Содержание
Н
а корпусах переменных подстроечных и регулировочных резисторов наносится тип, вид функциональной зависимости (для непроволочных), номинальное сопротивление и допуск (иногда код даты изготовления). Для подстроечных переменных резисторов, если не позволяют размеры, тип и функциональная зависимость (обычно для групп А) на корпусе не указываются. На рис. 2.1 приведены примеры маркировок на корпусах переменных резисторов.
Р
ис. 2.1. Сведения о маркировке переменных резисторов
Система обозначений
Все перечисленные выше особенности параметров обычно отражаются в полном наименовании потенциометра в технической или товаро-производственной документации.
Ниже приведена система обозначений переменных резисторов по действующим ТУ.
Рис. 2.2. Система обозначений переменных резисторов отечественных фирм.
Первый элемент (буквы и цифры) обозначает тип резистора и вариант конструкторского исполнения.
Второй элемент (буква) обозначает допустимую мощность рассеяния в ваттах.
Третий элемент (цифры и буквы) обозначает номинальное сопротивление.
Четвертый элемент (цифры) обозначает допустимое отклонение сопротивления от номинала (в %).
Пятый элемент (буква) обозначает зависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта.
Шестой элемент (цифры и буквы) обозначает вид выступающей части вала.
Седьмой элемент (цифры) обозначает размер выступающей части вала.
Восьмой элемент (буква) обозначает документ на поставку.
Ниже рассмотрим систему обозначений зарубежных резисторов на примере фирмы Bourns (рис. 2.3).
Первый элемент (буквы и цифры) обозначает серию (модель) переменного резистора.
Второй элемент (цифра) обозначает количество секций (групп) переменных резисторов (если секция одна, то данный элемент отсутствует).
Третий элемент (цифра или буква) обозначает расположение выводов и их форму (табл. 2.1.).
Четвертый элемент (буква) обозначает наличие («S») или отсутствие («N») дополнительного выключателя (в обозначении некоторых серий резисторов может отсутствовать).
Пятый элемент (цифры) обозначает длину вала в мм.
Шестой элемент (цифры) обозначает код номинального сопротивления
Рис. 2.3. Система обозначений переменных резисторов фирмы Bourns.
Расположение выводов резисторов относительно корпуса
Резистор (лат. resisto — сопротивляюсь) — один из наиболее распространенных радиоэлементов, а переменный резистор в простом транзисторном приемнике исчисляется до нескольких десятков, а в современном телевизоре — до нескольких сотен.
Переменный резистор — это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом.
Резисторы выступают как нагрузочные и токоограничительные элементы, делители напряжения, добавочные сопротивления и шунты в измерительных цепях и т. д. Основная задача резистора — оказывать сопротивление, то есть перекрывать протекание электротока. Сопротивление измеряют в омах, килоомах (1000 Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).
Резистор переменного тока.
Переменные резисторы осуществляют изменение сопротивления в процессе функционирования аппаратуры. Сопротивление резисторов меняется при разовой или периодической регулировке, но его не меняют в процессе функционирования аппаратуры. Они бывают одноэлементными и многоэлементными, с круговым и прямолинейным перемещением подвижного контакта, многооборотными и однооборотными, с выключателем и без него, с упором и без, с фиксацией и без фиксации подвижной системы, с наличием дополнительных отводов и без них.
Переменный резистор имеет как минимум три вывода: от концов токопроводящего элемента и щеточного контакта, по которым может перемещаться ток. Чтобы уменьшить размеры и упростить конструкцию, токопроводящий элемент выполняют в виде незамкнутого кольца, при этом щеточный контакт закрепляется на валике, при этом его ось проходит через центр. Во время вращения валика контакт меняет свое положение на поверхности токопроводящего элемента, вызывая изменение результатов сопротивления между ним и крайними выводами.
Непроволочные переменные резисторы.
Непроволочные переменные резисторы обладают токопроводящим слоем, который наносят на подковообразную пластинку из гетинакса или текстолита (резисторы СП, СПЗ-4) или вдавливают в дугообразную канавку керамического основания (резисторы СПО). В проволочном резисторе сопротивление создается с помощью высокоомного провода, который намотан в один слой на кольцеобразном барабане. Чтобы обеспечить надежное соединение между обмоткой и подвижным контактом, производят зачистку провода на глубину не менее четверти его диаметра, а иногда еще и полируют.
