У своєму попередньому дописі я ретельно пройшов взаємозв'язок між напругою, струмом та опором. Встановлено, що резистори відіграють важливу обмежувальну роль в роботі ланцюгів, без яких важко буде впливати на величину струму.
У цій статті ми поговоримо конкретно про них, резисторах. Ми побачимо, як вони виглядають, як їх позначають для ідентифікації. Ми розглядаємо, як їх можна зв’язати і що це призводить до цього, а також типове використання «малини».
Що таке опір?
Резистор є елементом пасивної схеми, тому він не є генератором або джерелом живлення, а також не підсилює сигнали. Він обмежує значення струму до заданої міри, перетворюючи його частину в тепло і випромінюючи (розсіюючи), перешкоджаючи його потоку.
Ми вже уточнювали в попередній статті, що ступінь опору наведено в Ω. Це також найважливіший предмет фізичної частини, який можна придбати в магазині. Нагадуємо, ми говоримо про резистор 1 1, коли напруга 1 В пропускає струм близько 1 А через нашу ланцюг.
Ω SI - основна одиниця виміру. Для використання часто потрібні більші значення, і в цьому випадку використовуються значення kΩ (= 1000Ω) і MΩ (= 1000000Ω).
В інших підходах ми також можемо «нарощувати» опір. Якщо ми знаємо питомий опір речовини (ϱ), з цього матеріалу можна зробити робочий резистор заданої довжини та товщини.
У наведеній вище формулі l (“маленький L”) - це провідна довжина використовуваного резистора, а A - його перетин. Останні можна легко розрахувати за товщиною (діаметром):
На електричних схемах є два типи символічних позначень, одна - англосаксонська (американська/ANSI), а друга - європейська, DIN/IEC, яка є набагато більш поширеною та стандартною для нас. Ці два означають абсолютно одне і те ж, тільки між ними існує традиційна різниця.
Символи креслення опору ANSI та IEC
На додаток до символу опору, на специфічних електричних схемах завжди вказується значення та, як правило, номер позиції. За допомогою останнього ви можете ідентифікувати та знайти деталь - це як номерний знак автомобіля.
Монтаж і конструкція резисторів
В основному можна придбати два типи фізично реалізованих резисторів:
- для кріплення на отворі (має ніжки), іноземна назва Технологія Through-Hole Technology (THT)
- придатні для поверхневого монтажу (без ніжок, лише крихітні колоди з поверхневою металізацією), ці SMD (поверхнево встановлений пристрій)
Бурові та поверхнево встановлені резистори
Важливість свердловинних резисторів постійно зменшується, оскільки вони вважаються занадто великими, а їх машинна установка на панелі сьогодні також вважається повільною. Якщо взяти в руки сучасний електронний пристрій, він майже напевно складається з компонентів SMD. Однак для нас, експериментаторів, більш підходящі деталі, встановлені на отворі, можуть бути легко встановлені, наприклад, у встановлених на заводі отворах. Тестова панель BreadBoard або припою. До речі, функціональної різниці між двома типами резисторів немає, якщо їх розмір і несуча здатність дозволяють, вони взаємозамінні.
Обидві версії також виробляють так звані сходи опору або сітка опору. Це насправді означає інкапсульовані множинні резистори - існують типові способи використання, коли це може стати в нагоді. У деяких моделях одна сторона вже під’єднана внутрішньо, це потрібно враховувати при використанні.
Сорти особливої стійкості
Розглянуті до цього часу резистори мають фіксовану величину, але, звичайно, існують і резистори змінної величини для зовнішніх впливів. Вони можуть використовуватися для моніторингу зміни характеристики, для "переведення" її в схему.
Кілька прикладів, не вимагаючи повноти:
- потенціометр опору, що змінюється вручну
- Термостійкий терморезистор (NTC/PTC)
- стійкість до падаючого світла - фоторезистор (LDR)
- резистор, залежний від напруги - (VDR)
Потенціометри, фоторезистор, залежний від напруги резистор і два типи термісторів
Методи присвоєння значень
Оскільки резистори - це відносно дрібні частини, виробнику часто важко написати всю інформацію приємними великими літерами. Особливо це стосується наземних компонентів, яких ще менше.
Таким чином, потрібно було розробити методи, щоб надати користувачеві деякі важливі дані про компонент, особливо значення опору.
В основному є два методи - кольорове кодування та штампування застосовуються для свердловинних резисторів, тоді як SMD завжди штампуються.
Колірний код
4-смуговий резистор має кольорове кодування
Спочатку картина може бути трохи страшною, але її не так складно розшифрувати.
Нам потрібно почати з того, щоб правильно підібрати деталь. Ми будемо тримати його добре в руці, якщо намальований ряд кілець буде ближче до нашої лівої руки, читання, звичайно, буде проводитися зліва направо. У чотирисмугових позначеннях, показаних на малюнку, перші два кільця дають значення за замовчуванням (тут 2 і 7), а третє - кількість нулів, які слід додати після цього. (в даному випадку 3шт). Отже, значення вищевказаного опору становить 27000 Ом, тобто професійно 27 кОм. Останній золотий злиток такий, що справжнє значення нашого опору може відхилятися до 5% як вниз, так і вгору.
