Обозначения на схемах электрических принципиальных:
На принципиальных схемах резисторы изображаються в виде прямоугольника с указанием величины сопротивления, мощности и порядкового номера.
Величина мощности указывается наклонными, продольными или поперечными линиями внутри прямоугольника: а) 0,125 Вт; б) 0.25 Вт; в) 0,5 Вт; г) 11 Вт; д) 2 Вт. Изображение переменных резисторов показано на рис. 2.9, е, а подстроечных — на рис. 2.9,ж
1. «R» — резистор — RK — терморезистор;
RP — потенциометр;
RS — шунт измерительный;
RU — варистор;
«R» одного номинала, соединенных:
— параллельно (рис. 8) — последовательно (рис. 9)
3. Обозначения единиц измерения около условных графических обозначений (рис. 10).
кОм — «К»;
МОм — «М»;
ГОм — «Г».
5. Обозначения в перечне элементов (рис. 11).
6. Обозначения в спецификациях (рис. 12).
На рисунке 1.1 приведена схема замещения резистора, анализ которой позволяет охарактеризовать частотные свойства резисторов.
Рисунок 1.1 Схема замещения резистора.
Такая схема может использоваться всегда, если только резистор не используется на СВЧ.
Св1 и Св2— емкость выводов;
Сr – эквивалентная емкость «паразитная» зависящая от его размеров и конструкции выводов. Для малогабаритных резисторов она не велика и достигает десятки долей пикофарад.
Lr – индуктивность резистора, зависящая от его размеров и размеров выводов.
Она не велика для пленочных резисторов и увеличивается с повышением номинального сопротивления. Допустимое значение «паразитной» индуктивности не должно превышать значения 3*10-9 Гн/Ом.Пленочные резисторы обладают меньшими собственными индуктивностью и емкостью по сравнению с проволочными, что обеспечивает их лучшее применение на высоких частотах.
Rиз – сопротивление изоляции, определяемое началом диэлектрика, используемого для основания и обволакивания резистора(имеет значение для высокоомных резисторов).
Rr – сопротивление резистивного элемента.
Rк – эквивалентное сопротивление контактов, имеет существенное значение для низкоомных резисторов. Зависит от следующих факторов, увеличивающих его:
перегрев;
некачественный контакт;
повышенная влажность;
наличие интерметаллических контактов.
Общее сопротивление резистора состоит из активной и реактивной составляющей. Активная включает Rr, Rк, Rиз, а реактивная – емкостную и индуктивную составляющие.
Сопротивление резистора определяется отношением:
Резисторы, используемые в условиях высокой частоты, колебательных контурах должны обладать только активной составляющей, т.е. быть безреактивными по возможности и сохранять свой параметр по всему требуемому диапазону частот.
Эквивалентные схемы используются для выбора сопротивления в схемах, работающих на высоких частотах.
Для таких схем вводится понятие критической частоты, ограничивающей использование резисторов на высоких частотах.
Для низкоомных (R<300 Ом), схема замещения приведена на рисунки 1.2., критическая частота рассчитывается :
при этом L<10-9 Гн/Ом.
Рис.1.2 – Эквивалентная схема замещения низкоомных резисторов.
Для высокоомных резисторов (схема замещения на рис.1.3.), у которых R>3000 Ом:
причем паразитная емкость не должна превышать 1пФ.
Рисунок 1.3. –Схема замещения высокоомных резисторов.
При работе резисторов в импульсном режиме, когда через резистор проходят периодически повторяющие импульсы тока, необходимо учитывать то, что паразитные емкость и индуктивность изменяют форму импульса и уменьшают максимальное значение сигнала; электрическая энергия, рассеиваемая в резисторе, расходуется на его нагрев, её значение ограничивается допустимой температурой резистивного элемента.
Для сохранения формы импульса необходимо, чтобы
fmax0,35 / τф, где
fmax – высокочастотная граница пропускания резистора;
τф — длительность фронта импульса.
Резистор
16 декабря 2022 — Admin
Главная / Теория
Резистор — один из самых простых электронных компонентов. Вместе с тем, без резисторов не обходится практически ни одна схема. Казалось бы, что важного он делает — только сопротивляется току, и больше ничего? Но не всё так просто. В этой статье собраны все базовые знания о резисторах, необходимые электронщику.