Переменные резисторы включаются в электрическую сеть в двух случаях. В первом они используются для регулирования тока в цепи, такой регулируемый резистор еще называют реостатом, в другом случае — для регулирования напряжения, его также называют потенциометром. Чтобы обеспечить регулирование тока в цепи, данный резистор может включаться при помощи двух выводов: от щеточного контакта и одного из концов токопроводящего элемента, что не является допустимым. Если в процессе регулирования случайно нарушится соединение щеточного контакта с токопроводящим элементом, то электрическая цепь окажется разомкнутой, что может привести к повреждению прибора.
Этого можно избежать, если соединить вывод токопроводящего элемента с выводом щеточного контакта. В данном случае, если и произойдет нарушение соединения, это не разомкнет электрическую цепь.
Промышленностью выпускаются следующие непроволочные переменные резисторы:
— Б — с логарифмической;
— В — с обратно-логарифмической зависимостью сопротивления, которое возникает между правым и средним выводами от угла поворота оси.
Наиболее востребованными являются резисторы группы А, их используют в радиотехнике, на схемах обычно не указывается характеристика изменения их сопротивления. В переменных резисторах нелинейных (логарифмических), на схеме указано символ резистора, который перечеркнут знаком нелинейного регулирования, а внизу помещают соответствующую математическую формулу закона изменения.
Резисторы групп Б и В отличаются от резисторов группы А своим токопроводящим элементом: на подковку таких резисторов наносится токопроводящий слой, который обладает удельным сопротивлением, которое меняется по длине. Проволочные резисторы имеют соответствующую форму каркаса, в них длина витка высокоомного провода меняется по соответствующему закону.
Размеры малогабаритных подстроечных резисторов.
На рисунке ниже вы можете видеть малогабаритные подстроечные резисторы (триммеры) Bourns и их габаритные размеры. Обратите внимание, что некоторые типы этих резисторов оказались 100% аналогами отечественных подстроечных резисторов: 3329Н — СПЗ-19А; 3362Р — СПЗ-19А; 3329Н — СПЗ-19Б; 3296W — СП5–2ВБ-0,5 Вт. Номинал на корпусе также обозначается цифровым кодом (можно видеть в таблице ниже).
Подстроечные резисторы BOURNS бывают разного конструктивного исполнения. Они обозначаются при помощи кода, который состоит из 4 цифр, обозначающих модель, буквы — характеризуют тип, цифры, описывают особенности конструкции и 3 цифр, которые обозначают номинал. Например, 3214W-1–103. Стандартный ряд номиналов подстроечных резисторов: 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1К, 2К, 5К, 10К, 20К, 25К, 50К, 100К, 200К, 250К, 500К, 1М.
Последняя цифра в обозначении номинала говорит о показателе степени числа 10, на которую необходимо умножить 2 первые цифры.
Резисторы относятся к наиболее простым, с точки зрения понимания и конструктивного исполнения, радиоэлектронным элементам. Однако при этом они занимают лидирующее место по применению в схемах различных электронных устройств. Поэтому очень важно научится применять их в практических целях, уметь самостоятельно рассчитать необходимые параметры и правильно выбрать резистор с соответствующими характеристиками. Этим и другим вопросам посвящена данная статья.
Основное назначение резисторов – ограничивать величину тока и напряжения в электрической цепи с целью обеспечения нормального режима работы остальных электронных компонентов электрической схемы, таких как транзисторы, диоды, светодиоды, микросхемы и т.п.
Главнейшим параметром любого резистора является сопротивление. Именно благодаря наличию сопротивления электронам становится сложнее перемещаться по электрической цепи, в результате чего снижается величина тока. Ввиду этого, сопротивление выполняет не только положительную роль – ограничивает ток, протекающий через другие радиоэлектронные элементы, но также является и паразитным явлением – снижает коэффициент полезного действия всего устройства. К паразитным относятся сопротивления проводов, различных соединений, разъемов и т.п. и его стремятся снизить.
Первооткрывателей такого свойства электрической цепи, как сопротивление является выдающийся немецкий ученый Георг Симон Ом, поэтому за единицу измерения электрического сопротивления приняли Ом. Наиболее практическое применение получили килоомы, мегаомы и гигаомы.
Расширенный список сокращений и приставок системы СИ физических величин, используемых в радиоэлектронике. Максимальное значение 1018 – экса, а минимальное – 10-18 – атто. Надеюсь, приведенная таблица станет полезной.
Условно резисторы подразделяются на два больших подвида: постоянные и переменные.
Постоянные резисторы
Постоянные резисторы могут иметь различное конструктивное исполнение, в основном отличающееся внешним видом и размерами. Характерной особенностью постоянных резисторов является постоянное значение сопротивления, которое не предусматривается изменять в процессе эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры.
