Как расшифровать маркировку на резисторе (сопротивлении)

Номиналы у резисторов постоянного и переменного сопротивления

Когда электрический ток проходит через резистор из-за наличия на нем напряжения, электрическая энергия теряется резистором в виде тепла, и чем больше этот ток протекает, тем горячее резистор. Это известно как номинальная мощность резистора .

Резисторы оцениваются по значению их сопротивления и электрической мощности, выраженной в ваттах ( Вт ), которые они могут безопасно рассеивать, основываясь в основном на их размере. Каждый резистор имеет максимальную номинальную мощность, которая определяется его физическим размером, поскольку, как правило, чем больше площадь его поверхности, тем большую мощность он может безопасно рассеивать в окружающем воздухе или в радиаторе.

Резистор может использоваться при любой комбинации напряжения (в пределах разумного) и тока, если его «Номинальная мощность рассеивания» не превышена, а номиналы резисторов указывают, сколько мощности резистор может преобразовывать в тепло или поглощать без какого-либо ущерба для себя.

Резистор. Номинальная мощность

Иногда называют Резисторы Ваттность Оценка и определяется как количество тепла , что резистивный элемент может рассеивать в течение неопределенного периода времени без ухудшения его производительности. Рассмотрим далее как обозначается резистор.

Номинальная мощность резистора, пример №1

Какова максимальная номинальная мощность в ваттах фиксированного резистора, который имеет напряжение 12 вольт на своих клеммах и ток 50 миллиампер, протекающий через него.

Учитывая то , что мы знаем значения напряжения и тока выше, мы можем подставить эти значения в следующее уравнение: P = V * I .

Номинальная мощность резистора, пример №2

Рассчитайте максимальный безопасный ток, который может пройти через резистор 1,8 кОм, рассчитанный на 0,5 Вт.

Опять же , как мы знаем , рейтинг резисторов питания и его сопротивление, теперь мы можем подставить эти значения в стандартное уравнение мощности: P = I 2 R .

Все резисторы имеют максимальную мощность рассеиваемой мощности , которая представляет собой максимальное количество энергии, которое оно может безопасно рассеивать без ущерба для себя. Резисторы, которые превышают максимальную номинальную мощность, как правило, поднимаются в дыму, обычно довольно быстро, и повреждают цепь, к которой они подключены. Если резистор должен использоваться вблизи его максимальной номинальной мощности, тогда требуется некоторая форма радиатора или охлаждения.

Номинальная мощность резистора является важным параметром, который следует учитывать при выборе резистора для конкретного применения. Его работа заключается в сопротивлении току, протекающему через цепь, и это происходит за счет рассеивания нежелательной энергии в виде тепла. Выбор резистора с малым значением мощности, когда ожидается высокое рассеивание мощности, приведет к перегреву резистора, разрушая как резистор, так и цепь.

До сих пор мы рассматривали резисторы, подключенные к постоянному источнику постоянного тока, но в следующем уроке о резисторах мы рассмотрим их поведение, подключенных к синусоидальному источнику переменного тока, и покажем, что напряжение, ток и, следовательно, потребляемая мощность резистором, используемым в цепи переменного тока, все в фазе друг с другом.

Сопротивление сильно

Теперь мы охватили всю информацию о резисторах, которая может вам понадобиться для вашего первого проекта печатной платы. Резисторы настолько многофункциональны, что вы увидите, как раз за разом используете их россыпи в своих электронных устройствах. В следующий раз, когда вам понадобиться выбрать резистор, вспомните три простых шага – рассчитайте сопротивление, найдите мощность и выберите поставщика!

Прежде чем вы броситесь размечать обозначения резисторов и их корпусов в вашем приложении для конструирования печатных плат, не было бы проще, если бы кто-то сделал это за вас? Уже сделали! Для многих систем проектирования печатных плат существует большое количество бесплатных библиотек радиоэлементов. И резисторы там тоже есть!

Как выбрать подходящий резистор

Итак, пришло время наиболее важной части нашей статьи. Давайте узнаем, как определить, какой именно резистор нам нужен для вашего первого проекта печатной платы

Мы разобьем эту задачу на следующие три шага:

1. Расчет требуемого сопротивления;

2. Расчет номинальной мощности;

3. И, наконец, выбор резистора исходя из двух значений найденных ранее.

