Здравствуйте мои читатели! И особенно начинающие электронщики!!!
Продолжаем тему РЕЗИСТОРЫ…
Как на схемах обозначаются резисторы, надеюсь, Вы поняли! В первом уроке приведены, к сожалению, не все УГО резисторов, но мы их будем добавлять в библиотеку по мере возникновения такой необходимости.
Резисторов очень много и они делятся на группы в нескольких областях применения.
Какую же функцию выполняют резисторы? Эта функция очень проста – создать препятствие электрическому току до необходимого значения его величины и как следствие из этого по закону Ома на резисторе создаётся падение напряжения необходимой величины…
Начнём с габаритных размеров и мощности. По форме и размерам и соответственно мощности резисторы бывают очень маленьких ( микроскопических ) размеров – конструктивно они находятся на кристаллах микросхем, а есть резисторы очень большой мощности порядка 1 000 000 Ватт и конструктивно выполнены в виде солидного дома с большим количеством вентиляторов охлаждения и применяются в качестве балласта для генераторов электростанций. В широко распространенной электронике мощность резисторов от 0,05 Вт ( smd - 0201 ) до 5 Вт ( иногда больше, приблизительно до 100 Вт, но это встречается не так часто ).
Величина сопротивления резисторов бывает от сотых долей Ома до нескольких ГОм. Максимальная величина резистора, который мне пришлось применять, была 15 ГОм.
Область применения резисторов зависит от схемного решения и вот здесь все зависит от конструкторов радио и электроаппаратуры.
Самое широкое применение – это создание рабочих режимов и нагрузка каскадов.
На рис 1 резистор R н выполняет роль нагрузки в цепи коллектора транзистора. При изменении тока коллектора на резисторе изменяется напряжение и величина этого изменения является полезным сигналом. В схеме есть ещё один резистор R б – он задает рабочую точку на коллекторе транзистора за счет создания заданного тока базы. Как рассчитываются R н и R б мы будем изучать когда придет время расчета каскадов на активных элементах ( транзисторах или радиолампах ).
Следующая область применения резисторов – делители напряжения. Очень широкая область применения!
При равенстве резисторов R 1 и R 2 на выходе делителя напряжения будет напряжение равное половине напряжения питания. И у такого включения резисторов есть интересная область применения. Если вместо любого из резисторов установить резистор с зависимым ( нелинейным ) сопротивлением, получится датчик, выходное напряжение которого зависит от резистора с нелинейным сопротивлением. На резисторах с нелинейным сопротивлением создаются термометры ( терморезисторы ) и терморегуляторы, на тензорезисторах делают весы и датчики давления, на фоторезисторах делают датчики и регуляторы освещенности.
Ещё одна область применения делителей напряжения датчики перемещения и регуляторы величины сигнала – простейший вариант – регуляторы громкости, яркости и контрастности в телевизорах, радиоприёмниках и в звуковоспроизводящей аппаратуре.
Гасящие резисторы служат для того, чтобы на «своих плечах» погасить избыточное напряжение в схеме стабилизаторов напряжения, чтобы частично разгрузить транзистор, работающий в качестве регулирующего элемента. Иногда с регуляторах напряжения ( стабилизаторах ) устанавливают два или несколько транзисторов параллельно и здесь в схему устанавливают выравнивающие ток резисторы.
Из-за неидентичности параметров транзисторов, через один из транзисторов будет протекать ток больше чем через другие и, следовательно, будет сильнее нагреваться, для исключения неравенства параметров транзисторов в эмиттерные цепи транзисторов включены резисторы, создающие отрицательную обратную связь ( ООС – о ней мы так же будем беседовать в один из следующих уроков ) и токи через транзисторы практически выравниваются, а транзисторы нагреваются одинаково.
Ещё одна область применения резисторов – уравнивающие.
Уравнивающие резисторы, установленные параллельно диодам на работу диодного моста практического влияния не оказывают, но во время действия обратной полуволны, когда диоды заперты, уравнивают напряжения на ёмкостях запертых переходов повышая надежность схемы выпрямителя.
Разрядные резисторы – очень интересная область применения, незаметная во время работы, но это обеспечивает защиту человека при открытии аппаратуры при выключенном питании. Эти резисторы при отключении питания разряжают конденсаторы в высоковольтных цепях.
