ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Коротко об истории и терминах
2. Резистор как деталь, обладающая активным сопротивлением
3. Резисторы, их виды и обозначения на схемах
4. Классификация резисторов по назначению
5. Маркировка резисторов с проволочными выводами
6. Шум резисторов
7. Основные электрические параметры резисторов
8. Практические расчёты резистивных цепей

Коротко об истории и терминах

Вопрос: что такое резистор?
Ответ: Ну, как - что?! Деталька такая, сопротивление!

Выходит, что резистор и сопротивление - это одно и то же? Или всё же не одно и то же? В этом имеет смысл разобраться прежде, чем делать следующие шаги. Но для этого полезно коротко, буквально в двух словах коснуться истории этого вопроса и договориться о смысле терминов которые мы будем применять в дальнейшем.

Начнём с того, что английскому слову резистор в русском языке при дословном переводе действительно соответствует русское слово "сопротивление". Однако смысловое значение и область использования этих двух слов не просто различны: это два совершенно разные физические понятия. Достаточно сказать, что резистор может быть только положительной величины, тогда как сопротивление - и положительным, и нулевым, и отрицательным. Сопротивление резистора всегда активное, тогда как у других элементах оно может быть и реактивным. Так чем же различаются эти два понятия? 

Сопротивление - это одна из основных физических величин классической электротехники наряду с другими понятиями - напряжением, током, мощностью, электрической ёмкостью, индуктивностью. 

Сопротивление, строго говоря, величина абстрактная в том смысле, что определяя по формуле закона Ома его значение, вы вовсе не обязательно имеете в виду какую либо деталь. Речь может идти просто о величине электрического сопротивления, а чего именно - в большинстве случаев вообще не имеет значения. В то же время в ряде случаев сопротивление - понятие вполне осязаемое: его можно не только вычислить по формуле, но и точно измерить прибором.

Резистор - это конкретная осязаемая деталь, которая всегда, во всех без исключения случаях обладает некоторым сопротивлением. Обязательно активным и положительным.  

Резистор помимо сопротивления может характеризоваться рядом других физических характеристик: предельным значением рассеиваемой мощности, допустимым приложенным напряжением и т.п., тогда как понятие сопротивление характеризуется только его значением в Омах (или др. производных единицах).

Итак, сопротивление - это физическая величина, характеризующая некоторые электрические свойства материи. А точнее - способность препятствовать свободному, без потерь, распространению электрической энергии.

В реальном материальном мире понятие электрического сопротивления присутствует всегда - по крайней мере до тех пор. пока имеет место самопроизвольное движение электронов (броуново движение).

Если допустить на минуту, что значение сопротивления может быть равно нулю, то тогда становится бессмысленной формула основного закона электротехники - закона Ома.

Между тем в практической электро- и особенно радиотехнике вполне корректными считаются понятия "нулевое сопротивление" и даже "отрицательное сопротивление". И это лишний раз подтверждает нашу мысль, что прежде всего надо четко ориентироваться в существующей терминологии.

Начнем с того, что физики различают сопротивления активные и реактивные. С активными сопротивлениями все очень просто: зто такие сопротивления, на которых при протекании любого тока (переменного или постоянного) часть электрической энергии обязательно необратимо преобразуется в тепловую. Иногда зто полезно (например, в нагревательных приборах), чаще - бесполезно и даже вредно (например, нагрев деталей внутри телевизора), но во всех случаях - неизбежно.

У реактивных сопротивлений протекающий ток не приводит к бесполезной потери энергии (по крайней мере, теоретически, если отбросить крайне незначительные потери, вызванные побочными причинами). Иными словами, они не нагреваются протекающим током.

Но у реактивных сопротивлений есть два существенных отличия от активных сопротивлений. Во-первых, реактивность может проявляться только на переменном токе, и при этом значение реактивного сопротивления напрямую зависит от частоты переменного тока. А во-вторых, сам термин "реактивное сопротивление" весьма условен и означает лишь, что в данной электрической цепи при данной частоте конденсатор или катушка индуктивности ведут себя не только как емкость или индуктивность, но и обладают некоторым последовательно включенным сопротивлением. Значение этого сопротивления эквивалентно значению такого же активного сопротивления, с той весьма существенной разницей, что на этом реактивном сопротивлении нет потери электрической энергии в виде тепла.