Подстроечные резисторы
Подстроечные резисторы применяются для тонкой настройки отдельных узлов радиоэлектронной аппаратуры на этапе ее окончательной регулировки перед выдачей в эксплуатацию. Чаще всего подстроечные резисторы не имеют специальной регулировочной рукоятки, а изменение сопротивления выполняется с помощью отвертки, что предотвращает самопроизвольное изменение положения регулировочного узла, а соответственно и сопротивления.
В некоторых устройствах после окончательной их регулировки на корпус и поворотный винт подстроечного резистора наносится краска, которая предотвращает поворот винта при наличии вибраций. Также метка, нанесенная краской, служит одновременно и индикатором самопроизвольного поворота регулировочного винта, что можно визуально определить по срыву краски в месте поворотного и стационарного элементов корпуса.
В современных электронных устройствах получили широкое применение многооборотные подстроечные резисторы, позволяющие более тонко выполнять регулировку аппаратуры. Как правило, они имеют синий пластиковый корпус прямоугольной формы.
Переменные резисторы
Переменные резисторы применяются для изменения электрических параметров в схеме устройства непосредственно в процессе работы, например для изменения яркости света светодиодных ламп или громкости звука приемника. Часто, вместо «переменный резистор» говорят потенциометр или реостат.
Также к переменным резисторам относятся радиоэлементы, имеющие всего два вывода, а сопротивление их изменяется в зависимости от освещенности или температуры, например фоторезисторы или терморезисторы.
Потенциометры применяются для изменения величины силы тока или напряжения. Регулируемый параметр зависит от схемы включения.
Если переменный либо подстроечный резистор используется в качестве регулятора тока, но его называют реостатом.
Ниже приведены две схемы, в которых реостат применяется для регулировки величины тока, протекающего через светодиод VD. В конечном итоге изменяется яркость свечения светодиода.
Обратите внимание, в первой цепи задействованы все три вывода реостата, а во второй – только два – средний (регулирующий) и один крайний. Обе схемы полностью работоспособны и выполняют возлагаемые на них функции. Однако вторую цепь применять менее предпочтительно, поскольку свободный вывод реостата, как антенна, может «поймать» различные электромагнитные излучения, что повлечет за собой изменение параметров электрической цепи. Особенно не рекомендуется применять такую электрическую цепь в усилительных каскадах, где даже незначительная электромагнитная наводка приведет к непредсказуемой работе аппаратуры. Поэтому берем за основу первую схему.
Изменять величину напряжения потенциометром можно по такой схеме: параллельно источнику питания подключается два крайних вывода; между одним крайним и средним выводами можно плавно регулировать напряжение от 0 до напряжения источника питания. В данном случае, от нуля до 12 В. Потенциометр служит делителем напряжения, которому более подробно уделено внимание в отдельной статье.
Условное графическое обозначение (УГО) резисторов
На чертежах электрических схем в независимости от внешнего вида резистора его обозначают прямоугольником. Прямоугольник подписывается латинской буквой R с цифрой, обозначающей порядковый номер данного элемента на чертеже. Ниже указывается номинальное значение сопротивления.
В некоторых государствах УГО резистора имеет следующий вид.
Мощность рассеивания резистора
Резистор, как и любой другой элемент, обладающий активным сопротивлением, подвержен нагреву при протекании через него тока. Природа нагрева заключается в том, что при движении электроны встречают на своем пути препятствия и ударяются об них. В результате столкновений кинетическая энергия электрона передается препятствиям, что вызывает нагрев последних. Аналогично нагревается гвоздь, когда по нему долго бьют молотком.
Мощность рассеивания нормируемый параметр для любого резистора и если ее не выдерживать, то он перегреется и сгорит.
Мощность рассеивания P линейно зависит от сопротивления R и в квадрате от тока I
P=I 2 R
Значение допустимой P показывает, какую мощность способен рассеять резистор не перегреваясь выше допустимой температуры в течение длительного времени.
Как правило, чем выше P, тем большие размеры имеет резистор, чтобы отвести и рассеять больше тепла.
На чертежах электрических схем этот параметр наносится в виде определенных меток.
Если прямоугольник пустой – значит мощность рассеивания не нормирована, поэтому можно применять самый «маленький» резистор.
Более наглядные примеры расчета P можно посмотреть здесь.
Классы точности и номиналы резисторов
Ни один радиоэлектронный элемент невозможно выполнить со сто процентным соблюдением требуемых характеристик, так как точность связана с рядом параметров и технологических процессов, которым присуща погрешность, в основном связана с точностью производственного оборудования. Поэтому любая деталь или отдельный элемент имеют отклонение от заданных размеров или характеристик. Причем, чем меньший разброс характеристик, тем точнее производственное оборудование и выше конечная стоимость изделия. Поэтому далеко не всегда оправдано применение изделий с минимальными отклонениями характеристик. В связи с этим введены классы точности. В радиолюбительской практике наибольшее применение находят резисторы трех классов точности: I, II и III. Последним временем резисторы второго и третьего классов точности встречаются довольно редко, но мы их рассмотрим в качестве примера.
К I-му классу относится допуск отклонения сопротивления от номинального значения ±5%, II –му – ±10%, III –му – ±20%. Например, при номинальном значении сопротивления 100 Ом резистора I класса, допустимое отклонение может находиться в диапазоне 95…105 Ом; для II-го – 90…110 Ом; для III -го – 80…120 Ом.
Резисторы более высокого класса точности, с допуском 1% и менее, относятся к прецизионным. Они имеют более высокую стоимость, поэтому их применение оправдано только в измерительной и высокоточной технике.
Все стандартные значения сопротивлений I…III классов точности приведены выше в таблице, значения из которой могут умножаться на 0,1; 1, 10, 100, 1000 и т.д. Например, резисторы I-го класса изготавливаются со значениями 1,3; 13; 130; 1300; 13000; 130000 Ом и т.п.
В зависимости от класса точности, номинальные значения выпускаемых промышленностью резисторов строго стандартизированы. Например, если потребуется сопротивление 17 Ом I-го класса, то вы его не найдете, поскольку данный номинал не изготавливается в соответствующем классе точности. Вместо него следует выбрать ближайший номинал – 16 Ом или 18 Ом.
Маркировка резисторов
Маркировка резисторов служит для визуального восприятия ряда параметров, характерных для данных электронных элементов. Среди прочих параметров следует выделить три основных: номинальное значение сопротивления, класс точности и мощность рассеивания. Именно на эти параметры в первую очередь обращают внимание при выборе рассматриваемых радиоэлементов.
На протяжении долгих лет существовало много типов маркировки, однако постепенно, по мере развития технологических процессов, пару типов маркировки вытеснили все остальные.
На корпусах советских резисторов, которые все еще широко используются, наносится маркировка в виде цифр и букв. Латинские буквы «E» и «R», стоящие рядом с цифрами или только цифры, обозначают сопротивление в омах, например 21; 21E, 21R – 21 Ом. Буквы «k» и «M» означают соответственно килоомы и мегаомы. Например, если буква стоит перед цифрами или посреди них, то она одновременно служит десятичной точкой: 68к – 68 кОм; 6к8 – 6,8 кОм; к68 – 0,68 кОм.
Цветовая маркировка резисторов
Для большинства радиоэлектронных элементов сейчас применяется цветовая маркировка. Такой подход является вполне рациональный, поскольку цветные метки проще рассмотреть, чем цифры и буквы, поэтому хорошо распознаются даже на самых мелких корпусах.
Цветная маркировка резисторов наносится на корпус в виде четырех или пяти цветных колец или полос. В первом случае (4 полосы) первые две полосы обозначают мантису, а во втором (5 полос) – мантису обозначают три полосы. Третье или соответственно 4-е кольцо указывают множитель. Четвертое или пятое – допустимое отклонение в процентах от номинального сопротивления.
По моему мнению и личному опыту, гораздо удобней, проще и практичней измерять сопротивление мультиметром. Здесь наименьшая вероятность допустить ошибку, поскольку цвета колец не всегда четко различимы. Например, красный цвет можно принять за оранжевый и наоборот. Однако, выполняя измерения, следует избегать касания пальцами щупов мультиметра и выводов резистора. В противном случае тело человека зашунтирует резистор, и результаты измерений будут заниженные.
Маркировка SMD резисторов
Характерной особенностью SMD резисторов по сравнению с выводными аналогами являются минимальные габариты при сохранении необходимых характеристик.
В SMD компонентах отсутствуют гибкие выводы, вместо них имеются контактные площадки, посредством которых производится пайка SMD детали на аналогичные поверхности, предусмотренные на печатной плате. По этой причине SMD компоненты называют компонентами для поверхностного монтажа.
Благодаря смене традиционного корпуса на SMD упростился процесс автоматизации изготовления печатных плат, что позволило значительно снизить затраты время на изготовление электронного изделия, его массы и габаритов.
Маркировка SMD резисторов чаще всего состоит из трех цифр. Первые две указывают мантису ,а третья – множитель или количество нулей, следующих после двух предыдущих цифр. Например, маркировка 681 означает 68×101 = 680 Ом, то есть после числа 68 нужно прибавить один ноль.
Если все три цифры – нули, то это перемычка, сопротивление такого SMD резистора близкое к нулю.
