Чем отличается резистор от сопротивления

Следует различать понятия: резистор и сопротивление.

Сопротивление— это физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению электрического тока. На электрических схемах обозначается буквой R.

Различают резистор с постоянным сопротивлением (рис.1а) и переменный резистор (рис.1б). Конструктивно переменный резистор может быть выполнен линейным или круговым.

Примечание: большинство ручек управления радиоприёмников, телевизоров и т.п. связано с переменным сопротивлением.

Реостат и потенциометр – это схемы включения переменного сопротивления.

Включение переменного сопротивления по схеме реостата показано на рис.2. Реостат служит для изменения силы тока в цепи. В схеме на рис.2 реостатом регулируется яркость лампы с сопротивлением R_Л .

Включение переменного сопротивления по схеме потенциометра показано на рис.3. Потенциометр служит для плавного регулирования напряжения на участке цепи. Он играет роль делителя напряжения (подробнее ниже).

Следует различать «вход» и «выход» потенциометра. Клеммы «А» и «В» являются входом потенциометра, клеммы «С» и «В» (или «С» и «А») — выходом. Источник тока присоединяется к потенциометру к клеммам «А» и «В». Регулируемое напряжение U снимается со скользящего контакта «С» и одной из нижних клемм, например «В» (или «А»), к которой присоединён источник. При таком включении напряжение может изменяться от нуля до максимального значения, определяемого ЭДС источника.

В данной работе используется переменное сопротивление линейного типа. Исследуется зависимость напряжения, снимаемого с потенциометра, от длины х введенной его части при различных сопротивлениях внешней цепи (сопротивление нагрузки) R_н. На рис.3: Е – ЭДС источника питания; R_п — сопротивление потенциометра; x – длина введенной части потенциометра; L – полная длина потенциометра;

Покажем, что потенциометр является идеальным делителем входного напряжения только, если сопротивление нагрузки отсутствует (R_н =¥) или много больше сопротивления введенной части потенциометра.

Рассмотрим рис.3 и рис.4. Пусть R_н нет и скользящий контакт «С» стоит посередине, т.е. х=L/2. Тогда сопротивление потенциометра R_п можно представить состоящим из двух равных частей: R₁ и R₂ ; R_п= R₁+ R₂. Очевидно, что напряжение U на этих сопротивлениях будет делиться пополам (см. рис.6),т.е. потенциометр будет идеальным делителем.

Теперь рассмотрим как изменяется напряжение на выходе потенциометра при наличии R_н.Расчёт напряжения на этом сопротивлении можно выполнить двумя способами: с помощью законов Ома и с помощью правил (законов) Кирхгофа.

Рассмотрим первый способ. Напомним, что существует 3 вида записи закона Ома в зависимости от вида участка цепи постоянного тока. На рис.7 показаны три основных вида участков:

1. Участок, содержащий только сопротивление R, т.н. однородный участок — рис.7 а). Закон Ома для этого случая имеет вид:

2. Закон Ома для замкнутой (одноконтурной) цепи с источником тока рис.7 б):

3. Закон Ома для участка цепи, содержащей ЭДС и сопротивление R₀=R+r, т.н. неоднородный участок -рис.7 в) имеет вид:

IR₀=j₁— j₃+Е, или (5)

Выражение (5) является наиболее общей формой закона Ома, из которой следуют два предыдущих случая.

Примечание. Участок на рис.7 в) выбран из некоторой произвольной электрической цепи. В ней могут быть другие ЭДС, не входящие в выделенный участок, под действием которых ток по данному участку может течь и навстречу данной ЭДС Е.Если ЭДС Е направлена встречно току, текущему по данному участку, то в формуле (5) ее надо взять со знаком минус. За направление ЭДС принято направление от «-» к «+» (внутри ЭДС).

Рассмотрим конкретный пример расчета напряжения на нагрузке, показывающий как изменяется напряжение на выходе потенциометра при небольших величинах R_н.