Резистор как деталь, обладающая активным сопротивлением

Резисторы - неотъемлемая и наиболее часто используемая деталь любого современного радиотехнического или электронного устройства. Сегодня невозможно представить себе радиоприемник, телевизор, осциллограф или магнитофон без единого резистора. Однако так было не всегда. Например, в первых детекторных радиоприемниках не было ни одного резистора, что не мешало осуществлять на них уверенный прием нескольких станций. И в первых искровых телеграфных передатчиках тоже не было резисторов.

Резисторы появились тогда, когда в них возникла потребность. А чтобы понять, почему возникла потребность, надо уяснить, какие функции выполняют в схеме резисторы.

На заре радиотехники таких функций было не более трех-четырех, поэтому и самих резисторов в схеме любого радиоаппарата было, как принято говорить, раз-два - и обчелся. В современной радиоаппаратуре любого назначения резисторы выполняют без преувеличения десятки различных функций, а потому, к примеру, схема телевизора насчитывает порой не одну сотню резисторов.

Вот далеко не полный перечень функций, которые сегодня выполняют в радиоприемной, измерительной и другой аппаратуре постоянные и переменные резисторы:

1. Понижение напряжения источника питания до нужного значения при помощи "гасящих" резисторов и потенциометрических делителей;
2. выделение переменной составляющей полезного сигнала из смеси постоянного и переменного тока при помощи "нагрузочных" резисторов;
3. регулирование добротности резонансных систем и расширение пределов измерения стрелочных приборов магнитоэлектрической и электромагнитной систем при помощи резисторов - "шунтов"', интегрирование и дифференцирование импульсных сигналов при помощи RС-цепей;
4. формирование время задающих цепей в устройствах отсчета времени;
5. преобразование изменений температуры в электрический сигнал при помощи термисторов и позисторов;
6. преобразование изменений яркости света и освещенности в электрический сигнал при помощи фоторезисторов;
7. преобразование изменений напряженности магнитного поля в электрический сигнал при помощи магниторезисторов;
8. ограничение по максимуму значения постоянных, переменных и импульсных напряжений при помощи варисторов;
9. ограничение начального броска тока в выпрямителях с большой емкостью входного конденсатора фильтра;
10. стабилизация протекающего тока при помощи барретеров и урдоксов, регулирование полезных электрических сигналов, приводящее к изменению "потребительских" функций радиоаппарата (громкость и тембр звучания, яркость, контрастность и цветовая насыщенность изображения, настройка на принимаемую станцию и т.п.) при помощи переменных резисторов - потенциометров', регулирование и подбор оптимальных (заданных) режимов питания и уровней полезных сигналов внутри схемы радиоаппарата в процессе его регулировки и настройки при помощи "установочных" переменных резисторов особой конструкции.

Резисторы, их виды и обозначения на схемах.

Как ни крути, но если Вы не знаете обозначения элементов на схемах и вообще не знаете, что такое радиосхема, то Вы - не электронщик! Но это дело поправимо, не переживайте ;-). Было бы желание - будут и знания! Я вам помогу.

Каждый радиоэлемент на схеме имеет свое название и обозначение. Есть оно и у резистора. Резисторы бывают постоянными и переменными.

В жизни постоянные резисторы могут выглядеть примерно вот так:

Слева мы видим резистор, который рассеивает очень большую мощность, поэтому он такой большой. Справа мы видим маленький крохотный SMD резистор, который рассеивает очень маленькую мощность, но при этом отлично выполняет свою функцию. 

А вот так выглядит постоянный резистор на электрических схемах:

Наше отечественное изображение резистора показывают прямоугольником (слева), а заморский вариант (справа), или как говорят - буржуйский, используется в иностранных радио схемах.

А вот так выглядит маркировка мощности на них:

Далее мощность маркируется с помощью римских цифр.

Переменные резисторы выглядят как-то так:

Переменный резистор, который управляет напряжением называется потенциометром, а тот, который управляет силой тока - реостатом. Здесь заложен принцип Делителя напряжения и Делителя тока соответственно.

Вот так обозначаются переменные резисторы на схемах:

Соответственно отечественный и зарубежный вариант.

А вот и их цоколевка (расположение выводов):

Переменники, у которых сопротивление можно менять только при помощи отвертки или шестигранного ключика, называются подстроечными переменными резисторами. У них есть специальные пазы, для регулировки сопротивления.

А вот так обозначаются подстроечные резисторы:

Чтобы включить его как реостат, нам нужно два вывода соединить вместе.

Также существуют и другие виды резисторов. Это могут быть термисторы, варисторы, фоторезисторы. 

