Резисторы.

Содержание

1. Основные понятия

2. Основные параметры резисторов

3. Система обозначений резисторов

4. Маркировка резисторов

5. Непроволочные постоянные резисторы

6. Непроволочные переменные резисторы

7. Проволочные постоянные и переменные резисторы

8. Полупроводниковые резисторы

9. Проверка, ремонт и взаимозаменяемость резисторов

1. Основные понятия

Резистор представляет собой радиоэлемент, используемый в радиоэлектронных схемах в качестве активного электрического со­противления и предназначенный для регулирования или ограничения тока в электрических цепях.
Резисторы используются в БРЭА в качестве анодных и коллекторных нагрузок, делителей напряжения для создания требуемого режима питания ламп, транзисторов и микросхем. Принцип их действия основан на свойстве токопроводящих материалов с большим удельным электрическим сопротивлением оказывать сопротивление проходящему электрическому току.
В зависимости от конструкции и материала токопроводящего элемента резисторы подразделяются на непроволочные и проволочные. В непроволочных резисторах токопроводящий элемент изгото­вляют методом нанесения на керамическое основание тонкого слоя углерода или сплава металлов, обладающих высоким удельным сопротивлением, а в проволочных — его выполняют из проволоки высокоомного материала (константан, манганин, нихром).
По характеру изменения сопротивления резисторы подразделяются на постоянные и переменные, в том числе подстроечные. На электрических принципиальных схемах резисторы изображаются как представлено на рисунке 1 и обозначаются латинской буквой R, далее идет число, указывающее порядковый номер резистора в схеме.

Рисунок 1.

2. Основные параметры резисторов

Основными параметрами резисторов являются: номинальное сопротивление и его допустимое отклонение, номинальная мощность рассеивания, предельное рабочее напряжение, температурный коэффициент сопротивления и шумы.

• Номинальное сопротивление постоянных и переменных резисторов указывает значение их сопротивления в омах, килоомах или мегаомах и проставляется на резисторах. Установлено шесть рядов номинальных значений сопротивлений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Цифры после букв указывают число номинальных значений в данном ряду.
• Допустимое отклонение сопротивления указывает на наибольшее возможное отклонение от номинального значения в сторону увеличения или уменьшения действительного значения активного сопротивления резисторов и выражается в процентах.
• Номинальная мощность рассеивания указывает максимально допустимую мощность, которую резистор может рассеивать при длительной электрической нагрузке, нормальных атмосферном давлении и температуре. Непроволочные резисторы изготовляют на номинальную мощность 0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 5 и 10 Вт, а проволочные — 0,2—150 Вт. Как показано на pисунке 2, на пpинципиальных электpических схемах номинальную мощность pассеивания обозначают условно чеpточками на изобpажении pезистоpа для мощностей менее одного Ватта и pимскими цифpами пpи мощностях, пpевышающих один Ватт. Номинальная мощность рассеивания резисторов должна быть на 20—30 % больше рабочей рассеиваемой мощности.

Рисунок 2.

• Предельное рабочее напряжение — это максимально допустимое напряжение, приложенное к выводам резистора, которое не вызывает превышения норм технических условий (ТУ) на электрические параметры. Эта величина задается для нормальных условий эксплуатации и зависит от длины резистора, шага спиральной нарезки, температуры, давления окружающей среды и атмосферного давления. Чем выше температура и ниже атмосферное давление, тем выше вероятность теплового или электрического пробоя и выхода из строя резистора.
• Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С. У непроволочных резисторов, применяемых в БРЭА, ТКС не превышает ±0,04—0,2 %, а у проволочных — ±0,003—0,2 %.

Шумы в резисторах обусловлены хаотическим движением носителей зарядов, что вызывает появление дополнительного шумового напряжения на выводах резисторов и создает помехи при прохождении сигнала. Собственные шумы резисторов бывают тепловые и токовые.

• Тепловые шумы возникают под действием хаотического движения электронов в токопроводящем слое, что вызывает микроизменения сопротивления резистора и переменные пульсации напряжения в нем. С увеличением температуры резистора тепловые шумы возрастают.
  Токовые шумы появляются в углеродистых, металлизированных и композиционных резисторах. С увеличением приложенного напряжения они возрастают.
  Наибольшие токовые шумы создают непроволочные резисторы. Проволочные резисторы обладают лишь тепловыми шумами, гораздо меньшими, чем токовые.

