Резистор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Шесть резисторов разных номиналов, промаркированные с помощью цветовой схемы

Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь), — пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него $~U(t) = R \cdot I(t)$ . На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.

Содержание

1 Обозначение резисторов на схемах
2 Цепи, состоящие из резисторов
3 Типы практически применяемых резисторов
4 Резисторы, выпускаемые промышленностью
- 4.1 Маркировка резисторов с проволочными выводами
- 4.2 Маркировка SMD-резисторов
5 Некоторые дополнительные свойства резисторов
- 5.1 Зависимость сопротивления от температуры
- 5.2 Шум резисторов
6 Ссылки

[править] Обозначение резисторов на схемах

а) обозначение, принятое в России и в Европе
б) принятое в США

В России условные графические обозначения резисторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74. В соответсвии с ним, постоянные резисторы обозначаются следующими образом:

Обозначение по ГОСТ 2.728-74	Описание
	Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт
	Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

[править] Цепи, состоящие из резисторов

При последовательном соединении резисторов их сопротивления складываются

$R = R_1 + R_2 + R_3 + \ldots$

Доказательство:

Так как общая разность потенциалов равна сумме её составляющих:

$U=U_1+U_2+U_3+\ldots$

А из закона Ома падение напряжения $~U_i$ на каждом сопротивлении $~R_i$ равно:

$~ U_i = I_i R_i$

при этом из закона сохранения заряда, через все резисторы идёт одинаковый ток $~I$ , поэтому подставляя в формулу для суммы напряжений закон Ома, записываем:

$I R = I R_1 + I R_2 + I R_3 + \ldots$

Делим всё на ток $~I$ и получаем:

$R = R_1 + R_2 + R_3 + \ldots$

При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратные пропорциональные сопротивлению (т.е. общая проводимость $\frac{1}{R}$ складывается из проводимостей каждого резистора $\frac{1}{R_i}$ )

$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ldots$

Если цепь можно разбить на вложенные подблоки, последовательно или параллельно включённые между собой, то сначала считают сопротивление каждого подблока, потом заменяют каждый подблок его эквивалентным сопротивлением и т.д. сколько надо раз.

Доказательство:

Так как заряд при разветвлении тока сохраняется, то: $I = I_1 + I_2 + I_3 + \ldots$

Из закона Ома ток $~I_i$ через каждый резистор равен: $I_i =\frac{U_i}{R_i}$ , но разность потенциалов на всех резисторах будет одинакова, поэтому перепишем уравнение суммы токов: $\frac{U}{R} = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} + \frac{U}{R_3} + \ldots$

Делим всё на $U$ и получаем общую проводимость $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ldots$ , и общее сопротивление $R = \frac{1}{\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ldots}$

Пример

Схема состоит из двух параллельно включённых блоков, один из них состоит из последовательно включённых резисторов $~ R_1$ и $~ R_2$ , общим сопротивлением $~ R_1 + R_2$ , другой из резистора $~ R_3$ , общая проводимость будет равна $\frac{1}{R} = \frac{1}{(R_1 + R_2)} + \frac{1}{R_3}$ , то есть общее сопротивление $R = \frac{R_3 (R_1+R_2)}{R_1+R_2+R_3}$ .

Для расчёта таких цепей из резисторов, которые нельзя разбить на блоки последовательно или параллельно соединённые между собой, применяют правила Кирхгофа. Иногда для упрощения расчётов бывает полезно использовать преобразование треугольник-звезда и применять принципы симметрии.

[править] Типы практически применяемых резисторов

Три резистора разных номиналов для поверхностного монтажа (SMD) припаянные на печатную плату

Резисторы классифицируются на постоянные резисторы (сопротивление которых не регулируется), переменные регулируемые резисторы (потенциометры, реостаты, подстроечные резисторы) и различные специальные резисторы, например: нелинейные (которые, строго говоря, не являются обычными резисторами из-за нелинейности ВАХ), терморезисторы (с большой зависимостью сопротивления от температуры), фоторезисторы (сопротивление зависит от освещённости), тензорезисторы (сопротивление зависит от деформации резистора), магниторезисторы и пр.

По используемому материалу резисторы классифицируются на:

Проволочные резисторы. Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы иногда изготавливают из микропровода.
Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. Иногда, для повышения сопротивления, в плёнке прорезается канавка. Это наиболее распространённый тип резисторов.
Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлургическая лента.
Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.
Полупроводниковые резисторы. Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов труднее.