Шаг 1 – Расчет требуемого сопротивления

Именно здесь для расчета требуемого сопротивления нам понадобится закон Ома. Вы можете воспользоваться одной из стандартных формул ниже, если значения напряжения и силы тока известны.

Шаг 2 – Расчет номинальной мощности

Теперь необходимо выяснить, какое количество энергии должен будет рассеивать резистор. Эту величину можно рассчитать по следующей формуле:

В данной формуле P – мощность рассеивания в Ваттах, V – падение напряжения на резисторе в Вольтах, а R – сопротивление резистора в Омах. Ниже мы привели краткий пример использования данной формулы для расчета в конкретной цепи.

Простая цепь для демонстрации расчета номинальной мощности

Цепь выше содержит светодиод, падение напряжения на котором составляет 2 В, резистор с сопротивлением 350 Ом и источник питания 9 В. Какая мощность будет рассеиваться на искомом резисторе? Давайте посмотрим. Сначала нам необходимо найти падение напряжения на резисторе. Поскольку источник питания дает 9 В, а на светодиоде падает 2 В, то получим:

9 В – 2 В = 7 В

Эти значения можно подставить в формулу:

P = 7 В * 7 В / 350 Ом = 0,14 Ватта

Шаг 3 – Выбор резистора

Теперь, когда у нас есть величины сопротивления и мощности, пора подобрать подходящий радиоэлемент у поставщика радиодеталей. Мы всегда рекомендуем выбирать из стандартных резисторов, которые поставляются в продажу каждым продавцом. Выбирая стандартные резисторы, вы значительно упростите себе жизнь, когда дело дойдет до производства устройства. В США тремя ведущими поставщиками радиоэлементов, качество которых не вызывает сомнений – это Digikey, Mouser и Farnell/Newark.

Расчет резисторов

Для подбора и установки элементов в схему необходимо предварительно рассчитать номинал и мощность компонентов.

Формула для расчета сопротивления и мощности

Используют Закон Ома для участка цепи, чтобы вычислить сопротивление резистора, формула имеет вид:

R = U/I,

где:

• U – напряжение на выводах элемента, В;
• I – сила тока на участке цепи, А.

Эта формула применима для токов постоянного направления. В случае расчётов для переменного тока берут в расчёт импеданс цепи Rz.

Важно! Строение схем не ограничивается установкой только одного резистора. Обычно их множество, соединены они между собой параллельно и последовательно. Для нахождения общего показателя применяют отдельные методы и формулы

Для нахождения общего показателя применяют отдельные методы и формулы.

Последовательное соединение

При таком соединении «выход» одного элемента соединяется с «входом» другого, они идут последовательно друг за другом. Как рассчитать резистор в этом случае? Можно использовать электронный онлайн-калькулятор, можно применить формулу.

Общее значение будет составлять сумму сопротивлений компонентов, входящих в последовательное соединение:

R123 = R1+R2+R3.

На каждом из них произойдёт одинаковое падение напряжения: U1, U2, U3.

Параллельное соединение

При выполнении данного вида соединения одноимённые выводы соединяются попарно, формула имеет вид:

R = (R1 x R2)/ (R1 + R2).

Обычно полученное значение R бывает меньше меньшего из всех значений соединённых элементов.

Последовательное и параллельное соединения

Информация. На практике параллельное или последовательное присоединение применяют, когда нет детали необходимого номинала. Элементы для таких случаев подбирают одинаковой мощности и одного типа, чтобы не получить слабого звена.

Смешанное соединение

Рассчитывать общее сопротивление смешанных соединений возможно, применяя правило объединения. Сначала выбирают все параллельные и последовательные присоединения и составляют эквивалентные схемы замещения. Их начинают рассчитывать, используя формулы для каждого случая. Из полученной более простой схемы вновь выделяют параллельные и последовательные звенья и опять производят расчёты. Делают это до тех пор, пока не получат самое элементарное соединение или один эквивалентный элемент. Вычисленный результат будет являться искомым.

