Кто-то любит пирожки, а кто-то - нет.
Так, резисторы… Это такие детальки, которые имеют заведомо известное сопротивление.
Выпускается куча разных резисторов по типу корпуса, размеру, мощности, точности и маркировке.
Вот парочка примеров из интернета:
читать дальшеНа первой резистор выводного типа – с проводочками по краям, во втором – smd (то есть для планарного монтажа, на поверхности платы).
Раньше, в советское время все резисторы были первого типа, теперь в таком корпусе их используют только там, где будут сколько-либо заметные токи (например, в блоках питания). Маленькая планарная деталька просто сгорит от сильного тока.
Выпускается куча разных резисторов по типу корпуса, размеру, мощности, точности и маркировке.
Вот парочка примеров из интернета:
читать дальшеНа первой резистор выводного типа – с проводочками по краям, во втором – smd (то есть для планарного монтажа, на поверхности платы).
Раньше, в советское время все резисторы были первого типа, теперь в таком корпусе их используют только там, где будут сколько-либо заметные токи (например, в блоках питания). Маленькая планарная деталька просто сгорит от сильного тока.
Так вот, первое различие в деталях: номинал. То есть, сопротивление детали. Оно указывается на корпусе детали, например, полосками или циферками или ещё как. Маркировок много. А ещё оно легко меряется почти любым мультиметром.
Второе различие в деталях: мощность. Какой ток он может через себя пропустить. Как известно, от тока все проводники греются – на этом принципе построены почти все электронагревательные приборы. Чем большую мощность деталь может выдержать, тем толще у неё выводы и тем больше её размер.
Третье различие: точность. Детали штампуются пачками и разброс величины сопротивления может достигать 10%. Потому детали делятся на несколько классов. Детали с погрешностью 5%, с погрешностью 1%, ну и точнее. Но высокоточные нужны для научных и инструментальных применений и стоят больших денег. В принципе, начинающим на это можно не обращать внимания вовсе.
Ладно, от лирики отойдём… На схеме резистор обозначается примерно так:
Прямоугольником принято обозначать у нас, змейкой – за границей. Подпись состоит из буквы R и порядкового номера детали на схеме. Это как раз хорошо видно на втором рисунке.
Самое простое применение резистора – ограничивать ток в участке цепи. Например, любой светодиод имеет оговоренный в документации максимальный рабочий ток. Если его превысить – светодиоду настанет трубец. Чем сильнее превысишь, тем быстрее он отрубцуется. Прямое подключение малюсенького светодиодика к батарейке в 9 В ознаменуется яркой вспышкой, резким затуханием светимости и выходом волшебного дыма (без которого полупроводниковая техника, как известно, не работает).
Поэтому последовательно к светодиоду ставят некоторое заранее рассчитанное сопротивление. И он работает, как надо.
Если на резистор подать заданное напряжение, то он будет определять ток в цепи. По закону Ома, конечно же: I = U/R.
Если же через резистор пропустить заданный внешне ток, то он определит падение напряжения на своих выводах. U = IR. На этом принципе, кстати, и основан амперметр. Пропускаем ток через мааааленький резистор (много меньше Ома, чтоб не сильно ток изменить) и меряем напряжение на его выводах. Оно как раз и будет пропорционально току.
Согласно канонам, сейчас следует рассказать, что будет с напряжением и током, если резисторы подключить последовательно или параллельно.
Если мы подключим резисторы один за другим, то их сопротивления сложатся. R = R1 + R2. Как известно, медосмотр тем сложнее пройти, чем больше врачей надо посетить. Ну или на кассу магазина попасть тем труднее, чем больше в очереди народу. Или два крана мешают воде лучше, чем один =D
Ток при этом будет определяться суммарным сопротивлением участка цепи и будет одинаковым для всех последовательно соединённых резисторов. Как вода в трубе – ей некуда деться из трубы и неоткуда добавиться новой. Что в трубу зашло, то из неё и вышло.
Другое название последовательного соединения двух резисторов: делитель напряжения. Напряжение разделится согласно номиналов резисторов:
Uвыход будет определяться тем, какую долю сопротивление R2 составляет от суммы сопротивлений (R1+R2). То есть: Uвыход = Uпит*R2 / (R1 + R2);
Логика сего расчёта проста. Ток через участок равен I = Uпит/R = Uпит/(R1+R2). Падение напряжение на резисторе R1 равно I*R1, на резисторе R2 равно I*R2. Напряжение на Uвыход будет равно падению напряжения на резисторе R2 (так как оно подключено к земле) и это просто удобнее. Вычислять Uпит – I*R1 менее удобно, хотя это и даст тот же ответ.
Если подключить резисторы параллельно, то общее сопротивление упадёт: R = R1*R2 / (R1 + R2). При этом складываются не сопротивления, а проводимости: 1/R = 1/R1 + 1/R2. Если резисторов больше, то и элементов в сумме будет настолько же больше. Пример: открыли вторую кассу в магазине и народ распределился между ними и прошёл вдвое быстрее. Открыли 10 касс (как в какой-нибудь Ленте или Окее), можно пропустить в 10 раз больше народа. В два крана быстрее можно наполнить тазик. И так далее.
Ток опять же определяется сопротивлением всего участка. Но оно всегда будет меньше самого маленького сопротивления! Две кассы всегда работают быстрее, чем одна, пусть и на второй сидит новичок, который нифига не знает, какие кнопки надо тыкать.
Ток делится между резисторами пропорционально их проводимости. Какую долю в проводимости резистор имеет, такую долю тока он и получит. Если все резисторы будут одинаковые, то ток распределится между ними поровну.
Ток и напряжение всегда определяют друг друга. Закон Ома верен в любом случае.
Школьные задачки на резисторы типичны: задано напряжение на краях схемы, а между ними куча всячески соединённых резисторов. Алгоритм решения прост: приводим поочерёдно все замеченные последовательные и параллельные соединения резисторов к эквивалентному сопротивлению. Тут нашли два последовательных, соединили в одно, оно с каким-то ещё образует параллельное подключение – заменим и их на какое-то другое одно и так далее, пока не останется цепь из одного резистора и питания. Отсюда находится ток, текущий через всю цепь. А там уже согласно подключениям резисторов, переходя от эквивалентных резисторов к параллельным и последовательным соединениям.
Если всё рассчитано правильно, то по любому пути тока в схеме сумма падений напряжений должна получиться равной напряжению питания. Если ручей течёт с горки вниз, он может разветвляться и собираться снова, образовывать стоячие места и быстрые ручейки, но по пути в другие горки он забираться явно не будет. И в самом конце пути его ждёт большущая лужа, ниже которой просто уже некуда =D
Ну и маленькая хитрость: если напряжения в нескольких точках схемы одинаковы, то при расчёте эти места можно просто соединить, а резисторы между ними умно убрать (раз уж тока по ним не идёт, то и нечего их учитывать).
Конечно, в реальных схемах нечасто встретишь прямо вот типичные подключения резисторов последовательно или параллельно, но не надо думать, что они не пригодятся.
@темы: электроника