Jak určit hodnotu odporu podle barevných pruhů?
Rezistor je obvodový prvek používaný k omezení proudu v elektrických obvodech. Za vynálezce rezistoru je považován anglický fyzik Henry Cavendish: v roce 1776 začal studovat měrný odpor vodičů a následně vyvinul první drátové rezistory. O 150 let později, na konci roku 1920, vytvořil fyzik B.I Kaminsky první bezdrátové uhlíkové rezistory a o pár let později se objevily metalizované rezistory se zlepšenými tepelnými vlastnostmi. Zdokonalování rezistorů pokračuje dodnes.
Základní požadavky na rezistory jsou uvedeny v GOST 28608-90 (IEC 115-1-82 ve stejné normě najdete odkazy na další normy, které pojednávají o specifických požadavcích a zkušebních metodách);
Typy rezistorů
Pevné rezistory jsou klasifikovány podle několika kritérií. První z nich je založen na způsobu instalace. Existují SMD rezistory a rezistory pro povrchovou montáž a montáž do průchozího otvoru. V poslední době k těmto dvěma skupinám přibyla třetí skupina – rezistory zabudované do plošného spoje. Maximální ztrátový výkon SMD rezistorů velikostí 01005. 2512 je 0,031–1 W, resp., pro rezistory pro povrchovou montáž a montáž do průchozího otvoru je 0,125–1000 W.
Odpory se také dělí na izolované a neizolované. Neizolované typy odporů neumožňují kontakt s jinými součástmi a živými částmi výrobku, zatímco izolované typy mají izolační povlak a jsou chráněny před elektrickým kontaktem. Pro ochranu životního prostředí jsou k dispozici uzavřené typy rezistorů.
Rezistory jsou také klasifikovány podle výrobní technologie. Existují dva typy – drátové a bezdrátové. Bezdrátové rezistory jsou rozděleny do následujících typů:
- uhlík
- kov-uhlík
- kov-dielektrikum
- oxid kovu;
- kovová fólie
- film:
- tenký film;
- tlustý film.
Kromě toho existuje klasifikace rezistorů v závislosti na jejich účelu:
- přesné a ultra přesné rezistory s povolenou odchylkou odporu od jmenovité hodnoty v rozmezí 0,0005–0,5 %;
- vysokofrekvenční rezistory s minimální parazitní indukčností a kapacitou;
- vysokonapěťové rezistory pro provoz v obvodech s napětím do desítek kilovoltů;
- vysokoodporové rezistory s odporem až několik TOhmů;
- rezistory snímající proud a rezistory s ultranízkým odporem až do 100 μOhm;
- vysokoteplotní rezistory s provozními teplotami do +200–300 °C.
Barevné kódování rezistorů
Označení rezistorů pro montáž průchozích otvorů je na Obr. 1. Obrázek 2 ukazuje barevné kódování. První tři pruhy vlevo označují hodnotu odporu, čtvrtý pruh je násobitel, pátý ukazuje odchylku hodnoty odporu od nominální hodnoty a šestý kóduje teplotní koeficient odporu (TCR). Pokud je použito 5řádkové značení, pak nejsou žádné informace o TKS. U 4pásmového značení také chybí kódování TKS a hodnota odporu je kódována pouze dvěma levými pruhy. U 5- a 6-pásmového značení jsou v mantise čísla odporu použity 3 číslice, což umožňuje označit všechny hodnoty odporu rezistorů z řady E48, E96 a E192. Například rezistory 332 kOhm mohou být označeny pouze 5- a 6-cestnými značkami a nemohou být označeny 4-cestnými značkami.
Rýže. 1. Barevné kódování rezistorů
Rýže. 2. Dekódování barevného kódování
V opačném případě se provádí značení SMD rezistory. Při označování rezistorů s odporem větším než 10 ohmů třemi číslicemi první dvě číslice zobrazují počáteční hodnotu odporu a poslední číslice udává počet nul. Například označení „473“ znamená odpor 47000 47 Ohmů = 4703 kOhm. Pokud je použito čtyřmístné značení, první tři číslice představují počáteční hodnotu a poslední číslice představuje počet nul. Například označení „470“ kóduje odpor 000 470 ohmů = 10 kohmů. Při označování rezistorů s odporem menším než 4 Ohmů se jako čárka používá symbol R. Označení „7R4,7“ tedy kóduje odpor 47 Ohmů a označení „R0,47“ znamená odpor 2 Ohmů. Upozorňujeme, že u třímístného označení může být povolená odchylka od jmenovité hodnoty ±5 %, ±10 % nebo ±1 %, u čtyřmístného označení je povolená odchylka od jmenovité hodnoty ±XNUMX %.
Nuance výběru
Při výběru rezistoru se návrháři obvykle řídí jmenovitou hodnotou odporu, přípustnou odchylkou odporu od jmenovité hodnoty a ztrátovým výkonem. Zpravidla je takový přístup oprávněný, ale existují výjimky. Uvažujme dva speciální případy.
Nejprve se podívejme na zjednodušený obvod ekvivalentní rezistoru znázorněný na obr. 3. Jsou na něm použita tato označení: RН – ideální odpor; RК — odporový přechodový odpor, ROd — izolační odpor rezistoru (v našem případě lze tento odpor zanedbat); LR a CR – parazitní indukčnost a rezistorová kapacita.
