Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках и пр. Применений очень много, всех и не перечесть.
Другое название резистора – сопротивление. По сути, это просто игра слов, так как в переводе с английского resistance – это сопротивление (электрическому току).
Когда речь заходит об электронике, то порой можно встретить фразы типа: "Замени сопротивление", "Два сопротивления сгорели". В зависимости от контекста под сопротивлением может подразумеваться именно электронная деталь.
На схемах резистор обозначается прямоугольником с двумя выводами. На зарубежных схемах его изображают чуть-чуть иначе. "Тело" резистора обозначают ломаной линией – своеобразная стилизация под первые образцы резисторов, конструкция которых представляла собой катушку, намотанную высокоомным проводом на изоляционном каркасе.
Рядом с условным обозначением указывается тип элемента (R ) и его порядковый номер в схеме (R1 ). Здесь же указано его номинальное сопротивление. Если указана только цифра или число, то это сопротивление в Омах. Иногда, рядом с числом пишут Ω – так, греческой заглавной буквой "Омега" обозначают омы. Ну, а, если так, – 10к , то этот резистор имеет сопротивление 10 кило Ом (10 кОм – 10 000 Ом). Про множители и приставки "кило", "мега" можете .
Не стоит забывать о переменных и подстроечных резисторах, которые всё реже, но ещё встречаются в современной электронике. Об их устройстве и параметрах я уже рассказывал на страницах сайта.
Основные параметры резисторов.
Номинальное сопротивление.
Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.
Рассеиваемая мощность.
Более подробно о мощности резистора я уже писал .
При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.
На графическом обозначении резистора внутри прямоугольника мощность обозначается наклонной, вертикальной или горизонтальной чертой. На рисунке обозначено соответствие графического обозначения и мощности указанного на схеме резистора.
К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт. Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.
Если необходим резистор мощностью более 2 Вт (5 Вт и более), то внутри прямоугольника на условном графическом обозначении пишется римская цифра. Например, V – 5 Вт, Х – 10 Вт, XII – 12 Вт.
Допуск.
При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах.
Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение. Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.
Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.
Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.
Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25...0,05%.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС).
Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). За рубежом принято сокращение T.C.R.
В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью. Более подробно о таком параметре, как ТКС, я рассказывал .
Первые три параметра основные, их надо знать!
Перечислим их ещё раз:
Номинальное сопротивление (маркируется как 100 Ом, 10кОм, 1МОм...)
Рассеиваемая мощность (измеряется в Ваттах: 1 Вт, 0,5 Вт, 5 Вт...)
Допуск (выражается в процентах: 5%, 10%, 0,1%, 20%).
Так же стоит отметить конструктивное исполнение резисторов. Сейчас можно встретить как микроминиатюрные резисторы для поверхностного монтажа (SMD-резисторы), которые не имеют выводов, так и мощные, в керамических корпусах. Существуют и невозгораемые, разрывные и прочее. Перечислять можно очень долго, но основные параметры у них одинаковые: номинальное сопротивление , рассеиваемая мощность и допуск .
В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента. Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2...3 ватт. Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.
Новичкам в электронике хотелось бы рассказать и о том, что кроме резисторов, цветовыми полосами маркируют и миниатюрные конденсаторы в цилиндрических корпусах. Иногда это вызывает путаницу, так как такие конденсаторы ложно принимают за резисторы.
Таблица цветового кодирования.
Рассчитывается сопротивление по цветным полосам так. Например, три первых полосы – красные, последняя четвёртая золотистого цвета. Тогда сопротивление резистора 2,2 кОм = 2200 Ом.
Первые две цифры согласно красному цвету – 22, третья красная полоса, это множитель. Стало быть, по таблице множитель для красной полосы – 100. На множитель необходимо умножить число 22. Тогда, 22 * 100 = 2200 Ом. Золотистая полоса соответствует допуску в 5%. Значит, реальное сопротивление может быть в пределе от 2090 Ом (2,09 кОм) до 2310 Ом (2,31 кОм). Мощность рассеивания зависит от размеров и конструктивного исполнения корпуса.
На практике широкое распространение имеют резисторы с допуском 5 и 10%. Поэтому за допуск отвечают полосы золотого и серебристого цвета. Понятно, что в таком случае, первая полоса находится с противоположной стороны элемента. С неё и нужно начинать считывание номинала.