Спочатку система може бути складною, але на практиці дуже швидко, перебираючи жменю резисторів. Той, хто багато з ними має справу, зазвичай знає ідентифікацію напам’ять.
Важливо зазначити, що існує також п’ятисмугова система, яка відрізняється лише від вищезазначеної тим, що не лише перші дві, а вже перші три смуги дають значення за замовчуванням. Ці резистори є більш точними, точнішими, і рідше значення можна задати за допомогою кількох кілець.
Штамповані резистори
Для типів свердловин порядок величини (R, k, M) розміщується замість десяткової коми, таким чином економиться місце для маркування. Наприклад:
- 1K5 = 1,5 кОм
- 120R = 120Ω
- 47M = 47MΩ
У випадку SMD-резисторів ситуація дещо інша, у найпоширеніших рядах значень E24 значення резистора просто задається 3 числами:
- 103 = 10 х 10 3 = 10 кОм
- 222 = 22 х 10 2 = 2,2 кОм
Існує кілька інших методів позначення, які можна добре простежити на малюнку нижче:
Деякі типи маркування резисторів SMD
Вантажопідйомність, продуктивність
На початку своєї статті я вказав, що немає заряду, який би чинив опір. Перешкоджаючи потоку струму, всі резистори віддають тепло. Це функціонує, і певною мірою з ним немає проблем. Однак існує міра, яку не можна перевищувати, і ця межа - це несуча здатність даного опору, або з точки зору продуктивності халата.
Ознака продуктивності P, а його одиниця виміру - Вт [W]. При хорошому наближенні фізичний розмір конкретного компонента резистора найбільше залежить від його навантажувальної здатності та вперед-назад: резистори більшої потужності більші. (Тому можливо, що конструкції SMD не дуже потужні ...)
У нашій практиці стандартними компонентами є ¼ Вт або менше, як правило, це пов’язано зі звичайними струмами та напругою. Потужність на резисторі можна розрахувати наступним чином:
Як правило, чим менше значення резистора, тим більший струм протікає через нього. (Закон Привіт Ома!) Як ми бачимо з наведеної вище формули, це також має значення в квадраті, тому для малоцінних резисторів обмеження потужності можна досягти швидко. У цьому випадку деталь безповоротно пошкоджена і навіть гаряча, що навіть може призвести до небезпечної ситуації.!
Послідовні та паралельні результати
Як і всі елементи схеми, резистори можуть бути підключені послідовно і паралельно. Напруга, яка подається на нові утворені таким чином схеми, призведе до запуску струму відповідно до результуючого опору. Існують прості методи обчислення отриманих опорів.
Як видно, значення послідовно з'єднаних резисторів складаються. У разі паралельного з'єднання провідні сили складаються (це взаємна величина опору).
Вищезазначене означає, що чим більше послідовно підключених резисторів, тим більший результат буде, а паралельно - меншим.
Два практичні приклади
У попередній статті ми розглядали розрахунок опору баласту. Тепер ми розглянемо два зв’язки, що мають принаймні такі практичні переваги.
Дільник напруги
На двох або більше послідовно з'єднаних резисторах напруги розподіляються пропорційно опорам. Отже, якщо ми поставимо генератор на схему, що складається з трьох резисторів, показаних на малюнку, найвища напруга завжди падатиме на найвищу, а найменша - на менші.
Цей трюк ми застосували нещодавно, коли нам довелося встановити ультразвуковий датчик на Raspberry. Проблема тут полягала в тому, що 5 В було б багато для входу Raspberry, тому ми зменшили його за допомогою великого дільника напруги.
Дуже часто цей простий спосіб узгодження напруг є доречним, але майте на увазі, що в той час як протікаючий струм постійно «нагрівається», багато енергії втрачається. Для пристроїв, що живляться від акумуляторів, це часто може бути марним результатом, і в цьому випадку потрібно знайти інше рішення.
Потрібно згадати ще одне, і це вже згаданий потенціометр. Як я вже писав вище, це резистор безперервної величини. Два з трьох його терміналів є двома кінцями фіксованої колії опору, тоді як третій (повзун) вільно рухається. Отже, насправді ми вже маємо безперервно регульований дільник напруги, як показано на малюнку! Ура! Для чого це добре? Ну, це рішення використовувалось для того, щоб користувачі могли регулювати гучність до недавнього часу, якщо музика тиха, ми звикли прокручувати!
Підтягувальні та висувні резистори
Для цифрових логічних схем дуже важливо чітко розуміти на вході: чи є рівень сигналу “високий” (1) чи “низький” (0). Проміжні значення можуть заважати роботі, тому завжди звертайте увагу на чітке налаштування.
У конкретній реалізації, залежно від того, чи потрібен логічний рівень 1 або логічний рівень 0, використовується підтягуючий або висувний резистор. Єдина відмінність між ними полягає в тому, чи в основному стані даний термінал ІС підключений до резистора з позитивною напругою живлення або 0 В (GND). Очевидно, що коли перемикач, показаний на малюнку, замикається, струм тече більше, ніж до резистора, створюючи чітке значення 1 => 0, або у випадку випадаючої системи, зміна стану 0 => 1.