Содержание статьи:
- Общие сведения о резисторах
- Закон Ома
- Как измерить сопротивление
- Параллельное и последовательное соединение резисторов
- Применение: делители напряжения и тока
- Рассеиваемая мощность
- Устройство резистора
- Паразитные характеристики
- Переменные и подстроечные резисторы
- Другие типы резисторов
Общие сведения
Резистор, или сопротивление, относятся к пассивным компонентам электрических цепей. Пассивный — значит, не привносящий в цепь дополнительную энергию. В отличие от, например, транзистора — который способен усиливать слабый сигнал, добавляя к нему энергию от более мощного источника питания.
Резистор оказывает сопротивление идущему через него току. В качестве механической аналогии можно представить трубу с водой. Резистор — сужение на этой трубе, замедляющее поток. Из-за сужения по трубе будет проходить меньше воды в единицу времени.
Сужение в трубе, замедляющее поток
Резистор обозначается на схеме вытянутым прямоугольником, с двумя выводами. Обычно каждому резистору присваивается буква R с порядковым номером. Иногда в зарубежной литературе можно встретить обозначение ломаной линией.
Два варианта обозначения резистора на схемах
Резистор и закон Ома
Главная характеристика резистора — его сопротивление. Оно измеряется в Омах. А ток, проходящий через резистор, зависит от приложенного напряжения. Перечисленные величины связаны законом Ома. При этом в случае идеального резистора ток линейно зависит от напряжения, то есть резистор обладает линейной вольт-амперной характеристикой:
Вольт-амперные характеристики двух резисторов и закон Ома
Как измерить сопротивление резистора
В лаборатории радиолюбителя для измерения сопротивлений должен быть омметр. Обычно, эта функция входит в состав комбинированных приборов, мультиметров. Между тем, принцип измерения сопротивления основан всё на том же законе Ома: омметр прикладывает к тестируемому резистору небольшое напряжение и замеряет ток, после чего вычисляет сопротивление.
Измерение сопротивления с помощью мультиметра. В данном примере взят резистор 20 кОм.
Кстати, об этом нужно помнить, тыкая омметром в схемы: на схему попадает небольшое напряжение, которое для чувствительных деталей может оказаться фатальным.
Параллельное и последовательное соединение резисторов
Резисторы нужны в схеме, чтобы упрявлять токами и напряжениями. Но сначала нужно разобраться, как они взаимодействуют между собой и с другими элементами схемы.
Если соединить несколько резисторов последовательно, через каждый из них будет течь одинаковый ток. Это логично: сколько зарядов вошло в цепь, столько же должно выйти на другом конце, закон сохранения заряда. А вот напряжение (потенциал) распределяется по-разному. Чем выше сопротивление резистора, тем больше на нём падение напряжения — нужно большее усилие, чтобы протолкнуть через большое сопротивление заряды.
При этом, если просуммировать потенциал на всех резисторах, сумма будет равна напряжению, приложенному к концам цепи. Отсюда выводится формула суммарного сопротивления цепочки из последовательных резисторов: оно равно сумме сопротивлений всех резисторов.
Последовательное соединение резисторов
При параллельном соединении резисторов картина иная. Здесь фиксировано напряжение — оно одинаковое на каждом резисторе. А вот ток будет разный — он потечёт туда, где ему легче пройти. Опять же, применяя несложные рассуждения и используя закон Ома, выводится формула общего сопротивления параллельно соединённых резисторов.
Параллельное соединение резисторов
Более сложные, смешанные соединения резисторов разбиваются на небольшие блоки, и так последовательно, от меньших к большим блокам считается общее сопротивление:
Сложное соединение резисторов. Сначала считаем блок R1,R2 (параллельные), потом к этому блоку добавляем последовательно R3, наконец, считаем параллельно R1,R2,R3 и R4. Если каждое сопротивление по 10 Ом, общее сопротивление получается 6 Ом.
Нужно добавить, что иногда разбить на блоки невозможно. В этом случаи применяются более сложный метод расчёта — правила Кирхгофа.
Применение резисторов в схемах
Итак, как же с помощью резисторов управляют напряжениями и токами? Допустим, стоит задача ограничить напряжение на нагрузке. Под «нагрузкой» здесь может пониматься любой элемент или узел схемы, на котором мы хотим получить заданное напряжение или заданный ток. Это могут быть и лампочка, и светодиод, и следующий каскад усилителя и т. д.