Но, как быть, если резистор имеет небольшой допуск, например 1 или 2% ? С какой стороны считывать номинал, если с обеих сторон присутствуют полосы красного и коричневого цветов?
Этот случай предусмотрели и первую полосу размещают ближе к одному из краёв резистора. Это можно заметить на рисунке таблицы. Полоски, обозначающие допуск расположены дальше от края элемента.
Конечно, бывают случаи, когда нет возможности считать цветовую маркировку резистора (забыли таблицу, стёрта/повреждена сама маркировка, некорректное нанесение полос и пр.).
В таком случае, узнать точное сопротивление резистора можно только, если измерить его сопротивление мультиметром или омметром. В таком случае вы будете 100% знать его реальную величину. Также при сборке электронных устройств рекомендуется проверять резисторы мультиметром для того, чтобы отсеить возможный брак.
Чаще всего встречаются неисправности резисторов, связанные с выгоранием токопроводящего слоя или нарушением контакта между ним и хомутиком. Для всех случаев дефектов существует простой тест. Разберемся, как проверить резистор мультиметром.
Типы мультиметров
Прибор бывает стрелочным или цифровым. Для первого не требуется источник питания. Он работает как микроамперметр с переключением шунтов и делителей напряжения в заданные режимы измерений.
Цифровой мультиметр показывает на экране результаты сравнения разницы между эталонными и измеряемыми параметрами. Для него нужен влияющий на точность измерений по мере разрядки. С его помощью производится тестирование радиодеталей.
Виды неисправностей
Резистором называют электронный компонент с определенным или переменным значением электрического сопротивления. Перед тем как проверить резистор мультиметром, его осматривают, визуально проверяя исправность. Прежде всего определяется целостность корпуса по отсутствию на поверхности трещин и сколов. Выводы должны быть надежно закреплены.
Неисправный резистор часто имеет полностью обгоревшую поверхность или частично - в виде колечек. Если покрытие немного потемнело, это еще не характеризует наличие неисправности, а говорит лишь о его нагреве, когда выделяемая на элементе мощность в какой-то момент превысила величину допустимой.
Деталь может выглядеть как новая, даже если внутри оборвется контакт. У многих здесь возникают проблемы. Как проверить резистор мультиметром в данном случае? Необходимо наличие принципиальной схемы, по которой производятся замеры напряжения в определенных точках. Для облегчения поиска неисправностей в электрических цепях бытовой техники выделяются контрольные точки с указанием на них величины этого параметра.
Проверка резисторов производится в самую последнюю очередь, когда нет сомнений в следующем:
- полупроводниковые детали и конденсаторы исправны;
- на печатных платах нет сгоревших дорожек;
- отсутствуют обрывы в соединительных проводах;
- соединения разъемов надежны.
Все вышеперечисленные дефекты появляются со значительно большей вероятностью, чем выход из строя резистора.
Характеристики резисторов
Величины сопротивлений стандартизованы в ряды и не могут принимать любые значения. Для них задаются допустимые отклонения от номинала, зависимые от точности изготовления, температуры среды и других факторов. Чем дешевле резистор, тем больше допуск. Если при измерении величина сопротивления выходит за его пределы, элемент считается неисправным.
Еще одним важным параметром является мощность резистора. Одной из причин преждевременного выхода детали из строя является ее неправильный выбор по этому параметру. Мощность измеряется в ваттах. Ее выбирают такой, на которую он рассчитан. На схеме условного обозначения мощность резистора определяется по знакам:
- 0,125 Вт - двойная косая черта;
- 0,5 Вт - прямая продольная черта;
- римская цифра - величина мощности, Вт.
Резистор для замены выбирается по тем же параметрам, что и неисправный.
Проверка резисторов на соответствие номиналам
Для проверки необходимо найти значения сопротивлений. Их можно увидеть по порядковому номеру элемента на схеме или в спецификации.
Измерение сопротивления является самым распространенным способом проверки резистора. В данном случае определяется соответствие номиналу и допуску.
Величина сопротивления должна быть в пределах диапазона, который на мультиметре устанавливается переключателем. Щупы подключаются к гнездам COM и VΩmA. Перед тем как проверить резистор тестером, сначала определяется исправность его проводов. Их замыкают между собой, и прибор должен показать величину сопротивления, равную нулю или немного больше. При измерениях малых сопротивлений эта величина вычитается из показаний прибора.
