Резистор наряду с конденсатором и дросселем - наиболее популярный элемент электронных и электротехнических устройств.
Резистор как компонент, что непосредственно следует из буквального перевода его названия, оказывает определенное сопротивление протекающему через него току, в результате чего в соответствии с законом Ома на нем происходит падение напряжения.
В процессе расчета и анализа электрических схем различного назначения классический резистор рассматривается как двухполюсник, а его сопротивление считается активным. Последнее означает, что переменное напряжения, приложенное к резистору, совпадает по фазе с протекающим через него током.
Основные параметры компонента
Основные параметры резистора как элемента различных схем – сопротивление и мощность. Первый параметр настолько важен, что на профессиональном арго специалистов резистор часто называют именно сопротивлением. От мощности зависит максимальный ток, на который рассчитан резистор. При увеличении допустимой рассеиваемой мощности наибольший ток возрастает, но одновременно увеличиваются габариты элемента.
Резисторы делятся также на постоянные и переменные. Последние снабжены линейным или угловым движком, при перемещении которого происходит изменение сопротивления. В большинстве случаев движок выполнен в форме электрода, с которого можно снимать (или к которому можно прикладывать) напряжение. В режиме съема напряжения такой компонент носит специальное название потенциометр.
Режимы использования резистора
В конкретных электрических схемах резистор может функционировать в трех различных формах. В простейшем случае он вносит в цепь протекания тока постоянное сопротивление. Схемное обозначение данного элемента показано на рисунке 1 слева.
При необходимости изменения сопротивления потребуется переменный резистор, который включают по схеме, изображенной на рисунке 1 в центре. Для регулирования сопротивления выполняют линейное или угловое (в зависимости от конкретного исполнения) перемещение движка.
При использовании переменного резистора в режиме потенциометра его включают по схеме рисунка 1 справа, а с электрода движка снимают напряжение, которое меняется в зависимости от положения движка. Для достижения линейной характеристики регулирования ток через сам резистор должен по крайней мере в несколько раз превышать ток, отводимый через движок регулятора.
Резисторы специальных разновидностей
При решении некоторых схемных задач применяют специальные разновидности резисторов.
В их перечень входят:
- варисторы, у которых сопротивление зависит от падения напряжения;
- термисторы с зависимостью сопротивления от температуры;
- фоторезисторы, сопротивление которых зависит от интенсивности падающего на них света.
Разновидности исполнения
Классическим резистором считается выводной элемент. Постоянные резисторы этой разновидности обычно имеют форму цилиндра с двумя осевыми выводами (см. рисунок 1), за которые его впаивают в электрическую схему.
В тех ситуациях, когда резистор используется в составе схем, которые функционируют на частотах в десятки и сотни МГц, сильно мешающее действие начинает оказывать индуктивность его выводов. Для устранения этого недостатка применяют безвыводные или SMD-резисторы, которые запаивают на печатную плату прямо на корпус.
Переменный резистор чаще всего изготавливают с тремя независимыми выводами, рисунок 3. Режим его использования (обычный переменный резистор или потенциометр) определяют уже соединениями на плате.
Конструкция резистора
Исторически первыми появились т.н. проволочные резисторы, рабочий элемент которых представляет собой проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, намотанную на керамическое трубчатое основание. Величину сопротивления регулируют материалом и диаметром проволоки, а также количеством витков и диаметром основания. В настоящее время такие конструкции сохранились только в компонентах с высокой мощностью рассеивания, а также в прецизионных лабораторных изделиях.
Рабочим элементом металлопленочных резисторов служит пленка из различных окислов и композитных материалов.
Достаточно распространены также угольные резисторы, рабочий слой которых представляет собой слой графита. Для изменения сопротивления такого элемента слой графита может снабжаться спиралевидной проточкой, который меняет его ширину и увеличивает длину до заданного значения.
Необходимую механическую прочность пленочным и угольным резисторам придает слой краски. На нее же наносится необходимая информация о мощности, сопротивлении и классе точности элемента. Информацию представляют как кольцевым кодом, что видно на рисунке 2 сверху, так и в буквенно-цифровой форме.