste pochopili, z čeho se odpor skládá, musíte zjistit, z jakého materiálu je vyroben.

Struktura rezistoru zevnitř

Nejjednodušší rezistor je reostat. Drát s vysokým odporem je navinut kolem rámu a připojen ke zdroji energie. Na základě toho můžeme dojít k závěru: prvním požadavkem na tento prvek je vodič s vysokým odporem. K výrobě tohoto prvku používají:

• drát;
• kovová fólie, kovová fólie;
• kompozitní materiál;
• polovodič.

Odporové dráty se snadno vyrábějí, jsou schopné rozptýlit maximální výkon, ale mají významnou nevýhodu: mají nejvyšší indukčnost. Průměr drátu se pohybuje od několika mikronů do několika milimetrů.

Na rám je navinuta kovová fólie z vysoce odolného materiálu. Pokud je nutné zvýšit odpor, rozřízne se na stopu, čímž se zvětší délka a tím i odpor. Kovový filmový rezistor se vyrábí naprašováním kovu na základnu.

Jako kompozitní materiál se používá grafit s organickými nebo anorganickými přísadami. Rezistor může sestávat celý z takového materiálu nebo z dráhy, na které je tento materiál nanesen.

Se začátkem výroby mikroobvodů se objevily nové odpory, které se nazývají integrované. Výroba probíhá na molekulární úrovni. Tenká vrstva kovu s vysokým odporem je nastříkána na vysoce dotovaný polovodič, který funguje jako odpor.

Rozdělení podle typu

Vzhledem k tomu, že odpor je jednou z nejpoužívanějších forem dílů, jeho aplikace jsou velmi rozmanité. V závislosti na účelu rezistoru lze jej rozdělit do tří kategorií:

První kategorie – pevné odpory – mají daný odpor a používají se více než jiné v elektrických obvodech. Odpor však stále závisí na vnějších faktorech. Na základě tohoto kritéria jsou klasifikovány do následujících typů::

Lineární jsou tak pojmenovány, protože jejich odpor se mění plynule, tedy lineárně, v závislosti na vnějším vlivu. Nelineární nemají takovou hladkost. Pokud například změříte odpor žárovky ve studeném stavu, bude to jedna věc, ale v horkém stavu bude úplně jiný a 10-15krát větší.

Pokud taková rozmanitost existuje, pak vyvstává logická otázka – jak pochopit, kde je rezistor? Ve skutečnosti může rezistor vypadat jako kruh, trubice nebo čtverec. Jsou dostupné v různých tvarech, velikostech a barvách. Někdy, abyste zjistili, že se jedná o odpor, musíte se podívat na schéma elektrického obvodu.

Druhou kategorií je tuning. Mají regulační mechanismus, který plynule mění odpor. Slouží k doladění zařízení.

Další kategorií je úprava. Jméno zde mluví samo za sebe. Jsou určeny pro úpravy, což znamená, že musí změnit svůj odpor. Na rozdíl od konstant, které mají dvě svorky, mají tyto svorky tři. Dva z nich jsou připojeny k samotnému rezistoru a třetí je připojen k pohyblivému kontaktu, který je připojen k otočnému prvku. Pokud připojíte napájení ke dvěma svorkám, bude mít pohyblivý kontakt jiné napětí, které se bude lišit od napětí na svorkách tohoto prvku.

Pokud zapojíte nastavovací (variabilní) rezistor do série s baterií, připojte žárovku jednou svorkou k záporné svorce baterie a druhou ke svorce pohyblivého kontaktu, pak když otočíte rukojetí proměnné rezistoru, všimnete si, jak se mění jas žárovky. Proč se to stane, lze pochopit, pokud pochopíte, co dělá odpor.

Použití v elektrických obvodech

Svítivost žárovky závisí na proudu protékajícím vláknem – čím vyšší proud, tím jasněji žárovka hoří. Podle Ohmova zákona lze proud vypočítat vydělením napětí odporem, což znamená, že čím menší odpor, tím větší proud. V praxi to bude fungovat následovně.

Řekněme, že žárovka je určena pro napětí 9 V, má odpor 70 Ohmů (v pracovním, horkém stavu), baterii 9 V a proměnný odpor 100 Ohmů. Pro normální provoz by měl být proud procházející žárovkou přibližně 0,13 A (napětí baterie 9 V děleno odporem žárovky 70 ohmů). Do tohoto obvodu je zapojen sériově proměnný rezistor 100 Ohm, proud obvodu bude přibližně 0,05 A (napětí baterie 9 V se vydělí celkovým odporem 170 Ohmů) – to je asi třetina požadovaného proudu a svítí žárovka se proto nerozsvítí.