Если энергии элементов питания недостаточно, обычно получается сопротивление, отличное от нуля. В этом случае следует заменить батарейки, поскольку точность измерений будет низкой.
Новички, не зная, как проверить резистор на работоспособность мультиметром, часто касаются руками щупов прибора. Когда измеряются величины в килоомах, это недопустимо, поскольку получаются искаженные результаты. Здесь следует знать, что тело также имеет определенное сопротивление.
При фиксации прибором величины сопротивления, равной бесконечности, это является показателем наличия обрыва (на экране горит "1"). Редко встречается наличие пробоя резистора, когда его сопротивление равно нулю.
После измерения полученное значение сравнивается с номиналом. При этом учитывается допуск. Если данные совпадают, резистор исправен.
Когда появляются сомнения в правильности показаний прибора, следует замерить величину сопротивления исправного резистора с тем же номиналом и сравнить показания.
Как измерить сопротивление, когда номинал неизвестен?
Установка максимального порога при измерении сопротивления не обязательна. В режиме омметра можно установить любой диапазон. Мультиметр из-за этого не выйдет из строя. Если прибор покажет "1", что означает бесконечность, порог следует увеличивать, пока на экране не появится результат.
Функция прозвонки
А еще как проверить резистор мультиметром на исправность? Распространенным способом является прозвонка. Положение переключателя для данного режима обозначается значком диода с сигналом. Знак сигнала может быть отдельно, верхняя граница срабатывания его не превышает 50-70 Ом. Поэтому резисторы, номиналы которых превышают порог, прозванивать не имеет смысла. Сигнал будет слабым, и его можно не услышать.
При значениях сопротивления цепи ниже граничного значения прибор издает писк через встроенный динамик. Прозвонка делается путем создания напряжения между точками схемы, выбранными с помощью щупов. Чтобы данный режим работал, нужны подходящие источники питания.
Проверка исправности резистора на плате
Сопротивление замеряют, когда элемент не подключен к остальным в схеме. Для этого нужно освободить одну из ножек. Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая из схемы? Это делается только в особых случаях. Здесь необходимо проанализировать схему подключений на наличие шунтирующих цепей. Особенно на показания прибора влияют полупроводниковые детали.
Заключение
Решая вопрос, как проверить резистор мультиметром, необходимо разобраться, как измеряется электрическое сопротивление и какие пределы устанавливаются. Прибор предназначен для ручного применения и следует запомнить все приемы использования щупов и переключателя.
Переменный резистор (реостат) — электрический аппарат, изобретённый Иоганном Христианом Поггендорфом, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления… Ну и бла-бла-бла… В двух словах, речь пойдет о том как, из подстроечного многооборотного резистора сделать полноценный переменный с возможностью крепления на панели прибора.
В радиолюбительской природе существует три типа переменных резисторов — однооборотные, многооборотные и ползунковые. О ползунковых здесь больше не будет сказано ни слова. Как понятно из определения первые могут вращаться всего на один оборот, если точнее где-то на 270°, то вторые на величину более 1-го оборота. Однооборотные резисторы применяют там, где не особо критична величина сопротивления от положения вала резистора, многооборотные естественно там, где критично. Посмотрим примеры.
Пример 1. «Классический» регулируемый источник напряжения на LM317. Диапазон регулировки примем 1,25 — 12 В. Угол отклонения вала резистора от нулевого сопротивления до максимального — 270°, это величина примерная, точная величина указана в справочном листе на конкретный резистор. Так же примем, что напряжение на выходе источника питания будет изменятся по линейному закону в зависимости от сопротивления нашего подопытного, F(y)=x. Наш диапазон выходного напряжения, 10,75 В, разделим на угол отклонения 270° и получим примерно 0,04 В на 1° поворота резистора. Этого достаточно для точной установки выходного напряжения с шагом 0,1 В. Вывод: нас устроит однооборотный резистор.