3. Система обозначений резисторов

Сокращенная система обозначений резисторов введена в соответ­ствии с ГОСТ 13453—68 с учетом вышеназванных групп и свойств резисторов и состоит из букв и цифр. Буквами обозначается группа резисторов: С — резисторы постоянные, СП — резисторы переменные. Первая цифра после букв указывает материал, из которого они изготовлены (1 —непроволочные тонкослойные углеродистые и бороуглеродистые; 2 — непроволочные тонкослойные металлопленочные и металлоокисные; 3 — непроволочные композиционные пленочные; 4 — непроволочные композиционные объемные; 5 — проволочные; 6—непроволочные тонкослойные металлизированные). Следующие цифры, написанные через дефис, указывают порядковый номер разработки конструктивной разновидности резисторов данного вида. Например, резистор С2-22 — постоянный непроволочный с порядковым номером разработки 22.
С 1980 г. введена система сокращенных условных обозначений, в которой первый элемент — буква или сочетание букв — обозначает подкласс резистора (Р — постоянные резисторы, РП — переменные резисторы, HP — наборы резисторов); второй элемент — цифра обозначает группу резисторов по материалу резистивного элемента (1 — непроволочные, 2 — проволочные); третий элемент — цифра обозначает регистрационный номер конкретного типа резистора. Между вторым и третьим элементами ставится дефис. Например, резисторы переменные проволочные с номером 18 записываются РП2-18.
Резисторы, которые изготовлялись до введения вышеуказанных систем сокращенных обозначений, имеют старые наименования, в основу которых положены отличительные признаки (вид токопроводящего материала, защиты и др.). К ним относятся резисторы типа ВС (высокостабильные), МЛТ (металлизированные лакированные теплостойкие) и другие.

4. Маркировка резисторов

Маркировка резисторов (их буквенно-цифровой код) содержит значение номинального сопротивления и допустимые отклонения от него. Кроме того, в обозначении имеется буква, которая указывает единицы сопротивления. Она пишется на том месте, где должна быть запятая, разделяющая целую и дробную части обозначения. Если в значении сопротивления резистора отсутствуют целые числа, то нуль впереди буквы не ставится. В конце обозначения резистора буквой указывается допустимое отклонение от номинального значения сопротивления. Например, сопротивление 0,47 Ом ± 5 % сокращенно обозначается Е47И; сопротивление 4,7 кОм ± 10 % — 4К7С, сопротивление 4,7 МОм ± 20 % — 4M7BJ. Далее рассмотрим более подробно маркировку резисторов.

Резисторы с номинальным значением до 100 Ом маркируются буквами E или R, например:

• 0,47 Ом – R47 или Е47
• 1 Ом – 1R0 или 1Е0
• 4,3 Ом – 4R3 или 4Е3
• 33 Ом – 33R или 33E
• 47,5 Ом – 47R5 или 47Е5

Резисторы с номинальным значением от 100 до 999 Ом маркируются в долях килоома и обозначаются буквой К, например:

• 100 Ом – К10
• 470 Ом – К47
• 560 Ом – К56
• 820 Ом – К82

Резисторы с номинальным значением от 1 до 99 кОм маркируются буквой К , например:

• 1 кОм – 1К0
• 4,7 кОм – 4К7
• 10 кОм – 10К
• 47,5 кОм – 47К5
• 75 кОм – 75К

Резисторы с номинальным значением от 100 до 999 кОм маркируются в долях мегаома и обозначаются буквой М, например:

• 100 кОм – М10
• 150 кОм – М15
• 360 кОм – М36
• 475 кОм – М475
• 560 кОм – М56

В соответствии с ГОСТ 17598—72 для постоянных резисторов допускается маркировка цветным кодом номинального сопротивле­ния и допустимых отклонений от него. Маркировку наносят знаками в виде кругов или полос. Для маркировки цветным кодом номинальное сопротивление резисторов в омах выражается двумя или тремя цифрами (в случае трех цифр — последняя не равна нулю) и множителем 10 в степени n, где n — любое целое число от -2 до +9.
Для резисторов с номинальным сопротивлением, выраженным двумя цифрами и множителем, цветная маркировка состоит из четырех или трех знаков при допустимом отклонении сопротивления ±20% (допустимое отклонение ± 20 % не маркируется). Маркировочные знаки располагают на резисторе слева направо в следующем порядке:

1. первая цифра;
2. вторая цифра
3. множитель;
4. допустимое отклонение сопротивления.

Для резисторов с номинальным сопротивлением, выраженным тремя цифрами и множителем, цветная маркировка состоит из пяти знаков и располагается слева направо в следующем порядке:

1. первая цифра;
2. вторая цифра;
3. третья цифра;
4. множитель;
5. допустимое отклонение сопротивления.