Пример. Пусть х = L/2, R_п =200 Ом, тогда R₁ = R₂ = 100 Ом, Е =10 В, R_н=10 Ом. Для расчета напряжения на нагрузке U_нвоспользуемся схемой на рис.4. Чтобы можно было использовать закон Ома в виде (4) надо преобразовать схему на рис.4 к одноконтурной. Для этого необходимо заменить параллельно соединенные сопротивления R₂и R_нодним, общим — R_o.По формуле 1/R_o=1/R₂+1/R_н, подставив численные значения, найдём R_o»9,1 Ом.

Внимание! Для самоконтроля: общее сопротивление двух параллельно соединенных сопротивлений должно быть меньше меньшего.

Далее, по формуле (4) найдем ток в контуре состоящем из источника тока с э.д.с. Е и сопротивлений R₁ и R_o :I=E /( R₁ + R_o)= 10/ (100+9,1)= 0,09 А.

Теперь найдём напряжение на нагрузке U_н : U_н=I× R_o=0,09×9,1= 0,82 В .

Обратите внимание: после подключения к потенциометру R_н=10 Ом напряжение на выходе потенциометра уменьшилось более чем в 5 раз.

Вывод: Чем меньше сопротивление нагрузки R_н(шунтирующее выходное сопротивление потенциометра), тем меньше напряжение на нагрузке. Характеристика потенциометра (зависимость выходного напряжения от длиныx введенной части потенциометра) становится нелинейной. Нелинейность тем больше, чем меньше R_н.

Второй способопределения напряжения на R_н заключается в применении правил (законов) Кирхгофа. Это не сложная задача. Начало её решения показано на рис.5. Необходимо выбрать направления токов в ветвях и составить систему уравнений. Сделайте это самостоятельно. Соответствующий теоретический материал по правилам Кирхгофа можно найти в лаб. работе №204 или в учебнике Т.И.Трофимовой.

Чем отличается резистор от сопротивления

Чем отличается резистор от сопротивления? сопротивление резистор

название элемента (детали), резистор, от слова резистивный (преобразующий электрическую энергию в тепловую), а соотношение между протекающим через него током I и падением напряжения Ur на его выводах, называют сопротивлением R,подчиняется определенному закону R=U/I (закон Ома) и измеряется оно в Омах

Какие есть формулы для вычисления сопротивления резистора

Сопротивление направленному движению электронов (электрическому току) в проводах электроснабжения чаще всего провоцирует потери. Они зависят от площади сечения (S), длины (L), удельного сопротивления вещества провода (ρ). Однако, сопротивление послужило созданию самого распространенного элемента в электронике — резистора.

Что такое резистор

Деталь электрической или электронной схемы, сопротивляющаяся прохождению электрического тока, называется резистор (от латинского resisto — сопротивляюсь). Падение или изменение напряжения на этом элементе используется в схемотехнике для получения нужных процессов управления автоматикой или преобразования электричества в свет, тепло, звук или движение.

Наиболее удобно классифицировать резисторы по следующим признакам:

• назначение. Для различных сфер используют элементы с

общими свойствами или специфическими по частоте тока, точности изготовления или ограничения по напряжению;

• способ управления сопротивлением. Постоянные резисторы в определенном диапазоне напряжения и тока не меняют сопротивление. У переменных можно менять вручную данный параметр с целью управления процессами. Подстроечные используются для корректировки режимов при наладке и после ремонта;
• материал рабочей части резистора. Металлы, их окислы и сплавы, графитовые или композитные смеси;
• вид резистивных тел. Проволока, фольга или ленты из метала, напыление пленки на керамику, интегрированные каналы в микросхеме;
• способ размещения. Резисторы могут быть впаяны в электронную плату, устанавливаться отдельно на панели управления или закладываться при создании микросхемы внутри изделия;
• характер изменения падения напряжения на элементе от внешних условий (ВАХ). Вольт-амперная характеристика в рабочем диапазоне резистора может быть линейной или нелинейной.

Нелинейная ВАХ отражает изменение сопротивления компонента от внешних условий. Такие резисторы служат датчиками напряжения (варисторы), магнитного поля (магниторезисторы), уровня освещенности (фоторезисторы), перепада температуры (терморезисторы), изменения деформации (тензорезисторы).

