Радіо - початківцям

Найпростішим елементом - як по влаштуванню, так і за принципом роботи - є резистор. Резистор - це прилад, який має якесь відоме з більшою точністю опір електричному струму. Резистор, іноді, називають опором. Його зображення на схемах ось таке:

Що означає 0,05 Вт, 0,125 Вт, 0,25 Вт і т.д. запитаєте ви? Це позначення потужності резисторів, тобто потужності, при якій він ще буде працювати, а не потемніє і згорить.

На схемах резистор позначається буквою R. Опір резистора може бути від часток ома до десятків мегаом (МОм), причому 1 МОм = 1000 кОм = 1000000 Ом.

Найголовніший закон електроніки, якому підпорядковується все - закон Ома (тобто закон названий по імені опору, насправді це не так, але потрібно розуміти, що якщо найголовніший закон електроніки назвали ім'ям одиниці виміру електричного опору, то значить резистор - це найголовніша деталь, причому дуже численна деталь - в електронних схемах приблизно 80% деталей становлять резистори). Закон Ома виглядає так:

R = U / I або, що те ж саме U = RI або, що те ж саме I = U / R

де R - опір (Ом);

U - напруга (В).

Як видно з першої формули, при незмінному (тобто постійному) опорі R при зміні напруги змінюється і струм, поточний через резистор; а з другої - щоб при одному і тому ж U напрузі харчування змінити струм, потрібно змінити опір резистора R, а з третьої - щоб при одному і тому ж струмі змінити напругу необхідно змінити опір. Тобто всі три формули виходять одна з іншої. Яку з цих формул ви запам'ятаєте - неважливо. Головне пам'ятати хоча б одну. Решта виводяться з неї.

Використовують резистори дуже широко: для обмеження струму в ланцюгах, для створення на окремих ділянках ланцюгів падінь напруг, для поділу пульсуючого струму на його складові, для регулювання гучності, тембру звуку і т.д.

Для виготовлення резисторів порівняно невеликих опорів, розрахованих на струми в кілька десятків міліампер, використовують тонкий дріт з нікеліна, ніхрому і деяких інших металевих сплавів. Це дротяні резистори. Для резисторів великих опорів, розрахованих на порівняно невеликі струми, використовують різні сплави металів і вуглець, які тонкими шарами наносять на ізоляційні матеріали. Ці резистори називаються недротяні.

Як дротові, так і недротяні резистори можуть бути постійними, тобто з незмінними опорами, і змінними, опору яких в процесі роботи можна змінювати від деяких мінімальних до їх максимальних значень.

Два важливі параметри резистора - це опір (і точність цього опору) і потужність розсіювання (або просто потужність). Потужністю розсіювання резистора називають ту найбільшу потужність струму, яку він може тривалий час витримувати і розсіювати у вигляді тепла без шкоди для його роботи. Якщо, наприклад, через резистор опором 100 Ом тече струм 0,1 А, то він розсіює потужність 1 Вт. Як порахувати? Закон Ома: U = RI, U = 100 * 0,1 = 10 В. А формула потужності P = UI, отже потужність - P = 10 * 0,1 = 1 Вт. Якщо резистор не розрахований на таку потужність, то він може швидко згоріти. Номінальна потужність розсіювання - це, по суті, характеристика електричної міцності резистора.

Зовні постійні резистори виглядають ось так:

Це резистори з кольоровим маркуванням номіналу. Кольорове маркування можна подивитися в цій таблиці:

Іноді на резисторах (зазвичай радянських) пишуть 39E (39 Ом) або 10 кОм (10 кОм) або просто 27 (27 Ом) або К10 (0,10 кОм = 100 Ом).

Змінні резистори ви все повинні собі уявляти, так як ручка регулювання на колонках - це саме змінний резистор, тобто резистор, опір якого змінюється в залежності від повороту ручки.

Підлаштування резистор - це резистор, що має теж змінне опір, але розрахований на більш щадний режим крутіння. Це резистор, який один раз налаштували і більше не чіпають. Або чіпають, але дуже рідко. Відрізняється від змінного живучістю і тим, що на кінці у нього зазвичай отвір під викрутку (плоску або хрестову).

Давайте розглянемо приклад використання резистора:

допустимо, нам потрібно зарядити маленький акумулятор (напруга 1.2 В, струм заряду 100 мА) від автомобільного напругою 12В. Якщо ми з'єднаємо їх безпосередньо, без резистора, то маленький акумулятор, швидше за все вибухне - буде перевищений і струм, і напруга. Тому їх потрібно з'єднати так, як показано на малюнку:

Тобто через резистор. Залишилося тільки порахувати, який опір резистора повинно бути. Так як напруга на обох акумуляторах практично не змінюється, то падіння напруги на резисторі R (тобто напруга на його висновках) одно 12-1.2 = 10.8 В. Через нього в заряджається акумулятор повинен текти струм 100 мА (струм «біжить» від джерела з великим напруженням до джерела з меншим), таким чином нам відомо напруга і струм. Нічого не заважає нам порахувати опір резистора використовуючи закон Ома R = U / I. R = 10.8 / 0,1 = 108 Ом.

Перевіримо наші розрахунки в програмі Electronics Workbench:

Дійсно струм заряду 100 мА. Значить пораховано правильно.

Якщо у вас немає резистора потрібного номіналу, то його можна отримати з кількох резисторів меншого опору, включених послідовно, або з декількох резисторів більшого опору, з'єднаних паралельно. Отримане опір вираховується за формулами:

При послідовному з'єднанні опір обох резисторів потрібно скласти (тобто R = R1 + R2), при паралельному - сумарний опір R вираховується за формулами R = R1 * R2 / (R1 + R2) або 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2.

Якщо опір всіх резисторів (при паралельному включенні) однаково, то сумарний опір можна обчислити за спрощеною формулою: R = R1 / n, де n - число резисторів.

Якщо перед вами виникає зворотна задача, потрібно підібрати два резистора R1 і R2 так, щоб їх сумарний опір дорівнювало R, - то можна скористатися наступною формулою:

Припустимо нам потрібно опір 100 Ом. А є резистор тільки на 240 Ом. Який потрібно взяти другий резистор, щоб при паралельному з'єднанні двох резисторів вийшло 100 Ом.

R1 = 240 Ом, R = 100 Ом. Підставляємо в формулу:

Як я вже говорив, крім опору, у резистора є ще один параметр - потужність розсіювання. При протіканні електричного струму через будь-який провідник (тобто не ізолятор) на ньому виділяється деяка потужність, що залежить від напруги на кінцях провідника і струму в ланцюзі: P = UI, P = (U ^ 2) / R = (I ^ 2 ) R.

U ^ 2 - це U в квадраті, відповідно I ^ 2 - це ток в квадраті.

У схемі, яку ми розібрали вище (про зарядку маленького акумулятора від великого) на резисторі виділяється потужність, рівна (10.8 ^ 2) /108=1.08 Вт. Тому резистор краще взяти з запасом двухваттний. Він буде грітися, але перегріватися не буде.

У чіп резисторів дуже маленька потужність розсіювання.

Визначити потужність розсіювання невідомого резистора можна на око - за допомогою лінійки за розмірами його корпуса: резистор потужністю 0,125 Вт має розміри 6.5 × 1.5 мм; 0,25 Вт - 6 × 2.5 мм, 0,5 Вт - 9.5 × 3 мм, 1 Вт - 12 × 6.5 мм, 2 Вт - 18 × 7.5 мм. Цифри ці приблизні і у резисторів різних виробників можуть відрізнятися.