Rezistor

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Rezistor
3 Rezistențe.jpg
Rezistențe axiale (de exemplu, cu cabluri în axă) de valoare rezistivă diferită, de la 1/8 wați la oxid de metal cu borne de lipire axiale
Tip pasiv
Principiul de funcționare rezistență electrică
Simbol electric
Resistors.svg
Vezi: componentă electronică

Rezistența (denumită și în mod necorespunzător rezistență prin metonimie ) este un tip de componentă electrică destinată să opună o rezistență electrică specifică la trecerea curentului electric .

Rezistoarele au nenumărate aplicații atât în ​​echipamentele electrice, cât și în cele electronice . Uneori sunt folosite pentru a converti energia electrică în energie termică .

Descriere

Rezistor ideal

Simbol și caracteristică externă a unui rezistor ideal ( rezistență )

În teoria circuitelor , rezistența este o componentă ideală (rezistență) care răspunde, dacă este liniară , la legea lui Ohm ; rezistențele neliniare sunt esențiale pentru realizarea de modele de circuite, de exemplu, pentru oscilatoare electronice . În lumea reală, rezistențele sunt dispozitive multiforme, cu caracteristici și limite de funcționare bine definite. Rezistorul ideal este un bipol pasiv care menține o rezistență electrică constantă indiferent de valorile asumate de tensiune și curent . Ecuația sa caracteristică este derivată din legea lui Ohm și este:

sau:

unde G corespunde conductanței . Aceste două formule sunt alese în funcție dacă rezistența sau conductanța sunt considerate ca parametru. Caracteristica sa externă este o linie dreaptă care trece prin originea axelor, având o înclinație în funcție de valoarea rezistenței. Acest tip de dipol aproximează comportamentul unui rezistor real , când variațiile de rezistență datorate temperaturii și alte cauze pot fi neglijate. Puterea absorbită de rezistor este dată de:

Rezistor real

Rezistor real cu elemente parazite cu parametri aglomerati

Rezistențele reale, adesea numite și rezistențe necorespunzătoare, se caracterizează prin valoarea rezistenței lor electrice , exprimată în ohmi (simbol: Ω ), precum și prin puterea maximă (adică energia pe unitate de timp ) pe care o pot disipa, fără a fi distruse, exprimate în wați . Uneori, dar mai rar, în loc de valoarea rezistenței, este indicată conductanța lor (care este inversul matematic al rezistenței). Pentru multe aplicații civile și industriale, în loc de valoarea lor rezistivă sau rezistență, este indicată tensiunea de funcționare tipică, exprimată în volți . În general, rezistențele liniare ideale nu au limite de putere și sunt caracterizate printr-o lege constitutivă liniară pentru orice valoare de tensiune și curent.

Atât în ​​domeniul civil, cât și în cel industrial, principala utilizare a rezistențelor este de a produce căldură din electricitate prin efectul Joule . Există multe utilizări în aparatele de uz casnic , cum ar fi cuptoarele electrice , fierele și fierbătoarele de apă, uscătoarele de păr , mașinile de spălat și mașinile de spălat vase etc. Un fier de călcat are de obicei un rezistor de 1 kW . Rezistoarele cu o putere chiar mai mare sunt utilizate în cuptoarele industriale și în circuitele de control ale vehiculelor electrice (de exemplu în locomotivele electrice ) pentru a disipa energia în exces (pentru această ultimă utilizare, acestea au fost recent înlocuite în mare măsură de circuite de regulatoare electronice mai eficiente ) .

Aceste rezistențe, așa-numitele rezistențe de putere , sunt fabricate de obicei cu o înfășurare de sârmă din aliaje metalice pe bază de fier , crom , tungsten , un aliaj care a fost folosit de mult timp pentru această utilizare este constantan . Pentru a evita parțial ca acest tip de rezistențe de sârmă să se comporte ca un inductor (deoarece doriți să aveți un comportament rezistiv pur sau doriți să evitați generarea de interferențe electromagnetice), înfășurarea se face atât într-o direcție, cât și în sens opus (înfășurarea a spus de Ayrton Perry).

Rezistoarele sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în circuitele electronice , pentru care sunt produse într-o varietate de forme și sortimente de valori rezistive (de la fracțiuni de ohmi la câteva sute de megohmi ) și valori ale puterii (de la câțiva milliwați la sute de wați ).

Rezistoare pentru aplicații în circuite electronice

Rezistențe fixe

Structura unui rezistor de strat de carbon
Model tridimensional al unui rezistor de strat de carbon

Rezistențele cu valoare rezistivă fixă ​​pentru aplicații în circuite electronice apar în cea mai obișnuită versiune ca cilindri mici cu două terminale metalice numite reofori : este unul dintre componentele electrice elementare și este o componentă pasivă. Valorile rezistenței și toleranței sunt codificate de benzi colorate (în rezistențe prin găuri), pot fi scrise integral pe unele rezistențe de putere și sunt scrise în cod 101 pe majoritatea rezistențelor SMD (unele rezistențe SMD nu au valoare scrisă pe container) . Elementul rezistiv este realizat prin depunerea unui strat de aliaj metalic, oxizi metalici sau carbon pe suprafața cilindrului, ulterior gravat cu laser cu un model elicoidal pentru a obține valoarea dorită. Acest tip de procesare conferă rezistorului o componentă inductivă, irelevantă în aplicațiile cu frecvență joasă, dar perturbatoare la frecvențe înalte (deoarece introduc o componentă reactivă suplimentară semnificativă în circuit). Pentru aplicații de înaltă frecvență, sunt preferate rezistențele antinductive, realizate prin comprimarea unui amestec de pulberi compozite și rășini , pentru a forma un cilindru cu dimensiuni similare rezistențelor de strat (sau rezistențelor SMD, vezi mai jos).

Pe lângă faptul că sunt rezistențe individuale, acestea sunt produse și în grupuri ca „rețele rezistive”, construite cu tehnica numită „peliculă groasă”, obținându-le cu un proces de metalizare pe o placă ceramică subțire, aceeași tehnică folosită pentru a construi rezistențe foarte mari .valoarea ohmică (peste 100 M Ω ), care fiind obținută pe o suprafață plană cu elementul rezistiv configurat ca fret, este antiinductivă, aceeași configurație a fretului se face pe rezistențe cilindrice de precizie.

Există alte tipuri de rezistențe fixe, care sunt construite diferit în funcție de puterea pe care trebuie să o disipeze:

  • Rezistoare standard de strat de carbon (1/8 W - 1/4 W - 1/2 - 1 W), cele mai utilizate în electronică
  • Rezistențe nichel-crom (un aliaj de nichel- crom , utilizat ca rezistențe de putere) (2W - 4W - 6W - 8W - 12W - 16W - 24W)
  • Rezistențe blindate (utilizate în electronică, combină disiparea ridicată și fiabilitatea)
  • Rezistențe de încălzire (în principal cuarț ) (200W - 300W - 500W - 1000W)

Rezistoare SMD

Rezistență SMD de 2 megohm de dimensiunea 1206. Grila albastră deschisă, pe care se sprijină componenta, este de 1 mm
Patru rezistențe SMD (componenta din colțul din stânga sus, cu corpul maro, este un condensator ). Două rezistențe au o valoare de 0 ohmi; celelalte două pot avea 27 sau 270 ohmi (codificarea producătorilor poate varia).

Versiunile SMD (acronim pentru dispozitivul de montare la suprafață ) sau SMT, Surface-Mount Technology , (tehnologia tradițională cu cabluri care necesită găurirea circuitului tipărit este din ce în ce mai puțin utilizată în electronica de consum și se numește PTH, Pin Through Hole sau THT, Prin tehnologia Hole ), potrivite pentru montarea pe suprafață prin intermediul mașinilor automate, au aspectul unor plăci dreptunghiulare mici, de dimensiuni variabile, în funcție de putere.

Cele mai comune dimensiuni sunt (standardul este, de asemenea, utilizat pentru alte componente, cum ar fi condensatoare , LED-uri, autofuzibile, etc ...) [1] (Dimensiunile pot varia ușor în funcție de producător):

nume folosit în mod obișnuit = slab. în inci ( lungime x lățime ) = slab. în mm
"01005" = 0,016 "× 0,008" = 0,4 mm × 0,2 mm
„0201” = 0,024 "× 0,012" = 0,6 mm × 0,3 mm
„0402” = 0,04 "× 0,02" = 1,0 mm × 0,5 mm
„0603” = 0,063 "× 0,031" = 1,6 mm × 0,8 mm
„0805” = 0,08 "× 0,05" = 2,0 mm × 1,25 mm
"1206" = 0,126 "× 0,063" = 3,2 mm × 1,6 mm
"1210" = 0,12 "x 0,10" = 3,2 mm x 2,5 mm
"1812" = 0,18 "× 0,12" = 4,6 mm × 3,0 mm
„2010” = 0,20 "x 0,10" = 5,0 mm x 2,5 mm
"2512" = 0,25 "× 0,12" = 6,3 mm × 3,0 mm

Capetele sunt metalizate pentru a permite sudarea circuitului și sunt practic neinductive. Ansamblul este automatizat: materialul de lipit este plasat pe cele două plăcuțe de lipit de pe circuitul imprimat cu ajutorul unei măști de oțel . Componentele SMD menținute în poziția exactă de pasta de lipit sunt plasate pe circuitul tipărit cu ajutorul unei mașini automate programate. Acesta este urmat de trecerea într-un cuptor care sudează componentele.

Rezistențele SMD au valoarea lor tipărită cu o codare legată de cea utilizată pentru rezistențele axiale. Cei cu cea mai comună toleranță (5%) sunt marcați cu un cod din trei cifre: primele două sunt cifre semnificative ale valorii, a treia indică numărul de zerouri . De exemplu:

„334” = 33 × 10.000 ohmi = 330 kiloohm
„222” = 22 × 100 ohmi = 2,2 kiloohm
„473” = 47 × 1.000 ohmi = 47 kiloohm
„105” = 10 × 100.000 ohmi = 1 megahmi

Rezistențele cu valori mai mici de 100 ohmi sunt marcate: 100, 220, 470. Zero-ul final reprezintă zece ridicate la puterea zero care este egală cu unu. De exemplu:

„100” = 10 × 1 ohm = 10 ohm
„220” = 22 × 1 ohm = 22 ohm
"470" = 47 × 1 ohm = 47 ohm

Uneori, aceste valori sunt marcate cu „10” sau „22” sau „47” pentru a preveni erorile. Rezistoarele mai mici de 10 ohmi au un „R” pentru a indica punctul zecimal. De exemplu:

„4R7” = 4,7 ohmi
„0R22” = 0,22 ohm
„0R01” = 0,01 ohm

Rezistoarele de precizie sunt marcate cu un cod din patru cifre. Primele trei sunt cifre semnificative, în timp ce a patra indică puterea a zece. De exemplu:

„1001” = 100 × 10 ohmi = 1 kiloohm
„4992” = 499 × 100 ohmi = 49,9 kiloohm
„1000” = 100 × 1 ohm = 100 ohm

Dacă se folosește un rezistor de zero ohmi, acesta poate fi etichetat „000” sau „0000”. Utilizarea rezistențelor zero ohm, care la prima vedere pare inutilă, se poate datora diferitelor cerințe:

  • Ca alternativă la o componentă furnizată, dar neutilizată în unele aplicații ale plăcii electronice, un rezistor de zero ohmi poate fi furnizat în paralel fără a fi nevoie să refaceți circuitul imprimat .
  • Utilizarea circuitelor integrate care pot avea diferite moduri de funcționare sau calibrare și în acest fel posibilitatea de montare a unui rezistor adecvat este menținută deschisă fără a fi nevoie să refaceți circuitul tipărit.
  • În plăcile electronice deosebit de complexe (în special de tip cu o singură față ) permite trecerea semnalelor (urmelor) sub rezistor.