Bohužel se nelze zbavit parazitních parametrů rezistorů. Vodič, kterým prochází proud, vytváří magnetické pole, a proto má indukčnost. Je snadné vidět, že největší indukčnost mají obyčejné drátové rezistory, které jsou cívkou se vzduchovým jádrem. Tento stejný typ rezistoru má také nejvyšší parazitní kapacitu v důsledku dodatečné mezizávitové kapacity. Speciální mikrovlnné rezistory mají minimální parazitní parametry. Typicky se jedná o filmové rezistory nebo rezistory vyrobené ve formě tenké čtvercové pokovené desky
Občas se můžete setkat s pojmem „neindukční rezistor“, ale to je jen marketingový tah, takový rezistor má minimální, ale ne nulovou indukčnost. „Neindukční“ rezistory se obvykle nazývají drátové rezistory s bifilárním (kontraparalelním) vinutím. Náklady na takové odpory jsou vyšší kvůli zvýšené spotřebě drátu.
Ekvivalentní obvod rezistoru je tedy oscilační obvod. Vlastní frekvence oscilačního obvodu je popsána známým výrazem ω = √1/(LR×CR) a stupeň útlumu je β = (RН/2) × √CR/LR.
Rýže. 3. Zjednodušený obvod ekvivalentní rezistoru
Pro použití v mikrovlnných obvodech s frekvencemi několika gigahertzů nebo několika desítek gigahertzů se používají speciální vysokofrekvenční rezistory s minimálními parazitními indukčnostmi a kapacitami. V tomto případě je hodnota rezonanční frekvence extrémně vysoká a nemá vliv na činnost obvodu. Zdálo by se, že v obvodech s frekvencemi několika desítek nebo stovek megahertzů mohou být parazitní parametry zanedbány, ale nejde jen o frekvenci: se strmými čely pulzu i o malé frekvenci může rezonanční obvod generovat zvonění při pulzu přední, které se přidají k vlnkám na sběrnicích distribuované energetické soustavy.
Je třeba mít na paměti, že když je odpor pevně namontován, dochází k dodatečné indukční a kapacitní vazbě se sousedními součástmi a vodiči. SMD rezistory mají díky minimální délce přívodu nejnižší parazitní parametry.
Dalším příkladem případu, kdy nesprávná volba typu rezistoru může vést k potížím, jsou měřicí obvody s úrovněmi mikrovoltového signálu. Je důležité, aby v takových obvodech vstupní stupeň měřicí cesty generoval co nejmenší šum. Připomeňme, že rezistor R je také generátor šumu, definovaný výrazem:
kde: E je spektrální hustota šumu, měřená v nV/√Hz; K je Boltzmannova konstanta (= 1,38×10 −25); T je teplota ve stupních Kelvina.
Tepelný šum závisí pouze na jmenovité hodnotě rezistoru. Existují však dva typy šumu, které závisí na typu rezistoru. První je šum 1/f, někdy nazývaný blikání nebo růžový šum, a druhý je NI, aditivní šum. V současné době neexistuje konsenzus o povaze šumu 1/f, který je vlastní všem prvkům elektrického obvodu bez výjimky. Předpokládá se, že je způsobena heterogenitou materiálu a nedokonalou technologií výroby. NI šum závisí pouze na materiálu rezistoru. Například NI šum je nejvyšší pro uhlíkové a tlustovrstvé rezistory a nejnižší pro metalizované a drátové rezistory. Výrobce zpravidla poskytuje informace o hluku, ale pokud je nemůžete najít v dokumentaci, doporučujeme kontaktovat technickou podporu společnosti.
Použití rezistorů
Na závěr uvádíme dva příklady použití rezistorů.
Dělič napětí (obr. 4) je nejjednodušší a nejběžnější obvodový prvek. Výstupní napětí děliče V2 se vypočítá podle vzorce:
Rýže. 4. Obvod děliče napětí
Méně triviálním příkladem je matice R-2R. Jako příklad na Obr. Obrázek 5 ukazuje 4-kaskádovou matici. Podobná matice se používá v DAC; počet stupňů matice určuje její kapacitu. Výstupní napětí matice znázorněné na Obr. 4, se určuje z následujícího vztahu:
Rýže. 5. Schéma 4-stupňové matice
Vout = V × [A0 × (1/16) + A1 × (1/8) + A2 × (1/4) + A3 × (1/2)].
V tomto vztahu je Ai = 1, pokud je odpovídající klíč Ki uzavřen, a Ai = 0, pokud je odpovídající klíč Ki otevřen.
Rezistory – je to malinké, ale nesmírně důležité komponenty v elektronice. oni, jako malí ke strážcům, řídit tok el proudzajišťující stabilní provoz obvodů. Ale jak to víš jejich odpor? Odpověď spočívá v tajemné barvě označování, aplikované na jejich tělo. Pochopení tohoto systému otevírá dveře míru elektronika, což vám umožní přesně určit parametry rezistorů bez použití měřicích přístrojů. Tento článek se stane vaším spolehlivým průvodcem světem barevných lidí pruhy a jejich hodnoty, otáčení značek čtení do fascinujícího a srozumitelná činnost. Vyřešíme to všechny jemnosti, od základních principů až po komplexní případytakže můžete snadno určit odpor jakéhokoli rezistoru.
Přejděte do sekce, která vás zajímá, výběrem příslušného odkazu:
