Резисторы - это электронные компоненты, которые служат регуляторами тока в электрических цепях. Они необходимы для контроля тока, а также могут использоваться для подачи точного напряжения на активные компоненты, такие как транзисторы.

Резисторы

Обзор закона Ома

Закон Ома основан на концепции, согласно которой при неизменности всех остальных переменных в цепи постоянного тока электрический ток, проходящий через резистор, обратно пропорционален сопротивлению и прямо пропорционален напряжению, приложенному к резистору. Этот принцип справедлив и для цепей переменного тока, когда на резистор не влияют индуктивность или емкость.

Закон Ома заключен в трех взаимосвязанных уравнениях, которые в совокупности объясняют взаимодействие между напряжением (V), током (I) и сопротивлением (R). Уравнения выглядят следующим образом:

1. V=IR

2. I=VR

3. R=VI

Где:

V - напряжение в Вольтах

R - сопротивление в Омах

I - ток в амперах

Закон Ома

Типы резисторов

Для использования в электронных схемах существует широкий спектр резисторов, каждый из которых обладает уникальными характеристиками, обусловленными его производством и конструкцией. Эти резисторы предназначены для различных применений и имеют разнообразные формы, размеры и материалы. Как правило, резисторы делятся на два основных типа: линейные и нелинейные.

Типы резисторов

Линейные резисторы

Резисторы, сопротивление которых изменяется в зависимости от изменения температуры и напряжения, не называются линейными. Напротив, линейными называются резисторы, сопротивление которых остается постоянным независимо от изменения напряжения или тока. Большинство обычных резисторов являются линейными компонентами, то есть они вызывают постоянное падение напряжения на своих выводах при прохождении через них тока.

Линейные резисторы

Линейные резисторы можно разделить на два основных типа: фиксированные резисторы, которые имеют неизменное значение сопротивления, и переменные резисторы, которые позволяют изменять значение сопротивления.

Фиксированные резисторы: Фиксированные резисторы - это компоненты с заранее заданным, неизменным значением сопротивления. Они являются одними из наиболее часто используемых типов резисторов в электронных приложениях. При разработке схем фиксированные резисторы играют решающую роль, создавая необходимые электрические условия, обеспечивая напряжения и токи на нужных уровнях для правильного функционирования схемы.

Фиксированные резисторы

Переменные резисторы: Переменный резистор - это пассивный электронный компонент с тремя выводами, сопротивление которого можно изменять с помощью среднего вывода, расположенного между двумя другими. Эта функция позволяет управлять сопротивлением, тем самым влияя на протекание тока либо увеличивая, либо уменьшая его. Переменные резисторы находят широкое применение в электрических цепях для настройки уровня тока или напряжения, поскольку их можно устанавливать на определенные значения сопротивления по мере необходимости. Регулируя сопротивление, эти компоненты облегчают регулировку напряжения, а также потенциально поддерживают ток на необходимом уровне.

Переменные резисторы

Нелинейные резисторы

Нелинейные резисторы - это компоненты, в которых ток, протекающий через них, не имеет линейной зависимости от приложенного напряжения, а на их поведение также могут влиять изменения температуры, поэтому они не подчиняются закону Ома. Существуют различные типы нелинейных резисторов, перечислены четыре наиболее распространенных типа нелинейных резисторов.

Нелинейные резисторы

Термисторы: Термисторы - это тип резисторов, сопротивление которых значительно изменяется в зависимости от изменения температуры. Они представляют собой двухконтактные устройства, очень чувствительные к тепловым изменениям, причем их сопротивление обычно находится в обратной зависимости от температуры.

Термисторы

Варисторы: Варисторы - это нелинейные резисторы, в которых используются полупроводниковые материалы, а ток через них изменяется нелинейно в зависимости от приложенного напряжения. Металлооксидный варистор (MOV) - один из наиболее распространенных типов варисторов, широко используемый для защиты цепей от скачков напряжения.

Варисторы

Фоторезисторы: Фоторезисторы, также известные как светозависимые резисторы или фотопроводящие элементы, представляют собой светочувствительные резисторы. Их сопротивление уменьшается при увеличении интенсивности падающего света, что позволяет использовать их в приложениях, требующих обнаружения или измерения света.

Фоторезисторы

Резисторы для поверхностного монтажа: Резисторы для поверхностного монтажа характеризуются прямоугольной формой и предназначены для использования в технологии поверхностного монтажа. Эти компоненты предназначены для непосредственного монтажа на поверхность печатных плат, обеспечивая компактность и простоту автоматизированного монтажа.

Резисторы для поверхностного монтажа

Применение резисторов

1.Управление током

Резисторы действуют подобно регулировщикам движения в цепи, регулируя поток электрического тока. Обеспечивая сопротивление, они контролируют поток электронов, обеспечивая поддержание тока в безопасных рабочих пределах и защищая другие компоненты от возможного повреждения.

2.Снижение напряжения

Они используются для снижения уровня напряжения в цепи, позволяя точно регулировать распределение напряжения путем стратегического размещения резисторов в различных точках. Это очень важно для работы компонентов, требующих различных напряжений.

3.Распределение тока

В параллельных цепях резисторы позволяют разделить ток между различными ветвями, облегчая контролируемое прохождение тока по нескольким путям.

4.Защита от перегрузки по току

Ограничивая ток, резисторы предотвращают перегрузки по току, которые в противном случае могут привести к повреждению чувствительных компонентов, выступая в качестве защиты от перегрузки.

5.Разделение напряжения

Резисторы используются в сетях делителей напряжения для обеспечения точного соотношения напряжений, что крайне важно для питания компонентов с особыми требованиями к напряжению.

Часто задаваемые вопросы

Какова основная функция резистора?

Резисторы служат для того, чтобы препятствовать протеканию электрического тока. При включении резистора в цепь ток, проходящий через резистор, уменьшается. Часть энергии тока преобразуется в тепло внутри резистора, тем самым уменьшая общий ток.

Являются ли предохранители просто резисторами?

Плавкий резистор, который служит основным компонентом защиты от сверхтоков в источнике питания или зарядном устройстве, обычно имеет сопротивление около 10 Ом. В отличие от него, сопротивление предохранителя обычно варьируется от  миллиона до нескольких сотен  миллионов.

Каковы последствия отсутствия резисторов?

При отсутствии резистора в цепи ток через эту часть цепи прекратится. Тем не менее, на двух клеммах, к которым был подключен резистор, по-прежнему будет присутствовать напряжение.

Подведение итогов

Итак, резисторы - это важнейшие электронные компоненты, регулирующие ток и напряжение в цепях. Они бывают различных типов, включая линейные и нелинейные, и применяются в самых разных областях - от управления током до защиты от перегрузки по току. Понимание их роли имеет решающее значение для эффективного проектирования и эксплуатации схем.