Самое простое — поставить последовательно с нагрузкой гасящий резистор. Как мы обсуждали выше, в этом случае напряжение распределится между элементами в соответствии с сопротивлением каждого. То есть, получается делитель напряжения.
Схема делителя напряжения, когда нагрузка является элементом делителя.
А что делать, если сопротивление нагрузки очень велико или не постоянно? В этом случае ставят два последовательных резистора, образующих плечи делителя. А нагрузка снимает напряжение с одного из них. Подчеркну, что всегда нужно помнить про сопротивление нагрузки. Оно должно быть достаточно большим, чтобы им можно было пренебречь при расчёте делителя.
Схема делителя напряжения, когда нагрузка подключена параллельно нижнему плечу делителя
Если последовательное соединение резисторов является делителем напряжения, нетрудно догадаться, что паралелльное соединение — делитель тока. На рисунке приведён способ ограничить ток через нагрузку — поставить параллельно ей резистор, так называемый шунт. Который будет отвевлять на себя часть тока, обратно пропорциональную его сопротивлению.
Схема делителя тока
Мощность резистора
Резистор сопротивляется проходящему току. Значит, он отбирает у тока часть энергии. И куда она девается? Переходит в тепло. Мощность, рассеиваемая на резисторе, считается по формуле P = U*I. Поскольку U, I и R связаны законом Ома, можно записать несколько вариантов этой формулы, выражая мощность через U и R, или через R и I. Кстати, на сайте есть онлайн-калькулятор мощности и закона Ома.
Так вот, если ток через резистор слишком велик, из-за большой рассеиваемой мощности резистор перегреется и выйдет из строя, в буквальном смысле, сгорит. В этом случае нужно взять резистор такого же номинала, но рассчитанный на бОльшую мощность рассеивания. Более мощные резисторы и физически большего размера, чтобы увеличить площадь рассеивания тепловой энергии.
Там, где это важно (где ожидаются сравнительно большие токи), на схемах указывают, на какую мощность должен быть рассчитан резистор, с помощью следующих обозначений:
Допустимая мощность рассеивания резистора
Устройство резисторов
Из школьного курса физики мы знаем, что сопротивление проводника определяется его удельным сопротивлением, длинной и сечением.
Формула сопротивления проводника
В начале статьи приводилась механическая аналогия резистора, как сужения трубы. Это работает и в элекрике: если уменьшить сечение проводника, его сопротивление увеличится.
Поэтому, резисторы делают из тонкой проволоки, из тонких плёнок разных металлов и сплавов, из композитных материалов. При этом, чтобы увеличить эффективную длину, в резистивном слое нарезают различного вида спирали и канавки:
Очень условно показано устройство резистора. Слева: на поверхности цилиндрической основы резистора слой токопроводящего материала, в котором нарезаны канавки для увеличения сопротивления. Справа: плёночный вариант.
Паразитные характеристики
Но, такой подход, кроме плюсов, даёт ещё и некоторые минусы. Дело в том, что реальный резистор, в отличие от идеального, обладает не только сопротивлением, но и некоторой индуктивностью и ёмкостью. То есть схема реального резистора выглядит примерно так:
Схема замещения резистора
Ёмкость и индуктивность — паразитные характеристики резистора, они искажают его функции в схеме. И само по себе устройство резистора может являться причиной этих паразитных свойств. Спиральные канавки в резистивном слое — чем не витки катушки индуктивности? А между близко расположенными участками проводящего слоя возникает ёмкость.
Хотя эти индуктивность и ёмкость небольшие по величине, но в некоторых ситуациях (например, на высоких частотах) способны вносить заметные искажения.
Поэтому, при изготовлении резисторов применяют различные ухищрения, чтобы снизить паразитные характеристики. Например, нарезают канавки хитрым рисунком. Впрочем, эта тема уже выходит за рамки данной статьи.
Переменные и подстроечные резисторы
Иногда в схеме необходимы резисторы с переменным сопротивлением. Они являются элементами настройки и управления.
Различают переменные резисторы (обычно их ручку выводят на панель управления) и подстроечные (которые регулируются отвёрткой на плате и к которым нет доступа, пока не разобрать корпус устройства). Вот как они выглядят:
Переменные и подстроечные резисторы
У них три вывода. Между двумя крайними постоянное сопротивление. А средний «скользит» между ними. Таким образом, получается готовый делитель напряжения, с регулируемым сопротивлением плечей.
Если средний вывод соединить с одним из крайних — получится реостат, резистор с переменным сопротивлением.