Мощность

Одного поиска значения сопротивления недостаточно для того, чтобы применить деталь. Необходимо узнать, на какую мощность должен быть рассчитан элемент. В противном случае он будет перегреваться и выйдет из строя. Мощные детали при поверхностном монтаже лучше устанавливать на радиатор.

Расчет мощности резистора выполняется по формуле:

Р = I² * R = U²/R,

где:

• Р – мощность, Вт;
• I – ток, А;
• U – напряжение, В;
• R – сопротивление, Ом.

После определения мощности резисторов по формуле подбирают комплектующие, исходя из графического обозначения на схемах.

SMD резисторы

Если посмотреть на материнскую плату компьютера, можно увидеть другое конструктивное исполнение резисторов (и других деталей тоже). Это SMD (Surface Mounted Device) исполнение, предназначенное для монтажа на поверхность платы.

Традиционный резистор с проволочными выводами монтируется «через отверстие» (through hole).

При этом SMD резисторы выглядят в виде «кирпичиков» различного размера без проволочных выводов. Выводами в этом случае является торцы кирпичика, покрытые припоем.

При использовании SMD компонентов увеличивается плотность монтажа, уменьшаются размеры изделий, и в плате не нужно сверлить сотни отверстий.

Кроме того, из-за отсутствия длинных проволочных выводов уменьшается паразитная емкость и индуктивность резистора, что улучшает характеристики устройства в целом.

Выбор необходимого типоразмера SMD осуществляется исходя из необходимой рассеиваемой мощности. Здесь действует та же физика: чем больше размер, тем большую мощность может рассеивать резистор. Типоразмеры SMD резисторов и рассеиваемая мощность приведены в таблице.

Конструктивно SMD резистор представляет собой кусочек из той же керамики в виде параллелепипеда с нанесенной на его поверхность резистивной пленкой. Толщина и состав резистивных пленок могут быть различными.

Сверху резистивный слой защищен защитным слоем с нанесенной на нем маркировкой.

Существует SMD резисторы с нулевым сопротивлением, которые используется в качестве перемычек.

Виды резисторов

Резистор – инертный (пассивный) элемент цепи, у которого сопротивление может быть как постоянным, так и переменным. Это зависит от его конструкции. Он применяется для регулирования силы тока и напряжения в цепях, рассеивания мощности и иных ограничений. Дословный перевод с английского слова «резистор» – сопротивляюсь.

Классификацию резисторов можно провести по следующим критериям:

• назначение элемента;
• тип изменения сопротивления;
• материал изготовления;
• вид проводника в элементе;
• ВАХ – вольт-амперная характеристика;
• способ монтажа.

Устройства делятся на элементы общего и специального назначения. У специальных деталей повышенные характеристики сопротивления, частоты, рабочего напряжения или особые требования к точности.

Тип изменения сопротивления делит их на постоянные и переменные. Переменные резисторы конструктивно отличаются не только от элементов, имеющих постоянное сопротивление, но и между собой. Они различны по конструкции: бывают регулировочные и подстроечные.

Регулировочные элементы переменного типа предназначены для частого изменения сопротивления. Это входит в процесс работы схемы устройства.

Подстроечный тип предназначен для того, чтобы выполнить подстройку и регулировку схемы при первичном запуске. После этого изменение положения регулятора не выполняют.

При изготовлении резистивных тел (рабочей поверхности) используются такие материалы, как:

• графитовые смеси;
• металлопленочные (окисные) ленты;
• проволока;
• композиционные компоненты.

Особое место занимают в этом ряду интегральные элементы. Это резисторы, выполненные в виде p-n перехода, который представляет собой зигзагообразный канал, интегрируемый в кристалл микросхемы.

Внимание! Интегральные элементы всегда отличаются повышенной нелинейностью своей ВАХ. Поэтому они применяются там, где использование других типов не представляется возможным. Вид вольт-амперной характеристики делит рассматриваемые элементы на линейные и нелинейные

Особенность нелинейности заключается в том, что компонент меняет своё сопротивление в зависимости от следующих характеристик:

Вид вольт-амперной характеристики делит рассматриваемые элементы на линейные и нелинейные. Особенность нелинейности заключается в том, что компонент меняет своё сопротивление в зависимости от следующих характеристик:

• напряжения (варисторы);
• температуры (терморезисторы);
• уровня магнитного поля (магниторезисторы);
• величины освещённости (фоторезисторы);
• коэффициента деформации (тензорезисторы).