Пример 2. Аналого- цифровое преобразование (АЦП) на микроконтроллере (МК). Примем, что переменный резистор работает как делитель напряжения, МК преобразовывает входящее в него напряжение в цифровую информацию величиною 10 бит, а что бы было понятнее, преобразовывает напряжение в диапазоне, пусть будет, 0 — 5 В в числовое значение 0 — 1023. Проведем расчет как в примере 1. Разделим количество наших значений АЦП 1024 (0 в цифровом мире всегда учитывается, поэтому значений у нас 1024) на 270°. Получили примерно 3,8. То есть, при повороте вала резистора на 1° значение АЦП изменяется почти на 4 значения! Вся ваша точность 10 битного АЦП сводится на НЕТ. Вот тут и делаем вывод, что однооборотный переменный резистор нам не подходит. А возьмем, к примеру, резистор на 10 оборотов и посмотрим. 10 оборотов — это 3600°, делим 1024 на 3600 и получаем 0,28. То есть, при повороте вала резистора на 1° значение АЦП изменится на 0,28 (для справки, значение АЦП всегда целая величина и никаких сотых и десятых некогда не будет, это только для примера). Для изменения значения АЦП на одну единицу необходимо повернуть вал на 3,5°.
Я думаю, что из выше приведенных примеров понятно, какой резистор необходимо применять в сложившейся ситуации. Если с цифрами все ясно, то слова АЦП и LM317 можете спросить у дяди google.
Существует еще одна классификация резисторов с изменяемыми параметрами: собственно переменный и подстроечный. Сразу оговорюсь, что в дальнейшем в этой статье я буду рассматривать многооборотный резистор. Так вот, подстроечный резистор маленький и устанавливается, в большинстве случаев, на плату. Настройка производится отверткой и при нормальной эксплуатации прибора его никто не трогает.
На картинке выше показан самый распространенный многооборотный подстроечник. Его цена составляет примерно 0,3$. А вот чистокровные переменные резисторы отличаются габаритами, имеют крепеж для монтажа на панель и в большинстве случаев соединяются с платой проводами.
У таких резисторов, по сравнению с подстроечными, больше мощность, ресурс и есть возможность установки ручки-крутилки. А цена составляет примерно 2,8$. Для постоянного изменения параметров необходимо использовать именно переменный резистор. Но если его не оказалось под рукой, смущает цена, да и не часто то я его крутить буду… Можно сделать из подстроечного переменный.
Найденные в интернете такие самоделки меня не впечатлили. А припаяться к латунному валу подстроечника меня совсем убило, так можно и со старту ресурс к нулю свести. Решил сделать по-своему. За основу взял небольшой однооборотный переменник отечественного производства:
Разобрал его:
Мне очень повезло, вал и ползунок не склепаны между собой. Из всего этого мне понадобится только крепежный фланец с резьбой и валом. Сперва спиливаем у фланца лишнее, делаем две параллельные грани:
Хвостовик вала необходимо немного сточить и параллельно расширять шлиц в подстроечнике. Подгоняем одно к другому, что бы вал заходил в шлиц без подклинивания. «Корпус» нового резистора изготавливаем из полоски жести. Одеваем полоску на фланец, сперва просверлив в ней отверстие, а потом закручиваем гайку и загибаем торчащие лепестки. Находим положение соосности подстроечника с валом и подкладываем кусочки жести в нужных местах. Сверлим два отверстия для установки винтов, которые будут стягивать боковины, тем самым удерживать подстроечник на своем месте. Должно получится так.
(постоянными резисторами), а в этой части статьи поговорим о , или переменных резисторах .
Резисторы переменного сопротивления , или переменные резисторы являются радиокомпонентами, сопротивление которых можно изменять от нуля и до номинального значения. Они применяются в качестве регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра в звуковоспроизводящей радиоаппаратуре, используются для точной и плавной настройки различных напряжений и разделяются на потенциометры и подстроечные резисторы.
Потенциометры применяются в качестве плавных регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра, служат для плавной регулировки различных напряжений, а также используются в следящих системах, в вычислительных и измерительных устройствах и т.п.
Потенциометром называют регулируемый резистор, имеющий два постоянных вывода и один подвижный. Постоянные выводы расположены по краям резистора и соединены с началом и концом резистивного элемента, образующим общее сопротивление потенциометра. Средний вывод соединен с подвижным контактом, который перемещается по поверхности резистивного элемента и позволяет изменять величину сопротивления между средним и любым крайним выводом.
Потенциометр представляет собой цилиндрический или прямоугольный корпус, внутри которого расположен резистивный элемент, выполненный в виде незамкнутого кольца, и выступающая металлическая ось, являющаяся ручкой потенциометра. На конце оси закреплена пластина токосъемника (контактная щетка), имеющая надежный контакт с резистивным элементом. Надежность контакта щетки с поверхностью резистивного слоя обеспечивается давлением ползунка, выполненного из пружинных материалов, например, бронзы или стали.