Другие типы резисторов
В заключение остаётся упомянуть некоторые специфичные типы резисторов. Например, теримистор. Его сопротивление зависит от температуры, и этот тип резисторов широко используется в электронных термометрах и схемах контроля температуры.
Или, фоторезистор. Его сопротивление зависит от освещённости.
Варисторы — уменьшают своё сопротивление при росте приложенного напряжения. Могут использоваться в схемах защиты и стабилизаторах.
Поделиться в соцсетях:
Три резистора соединены, как показано на схеме. Через резистор 5 Ом протекает ток силой 1 ампер. (i) Чему равен ток через два других резистора? (ii) Какова разность потенциалов между AB и AC.
?(iii) Каково общее сопротивление?Последняя обновленная дата: 09 -й января 2023
•
Общее представление: 188,2K
•
Просмотры сегодня: 1,87K
Ответ
Проверено
188,2K+ Просмот Проблема, нам нужно найти разность потенциалов между B и C, тогда мы можем получить ток. Затем мы должны применить правила для последовательного и параллельного соединения, чтобы получить эквивалентное сопротивление.
Используемая формула – V=IR, полное последовательное сопротивление = сумма всех последовательных сопротивлений.
Полное пошаговое решение:
Ток от A до B и от B до C составляет 1 ампер.
Резисторы 10 и 15 Ом включены параллельно, тогда разность потенциалов на обоих резисторах будет одинакова.
Сопротивление между B и C будет $\dfrac{{10{\text{x15}}}}{{10\, + \,15}} = \dfrac{{150}}{{25}} = 6 \Омега $.
Тогда напряжение между резистором 6 Ом и током 1 ампер равно V=IR.
V=1(6)=6V
Следовательно, разность потенциалов составляет 6 вольт на резисторах 10 и 15 Ом.
(i)Тогда ток между резисторами 10 и 15 Ом равен
${I_{10}} = \dfrac{{{V_{10}}}}{{10}} = \dfrac{6}{{10 }} = 0,6A$
И ${I_{15}} = \dfrac{{{V_{15}}}}{{15}} = \dfrac{6}{{15}} = 0,4A$
( ii) Разность потенциалов между AB составляет
${V_{AB}} = {I_{AB}}{R_{AB}} = 1{\text{ x 5 = 5V}}$
${V_{BC}} = {I_{BC}}{R_{BC}} = 1{\text{ x 6 = 6V}}$
Итак, ${V_{AC}} = {V_{AB}} + {V_{BC}} = 5 + 6 = 11$
Следовательно, разность потенциалов составляет 11 вольт между переменным током и 5 вольт между AB.
(iii) Эквивалентное сопротивление между A и C можно рассчитать как:
Поскольку сопротивление между B и C составляет 6 Ом, как рассчитано выше.
И сопротивление между A и B составляет 5 Ом, мы можем ясно видеть, что они оба соединены последовательно, так как ток, проходящий через них, составляет 1 ампер.
Таким образом, когда сопротивления соединены последовательно, их сумма дает общее эффективное сопротивление. Итак, ${R_{AC}} = 6 + 5 = 11\Omega $.
Примечание. Для решения подобных задач нам необходимо знать закон Ома, согласно которому разность потенциалов прямо пропорциональна сопротивлению V=IR, а также нам необходимо знать, что при последовательном соединении сопротивление складывается, чтобы получить эффективное сопротивление, равное больше, чем наибольшее сопротивление. Также одинаковы напряжения на параллельных сопротивлениях или любых других элементах, соединенных параллельно. Знание этого решит вашу проблему.
Недавно обновленные страницы
Если расстояние bfs, пройденное частицей за время t, класс 11 физики JEE_Main
Пружина с жесткостью 5 rm, умноженная на rm 103 Нм 1is, класс 11 физики JEE_Main
Каковы эффекты движения Земли, класс 11 физики JEE_Main
Одноатомный газ массой 40 мю хранится в изолированном контейнере физики класса 11 JEE_Main
Уменьшение в потенциальной энергии шара массы 11 класс физики JEE_Main
Что из следующего верно0004
Пружина с жесткостью 5 rm, умноженная на rm 103 Нм 1is, класс 11 физики JEE_Main
Каковы эффекты движения Земли, класс 11 физики JEE_Main
Одноатомный газ массой 40 мю хранится в изолированном контейнере физики класса 11 JEE_Main
Уменьшение в потенциальной энергии шара массы 11 класс физики JEE_Main
Что из следующего верно 1 nлевый S чашка T правый класс 10 математика JEE_Main
Актуальные сомнения
Решение OpenStax College Physics для курсов AP®, глава 21, задача 8 (подготовка к экзамену для курсов AP®)
Chapter 21 question:
1PE2PE3PE4PE5PE6PE7PE8PE9PE10PE11PE12PE13PE14PE15PE16PE17PE18PE19PE20PE21PE22PE23PE24PE25PE26PE27PE28PE29PE30PE31PE32PE33PE34PE35PE36PE37PE38PE39PE40PE41PE42PE43PE44PE45PE46PE47PE48PE49PE50PE51PE52PE53PE54PE55PE56PE57PE58PE59PE60PE61PE62PE63PE64PE65PE66PE67PE68PE69PE70PE71PE72PE73PE74PE75PE76PE77PE1AP2AP3AP4AP5AP6AP7AP8AP9AP10AP11AP12AP13AP
Изменить главуВопрос
Был поставлен эксперимент с принципиальной схемой, показанной на рис. 21.61. Предположим, что $R_1 = 10 \textrm{ }\Omega$, $R_2 = R_3 = 5 \textrm{ }\Omega$, $r = 0 \textrm{ }\Omega$ и $E = 6\textrm{ V}$ .
- Одним из шагов проверки установки является проверка точек с одинаковым потенциалом. Какие из следующих пунктов можно проверить?
- Точки b, c и d.
- Точки d, e и f.
- точек f, h и j.
- Точки a, h и i.
- В каких трех точках следует измерить токи, чтобы можно было напрямую подтвердить правило соединения Кирхгофа?
- Точки b, c и d.
- Точки d, e и f.
- точек f, h и j.
- Точки a, h и i.
- Если ток в ветви с источником напряжения восходящий, а токи в двух других ветвях нисходящий, т. е. Ia = Ii + Ic, определите, что из следующего может быть правдой? Выберите два ответа.
- ли = Ij — Если
- Тэ = Ih — Ii
- Ic = Ij — Ia
- Ид = Ih — Ij
- Измерения показывают, что ток через R1 составляет 0,5 А, а через R3 — 0,6 А. Основываясь на ваших знаниях законов Кирхгофа, подтвердите, какие из следующих утверждений верны.
- Измеренный ток для R1 правильный, но для R3 неправильный.
- Измеренный ток для R3 правильный, но для R1 неверный.
- Оба измеренных тока правильные.
- Оба измеренных тока неверны.
- График, показанный на следующем рисунке 21.62, представляет собой зависимость энергии, рассеиваемой на резисторе R1, от времени. На каком из рисунков 21.63 и 21.65 показан график зависимости энергии, рассеиваемой на R2, от времени?
Изображение вопроса
Рисунок 21.61 Рисунок 21.62 Рисунок 21.63 Рисунок 21.65Вопрос от OpenStax под лицензией СС BY 4.0.
Окончательный ответ
- (с)
- (с)
- (б) и (г)
- (б)
- (с)
Видеорешение
Зарегистрируйтесь для просмотра видеорешения!
Начать бесплатную неделю
Trustpilot
Рейтинг
ПлохоНе так уж плохоСреднеХорошоОчень хорошо
0 голосов со средним рейтингом .
Стенограмма видео
Это ответы по физике в колледже с Шоном Дычко. Имеем схему с эдс здесь 6 вольт соединенных с двумя ветвями, которые находятся параллельно; эта ветвь имеет резистор R 1 с сопротивлением 10 Ом, а эта другая ветвь имеет резисторы R 2 и R 3 равные 5 Ом каждый … это внутреннее сопротивление равно нулю, так что оно может и не быть написано здесь, мы можем просто заменить его проводом. Хорошо! Итак, часть (а) требует, чтобы одним из шагов для проверки этой схемы было тестирование точек с одинаковым потенциалом, поэтому какая из следующих точек будет иметь одинаковый потенциал? Очки f , h и j будут, потому что точки f , h и j просто соединены проводами, которые, как мы предполагаем на принципиальной схеме, имеют нулевое сопротивление, и поэтому они все одинаковы. потенциал, потому что между этими точками нет сопротивления. Вы можете просмотреть все эти другие варианты и обнаружите, что между некоторыми точками в этих других вариантах есть резисторы, которые неверны.