Нелинейность вольт-амперной характеристики расширило возможности их применения.

Способ монтажа может быть:

• печатным;
• навесным;
• интегрированным.

При печатном монтаже выводы детали вставляются в отверстие на плате, после чего припаиваются к контактной дорожке панели. Такой способ установки автоматизирован, и пайка происходит путём погружения контактных площадок в ванну с припоем.

Навесной монтаж, в большинстве своём, ручной. Выводы соединяемых деталей сначала скручиваются между собой, потом спаиваются для улучшения контакта. Сама пайка не предназначена для выдерживания механических нагрузок.

Интегрированный монтаж проводится в процессе изготовления кристаллов микросхем.

Классификация резисторов

Резисторы отличаются не только возможностью регулировать сопротивление. Они могут изготавливаться из разных резистивных материалов, иметь различное количество контактов и иметь другие особенности.

По типу резистивного материала

Элементы могут быть проволочными, непроволочными или металлофольговыми. Высокоомная проволока является признаком проволочного элемента, для ее изготовления используют такие сплавы, как нихром, константан или никелин. Пленки с повышенным удельным сопротивлением являются основой непроволочных элементов. В металлофольговых используется специальная фольга. Теперь выясним из чего состоят резисторы.

Конструкция полупроводника

Непроволочные делятся на тонкослойные и композиционные, толщина первых измеряется в нанометрах, а вторых – в долях миллиметра. Тонкослойные делятся на:

• металлоокисные;
• металлизированные;
• бороуглеродистые;
• металлодиэлектрические;
• углеродистые.

Композиционные в свою очередь подразделяются на объемные и пленочные. Последние могут быть с органическим или неорганическим диэлектриком. Чтобы понять есть ли полярность у резистора следует знать, что стороны у них идентичны.

По назначению сопротивления

Постоянные и переменные полупроводники также имеют некоторые различия в характеристиках. Постоянные делятся на проводники общего и специального назначения. Последние могут быть:

• высокочастотными;
• высоковольтными;
• высокомегаомными;
• прецизионными.

Такие детали используются в точных измерительных приборах, они выделяются особой стабильностью.

Переменные резисторы можно разделить на подстроечные и регулировочные. Последние могут быть с линейной или нелинейной функциональной характеристикой.

По количеству контактов

В зависимости от назначения резистора у него может быть один, два и более контактов. Сами контакты также отличаются, например, у SMD-резисторов это контактная площадка, у проволочных – особого состава проволока. Есть резисторы металлопленочные, с квантовыми точечными контактами, а в переменных они подвижные.

Разное количество контактов на элементах

Другие

Отличаются резисторы формой и типом сопротивления, а также характером зависимости величины сопротивления от напряжения. Описание зависимости величины может быть линейной или нелинейной. Использование элемента простое, емкость указывается на корпусе, минус и плюс не отличаются.

Резисторы могут быть защищены от влаги или нет, корпус может быть лакированным, вакуумным, герметичным, впрессованным в пластик или компаундированным. Нелинейные подразделяются на:

• варисторы;
• магниторезисторы;
• фоторезисторы;
• позисторы;
• тензорезисторы;
• терморезисторы.

Все они выполняют свою определенную функцию, одни меняют сопротивление от температуры, другие от напряжения, третьи от лучистой энергии.

Делитель напряжения

Чаще всего резистор применяется как ограничивающий элемент тока или напряжения. Кроме этого, используя последовательное соединение двух резисторов, можно сделать простейший делитель напряжения. Точка соединения их контактов между собой называется общей, а противоположные контакты — плечами.

При таком включении напряжение, измеренное по отношению к общей точке и контакту плеча, будет отличаться от выдаваемого источником питания. Связано это с тем, что падение напряжения на каждом резисторе, в соответствии с законом Ома, пропорционально сопротивлению. Такой делитель у начинающего радиолюбителя нужен для использования в электрическом фильтре. Но этим его применение не ограничивается.