При вращении ручки ползунок перемещается по поверхности резистивного элемента, в результате чего сопротивление изменяется между средним и крайними выводами. И если на крайние выводы подать напряжение, то между ними и средним выводом получают выходное напряжение.
Схематично потенциометр можно представить, как показано на рисунке ниже: крайние выводы обозначены номерами 1 и 3, средний обозначен номером 2.
В зависимости от резистивного элемента потенциометры разделяются на непроволочные и проволочные .
1.1 Непроволочные.
В непроволочных потенциометрах резистивный элемент выполнен в виде подковообразной или прямоугольной пластины из изоляционного материала, на поверхность которых нанесен резистивный слой, обладающий определенным омическим сопротивлением.
Резисторы с подковообразным резистивным элементом имеют круглую форму и вращательное перемещение ползунка с углом поворота 230 — 270°, а резисторы с прямоугольным резистивным элементом имеют прямоугольную форму и поступательное перемещение ползунка. Наиболее популярными являются резисторы типа СП, ОСП, СПЕ и СП3. На рисунке ниже показан потенциометр типа СП3-4 с подковообразным резистивным элементом.
Отечественной промышленностью выпускались потенциометры типа СПО, у которых резистивный элемент впрессован в дугообразную канавку. Корпус такого резистора выполнен из керамики, а для защиты от пыли, влаги и механических повреждений, а также в целях электрической экранировки весь резистор закрывается металлическим колпачком.
Потенциометры типа СПО обладают большой износостойкостью, нечувствительны к перегрузкам и имеют небольшие размеры, но у них есть недостаток – сложность получения нелинейных функциональных характеристик. Эти резисторы до сих пор еще можно встретить в старой отечественной радиоаппаратуре.
1.2. Проволочные.
В проволочных потенциометрах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе, по ребру которого перемещается подвижный контакт. Для получения надежного контакта между щеткой и обмоткой контактная дорожка зачищается, полируется, или шлифуется на глубину до 0,25d.
Устройство и материал каркаса определяется исходя из класса точности и закона изменения сопротивления резистора (о законе изменения сопротивления будет сказано ниже). Каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо, или же берут готовое кольцо, на которое укладывают обмотку.
Для резисторов с точностью, не превышающей 10 – 15%, каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо. Материалом для каркаса служат изоляционные материалы, такие как гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, или металл – алюминий, латунь и т.п. Такие каркасы просты в изготовлении, но не обеспечивают точных геометрических размеров.
Каркасы из готового кольца изготавливают с высокой точностью и применяют в основном для изготовления потенциометров. Материалом для них служит пластмасса, керамика или металл, но недостатком таких каркасов является сложность выполнения обмотки, так как для ее намотки требуется специальное оборудование.
Обмотку выполняют проводами из сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением, например, константан, нихром или манганин в эмалевой изоляции. Для потенциометров применяют провода из специальных сплавов на основе благородных металлов, обладающих пониженной окисляемостью и высокой износостойкостью. Диаметр провода определяют исходя из допустимой плотности тока.
2. Основные параметры переменных резисторов.
Основными параметрами резисторов являются: полное (номинальное) сопротивление, форма функциональной характеристики, минимальное сопротивление, номинальная мощность, уровень шумов вращения, износоустойчивость, параметры, характеризующие поведение резистора при климатических воздействиях, а также размеры, стоимость и т.п. Однако при выборе резисторов чаще всего обращают внимание на номинальное сопротивление и реже на функциональную характеристику.
2.1. Номинальное сопротивление.
Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе. Согласно ГОСТ 10318-74 предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ом, килоом или мегаом.
У зарубежных резисторов предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ом, килоом и мегаом.
Допускаемые отклонения сопротивлений от номинального значения установлены в пределах ±30%.
Полным сопротивлением резистора считается сопротивление между крайними выводами 1 и 3.
2.2. Форма функциональной характеристики.
Потенциометры одного и того же типа могут отличаться функциональной характеристикой, определяющей по какому закону изменяется сопротивление резистора между крайним и средним выводом при повороте ручки резистора. По форме функциональной характеристики потенциометры разделяются на линейные и нелинейные : у линейных величина сопротивления изменяется пропорционально движению токосъемника, у нелинейных она изменяется по определенному закону.