O problemă pe care o pun rezistoarele zero ohm este disiparea puterii care nu poate fi calculată cu legea lui Ohm . Curentul maxim pe care rezistența îl poate rezista fără a fi deteriorat este indicat în datele tehnice ale producătorilor de rezistențe [2] .

Rezistoare personalizate

Există aplicații în care rezistența trebuie să aibă caracteristici foarte particulare, tipic este cazul instrumentelor electronice de măsurare ; dacă rezistorul cu dimensiunile, valoarea și precizia necesare pentru utilizarea intenționată nu este disponibil pe piață, producătorul instrumentului însuși proiectează rezistorul combinându-l cu o abreviere; în mod similar cu circuitele integrate proiectate intern, aceasta este o componentă personalizată , prin urmare nu este pe piață , poate fi furnizată ca piesă de schimb numai de către producătorul instrumentului.

Rezistențe variabile

Simboluri ale rezistențelor variabile și tundere

Rezistoarele variabile, adică a căror rezistență este variabilă, sunt împărțite în două categorii:

  • Mecanic manual care poate fi reglat cu o intervenție manuală sau mecanică
  • Automate pe cele care își variază rezistența cu variația unui alt parametru, cum ar fi temperatura (termistori) sau cantitatea de lumină care le lovește (foto-rezistențe).

Ele diferă în ceea ce privește tipul de structură, de fapt pot fi realizate în diferite modele: stratificate, colorate, duble, cu sau fără comutator, cu variație rezistivă liniară sau logaritmică .

Aceste tipuri de rezistențe sunt, de asemenea, împărțite în funcție de caracteristicile lor generale:

  • potențiometrul este un tip de rezistor variabil utilizat în mod obișnuit în echipamentele electronice (cum ar fi aparatele de radio, televizoarele, amplificatoarele), cu care, prin intermediul unui conductor în mișcare alunecând pe elementul rezistiv (rotativ sau liniar), este posibil să variați valoarea a rezistenței într-un anumit interval a cărui limită superioară este indicată de valoarea potențiometrului în sine.
  • Unele tipuri de potențiometre se numesc tundere care sunt utilizate pentru ajustări și / sau calibrări ocazionale și care necesită în general utilizarea unui instrument ( șurubelniță ) pentru a modifica punctul de reglare.
  • În schimb, acestea sunt reostate definite în cazul în care sunt utilizate ca regulatoare de curent și, prin urmare, aranjate în serie cu sarcina, în general această configurație este utilizată pentru sarcini mari.

Termorezistoare (NTC și PTC)

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Termistor .
Simbol termistor

Termorezistențele sau termistoarele sunt rezistențe care au valori ridicate ale coeficientului de temperatură, printre care se disting PTC și NTC. Rezistoarele PTC ( Coeficientul de temperatură pozitivă ) au un coeficient de temperatură pozitiv, adică își cresc rezistența odată cu creșterea temperaturii, în timp ce cele numite NTC ( coeficientul de temperatură negativă ) au un coeficient de temperatură negativ (între -6% și -2% pentru gradul centigrad), adică , își reduc rezistența odată cu creșterea temperaturii . Aceste termorezistoare sunt utilizate fie pentru măsurarea directă a temperaturii (în termometre electronice ), fie ca elemente de control în circuitele electrice și electronice (de exemplu pentru a crește sau a micșora un curent sau o tensiune pe măsură ce temperatura de funcționare variază).

Foto-rezistoare

Simbol fotorezistor

Rezistențele foto sunt rezistențe sensibile la lumină , adică rezistența lor se schimbă odată cu intensitatea luminii care le lovește. În condiții de întuneric, acestea au valori rezistive în jurul valorii de 2MΩ, în condiții de lumină, rezistența poate scădea și la valori sub 100 Ω. Curba rezistență-iluminare este destul de liniară, dar schimbarea rezistenței în cazul schimbărilor bruște de iluminare este destul de lentă. Acest comportament, definit de producători cu rata de recuperare a parametrilor sau timpul de recuperare , este un dezavantaj semnificativ, prin urmare aceste componente sunt utilizate numai în dispozitivele în care controlul luminozității nu este critic, cum ar fi camerele de luat vederi , comutatoarele crepusculare, jucăriile etc.

Codificare

În cazul în care rezistențele nu au valorile numerice tipărite, se utilizează un cod de culoare, care pentru rezistențele fixe sunt definite de EIA , prin „tabelul de coduri de culoare EIA-RS-279”.

Tabel pentru rezistențe de strat cu 3 sau 4 inele colorate

Patru rezistențe inelare colorate
Culoare Inelul 1 Inelul 2 Inelul 3 Inelul 4
Cifra 1 Cifra 2 Multiplicator Toleranţă
- - - - ± 20%
argint - - 10 −2 ± 10%
aur - - 10 −1 ± 5%
negru 0 0 10 0 -
Maro 1 1 10 1 ± 1%
roșu 2 2 10 2 ± 2%
portocale 3 3 10 3 -
galben 4 4 10 4 -
verde 5 5 10 5 ± 0,5%
albastru 6 6 10 6 ± 0,25%
Viola 7 7 10 7 ± 0,1%
gri 8 8 - -
alb 9 9 - -

[3]

Tabel pentru rezistențe de strat cu 5 sau 6 inele colorate

Culoare Inelul 1 Inelul 2 Inelul 3 Inelul 4 Inelul 5 Inelul 6
Cifra 1 Cifra 2 Cifra 3 Multiplicator Toleranţă Coeficientul de temperatură
- - - - - ± 20% -
argint - - - 10 −2 ± 10% -
aur - - - 10 −1 ± 5% -
negru 0 0 0 10 0 - ± 250 ppm / K
Maro 1 1 1 10 1 ± 1% ± 100 ppm / K
roșu 2 2 2 10 2 ± 2% ± 50 ppm / K
portocale 3 3 3 10 3 - ± 15 ppm / K
galben 4 4 4 10 4 - ± 25 ppm / K
verde 5 5 5 10 5 ± 0,5% ± 20 ppm / K
albastru 6 6 6 10 6 ± 0,25% ± 10 ppm / K
Viola 7 7 7 10 7 ± 0,1% ± 5 ppm / K
gri 8 8 8 10 8 ± 0,05% ± 1 ppm / K
alb 9 9 9 10 9 - -

Curiozitate: pentru a ne aminti ordinea culorilor, este posibil să învățăm această scurtă frază mnemonică: N on M etterti R ubicondo A lla G uida: V ino e B irra V an GB ene.

O altă metodă: cu excepția cazurilor speciale precum negru, maro, gri și alb, (aranjate în această ordine) celelalte sunt culorile curcubeului.

Valorile standard ale rezistențelor

Standardul internațional IEC 60063 [4] definește valori standardizate pentru rezistențe și condensatoare. Numărul de valori crește cu precizia necesară. De exemplu pentru seria E6 (pentru rezistoarele cu o toleranță de 20%) sunt permise șase valori: 10, 15, 22, 33, 47, 68. Aceasta înseamnă că valorile acestei serii pot fi multipli de 10 De exemplu, valorile utilizate pot fi 0,47 Ω, 4,7 Ω, 47 Ω, 470 Ω, 4,7 kΩ, 47 kΩ, 470 kΩ și așa mai departe. În funcție de toleranța permisă, standardul IEC 60063 definește:

Serie E6 (20%) E12 (10%) E24 (5%) E48 (2%) E96 (1%) E192 (0,5%)
Valori 10 15 22 33 47 68 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91 100 105 110 115 121 127 127 133 140 147 154 162 169 178 187 196 205 215 226 237 249 261 274 287 301 316 332 348 365 383 402 422 442 464 487 511 536 562 590 619 649 681 715 750 787 825 866 909 953 100 102 105 107 110 113 115 118 121 124 127 130 133 137 140 143 147 150 154 158 162 165 169 174 178 182 187 191 196 200 205 210 215 221 226 232 237 243 249 255 261 267 274 280 287 294 301 309 316 324 332 340 348 357 365 374 383 392 402 412 422 432 442 453 464 475 487 499 511 523 536 549 562 576 590 604 619 634 649 665 681 698 715 732 750 768 787 806 825 845 866 887 909 931 953 976 100 101 102 104 105 106 107 109 110 111 113 114 115 117 118 120 121 123 124 126 127 129 130 132 133 135 137 138 140 142 143 145 147 149 150 152 154 156 158 160 162 164 165 167 169 172 174 176 178 180 182 184 187 189 191 193 196 198 200 203 205 208 210 213 215 218 221 223 226 229 232 234 237 240 243 246 249 252 255 258 261 264 267 271 274 277 280 284 287 291 294 298 301 305 309 312 316 320 324 328 332 336 340 344 348 352 357 361 365 370 374 379 383 388 392 397 402 407 412 417 422 427 432 437 442 448 453 459 464 470 475 481 487 493 499 505 511 517 523 530 536 542 549 556 562 569 576 583 590 604 612 619 626 634 642 649 657 665 673 681 690 698 706 715 723 732 741 750 759 768 777 787 796 806 816 825 835 845 856 866 876 887 898 909 919 931 942 953 965 976 988
Seria E192 este utilizată și pentru rezistențe de toleranță de 0,25% și 0,1%.

Valorile seriei individuale sunt obținute din progresia geometrică :

Unde r ≠ 0 este motivul și a este un factor de scară setat egal cu 1.
Motivul și rezultatul al N- lea termen ( n trebuie crescut începând de la 0 până la k-1 ):

.

Valoarea k variază în funcție de serie: pentru E6 k = 6, pentru E12 k = 12 etc.

Câteva elemente pentru practică

Un „rezistor fals” de zero ohmi folosit pentru a crea poduri pe o placă de circuite imprimate. Valoarea, indicată cu un singur inel negru, nu respectă deci standardele de codare a culorilor, dar este foarte răspândită

În practică, trebuie să măsurăm valorile rezistențelor deja montate într-un circuit electronic fără a dori să le deconectăm (nevânzător). Folosind un multimetru , și cu circuitul examinat nealimentat , se citește o valoare care nu va fi exactă, dar plasează cel puțin o limită minimă a valorii rezistenței care trebuie măsurată, deoarece în paralel cu rezistența vor exista și alte rezistențe elemente care scad rezistența echivalentă a ramurii măsurate. Repetați testul folosind multimetrul schimbând terminalele (pozitiv, roșu și negativ, negru) deoarece prezența componentelor active și a diodelor are un comportament diferit în măsurare în funcție de direcția curentului pe care multimetrul îl aplică măsurării: trebuie să alegeți cea mai mare valoare. Cea mai fiabilă măsurare se obține prin desoldarea componentei chiar de la un singur terminal.

În cazul rezistențelor cu valoare foarte scăzută, măsurarea trebuie făcută cu cabluri cât mai aproape de corpul componentei, astfel încât să nu se măsoare rezistența parazită a plumbului în sine sau a oricărui staniu sau oxid rezidual de pe plumb. Înainte de a efectua măsurarea, este necesar să fiți calibrat mai întâi multimetrul (sau ohmmetrul) la zero prin scurtcircuitarea cablurilor între ele, asigurându-vă că nu sunt murdare sau oxidate.

Notă

  1. ^ IEC 60115-8: Rezistențe fixe pentru utilizare în echipamente electronice. Partea 8: Specificații secționale. Rezistoare fixe pe suprafață
  2. ^ Specificații tehnice ale rezistențelor SMD cu indicarea curentului maxim din rezistențe de la zero ohmi
  3. ^ Coduri de culoare pentru rezistențe și condensatoare ( JPG ), pe webalice.it . Adus la 27 decembrie 2008 (arhivat din original la 4 martie 2016) .
  4. ^ Standardul IEC 60063

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 28669 · LCCN (EN) sh85041990 · GND (DE) 4169550-1 · BNF (FR) cb119775320 (dată) · NDL (EN, JA) 00.572.762