Сопротивление резистора

У тех, кто только начинает изучать азы электротехники, часто возникает вопрос, а чем отличается резистор от сопротивления. Разница в том, что резистор является пассивным элементом электроцепи, а сопротивление — это характеристика данного элемента, которую можно рассчитать, определить по маркировке или измерить. Но зачастую сопротивление используется в качестве синонима слова «резистор».

Рассчитать внутреннее сопротивление резистора в сети постоянного тока помогает формула закона Ома для элемента цепи:

Эту формулу применяют также для расчета активного сопротивления в сети переменного тока, но используют действующий ток через элемент. Он равен постоянному току, при котором выделяется на резисторе столько же теплоты, сколько за одинаковое время при прохождении импульсного или синусоидального тока различной частоты.

Суммарное электрическое сопротивление в сетях переменного тока вычисляется при учете активной и реактивной составляющей участка цепи. Любой вид сопротивления измеряется в омах.

Одинокий резистор в схеме часто используется как ограничитель тока. На электронных платах этих элементов много. Друг с другом они соединяются в различных комбинациях: последовательно, параллельно или по смешанной системе.

Последовательная цепь источника и сопротивлений

В замкнутом контуре из последовательно соединенных резисторов и батареи ток в разных точках цепи имеет одинаковое значение. Показание вольтметра на отдельном резисторе будет отражать произведение его внутреннего сопротивления на ток в контуре. Суммарные показания вольтметров будут равны напряжению источника, а для определения общего сопротивления резисторов надо сложить сопротивления всех элементов.

Последовательную цепочку сопротивлений часто используют как делитель напряжения в маломощных измерительных или задающих ступенчатое управление параметрами устройствах. Сопротивление нагрузки Rн, подключенной параллельно R1 вместо вольтметра, должно быть немного больше, чтобы делитель работал стабильно.

Параллельная схема элементов

При параллельном соединении на каждом элементе присутствует напряжение источника, общий ток равен сумме токов резисторов. Расчет сопротивления участка цепи осуществляется по формуле R = (R1 • R2) / (R1 + R2).

Отличие параллельного соединения от последовательного заключается в том, что каждый резистор получает напряжение, которое равно напряжению источника, а общее сопротивление участка меньше меньшего из его составляющих.

Расчет смешанного соединения элементов схемы

Перед тем как рассчитать общее сопротивление схемы, состоящей из параллельных и последовательных участков, используют методы упрощения. На каждом шаге упрощенные эквивалентные схемы можно посчитать по уже известным формулам. Полученный в результате резистор будет обладать общим сопротивлением исходной схемы.

Мощность рассеивания

Для надежной работы электрической схемы нужно знать и сопротивление резистора, и мощность рассеивания, формула для вычисления последней имеет вид:

Правильно подобранный элемент схемы должен рассеять мощность Р (Вт) не разрушаясь и не нагревая другие детали.

Параметры резисторов

Выбор резисторов происходит чаще всего по следующим основным параметрам:

• номинальному сопротивлению. Подбирается или подгоняется ближайшее к расчетному;
• допуску — характеристика, отражающая точность при изготовлении номинального сопротивления. Она составляет 5–20%;
• номинальной мощности рассеивания. Наибольшая величина рассеянного тепла без изменения характеристик меньше номинала элемента;
• предельному рабочему напряжению. Приложенное к выводам резистора наибольшее напряжение, которое не разрушает его;
• температурный коэффициент. Показывает, как изменится сопротивление резистора при колебании на один градус температуры среды.

Для переменных резисторов учитывают ряд дополнительных характеристик:

• износоустойчивость — число циклов;
• функцию изменения сопротивления (линейная, логарифмическая, обратнологарифмическая);
• уровень шума при движении ползунка.

Определение параметров по маркировке и схеме

Некоторые из параметров наносятся непосредственно на резисторы, например, сопротивление и допуск. Раньше для информации о них использовали буквы и цифры. Номинальное сопротивление резисторов имеет диапазон от 0.01 Ом до 1 ГОм. Цифры в маркировке обозначают номинал, а буквы — множитель. Конкретная величина получается умножением или делением цифр.