V tomto případě odpor pomáhá hladce uhasit světlo. Podobný princip se používá například v kinech. Pokud je baterie 9 V a žárovka je navržena na 2,5 V, pak je pro její normální provoz potřeba dělič napětí nebo tlumič. Jaký to má smysl? V obvodu je nutné vytvořit proud, který je normální pro žárovku.

Pokud je použita klapka, pak jsou ke zdroji proudu zapojeny 2 nebo více rezistorů a žárovka. Celkový odpor se volí tak, aby proud procházející obvodem odpovídal jmenovitému proudu žárovky. Řekněme, že máme: zdroj 9 V DC, žárovku 2,5 V a jmenovitý proud 0,12 A.

Odpor žárovky se vypočítá vydělením napětí proudem a dostaneme přibližně 20,8 ohmů. Aby obvodem protékal proud 0,12 A, vypočítá se celkový odpor: 9 V děleno 0,12 A dává 75 Ohmů. Odpor žárovky se odečte a dostanete 54,2 ohmů – tento odpor je třeba žárovce přičíst.

Pokud je použit dělič, pak se odeberou dva nebo více rezistorů a zapojí se do série ke zdroji energie. K některé části děliče je paralelně připojena zátěž, čímž vznikne obvod se smíšeným zapojením: zdroj – část děliče – paralelně připojená část děliče a zátěž – zdroj proudu. Ve skutečnosti je to pouze jedna možnost, existuje mnoho schémat připojení, ale vždy existuje smíšené připojení.

Dále se vypočítá požadovaný odpor. Při paralelním zapojení proud teče dvěma obvody, což znamená, že na zátěži ho bude méně (rezistor zapojený do série omezuje proud). Pro normální provoz zátěže se spočítají všechny proudy procházející děličem a poté se zvolí omezující.

Při sériovém zapojení je pro zhasnutí žárovky potřeba vypnout napájení a při použití děliče stačí vypnout obvod žárovky. Pokud potřebujete ke zdroji připojit více zátěží s různým napětím, pak se bez děliče (nazývaného také dělič napětí) neobejdete.

Aplikace

Kromě obvyklého účelu – ovlivňovat proud a napětí, získávají rezistory při použití různých materiálů zcela odlišné vlastnosti a názvy. Proč jsou potřeba, lze vidět z následujícího seznamu:

• závisí na napětí – jedná se o varistor;
• od teploty – termistor, termistor;
• od osvětlení – fotorezistor;
• z deformace – tenzometr;
• z působení magnetického pole – magnetorezistor;
• vyvíjí se nový, zvaný memristor, odpor závisí na množství náboje, který jím projde.

Jako přepěťová ochrana se nejčastěji používají varistory. Jako teplotní senzory se používají termistory. Pokud potřebujete automatizovat zapínání pouličního osvětlení, bez fotorezistoru to půjde jen těžko. Zbývající specifikovaná zařízení se používají v úzké specializaci.

Označení v diagramu

Na schématu elektrického obvodu jsou všechny rezistory označeny obdélníkem. Vedle něj je umístěno písmeno R a číslo označující odpor. Pokud je konstantní, pak uvnitř obdélníku mohou být římská čísla odpovídající výkonu tohoto prvku ve wattech. Pro výkon nižší než 1 W platí následující konvence::

• jedna podélná čára uvnitř obdélníku označuje výkon 0,5 W;
• jedna šikmá čára označuje výkon 0,25 W;
• dva šikmé – 0,125 W;
• tři šikmé – 0,05 W.

Aby bylo možné rozlišit jedno zařízení od druhého, například varistor od termistoru, používají se také následující symboly:

• konstantní rezistor je označen pouze obdélníkem;
• seřízení – šipka přeškrtne obdélník, centrální svorka je připojena k jedné ze svorek rezistoru;
• variabilní – šipka se shora přibližuje v pravém úhlu k obdélníku a jsou k němu připojena další zařízení;
• ladění – písmeno „t“ je umístěno na horní části obdélníku, k tomuto kolíku jsou připojena další zařízení;
• Ladicí centrální terminál, stejně jako reostat, je připojen k jedné ze svorek zařízení – obdélník je přeškrtnutý šikmým písmenem „t“;
• termistor (termistor) – hokejka je umístěna na obdélníku pod úhlem;
• varistor – označen jako termistor, ale písmeno U je umístěno nad pracovní plochou hole;
• fotorezistor – k obdélníku se shora přibližují dvě nakloněné šipky.