Существуют три основных закона: А — Линейный, Б – Логарифмический, В — Обратно Логарифмический (Показательный). Так, например, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между средним и крайним выводом резистивного элемента изменялось по обратному логарифмическому закону (В). Только в этом случае наше ухо способно воспринимать равномерное увеличение или уменьшение громкости.
Или в измерительных приборах, например, генераторах звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов используются переменные резисторы, также требуется, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому (Б) или обратному логарифмическому закону. И если это условие не выполнить, то шкала генератора получится неравномерной, что затруднит точную установку частоты.
Резисторы с линейной характеристикой (А) применяются в основном в делителях напряжения в качестве регулировочных или подстроечных.
Зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки резистора для каждого закона показано на графике ниже.
Для получения нужной функциональной характеристики большие изменения в конструкцию потенциометров не вносятся. Так, например, в проволочных резисторах намотку провода ведут с изменяющимся шагом или сам каркас делают изменяющейся ширины. В непроволочных потенциометрах меняют толщину или состав резистивного слоя.
К сожалению, регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Часто владельцам аудиоаппаратуры, эксплуатируемой длительное время, приходится слышать шорохи и треск из громкоговорителя при вращении регулятора громкости. Причиной этого неприятного момента является нарушение контакта щетки с токопроводящим слоем резистивного элемента или износ последнего. Скользящий контакт является наиболее ненадежным и уязвимым местом переменного резистора и является одной из главной причиной выхода детали из строя.
3. Обозначение переменных резисторов на схемах.
На принципиальных схемах переменные резисторы обозначаются также как и постоянные, только к основному символу добавляется стрелка, направленная в середину корпуса. Стрелка обозначает регулирование и одновременно указывает, что это средний вывод.
Иногда возникают ситуации, когда к переменному резистору предъявляются требования надежности и длительности эксплуатации. В этом случае плавное регулирование заменяют ступенчатым, а переменный резистор строят на базе переключателя с несколькими положениями. К контактам переключателя подключают резисторы постоянного сопротивления, которые будут включаться в цепь при повороте ручки переключателя. И чтобы не загромождать схему изображением переключателя с набором резисторов, указывают только символ переменного резистора со знаком ступенчатого регулирования . А если есть необходимость, то дополнительно указывают и число ступеней.
Для регулирования громкости и тембра, уровня записи в звуковоспроизводящей стереофонической аппаратуре, для регулирования частоты в генераторах сигналов и т.д. применяются сдвоенные потенциометры , сопротивления которых изменяется одновременно при повороте общей оси (движка). На схемах символы входящих в них резисторов располагают как можно ближе друг к другу, а механическую связь, обеспечивающую одновременное перемещение движков, показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной пунктирной линией.
Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку указывается согласно их позиционному обозначению в электрической схеме, где R1.1 является первым по схеме резистором сдвоенного переменного резистора R1, а R1.2 — вторым. Если же символы резисторов окажутся на большом удалении друг от друга, то механическую связь обозначают отрезками пунктирной линии.
Промышленностью выпускаются сдвоенные переменные резисторы, у которых каждым резистором можно управлять отдельно, потому что ось одного проходит внутри трубчатой оси другого. У таких резисторов механическая связь, обеспечивающая одновременное перемещение, отсутствует, поэтому на схемах ее не показывают, а принадлежность к сдвоенному резистору указывают согласно позиционному обозначению в электрической схеме.
В переносной бытовой аудиоаппаратуре, например, в приемниках, плеерах и т.д., часто используют переменные резисторы со встроенным выключателем, контакты которого задействуют для подачи питания в схему устройства. У таких резисторов переключающий механизм совмещен с осью (ручкой) переменного резистора и при достижении ручкой крайнего положения воздействует на контакты.
Как правило, на схемах контакты включателя располагают возле источника питания в разрыв питающего провода, а связь выключателя с резистором обозначают пунктирной линией и точкой, которую располагают у одной из сторон прямоугольника. При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней.
4. Подстроечные резисторы.
Подстроечные резисторы являются разновидностью переменных и служат для разовой и точной настройки радиоэлектронной аппаратуры в процессе ее монтажа, наладки или ремонта. В качестве подстроечных используют как переменные резисторы обычного типа с линейной функциональной характеристикой, ось которых выполнена «под шлиц» и снабжена стопорным устройством, так и резисторы специальной конструкции с повышенной точностью установки величины сопротивления.