Маркировочные знаки сдвинуты к одному из торцов резистора. Первый знак расположен у торца. Если размеры резистора не позволяют разместить маркировку ближе к одному из торцов, то площадь первого знака делается приблизительно в два раза больше площади остальных знаков. Пример можно посмотреть здесь.

5. Непроволочные постоянные резисторы.

 

6. Непроволочные переменные резисторы.

Непроволочные переменные резисторы типов СП, СПО, СПЗ, ТК, ВК используются для плавной регулировки громкости, тембра, яр­кости, контрастности и других параметров БРЭА.
В резисторах типа СПЗ (рис. 4) токопроводящий слой наносят на подковообразную гетинаксовую пластинку. На концах токопроводящего слоя выполнены посеребренные контакты, к которым при­соединяются крайние выводы. Подвижный контакт, закрепленный на поворотной оси, скользит по токопроводящему слою в пределах за­данного угла поворота. Он соединен со средним выводом. При враще­нии оси ручкой управления или отверткой сопротивление между сред­ним и крайними выводами меняется. Резистор помещается в корпус, закрываемый металлическим экраном.

По характеру изменения сопротивления в зависимости от угла поворота оси переменные резисторы подразделяются на группы: А —линейный, Б — логарифмический, В — обратно-логарифмический. Кривые изменения сопротивления в зависимости от угла поворота оси показаны на рисунке 5.

Резисторы группы А целесообразно использовать в цепях, где напряжение должно изменяться по линейному закону для установления требуемого режима. Такие резисторы применяют в телевизорах для регулировки яркости и частоты строк.
Резисторы группы Б используют в цепях, где необходимо резкое возрастание напряжения в начале поворота оси по часовой стрелке и медленное — в конце.
Резисторы группы В имеют обратно-логарифмический характер изменения сопротивления, т. е. медленно возрастает напряжение в начале поворота и быстро — в конце. Их используют в цепях для регулировки громкости.
В качестве регуляторов стереобаланса двухканальных стереофо­нических усилителей применяют композиционные сдвоенные перемен­ные резисторы с общей осью. Причем один из них, имеющий характе­ристику вида Е. включают в левый канал, а второй, имеющий харак­теристику И,— в правый. На рис. 5., б видно, что в первом резисторе с характеристикой Е в пределах первой половины полного угла пово­рота оси введенное сопротивление изменяется незначительно, а во второй — резко увеличивается. Во втором резисторе с характеристикой И в пределах первой половины угла поворота оси введенное сопротивление резко уменьшается, а при дальнейшем повороте оси изменяется незначительно.Переменные резисторы типа СПЗ и ранее выпускавшиеся типа СП могут быть одинарными и спаренными, с выключателем и без него, со стопором оси и без него. Резисторы СПЗ-1а и СПЗ-1б являются бескорпусными с полугибкими выводами. Они применяются в БРЭА с печатным монтажом в качестве подстроечных. Резисторы СПЗ-4 с выключателем питания служат в качестве регуляторов громкости и тембра в транзисторных радиоприемниках.

В резисторах СП4 и ранее выпускавшихся СПО (объемных) в отличие от резисторов СП3 токопроводящий объемный композиционный слой выполнен на органической связке и запрессован в керамическое основание. Аксиальные штыревые выводы в них армированы в основании корпуса.
Резисторы ТК, ТКД, В К и ВКУ имеют такую же конструкцию, как и резисторы СП, но несколько больших размеров. Резисторы ТК выполняются с однополюсным выключателем, резисторы ТКД — с двухполюсным, резисторы ВК — без выключателя, а ВКУ — с одним или двумя дополнительными отводами для подключения цепей тонкомпенсации.

 7. Проволочные постоянные и переменные резисторы.

Проволочные постоянные резисторы (рис. 6) ис­пользуются в цепях постоянного и переменного тока звуковой частоты в качестве делителей напряжения, гасящих и нагрузочных резисто­ров, а также для установления высокой стабильности параметров электрической цепи и большой мощности рассеивания.

Проволочные постоянные резисторы конструктивно представляют собой изоляционное основание из керамики или пластмассы, на ко­торое наматывается токопроводящий элемент из проволоки высоко-омных сплавов константана, манганина или нихрома. К концам об­мотки присоединяются выводы из многопроволочной мягкой меди или латунных пластинок. Для изоляции и защиты витков от влаги, за­грязнений и механических повреждений обмотку покрывают тепло­стойкой неорганической стеклоэмалью.

В БРЭА широко применяются постоянные проволочные резисто­ры ПЭ, ПЭВ, ПЭВР, С5 и др.

