Необходимым компонентом в любой электрической схеме, любой самоделке, в любом конструкторе является резистор. Элемент, который, проще говоря, уменьшает силу тока в электрических цепях.
Элементарным примером необходимости наличия резистора в цепи является питание светодиода. Все советуют ставить последовательно сопротивление в 1-2 кОм, иначе светодиод от 12 вольт сгорит. Откуда берется такая величина, как её найти?
1. Теория.
Каждый из нас учился в школе и, наверное, помнит закон Ома: I=U/R
I – ток цепи (в Амперах);
U- напряжение на этом участке цепи (в Вольтах);
R – сопротивление участка цепи (в Омах).
*Давайте рассмотрим самую простую задачу:
Вы хотите включить лампочку на 1.5 вольта и током потребления 0.16 ампер (все эти данные указаны на самой лампочке) от блока питания 12 вольт. Естественно лишние 10.5 вольт Вам нужно погасить. Эту роль может взять на себя резистор, если включить его последовательно с лампочкой. А его номинал узнаем по формуле Ома – 10.5/0.16= 65.6 ом (R=U/I).
Это касается и светодиодов, различие лишь в том, что потребляемый ток можно узнать в справочнике, а не на цоколе прибора.
Формула закона Ома для постоянного тока универсальна и применяется в различных ситуациях. Главное, для очень легкого ее применения, запомните «волшебный треугольник».
Нарисуйте правильный треугольник, разделите его на три части и впишите три символа: вверху – U, слева внизу – I, справа внизу – R. Теперь, если Вы пальцем закроете неизвестную величину, то увидите что на что нужно делить или умножать.
2. Маркировка резисторов (сопротивлений).
Резисторы измеряются величиной сопротивления постоянному току – в Омах.
1000000 Ом = 1 Мега Ом (1М) = 1000 Кило ОМ (1000к).
Существуют стандарты маркировки величины сопротивления на корпусах деталей. В разных странах они немного отличаются, но, если Вы поймете принцип, то это не существенные отличия:
• Резисторы с номиналом до 100 Ом имеют маркировку с окончанием Е или R, например, 56R, 56E – это сопротивление 56 Ом;
• Надпись K15 или 150R говорит о том, что перед Вами сопротивление в 150 Ом;
• Теперь можно заметить дальнейшую логику маркировки – значащий знак ставится или в начале, или в середине, или в конце номинала. Не трудно определить, что до знака, это наличие целой части множителя единицы измерения.
Примеры: 1К5 - 1,5 кило Ома = 1500 Ом;
27к - 27 кило Ом =27000 Ом;
М1 – 100К – 100 кило Ом;
1М5 – 1,5 мега Ом;
10М – 10 мега Ом.
3. Мощность резисторов.
Очень распространенное и ошибочное представление о замене резисторов - «нашел подходящий номинал и нет проблем».
Закон Сохранения Энергии совершенно никуда не делся, если резистор уменьшил ток в цепи – он должен эту энергию как-то отдать. Это будет тепло, точнее нагрев самого элемента.
И вот здесь вступает в силу мощность рассеивания резистора – величина тока и напряжения, при котором может работать сопротивление.
Вспомните пример, который был приведен в начале статьи. Сопротивление гасит напряжение 10.5 вольт при токе нагрузки 0.16 ампер. Физика среднего образования: P = I x U, в итоге 1.68 Вт.
В итоге, нужно сопротивление мощностью минимум 2 ватта.
Почему 2Вт, а не 1.2 или 1.5?
Существуют стандарты мощности резисторов. Чем меньше мощность рассеивания, тем меньше габариты элемента.
Стандарты мощности резисторов широкие и нельзя в этой статье описать все нюансы и варианты исполнения компонентов, но важны, в первую очередь, некоторые распространенные исполнения резисторов в допустимой рабочей мощности.
Самая применимая линейка мощностей для резисторов в бытовой технике: 0.125вт; 0.25вт; 0.5вт; 1вт; 2вт.
К сожалению, маркировки мощности на резисторах малых габаритов не предусмотрено, поэтому все можно узнать или через интернет, или через магазин, где Вы приобретаете товар. Для начала, рекомендую приобрести набор резисторов разных номиналов, такого набора вам вполне хватит для создания ваших первых самоделок.
4. Дополнительные сведенья.
Сама тема резисторов затрагивает очень много моментов о характеристиках сопротивлений и их типов, видов, модификаций. Все это можно освоить в процессе занятий самоделками или просто изучением примерами других работ, но некоторые вопросы кратко опишем:
- существуют сопротивления, которые очень явно реагируют на температуру окружающей среды, терморезисторы, и применяются для датчиков температуры;
- переменные сопротивления. Существуют переменные и подстроечные. Грубо говоря, подстроечные сопротивления, это те которые установлены на плате и изменяют свои показания посредством отвертки.
- существуют пленочные и проволочные сопротивления – по способу изготовления. Проволочные, в основном, применяются при больших тока нагрузки, но имеют большую индуктивность, что ограничивает их применение в цепях с высокой частотой.
Автор: stusach