Typy značení

Na velkých konstantních rezistorech jsou výkon, odpor a tolerance zapsány ve zkrácené formě (o kolik procent se může indikovaná hodnota lišit). Malé části jsou barevně odlišeny, označeny písmenem nebo číslem a písmena a číslice se mohou vzájemně doplňovat. Každý výrobce si volí vlastní způsob označování.

Co je to rezistor, typy rezistorů, pevné a proměnné rezistory, termistory, varistory a fotorezistory, popis, foto, schéma.

Co je rezistor – jedná se o pasivní prvek elektrických obvodů, který má specifickou nebo proměnnou hodnotu elektrického odporu, odpor je určen k lineární přeměně proudu na napětí a naopak, omezuje proud, absorbuje elektrickou energii atd. Rezistor je nejčastěji nalezený prvek. Níže si vysvětlíme, co je odpor a k čemu je potřeba, jak se odpory označují na rádiových obvodech a jaké typy odporů existují.

Účelem rezistorů je vytvořit odpor vůči elektrickému proudu. Rozlišovat trvalé a proměnné rezistory. V závislosti na výkonu elektrického proudu, který je rezistor schopen „rozptýlit“, závisí také jeho velikost.

Na obrázku vidíme, jak se odpory liší. Rezistor vpravo je nejvýkonnější z uvedených. Jeho výkon může být několik kilowattů. Pravý rezistor se nazývá rezistor SMD. O jeho síle mluví sama jeho velikost. Nápisy na rezistorech označují jejich typy a výkon.

Označení rezistorů.

Označení rezistorů na schématech se liší v závislosti na zemi. V naší zemi můžete pochopit, kde je rezistor označen obdélníkem označeným ve formě nakloněných nebo svislých čar, znaků V nebo X, s písmenem „R“ v horní části obdélníku. Na cizích (amerických) obvodech je rezistor označen plnou čarou s několika přerušeními.

Níže uvedený obrázek ukazuje značení rezistorů:

Šikmé čáry označují výkon odporu až 1 W. Svislé čáry a V a X (římské číslice) označují výkon rezistoru několik wattů, podle hodnoty římské číslice.

Variabilní odpor.

Variabilní odpor je rezistor, u kterého lze mechanicky měnit elektrický odpor mezi pohyblivým kontaktem a vývody odporového prvku.

Variabilní odpory, nazývané také reostaty nebo potenciometry, jsou určeny k postupné regulaci proudu a napětí. Vypadají takto:

Rozdíl je v tom, že reostat reguluje proud v elektrickém obvodu a potenciometr reguluje napětí. Na rádiových obvodech jsou proměnné rezistory označeny obdélníkem se šipkou připevněnou k jejich tělu.

Na obrázcích označují čísla od 1 do 3 umístění výstupu rezistoru.

Odporový výkon proměnných rezistorů můžete nastavit otáčením speciálního knoflíku. Ty odpory, u kterých lze odpor odporu nastavit pouze šroubovákem nebo speciálním šestihranným klíčem, se nazývají ladicí proměnné rezistory. Vypadají takto:

Trimrový odpor.

Na rádiových okruzích trimovací odpory jsou určeny takto:

Chcete-li použít variabilní potenciometr jako variabilní reostat, musíte k sobě propojit dvě svorky.

Termistory, varistory a fotorezistory.

Kromě reostatů a potenciometrů existují další typy odporů: termistory, varistory a fotorezistory. To je zajímavé, ale termistory se zase dělí na termistory a posistory. Pozistor je termistor, jehož odpor se zvyšuje s rostoucí teplotou okolí. U termistorů naopak platí, že čím vyšší teplota v okolí, tím nižší odpor. Tato vlastnost se označuje jako TCR – tepelný koeficient odporu.

V závislosti na TKS (je záporný nebo kladný) jsou termistory na schématu označeny takto:

Další speciální třídou rezistorů jsou varistory. Mění odporovou sílu v závislosti na napětí, které na ně působí. Na obrázku níže můžete vidět, jak varistory vypadají

Vědět vlastnosti varistoru, můžete hádat, že takový odpor chrání elektrický obvod před přepětím. Ve schématech jsou varistory označeny následovně:

V závislosti na intenzitě světla mění svůj odpor jiný typ rezistoru – fotorezistory. Navíc nezáleží na tom, jaký je zdroj osvětlení: umělý nebo přirozený. Jejich zvláštností je také to, že proud v nich teče jak jedním, tak i druhým směrem, čili také říkají, že fotorezistory nemají pn přechod. Fotorezistory vypadají takto:

A diagramy vypadají takto:

Dnes je nemožné vyrobit jediný, trochu funkční, elektronické zařízení bez rezistorů. Používají se všude: od počítačů po bezpečnostní systémy.