Делитель имеет большое значение и используется практически в 90% сложных схем. Он применяется в качестве параметрического стабилизатора напряжения, в цепях усилительных каскадов и даже как элемент памяти в аналого-вычислительных машинах.

Таким образом, резистор — важный пассивный элемент электрической цепи. Основной его параметр — сопротивление. Предназначен резистор для ограничения тока или уменьшения напряжения на определённом участке. При этом он также может использоваться в качестве датчика, следящего за изменением интенсивности света, давления, температуры или электромагнитного поля.

Что такое номинал резистора

Номинальная мощность резистора – это спецификация, которая служит для определения максимальной мощности, которую может выдержать резистор. Таким образом, если резистор имеет номинальную мощность 1/4 Вт, 1/4 Вт – это максимальная мощность, которая должна подаваться на резистор.

Когда ток проходит через электрические компоненты, он обычно генерирует тепло. Если ток достаточно мал и подходит для цепи, это тепло обычно незначительно и незаметно в цепи. Но если ток достаточно велик, он может создать значительное количество тепла в цепи. Ток может расплавить компоненты и, возможно, создать замыкания в цепи.

Вот почему резисторы имеют номинальную мощность – для указания максимально допустимого количества энергии, которое может проходить через него. Если эта мощность будет превышена, резистор может не выдержать питания и может расплавиться и создать короткое замыкание в цепи, что может привести к еще большей опасности для цепи.

Как образуется ряд, какие бывают, принципы построения

Давайте теперь определим силу так, чтобы мы точно знали, что имеется в виду, когда речь идет о власти. Мощность определяется как электрическая энергия, которую может обеспечить цепь. Уравнение, которое показывает мощность цепи, равно P = VI, где P – мощность, V – напряжение, а I – ток. В качестве альтернативы, поскольку закон Ома может быть подставлен в это уравнение, мощность также выражается как

Давайте сейчас рассмотрим несколько примеров резисторов и номиналов мощности, которые нам понадобятся для того, чтобы вы получили практическую идею:
– Допустим, у нас есть резистор 800 Ом с напряжением 12 вольт, питающий цепь для зажигания светодиода. Пренебрегая сопротивлением провода и светодиода, которые пренебрежимо малы, мощность, которую будет обеспечивать схема, будет:

Здесь достаточно 1/4 Вт резистора, который подходит для схемы.
– Допустим, теперь у нас есть резистор 150 Ом с напряжением 15 В, питающий цепь для управления двигателем. Мощность, которую схема будет подавать на двигатель, – это:

Обычно в электронных цепях номинальная мощность не учитывается, поскольку обычно подходит стандартный резистор 0,25 Вт, поскольку электронные схемы в подавляющем большинстве работают с низким напряжением и низким током; и, таким образом, низкая мощность. По таким характеристикам можно легко узнать Е24 резисторы.

Но в случае цепей с высоким напряжением и низким сопротивлением (высокая мощность) следует тщательно выбирать номиналы мощности резисторов, поскольку в цепи подается больше энергии. Всегда выбирайте резистор с более высокой номинальной мощностью, чем мощность, используемая в цепи, чтобы резистор не разрушался из-за перегрева; это только послужит причиной других опасностей или неисправностей в цепи.

Стандартные номинальные значения мощности резисторов: 0,25 Вт, 0,5 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт и 25 Вт. Таким образом, разработчик схемы должен выбрать соответственно для схемы.

Резистор в цепи

На российских схемах элементы с постоянным сопротивлением принято обозначать в виде белого прямоугольника, иногда с буквой R над ним. На зарубежных схемах можно встретить обозначение резистора в виде значка «зигзаг» с аналогичной буквой R сверху. Если для работы прибора важен какой-либо параметр детали, на схеме принято его указывать.

Мощность может обозначаться полосками на прямоугольнике:

• 2 Вт — 2 вертикальные черты;
• 1 Вт — 1 вертикальная черта;
• 0,5 Вт — 1 продольная линия;
• 0,25 Вт — одна косая линия;
• 0,125 Вт — две косые линии.