Термисторы - это резисторы на основе полупроводниковых материалов. Их сопротивление резко зависит от температуры окружающей среды. Есть такой важный параметр, как ТКС - тепловой коэффициент сопротивления. Грубо говоря, этот коэффициент показывает на сколько изменится сопротивление термистора при изменении температуры окружающей среды. Этот коэффициент может быть как отрицательный, так и положительный. Если ТКС отрицательный, то такой термистор называют термистором :-), а если ТКС положительный, то такой термистор называют позистором. 

Какой еще нафиг ТКС, что к чему? Не замарачивайтесь, все просто :-). У термисторов при увеличении температуры окружающей среды сопротивление падает. У позисторов с увеличением температуры окружающей среды растет и сопротивление.

Так как термисторы обладают отрицательным коэффициентом (NTC — Negative Temperature Coefficient — отрицательный ТКС), а позисторы положительным коэффициентом (РТС — Positive Temperature Coefficient — положительный ТКС), то и на схемах они будут обозначаться соответствующим образом.

Есть также особый класс резисторов, которые резко изменяют свое сопротивление при увеличении напряжения - это варисторы.

Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а также от импульсных скачков напряжения. Допустим у нас скаканула напруга, при этом также сразу же резко увеличилось сопротивление варистора, тогда сила тока, протекающего в цепи будет ничтожно малой и не причинит вред цепи.

На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:

Большой популярностью также пользуются фоторезисторы. Весь прикол заключается в том, что они изменяют свое сопротивление, если на них посветить. В этих целях можно применять как солнечный свет, так и искусственный, например от фонарика.

На схемах они обозначаются вот таким образом:

В настоящее время резисторы используются абсолютно во всей радиоаппаратуре. Переменные резисторы регулируют громкость ваших компьютерных колонок. Фоторезисторы и термисторы используются в охранно-пожарной сигнализации, как высокочувствительные датчики. Не знание схемотехники резисторов - это все равно, что не знание таблицы умножения.

Материал взят отсюда

Классификация резисторов

Выпускаемые отечественной промышленностью резисторы классифицируются по различным признакам. В зависимости от характера изменения сопротивления резисторы разделяют на постоянные — значение сопротивления фиксировано и переменные — с изменяющимся значением сопротивления.

В зависимости от назначения резисторы делятся на общего назначения и специальные (прецизионные, сверхпрецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

Резисторы общего назначения используются в качестве нагрузок активных элементов, поглотителей, делителей в цепях питания, элементов фильтров, шунтов, в RC — цепях формирования импульсных сигналов и т.д. Диапазон номинальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом...10 МОм, номинальные мощности рассеяния — 0,125... 100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального значения ±1; ±2; ±5; ±10; ±20 %. Примерами резисторов общего назначения служат С2-33, Р1-12 и др..

Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы отличаются высокой стабильностью параметров и высокой точностью изготовления (допуск ±0,0005...0,5 %). Данные резисторы применяются в основном в измерительных приборах, системах автоматики. Диапазон этих резисторов значительно шире, чем резисторов общего назначения. Примерами служат резисторы Р1-72, Р2-67, С2-10, С2-29, С2-36, Р1-16, Р1-8 и др. Высокочастотные резисторы отличаются малыми собственными индуктивностью и емкостью и предназначены для работы в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах. Примерами служат резисторы Р1-69.

Высоковольтные резисторы рассчитаны на работу при больших (от единиц до десятков киловольт) напряжениях. Примерами высоковольтных резисторов служат Р1-32, Р1-35, С2-33НВ и др.

Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номинальных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом. Высокомегаомные резисторы применяются в цепях с рабочим напряжением до 400 В и обычно работают в режиме малых токов. Мощности рассеяния их невелики (до 0,5 Вт). Примером служит резистор Р1-33.

В зависимости от способа защиты от внешних факторов резисторы делятся на неизолированные, изолированные, герметизированные и вакуумные.

Неизолированные резисторы с покрытием или без него не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры. Пример: Р1-69. 

Изолированные резисторы имеют изоляционное покрытие (лак, компаунд, пластмасса) и допускают касание корпусом шасси и токоведущих частей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Примеры: С5-35В, С5-36В, С5-37В, С5-43В, С5-47В и др.

Герметизированные резисторы имеют герметичную конструкцию корпуса, которая исключает влияние окружающей среды на его внутреннее пространство. Герметизация осуществляется, с помощью опрессовки специальным компаундом.

Вакуумные резисторы имеют резистивный элемент, помещенный в стеклянную вакуумную колбу.

По способу монтажа резисторы подразделяются на резисторы для навесного и печатного монтажа, для микромодулей и интегральных микросхем.