Буквенно-цифровая маркировка предполагает использование букв Е и R для сопротивлений до 99 Ом, выше — К, а уровень мегаомов обозначается буквой М. В зависимости от того, какую позицию занимает буква в цифровом коде, определяются целые числа или дробные. Узнать, какому множителю соответствует определенная буква, поможет специальная таблица, которую можно найти в любом справочном пособии.

Элементы с цифро-буквенной маркировкой сейчас можно найти преимущественно в старой аппаратуре. В ходе ее ремонта часто приходится менять резисторы, поэтому необходимо уметь расшифровывать такое обозначение.

Сейчас в угоду минимизации отказались от буквенно-цифровых обозначений. На поверхность резисторов наносится маркировка кольцами или точками разных цветов. Чтобы определить по полоскам сопротивление резистора, следует начинать со смещенной к одному из выводов или самой широкой цветной полоски.

Набор цветов первых трех колец при 5 и 6-полосной раскраске означает шифр сопротивления резистора, цвет четвертого кольца обозначает определенное значение множителя для него. Цвет пятого кольца показывает точность изготовления резистора. При шестиполосной окраске цвет последнего кольца обозначает изменение сопротивления (процент) при перепаде температуры окружающей среды на 1 градус. Четырех и пятиполосная раскраска его не имеет.

При четырехполосной маркировке сопротивление резисторов определяется по цветам первых двух. Цвет третьей полосы — это множитель для точного определения сопротивления. Последняя полоса своей расцветкой говорит о допуске в процентах от номинала.

На электрической схеме резистор изображается в виде прямоугольника с размерами 4×10 мм. Рядом с изображением указывается буква R и цифра, обозначающая порядковый номер элемента на схеме, например, R1. Указывается также номинальное сопротивление. Как определить его по буквенно-цифровой маркировке, было рассказано выше.

Мощность рассеивания указывается на графическом изображении специальными метками, если этот параметр меньше 1 ватта. Как узнать мощность по ним подскажет таблица, приведенная ниже.

Если мощность рассеивания выше одного ватта, то внутри прямоугольника ставят римскую цифру. Например, V используется для мощности величиной 5 Вт, Х — 10 Вт и т. п.

Бывают случаи, когда нет возможности воспользоваться маркировкой, например, если она повреждена или стерта. В таком случае нужно знать, как измерить сопротивление специальным прибором. Это может быть омметр или мультиметр. Они мало чем отличаются, но последний является многофункциональным прибором. Принцип измерений основывается на законе Ома. Перед тем как проверить резистор, следует выставить рабочий режим и диапазон измеряемого сопротивления.

Алгоритм по измерению сопротивления используется такой:

Резистор является довольно простым элементом и по своему устройству, и по принципу работы. Поэтому его сопротивление определяется также довольно просто. Еще больше облегчают задачу онлайн-калькуляторы. Ими можно воспользоваться, если возникает необходимость рассчитывать сопротивление многих элементов, для соединения которых применяются разные способы, а также для расшифровки маркировки в виде цветных полос.

Что такое резистор? Особенности использования в цепи, как работает и как измерить сопротивление, назначение и классификация

Резистор представляет собой один из самых распространенных в электронике элементов.

Поэтому с ним знакомы все любители электроники, независимо от их уровня.

Содержимое обзора

Определение резистора

Базовым образом резистор можно определить как входящий в электрическую цепь элемент, функция которого — сопротивление току, идущему по данной цепи. Само по себе слово резистор пришло из латыни, в которой глагол «resisto» имеет значение «сопротивляться».

Соответственно у этого элемента есть второе неформальное обозначение «сопротивление». Фото резисторов весьма распространены в интернете и по ним можно составить представление о том, как выглядят их различные типы

Принцип функционирования резистора

Понять, каким образом функционирует данный элемент, несложно, если воспользоваться элементарной аналогией. Проводник с током можно сравнить с трубой, по которой течет вода.

Очевидно, что при возникновении препятствия для циркуляции воды по трубе (к примеру, при сужении ее диаметра) внутреннее давление жидкости увеличится.

Подобным образом все происходит и с резистором, при его действии увеличивается сопротивление и соответственно возрастает напряжение.