[править] Резисторы, выпускаемые промышленностью

Резисторы

Выпускаемые промышленностью резисторы одного и того же номинала имеют разброс сопротивлений. Значение возможного разброса определяется точностью резистора. Выпускают резисторы с точностью 20 %, 10 %, 5 %, и т. д. вплоть до 0,1 %. Номиналы резисторов не произвольны: их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E12 или E24 (для резисторов с точностью до 5 %), для более точных резисторов используются более точные ряды (например E48).

Резисторы, выпускаемые промышленностью характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0,125Вт 0,25Вт 0,5Вт 1Вт 2Вт 4Вт?) (Согласно ГОСТ 24013-80 и ГОСТ 10318-80 советской радиотехнической промышленностью выпускались резисторы следующих номиналов мощностей, в Ваттах, Вт.: 0.01, 0.025, 0.05, 0.062, 0.125, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 500)
[А.А.Бокуняев, Н.М, Борисов, Р.Г. Варламов и др. Справочная книга радиолюбителя-конструктора.-М.Радио и связь 1990-624с.:
ISBN 5-256-00658-4]

[править] Маркировка резисторов с проволочными выводами

Резисторы, в особенности малой мощности — чрезвычайно мелкие детали, резистор мощностью 0,125Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой невозможно. Поэтому, при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения (К — для килоомов, М — для мегаомов, E или R для единиц Ом). Например 4K7 обозначает резистор, сопротивлением 4,7 кОм, 1R0 — 1 Ом, 120К — 120 кОм и т. д. Однако и в таком виде читать номиналы трудно. Поэтому, для особо мелких резисторов применяют маркировку цветными полосками. Для резисторов с точностью 20% используют маркировку с тремя полосками, для резисторов с точностью 10% и 5% маркировку с четырьмя полосками, для более точных резисторов с пятью или шестью полосками. Первые две полоски всегда означают первые два знака номинала. Если полосок 3 или 4, третья полоска означает десятичный множитель, то есть степень десятки, которая умножается на двузначное число, указанное первыми двумя полосками. Если полосок 4, последняя указывает точность резистора. Если полосок 5, третья означает третий знак сопротивления, четвёртая — десятичный множитель, пятая — точность. Шестая полоска, если она есть, указывает температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если эта полоска в 1,5 раза шире остальных, то она указывает надёжность резистора (% отказов на 1000 часов работы)^[1]

Цветная кодировка резисторов
Цвет	как число	как десятичный множитель	как точность в %	как ТКС в ppm/°C	как % отказов
серебристый	—	1·10^-2 = «0,01»	10	—	—
золотой	—	1·10^-1 = «0,1»	5	—	—
чёрный	0	1·10⁰ = 1	—	—	—
коричневый	1	1·10¹ = «10»	1	100	1%
красный	2	1·10² = «100»	2	50	0,1%
оранжевый	3	1·10³ = «1000»	—	15	0,01%
жёлтый	4	1·10⁴ = «10 000»	—	25	0,001%
зелёный	5	1·10⁵ = «100 000»	0,5	—	—
синий	6	1·10⁶ = «1 000 000»	0,25	10	—
фиолетовый	7	1·10⁷ = «10 000 000»	0,1	5	—
серый	8	1·10⁸ = «100 000 000»	—	—	—
белый	9	1·10⁹ = «1 000 000 000»	—	1	—
отсутствует	—	—	20 %	—	—

Пример

Допустим на резисторе видим 4 полоски коричневую, чёрную, красную, золотую. Первые две полоски дают 1 0, третья 100, четвёртая даёт точность 5 %, итого резистор сопротивлением 10·100 Ом = 1 кОм, с точностью ±5 %.

Запомнить цветную кодировку резисторов нетрудно: после чёрной 0 и коричневой 1 идёт последовательность цветов радуги. Так как маркировка была придумана в англоязычных странах, голубой и синий цвета не различаются (вот она, иллюстрация гипотезы Сепира-Уорфа)!

Поскольку резистор симметричная деталь, может возникнуть вопрос: «Начиная с какой стороны читать полоски?» Для четырёхполосной маркировки обычных резисторов с точностью 5 и 10 % вопрос решается просто: золотая или серебряная полоска всегда стоит в конце. Для трёхполосочного кода первая полоска стоит ближе к краю резистора, чем последняя. Для других вариантов важно, чтобы получалось значение сопротивления из номинального ряда, если не получается, нужно читать наоборот.

Особый случай использования цветовой маркировки резисторов — перемычки нулевого сопротивления. Они обозначаются одной чёрной (0) полоской по центру. (Использование таких резисторо-подобных перемычек вместо дешёвых кусков проволоки объясняется желанием производителей сократить расходы на перенастройку сборочных автоматов).