Проволочные — резисторы, в которых резистивным элементом является высокоомная проволока (изготавливается из высокоомных сплавов: константан, нихром, никелин).

Непроволочные — резисторы, в которых резистивным элементом являются пленки или объемные композиции с высоким удельным сопротивлением. Металлофольговые — резисторы, в которых резистивным элементом является фольга определенной конфигурации.

Непроволочные резисторы можно разделить на тонкопленочные (толщина слоя в нанометрах), толстопленочные (толщина в долях миллиметра), объемные (толщина в единицах миллиметра). Примеры: С2-23, С2-33, С2-14, Р1-32, Р1-35, Р1-12 и др. 

Тонкопленочные резисторы подразделяются на металлодиэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным элементом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и металла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла; углеродистые и бороуглеродистые, проводящий элемент которых представляет собой пленку пиролитического углерода или борорганических соединений. К толстопленочным относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводящего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими наполнителями, пластификаторами или отвердителем. После термообработки образуется монолитный слой с необходимым комплексом параметров. Примеры: С2-33, Р1-72, С2-10, С2-36, Р1-8 и др.

В объемных резисторах в качестве связующего компонента используют органические смолы или стеклоэмали. Проводящим компонентом является углерод.

В резистивных керметных слоях основным проводящим компонентом являются металлические порошки и их смеси, представляющие собой керамическую основу с равномерно распределенными частицами металла. Резисторы классифицируются на постоянные резисторы (сопротивление которых не регулируется), переменные регулируемые резисторы (потенциометры, реостаты, подстроечные резисторы) и различные специальные резисторы, например: нелинейные (которые, строго говоря, не являются обычными резисторами из-за нелинейности ВАХ), терморезисторы (с большой зависимостью сопротивления от температуры), фоторезисторы (сопротивление зависит от освещённости), тензорезисторы (сопротивление зависит от деформации резистора), магниторезисторы и пр.

По используемому материалу резисторы классифицируются на:

• Проволочные резисторы. Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы иногда изготавливают из микропровода. 
• Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. Иногда, для повышения сопротивления, в плёнке прорезается канавка. Это наиболее распространённый тип резисторов. 
• Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлургическая лента. 
• Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.
• Полупроводниковые резисторы. Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов труднее. 

Резисторы, выпускаемые промышленностью

Выпускаемые промышленностью резисторы одного и того же номинала имеют разброс сопротивлений. Значение возможного разброса определяется точностью резистора. Выпускают резисторы с точностью 20 %, 10 %, 5 %, и т. д. вплоть до 0,01 %[1]. Номиналы резисторов не произвольны: их значения выбираются из специальных номинальных рядов, наиболее часто из номинальных рядов E12 или E24 (для резисторов с точностью до 5 %), для более точных резисторов используются более точные ряды (например E48).

Резисторы, выпускаемые промышленностью характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0,125Вт 0,25Вт 0,5Вт 1Вт 2Вт 4Вт?) (Согласно ГОСТ 24013-80 и ГОСТ 10318-80 советской радиотехнической промышленностью выпускались резисторы следующих номиналов мощностей, в Ваттах, Вт.: 0.01, 0.025, 0.05, 0.062, 0.125, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 500)[А.А.Бокуняев, Н.М, Борисов, Р.Г. Варламов и др. Справочная книга радиолюбителя-конструктора.-М.Радио и связь 1990-624с.: ISBN 5-256-00658-4]

Маркировка резисторов

Маркировка резисторов с проволочными выводами

Резисторы, в особенности малой мощности — чрезвычайно мелкие детали, резистор мощностью 0,125Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой невозможно. Поэтому, при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения (К — для килоомов, М — для мегаомов, E или R для единиц Ом). Например 4K7 обозначает резистор, сопротивлением 4,7 кОм, 1R0 — 1 Ом, 120К — 120 кОм и т. д. Однако и в таком виде читать номиналы трудно. Поэтому, для особо мелких резисторов применяют маркировку цветными полосками.

Следует отметить, что иногда встречаются резисторы с 5-ю полосами, но стандартной (5 или 10%) точностью. В этом случае первые две полосы задают первые знаки номинала, третья - множитель, четвёртая - точность, а пятая - температурный коэффициент.

Пример

Допустим на резисторе видим 4 полоски коричневую, чёрную, красную, золотую. Первые две полоски дают 1 0, третья 100, четвёртая даёт точность 5 %, итого резистор сопротивлением 10•100 Ом = 1 кОм, с точностью ±5 %.