Резисторы ПЭ (проволочные эмалированные) (рис. 6, а) вы­пускаются на номинальное сопротивление от 1,0 Ом до 51 кОм и но­минальную мощность рассеивания от 7,5 до 150 Вт. Резисторы ПЭВ (проволочные эмалированные влагостойкие) (рис. 6, б) изготовля­ют на номинальное сопротивление от 5 Ом до 56 кОм и допустимую мощность рассеивания от 2,5 до 100 Вт. Разновидностью резисто­ров ПЭВ являются резисторы ПЭВР (проволочные эмалированные влагостойкие регулируемые) (рис. 6, в). В резисторах ПЭВР на боковой поверхности снят слой эмали в виде дорожки, по которой мо­жет перемещаться хомутик с контактом. Такая конструкция позво­ляет регулировать сопротивление, номинальное значение которого находится в пределах от 3 Ом до 2,7 кОм.

Проволочные переменные резисторы используются в качестве регулировочных и подстроечных радиоэлементов при тех­ническом обслуживании и ремонте БРЭА, а также для регулировки больших токов в цепях питания в виде реостатов накала, делителей напряжения и др. Такие резисторы изготовляют на номинальное сопротивление от долей ома до нескольких десятков килоом с мощ­ностью рассеивания от 0,5 до 5 Вт.

Рис. 7. Проволочный переменный резистор (без кожуха): 1 — обмотка;2 — скользящий контакт; 3 — токосъемник; 4 — вывод движка; 5 — вывод концов обмотки; 6—каркас; 7 —ручка.

8.Полупроводниковые резисторы.

К группе полупроводниковых резисторов относятся терморезисторы, фоторезисторы и варисторы.

Рисунок 8. Обозначение на схеме электрической принципиальной: А) Терморезистор; Б) Фоторезистор; В) Варистор.

9. Проверка, ремонт и взаимозаменяемость резисторов.

Исправность постоянных резисторов проверяют сначала внешним осмотром. При этом обращают внимание на целостность корпуса, отсутствие на его поверхности трещин и сколов, надежность крепления выводов. У неисправного резистора можно обнаружить обуглившиеся поверхности лакового или эмалевого покрытия, а в ряде случаев — колечки.
Небольшое потемнение лакового покрытия допустимо, но в этом случае следует проверить значение сопротивления. Его допустимое отклонение от номинального значения не должно превышать +20 %. Отклонение сопротивления от номинального значения может появиться у высокоомных резисторов (более 1 МОм) при их длительной эксплуатации.
В ряде случаев обрыв токопроводящего элемента не вызывает никаких изменений внешнего вида резистора. Поэтому проверку его на соответствие величины номинальному значению производят с помощью омметра. Перед измерением сопротивления резисторов, установленных в БРЭА, последние необходимо выключить и разрядить электролитические конденсаторы. При измерении должен быть надежный контакт между выводами резистора и зажимами прибора. Чтобы не шунтировать измерительный прибор, не следует касаться руками металлических частей щупов омметра. Значение измеренного сопротивления должно соответствовать номиналу, который обозначен на корпусе резистора с учетом допустимого отклонения и погрешности омметра. Если измерение сопротивления резистора осуществляется без выпаивания его из схемы, необходимо учитывать влияние шунтирующих цепей.
Наиболее часто встречающейся неисправностью у резисторов является перегорание токопроводящего слоя. Оно может быть вызвано прохождением через резистор недопустимо большого тока в результате различных замыканий в монтаже или пробоя конденсатора.
Проволочные постоянные резисторы довольно редко выходят из строя. Основные их неисправности (обрыв или перегорание проволоки) обычно устанавливают при помощи омметра. У переменных непроволочных резисторов чаще всего встречаются нарушения контакта подвижной щетки с токопроводящими элементами. Если такой резистор используется в усилителе звуковой частоты в качестве регулятора громкости, то при повороте его оси в головке громкоговорителя слышен треск. Встречаются также обрывы выводных контактов, изнашивание или повреждение токопроводящего слоя.
Непригодные постоянные резисторы заменяют новыми с соответствующими техническими параметрами: номинальным омическим сопротивлением, номинальной мощностью рассеивания и др. При отсутствии резистора с соответствующим сопротивлением его можно заменить двумя (или несколькими), соединенными параллельно или последовательно.
При последовательном соединении общее сопротивление равно сумме значений сопротивлений резисторов, включенных в электрическую цепь:

При параллельном соединении двух резисторов общее сопротивление можно рассчитать по формуле:

В начало