[править] Маркировка SMD-резисторов

«Резисторы» нулевого сопротивления (перемычки на плате) кодируются одной цифрой «0». Бо́льшее количество знаков обозначает:

[править] Кодирование 3 или 4 цифрами

ABC обозначает AB•10^C Ом

например 102 — это 10•10² Ом = 1 кОм

ABCD обозначает ABC•10^D Ом, точность 1 % (ряд E96)

например 1002 — это 100•10² Ом = 10 кОм

[править] Кодирование цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)

Ряд E96, точность 1 %.

Мантисса m значения сопротивления кодируется 2 цифрами (см таблицу), степень при 10 кодируется буквой.

Примеры: 09R = 12,1 Ом; 80E = 6,65 МОм; все 1 %.

S = 10^-2
R или X = 10^-1
A = 10⁰ = 1
B = 10¹
C = 10²
D = 10³
E = 10⁴
F = 10⁵

код	m	код	m	код	m	код	m	код	m	код	m
01	100	17	147	33	215	49	316	65	464	81	681
02	102	18	150	34	221	50	324	66	475	82	698
03	105	19	154	35	226	51	332	67	487	83	715
04	107	20	158	36	232	52	340	68	499	84	732
05	110	21	162	37	237	53	348	69	511	85	750
06	113	22	165	38	243	54	357	70	523	86	768
07	115	23	169	39	249	55	365	71	536	87	787
08	118	24	174	40	255	56	374	72	549	88	806
09	121	25	178	41	261	57	383	73	562	89	825
10	124	26	182	42	267	58	392	74	576	90	845
11	127	27	187	43	274	59	402	75	590	91	866
12	130	28	191	44	280	60	412	76	604	92	887
13	133	29	196	45	287	61	422	77	619	93	909
14	137	30	200	46	294	62	432	78	634	94	931
15	140	31	205	47	301	63	442	79	649	95	953
16	143	32	210	48	309	64	453	80	665	96	976

[править] Кодирование буква-цифра-цифра

Ряды E24 и E12, точность 2 %, 5 % и 10 %. (Ряд E48 не используется).

Степень при 10 кодируется буквой (так же, как для 1 %-х сопротивлений, см список выше), мантисса m значения сопротивления и точность кодируется 2 цифрами (см таблицу).

Примеры:

2%, 1,00 Ом = S01
5%, 1,00 Ом = S25
5%, 510 Ом = A42
10%, 1,00 Ом = S49
10%, 820 кОм = D60

2%		5%		10%
код	m	код	m	код	m
01	100	25	100	49	100
02	110	26	110	50	120
03	120	27	120	51	150
04	130	28	130	52	180
05	150	29	150	53	220
06	160	30	160	54	270
07	180	31	180	55	330
08	200	32	200	56	390
09	220	33	220	57	470
10	240	34	240	58	560
11	270	35	270	59	680
12	300	36	300	60	820
13	330	37	330
14	360	38	360
15	390	39	390
16	430	40	430
17	470	41	470
18	510	42	510
19	560	43	560
20	620	44	620
21	680	45	680
22	750	46	750
23	820	47	820
24	910	48	910

[править] Некоторые дополнительные свойства резисторов

[править] Зависимость сопротивления от температуры

Основная статья: Терморезистор

Сопротивление металлических и проволочных резисторов немного зависит от температуры. При этом зависимость от температуры практически линейная $~R=R_0 (1+ \alpha (t-t_0))$ , так как коэффициенты 2 и 4 порядка достаточно малы и при обычных измерениях ими можно пренебречь. Коэффициент $~\alpha$ называют температурным коэффициентом сопротивления. Такая зависимость сопротивления от температуры позволяет использовать резисторы в качестве термометров. Сопротивление полупроводниковых резисторов может зависеть от температуры сильнее, возможно, даже экспоненциально по закону Аррениуса, однако в практическом диапазоне температур и эту экспоненциальную зависимость можно заменить линейной.

[править] Шум резисторов

Даже идеальный резистор при температуре выше абсолютного нуля является источником шума. Это следует из фундаментальной флуктуационно-диссипационной теоремы ( в применении к электрическим цепям это утверждение известно также как теорема Найквиста). При частоте, существенно меньшей чем $k \frac{T}{h}$ (где $~k$ — постоянная Больцмана, $~T$ — абсолютная температура резистора в градусах Кельвина, $~h$ — постоянная Планка) спектр теплового шума равномерный («белый шум»), спектральная плотность шума (преобразование Фурье от коррелятора напряжений шума) $|U|^2_\omega=2 R kT$ , где $U^2_\omega=\int dt \langle U(t) U(0)\rangle e^{i\omega t}$ . Видно, что чем больше сопротивление, тем больше эффективное напряжение шума, также, эффективное напряжение шума пропорционально корню из температуры.