Цели, для которых может служить резистор

Установка резистора в цепи служит для таких целей, как

• Превращение силы тока в напряжение (а равным образом для противоположного действия);
• Ограничение идущего по проводнику тока с тем, чтобы он достиг требуемого показателя;
• Получение делителей напряжения (они могут в частности понадобиться в измерительном приборе);
• Снижение интенсивности колебаний и радиопомех. И целый ряд иных

В целом область применения резисторов весьма обширна, они присутствуют во всех современных электросхемах, и любой электроприбор в обязательном порядке содержит данные элементы..

Из чего состоят резисторы

Резисторы подразделяются на проволочные и непроволочные.

Основой проволочного служит каркас, выполненный из прессованного порошка либо из керамики. В этом случае необходимо использовать проволоку, которая выполнена из манганина, константана или нихрома. В этом случае получится добиться значительного показателя удельного сопротивления полупроводника.

Основу непроволочного резистора составляет диэлектрик, а ток в нем проводится через пленки или смеси. Данные элементы могут быть композиционными либо тонкослойными.

Размеры резисторов широко варьируются в зависимости от их назначения.

Разновидности резисторов

Распространены следующие виды резисторов:

• Регулируемые переменные или потенциометры, они используются для настройки показателей сигнала;
• Регулируемые подстроечные, они служат для настройки электрических цепей;
• Нерегулируемые или постоянные.

Также существуют элементы, в которых присутствуют полупроводники, в том числе варисторы, фоторезисторы и терморезисторы.

Помимо этого резисторы подразделяются на изделия общего и специального назначения. Последние обладают высокими показателями по одному из рабочих параметров:

• Высокоомные, эти детали имеют очень высокое сопротивление, которое измеряется в десятках или сотнях Мегаомов и может доходить до нескольких тераомов;
• Высоковольтные, в которых допустимое напряжение может составлять несколько десятков киловольт;
• Высокочастотные, допускается их эксплуатация на частоте, которая составляет несколько сотен мегагерц;

Помимо этого существуют прецизионные резисторы, в них достигается весьма незначительное отклонение параметров диапазоне от 0,001 до одного процента.

Основные параметры работы резисторы

Резисторы — это элементы, которые характеризуются целым рядом параметров. Различные виды сопротивления обладают определенными показателями этих параметров, что и обусловливает их использование по тому или иному назначению.

Ключевая характеристика резисторов — номинальное сопротивление, которое выражается в Омах. Среди прочих параметров необходимо упомянуть:

• Приемлемое отклонение от номинального сопротивления, его значение обусловлено технологией, по которой был произведен элемент;
• Коэффициент напряжения — показывает как сопротивление связано с поданным напряжением.
• Рассеиваемая мощность — наибольшее значение мощности, которую элемент способен рассеивать, если он подвергнется долговременной нагрузке.
• Электрическая прочность, определяемая предельным показателем напряжения. Подразумевается то наибольшее значение напряжения, при котором резистор не меняет свойств;
• Термостойкость и влагостойкость — максимальная температура и влажность, которые не наносят ущерба элементу и не ведут к его порче.
• Температурный коэффициент сопротивления
• Шум — уровень искажений сигнала, который был пропущен через резистор.

Маркировка резистора

В прошлом информацию, относящуюся к данному элементу, проставляли непосредственно на его корпусе. Но в наши дни резисторы стали значительно меньше.

• Помимо этого при роботизированной сборке платы может получиться так, что нанесенная на деталь информация расположена на той стороне, которая и повернута к этой плате.
• В результате в наши дни принята цветовая маркировка резисторов. Она выполняется с использованием цветовых колец.
• Кольца обозначают показатель сопротивления данного изделия, а также допустимое отклонение от него.

При этом различные цвета имеют установленные значения, поэтому, посмотрев на резистор, можно определить его пользовательские характеристики.

Соединение элементов

Существуют два способа соединения резисторов, а именно последовательное и параллельное.

При последовательном соединении для определения общего сопротивления нескольких элементов достаточно сложить показатели сопротивления для каждой из этих деталей

При параллельном соединении действует формула: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn. Таким образом, необходимо сложить величины, обратные показателям сопротивления всех имеющихся резисторов, что позволит получить величину, обратную общему сопротивлению.