Допустимо указание мощности на схеме римскими цифрами.

Обозначение переменных резисторов отличается наличием дополнительной над прямоугольником линии со стрелкой, символизирующей возможность регулировки, цифрами может быть указана нумерация выводов.

Полупроводниковые резисторы обозначаются тем же белым прямоугольником, но перечеркнутым косой линией (кроме фоторезисторов) с буквенным указанием типа управляющего воздействия (U — для варистора, P — для тензорезистора, t — для терморезистора). Фоторезистор обозначается прямоугольником в круге, к которому направлены две стрелки, символизирующие свет.

Параметры резистора не зависят от частоты протекающего тока, это означает, что данный элемент одинаково функционирует в цепях постоянного и переменного тока (как низкой, так и высокой частоты). Исключением являются проволочные резисторы, которым свойственна индуктивность и возможность потери энергии вследствие излучения на высоких и сверхвысоких частотах.

В зависимости от требований к свойствам электрической цепи резисторы могут соединяться параллельно и последовательно. Формулы для расчета общего сопротивления при разном соединении цепей существенно отличаются. При последовательном соединении итоговое сопротивление равно простой сумме значений входящих в цепь элементов: R = R1 + R2 +… + Rn.

При параллельном соединении для вычисления суммарного сопротивления необходимо сложить величины, обратные значениям элементов. При этом получится значение, также обратное итоговому: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn.

Общее сопротивление параллельно соединенных резисторов будет ниже наименьшего из них.

Watch this video on YouTube

Что такое резистор

Наиболее простое определение выглядит так: резистор — это элемент электрической цепи, оказывающий сопротивление протекающему через него току. Название элемента происходит от латинского слова «resisto» — «сопротивляюсь», радиолюбители эту деталь часто так и называют — сопротивление.

Рассмотрим, что такое резисторы, для чего нужны резисторы. Ответы на эти вопросы подразумевают знакомство с физическим смыслом основных понятий электротехники.

Для разъяснения принципа работы резистора можно использовать аналогию с водопроводными трубами. Если каким-либо образом затруднить протекание воды в трубе (например, уменьшив ее диаметр), произойдет повышение внутреннего давления. Убирая преграду, мы снижаем давление. В электротехнике этому давлению соответствует напряжение — затрудняя протекание электрического тока, мы повышаем напряжение в цепи, снижая сопротивление, понижаем и напряжение.

Изменяя диаметр трубы, можно менять скорость потока воды, в электрических цепях путем изменения сопротивления можно регулировать силу тока. Величина сопротивления обратно пропорциональна проводимости элемента.

Свойства резистивных элементов можно использовать в следующих целях:

• преобразование силы тока в напряжение и наоборот;
• ограничение протекающего тока с получением его заданной величины;
• создание делителей напряжения (например, в измерительных приборах);
• решение других специальных задач (например, уменьшение радиопомех).

Пояснить, что такое резистор и для чего он нужен, можно на следующем примере. Свечение знакомого всем светодиода происходит при малой силе тока, но его собственное сопротивление настолько мало, что если светодиод поместить в цепь напрямую, то даже при напряжении 5 В текущий через него ток превысит допустимые параметры детали. От такой нагрузки светодиод сразу выйдет из строя. Поэтому в схему включают резистор, назначение которого в данном случае — ограничение тока заданным значением.

Watch this video on YouTube

Все резистивные элементы относятся к пассивным компонентам электрических цепей, в отличие от активных они не отдают энергию в систему, а лишь потребляют ее.

Разобравшись, что такое резисторы, необходимо рассмотреть их виды, обозначение и маркировку.

Что такое резистор?

Специальные компоненты, называемые резисторами, созданы специально для создания точного количества сопротивления, добавляемого в схему. Обычно они изготавливаются из металлической проволоки или углерода и спроектированы так, чтобы поддерживать стабильное значение сопротивления в широком диапазоне условий окружающей среды. В отличие от ламп, они не излучают свет, но выделяют тепло, поскольку в работающей схеме ими рассеивается электрическая энергия. Однако обычно резистор предназначен не для выработки полезного тепла, а просто для обеспечения точного количества электрического сопротивления.