Остановлюсь на обзоре и варианта a ) и b ), вариант а) стандартное включение резистора, но Вам обязательно встретится и второй вариант. Если в первом варианте обычно устанавливаю резистор 470 кОм, то во втором варианте устанавливают два резистора по 240 кОм, что в принципе эквивалентно, но почему два, а не один? Секрета здесь нет – просто там установлены два smd -резистора, а у всех резисторов есть параметр о котором практически никогда не вспоминают – это максимальное ( в том числе импульсное ) напряжение… Если резистор по току и мощности выдержит такое напряжение, но его может перекрыть дуга между выводами. И такой параметр надо учитывать при разработке схем с высоким напряжением.
Очередной областью применения является согласование нагрузок.
Очень интересное направление, но обойтись без резисторов здесь не получается за редким исключением. Что же такое «согласование нагрузок»? Опять же всё просто, но только тогда когда понимаешь в чем же смысл задачи.
Хочу дополнить, что на схемах принципиальных электрических для резисторов применяется в качестве основного буквенного знака R , но есть ещё обозначение – это знак X , он обозначает реактивное значение ( в основном применяется для конденсаторов и индуктивностей) сопротивления и знак Z , он обозначает полное сопротивление радиоэлемента. В состав полного сопротивление радиоэлемента входит его активное сопротивление, реактивное ёмкостное и реактивное индуктивное.
Как идеально не изготавливают радиоэлементы, в итоговое значение параметра входят главный параметр ( для резисторов – это величина сопротивления ) и ёмкостная, и индуктивная составляющие. Их ещё называют «паразитными»! Если на постоянном токе и на низких частотах паразитные параметры не влияют на работу схемы, но с увеличением частоты эти параметры надо учитывать и применять радиоэлементы соответствующего исполнения!
И отдельно хочу отметить два типа резисторов: дополнительные сопротивления и шунты. Без этих резисторов невозможно сделать ни один измерительный прибор!
На рисунке приведены упрошенные схемы, но упрощение чисто символическое! Основой и того, и другого прибора является гальванометр, на схемах имеет условное обозначение G . И что самое интересное – гальванометр в вольтметре измеряет ТОК, а в амперметре измеряет НАПРЯЖЕНИЕ. Для того чтобы измерить напряжение надо подключить гальванометр к источнику напряжения или к необходимому участку схемы. При этом через гальванометр начнет протекать ток и вызовет отклонение стрелки прибора, но для отклонения на полную шкалу достаточно 50 mV , а вот остальное напряжение должно погаситься на R доп1 и R доп2. Величины этих резисторов рассчитываются по закону Ома исходя из максимального тока отклонения гальванометра. Для амперметров выпускаются специальные гальванометры именно на 75 mV по причине стандартизации шунтов. За очень редким исключением все шунты изготавливаются на 75 mV – это значит, что если на шунте указано 500 А то при этом токе напряжение на измерительных клеммах будет 75 mV.
О конструктивном исполнении дополнительных резисторов и шунтов мы поговорим в отдельном уроке. По измерительным приборам хочу добавить, что в современных мультиметрах, гальванометр заменили на цифровую измерительную схему, а всё остальное, как и в упрощенных приборах на схеме только на большем количестве деталей!!!
И очень широкая область применения резисторов – это частотно-зависимые цепи!
Из названия частотно-зависимые следует, что с изменением частоты параметры цепи изменяются, а так как резистор с изменением частоты свой параметр не изменяет, следовательно эту частотно-зависимую функцию он выполняет совместно с конденсатором, или с индуктивностью, или с конденсатором и индуктивностью. Вариантов схемного решения очень много.
На рис 8а приведен пример частотно-зависимой цепи выполняющей несколько функций: фильтр нижних частот – он пропускает только переменное напряжение от самого низкочастотного ( включая постоянный ток ) до определенной частоты; еще одна область применения этой цепи интегратор – накопитель энергии на конденсаторе, применение интеграторов обширно.
На рис 8 b показан фильтр верхних частот – он пропускает частоты от заданной низкой до самых высоких… Ещё одна область этой простой схемы дифференцирование сигнала ( самое простое – укорачивание импульсных сигналов ) – выделение первой производной сигнала.
А вот на рис 8с показан вариант объединения двух фильтров: нижних и верхних частот и в итоге получается очень интересная схема, получившая имя её автора – мост Вина. Область его применения обширна.
Более точное описание частотно-зависимых цепей мы будем рассматривать их по мере их появления в следующих материалах.
В основном я привел главные области, где применяются резисторы.
Спасибо за прочтение! Надеюсь, Вы почерпнули , что-то новенькое из этого материала. Желаю крепкого здоровья!!! И жду Ваши отзывы!