Даже при абсолютном нуле температур у резисторов, составленных из квантовых точечных контактов будет иметься шум, обусловленный Ферми-статистикой. Однако такой шум устраним путём последовательного и параллельного включения нескольких контактов.

Уровень шума реальных резисторов выше. В шуме реальных резисторов также всегда присутствует компонента, интенсивность которой пропорциональна обратной частоте, то есть 1/f шум или «розовый шум». Этот шум возникает из-за множества причин, одна из главных перезарядка ионов примесей, на которых локализованы электроны.

[править] Ссылки

Цветовое кодирование резисторов и подбор номиналов из стандартного ряда

Дополнительные иллюстрации
доступны на Викискладе^?.

Источник — «http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80»

Категория: Пассивные компоненты

Скрытая категория: Википедия:Избранные статьи sl-wiki

Резистор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Содержание

[править] Обозначение резисторов на схемах

[править] Цепи, состоящие из резисторов

[править] Типы практически применяемых резисторов

[править] Резисторы, выпускаемые промышленностью

[править] Маркировка резисторов с проволочными выводами

[править] Маркировка SMD-резисторов

[править] Кодирование 3 или 4 цифрами

[править] Кодирование цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)

[править] Кодирование буква-цифра-цифра

[править] Некоторые дополнительные свойства резисторов

[править] Зависимость сопротивления от температуры

[править] Шум резисторов

[править] Ссылки

Просмотры

Личные инструменты

Навигация

Участие

Поиск

Инструменты

На других языках

код	m	код	m	код	m	код	m	код	m	код	m
01	100	17	147	33	215	49	316	65	464	81	681
02	102	18	150	34	221	50	324	66	475	82	698
03	105	19	154	35	226	51	332	67	487	83	715
04	107	20	158	36	232	52	340	68	499	84	732
05	110	21	162	37	237	53	348	69	511	85	750
06	113	22	165	38	243	54	357	70	523	86	768
07	115	23	169	39	249	55	365	71	536	87	787
08	118	24	174	40	255	56	374	72	549	88	806
09	121	25	178	41	261	57	383	73	562	89	825
10	124	26	182	42	267	58	392	74	576	90	845
11	127	27	187	43	274	59	402	75	590	91	866
12	130	28	191	44	280	60	412	76	604	92	887
13	133	29	196	45	287	61	422	77	619	93	909
14	137	30	200	46	294	62	432	78	634	94	931
15	140	31	205	47	301	63	442	79	649	95	953
16	143	32	210	48	309	64	453	80	665	96	976

код	m	код	m	код	m	код	m	код	m	код	m
01	100	17	147	33	215	49	316	65	464	81	681
02	102	18	150	34	221	50	324	66	475	82	698
03	105	19	154	35	226	51	332	67	487	83	715
04	107	20	158	36	232	52	340	68	499	84	732
05	110	21	162	37	237	53	348	69	511	85	750
06	113	22	165	38	243	54	357	70	523	86	768
07	115	23	169	39	249	55	365	71	536	87	787
08	118	24	174	40	255	56	374	72	549	88	806
09	121	25	178	41	261	57	383	73	562	89	825
10	124	26	182	42	267	58	392	74	576	90	845
11	127	27	187	43	274	59	402	75	590	91	866
12	130	28	191	44	280	60	412	76	604	92	887
13	133	29	196	45	287	61	422	77	619	93	909
14	137	30	200	46	294	62	432	78	634	94	931
15	140	31	205	47	301	63	442	79	649	95	953
16	143	32	210	48	309	64	453	80	665	96	976

код	m	код	m	код	m	код	m	код	m	код	m
01	100	17	147	33	215	49	316	65	464	81	681
02	102	18	150	34	221	50	324	66	475	82	698
03	105	19	154	35	226	51	332	67	487	83	715
04	107	20	158	36	232	52	340	68	499	84	732
05	110	21	162	37	237	53	348	69	511	85	750
06	113	22	165	38	243	54	357	70	523	86	768
07	115	23	169	39	249	55	365	71	536	87	787
08	118	24	174	40	255	56	374	72	549	88	806
09	121	25	178	41	261	57	383	73	562	89	825
10	124	26	182	42	267	58	392	74	576	90	845
11	127	27	187	43	274	59	402	75	590	91	866
12	130	28	191	44	280	60	412	76	604	92	887
13	133	29	196	45	287	61	422	77	619	93	909
14	137	30	200	46	294	62	432	78	634	94	931
15	140	31	205	47	301	63	442	79	649	95	953
16	143	32	210	48	309	64	453	80	665	96	976