В основной своей массе подстроечные резисторы специальной конструкции изготавливают прямоугольной формы с плоским или кольцевым резистивным элементом. Резисторы с плоским резистивным элементом (а ) имеют поступательное перемещение контактной щетки, осуществляемое микрометрическим винтом. У резисторов с кольцевым резистивным элементом (б ) перемещение контактной щетки осуществляется червячной передачей.
При больших нагрузках используются открытые цилиндрические конструкции резисторов, например, ПЭВР.
На принципиальных схемах подстроечные резисторы обозначаются также как и переменные, только вместо знака регулирования используется знак подстроечного регулирования.
5. Включение переменных резисторов в электрическую цепь.
В электрических схемах переменные резисторы могут применяться в качестве реостата (регулируемого резистора) или в качестве потенциометра (делителя напряжения). Если в электрической цепи необходимо регулировать ток, то резистор включают реостатом, если напряжение, то включают потенциометром.
При включении резистора реостатом задействуют средний и один крайний вывод. Однако такое включение не всегда предпочтительно, так как в процессе регулирования возможна случайная потеря средним выводом контакта с резистивным элементом, что повлечет за собой нежелательный разрыв электрической цепи и, как следствие, возможный выход из строя детали или электронного устройства в целом.
Чтобы исключить случайный разрыв цепи свободный вывод резистивного элемента соединяют с подвижным контактом, чтобы при нарушении контакта электрическая цепь всегда оставалась замкнута.
На практике включение реостатом применяют тогда, когда хотят переменный резистор использовать в качестве добавочного или токоограничивающего сопротивления.
При включении резистора потенциометром задействуются все три вывода, что позволяет его использовать делителем напряжения. Возьмем, к примеру, переменный резистор R1 с таким номинальным сопротивлением, которое будет гасить практически все напряжение источника питания, приходящее на лампу HL1. Когда ручка резистора выкручена в крайнее верхнее по схеме положение, то сопротивление резистора между верхним и средним выводами минимально и все напряжение источника питания поступает на лампу, и она светится полным накалом.
По мере перемещения ручки резистора вниз сопротивление между верхним и средним выводом будет увеличиваться, а напряжение на лампе постепенно уменьшаться, отчего она станет светить не в полный накал. А когда сопротивление резистора достигнет максимального значения, напряжение на лампе упадет практически до нуля, и она погаснет. Именно по такому принципу происходит регулирование громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре.
Эту же схему делителя напряжения можно изобразить немного по-другому, где переменный резистор заменяется двумя постоянными R1 и R2.
Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать о резисторах переменного сопротивления
. В заключительной части рассмотрим особый тип резисторов, сопротивление которых изменяется под воздействием внешних электрических и неэлектрических факторов — .
Удачи!
Литература:
В. А. Волгов — «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры», 1977 г.
В. В. Фролов — «Язык радиосхем», 1988 г.
М. А. Згут — «Условные обозначения и радиосхемы», 1964 г.
Электрическая цепь невозможна без наличия в ней сопротивления, что подтверждается законом Ома. Именно поэтому резистор по праву считается самой распространенной радиодеталью. Такое положение вещей говорит о том, что знание тестирования таких элементов всегда может пригодиться при ремонте электротехники. Рассмотрим ключевые вопросы, связанные с тем, как проверить обычный резистор на исправность, пользуясь тестером или мультиметром.
Основные этапы тестирования
Несмотря на разнообразие резисторов, у обычных элементов этого класса линейная ВАХ, что существенно упрощает проверку, сводя ее к трем этапам:
- внешний осмотр;
- радиодеталь тестируется на обрыв;
- осуществляется проверка соответствия номиналу.
Если с первым и вторым пунктом все понятно, то с последним есть нюансы, а именно, необходимо узнать номинальное сопротивление. Имея принципиальную схему, сделать это не составит труда, но вся беда в том, что современная бытовая техника довольно редко комплектуется технической документацией. Выйти из создавшего положения можно, определив номинал по маркировке. Кратко расскажем как это сделать.
Виды маркировок
На компонентах, выпущенных во времена Советского Союза, было принято указывать номинал на корпусе детали (см. рис.1). Этот вариант не требовал расшифровки, но при повреждении целостности конструкции или выгорании краски могли возникнуть проблемы с распознаванием текста. В таких случаях всегда можно было обратиться к принципиальной схеме, которой комплектовалась вся бытовая техника.
Рисунок 1. Резистор «УЛИ», на корпусе виден номинал детали и допускЦветовое обозначение
Сейчас принята цветовая маркировка, представляющая собой от трех до шести колец разной окраски (см. рис. 2). Не надо видеть в этом происки врагов, поскольку данный способ позволяет установить номинал даже на сильно поврежденной детали. А это весомый фактор, учитывая, что современные бытовые электроприборы не комплектуются принципиальными схемами.
Рис. 2. Пример цветовой маркировки
Информацию по расшифровке данного обозначения на компонентах несложно найти в интернете, поэтому приводить ее в рамках этой статьи не имеет смысла. Есть также множество программ-калькуляторов (в том числе и онлайн), позволяющих получить необходимую информацию.
Маркировка SMD элементов
Компоненты навесного монтажа (например, smd резистор, диод, конденсатор и т.д.) стали маркировать цифрами, но ввиду малого размера деталей эту информацию требовалось зашифровать. Для сопротивлений, в большинстве случаев, принято обозначение из трех цифр, где первые две – это значение, а последняя – множитель (см. рис. 3).
Рис. 3. Пример расшифровки номинала SMD резистора
Внешний осмотр
Нарушение штатного режима работы вызывает перегрев детали, поэтому, в большинстве случаев, определить проблемный элемент можно по внешнему виду. Это может быть как изменение цвета корпуса, так и его полное или частичное разрушение. В таких случаях необходимо заменить сгоревший элемент.
Рисунок 4. Яркий пример того, как может сгореть резистор
Обратите внимание на фото сверху, компонент, отмеченный как «1», явно нуждается в замене, в то время как соседние детали «2» и «3» могут оказаться рабочими, но их требуется проверить.
Проверка на обрыв
Действия производятся в следующем порядке:
Если модель прибора, которым вы пользуетесь, отличается от того, что приведен на рисунке, ознакомьтесь с прилагающейся к мультиметру инструкцией.
- Касаемся щупами выводов проблемного элемента на плате. Если деталь «не звонится» (мультиметр покажет цифру 1, то есть бесконечно большое сопротивление), можно констатировать, что проверка показала обрыв в резисторе.
Обратим внимание, что данное тестирование можно проводить, не выпаивая элемент с платы, но это не гарантирует 100% результат, поскольку тестер может показать связь через другие компоненты схемы.
Проверка на номинал
Если деталь выпаяна, то этот этап позволит гарантированно показать ее работоспособность. Для тестирования нам необходимо знать номинал. Как определить его по маркировке, было написано выше.
Алгоритм наших действий следующий:
Что такое допуск, и насколько он важен?
Эта величина показывает возможное отклонение у данной серии от указанного номинала. В правильно рассчитанной схеме должен учитываться этот показатель, либо после сборки производится соответствующая наладка. Как вы понимаете, наши друзья из «Поднебесной» не утруждают себя этим, что положительно отражается на стоимости их товара.
Результат такой политики был показан на рисунке 4, деталь работает какое-то время, пока не наступает предел запаса ее прочности.
- Принимаем решение, сравнив показания мультметра с номиналом, если расхождение выходит за пределы погрешности, деталь однозначно нуждается в замене.
Как тестировать переменный резистор?
Принцип действий в данном случае не сильно отличается, распишем их на примере детали, изображенной на рисунке 7.
Рис. 7. Подстроечный резистор (внутренняя схема отмечена красным кругом)
Алгоритм следующий:
- Проводим измерение между ножками «1» и «3» (см. рис. 7) и сравниваем полученное значение с номиналом.
- Подключаем щупы к выводам «2» и любому из оставшихся («1» или «3», значения не имеет).
- Вращаем подстроечную ручку и наблюдаем за показаниями прибора, они должны меняться в диапазоне от 0 до величины, полученной в пункте 1.
Как проверить резистор мультиметром, не выпаивая на плате?
Такой вариант тестирования допустим только с низкоомными элементами. При номинале более 80-100 Ом, с большой вероятностью, на измерение будут влиять другие компоненты. Окончательно можно дать ответ, только внимательно изучив принципиальную схему.
