Rezystory.pdf

- 1 -

Rezystory

Niektóre materiały, na przykład metale, w giel (sadza, grafit) przewodz pr d elektryczny - jedne

lepiej, drugie gorzej. Tylko tzw. nadprzewodniki idealnie przewodz pr d elektryczny. Kawałek drutu,

wałek grafitowy stwarzaj przepływaj cemu pr dowi pewien opór - mówimy, e maj one jak

rezystancje.

Rezystor to najpopularniejszy element elektroniczny, zwykle zbudowany w postaci wałeczka z

dwoma wyprowadzeniami. Słu y on najcz ciej do ograniczania pr du lub uzyskania wymaganych

napi .

Najwa niejszym parametrem rezystora jest rezystancja oznaczana liter R. Jest to w uproszczeniu

zdolno do przeciwstawienia si przepływowi pr du. Podobni rzecz ma si z... rur wodoci gow .

Ci nienie wody odpowiada napi ciu elektrycznemu (oznaczane liter U), przepływ wody to nat enie

pr du (I), potocznie zwane pr dem. Gruba rura stawia wodzie niewielki opór cienka za znacznie

wi kszy. Zawór hydrauliczny lub po prostu zwykły kran jest odpowiednikiem rezystancji, i to nawet

zmiennej. Je eli ci nienie w instalacji (napi cie zasilaj ce obwód) jest stałe, to przepływ wody (pr du)

zale y od oporu (rezystancji). Przykład ten ilustruje słynne prawo Ohma.

Prawo Ohma głosi, e pr d w obwodzie jest wprost proporcjonalny do przyło onego napi cia, a

odwrotnie proporcjonalny do rezystancji (oporu) (wzór 1a, 1b, 1c). Zgadza si to z intuicj , potwierdza

tak e analogia hydrauliczna: im wi ksze ci nienie tym wi cej wody przepływa przez odkr cony kran,

czym wi kszy opór - tym mniej wody przepływa przez ten kran.

Wzór 1a: I = U / R

Wzór 1b: R = U / I

Wzór 1c: U = I • R

Na cze Ohma jego imieniem nazwano jednostk rezystancji W . A wi c dany element ma opór

jednego oma, je li napi cie jednego wolta wywołuje w nim przepływ pr du o warto ci jednego ampera .

Najwa niejsze parametry rezystorów:

· Rezystancja nominalna - jest to rezystancja, jak powinien mie rezystor.

· Tolerancja (klasa dokładno ci) - poniewa ze wzgl du na rozrzuty produkcyjne rezystory nie maj

rezystancji dokładnie zgodnej z rezystancj znamionow , podaje si maksymalne dopuszczalne

odchyłki. Wyra a si to w procentach warto ci znamionowej.

· Moc znamionowa - jest to najwi ksza dopuszczalna moc wydzielana na rezystorze przy pracy ci głej

przy temperaturze otoczenia mniejszej ni +70°C (dla niektórych typów +40°C).

· Napi cie graniczne - maksymalne napi cie stałe lub amplituda napi cia zmiennego, jakie mo e by

doł czone do rezystora w sposób ci gły.

· Rezystancja krytyczna – jest to rezystancja, przy której dla napi cia granicznego otrzymuje si moc

znamionow . Rezystory o rezystancji znamionowej wi kszej ni krytyczna wolno obci a moc tym

mniejsz , im wi ksza jest ich rezystancja znamionowa.

· Napi cie szumów – W czasie pracy rezystora wyst puj w nim szybkie, przypadkowe zmiany

rezystancji, które powoduj powstawanie na jego ko cówkach napi cia szumów, proporcjonalne do

- 2 -

napi cia doprowadzonego do rezystora. Napi cie szumów wywołane jednym woltem napi cia

doprowadzonego jest parametrem rezystora charakteryzuj cym jego wła ciwo ci szumowe.

· Temperaturowy współczynnik rezystancji - oznaczony w krajowych ródłach TWR, lub z

angielskiego TCR, okre la zmiany rezystancji pod wpływem temperatury. Czym mniejsza warto

TCR, tym bardziej stabilny rezystor. Warto TCR podaje si w %/K lub ppm/K (1% = 10 4 ppm).

Niestabilno parametrów rezystora w zale no ci od warunków otoczenia. Jednym z

głównych czynników warunkuj cych zachowanie parametrów rezystora jest temperatura. Oprócz

rezystancji zmieniaj si tak e inne parametry. Dopuszczalne obci enie rezystorów jest stałe do pewnej

granicy temperatury (zazwyczaj ok. 60˚C), po której przekroczeniu nast puje jego spadek z 100 do 0% na

długo ci ok. 40˚C. Na parametry maj tak e wpływ inne czynniki zewn trzne zawarte w tabelce:

Tabela 1. Zmiany rezystancji rezystora w glowego w zale no ci od czynników zewn trznych.

Czynnik

Zmiana rezystancji

stałe?

R = 1k

R = 10 M.

Lutowanie (350˚C w odległo ci 3 mm

± 2%

tak

Cykliczne obci anie (500-krotne wł czanie i wył czanie napi cia

w ci gu 1000 godzin)

± 4 – 6%

tak

Wibracje (20 g) i wstrz sy (100 g)

± 2%

tak

Wilgotno (wilgotno wzgl dna 95% w temp. 40˚C)

+ 6%

+ 10%

nie

Współczynnik napi ciowy (zmiana o 10 V)

-0,15%

-0,3%

nie

Temperatura (25˚C do -15˚C)

+2,5%

+4,5%

nie

Temperatura (25˚C do 85˚C)

+3,3%

+5,9%

nie

Produkcja. Obecnie produkowane s rezystory o warto ci od 0,01 W do 10 12 W (1 TW [teraom]

czyli 1000 GW [gigaomów] ), mocy znamionowej od 1/8 wata do 250 W i dokładno ci od ±0,005% do

±20%.

Poł czenia rezystorów. Wyró niamy dwa typy poł cze : równoległe i szeregowe . Szeregowe

poł czenie polega na zł czeniu dwóch (lub wi cej) oporników

jeden za drugim (rys. 1a). W tym przypadku rezystancja, czyli

opór sumuj si (wzór 2a). Poł czenie równoległe za polega -

jak sama nazwa wskazuje - na równoległym poł czeniu

oporników (rys. 1b). Opór w tedy jest równy ilorazowi ich

warto ci rezystancji podzielon przez sum warto ci

rezystancji poszczególnych oporników (wzór 2b). Uwaga!

Wzór 2 mo na zastosowa dla dwóch lub wi cej rezystorów,

podczas gdy wzór 3 tylko dla dwóch rezystorów .

R 1

R 2

Rysunek 1. Poł czenia rezystorów: a)

szeregowe; b) równoległe.

Wzór 2a: R = R 1 + R 2 + ...

Wzór 2b:

lub:

...

Oznaczenie rezystorów. W oznaczeniach rezystorów rozró niamy trzy kody: cyfrowy ,

cyfrowo-literowy i barwny (paskowym) .

R 1 R 2

- 3 -

Kod cyfrowy polega na zapisywaniu warto ci rezystancji, tolerancji, temperaturowym

współczynniku rezystancji itp. za pomoc cyfr, np.: 210 W, 1 kW = 1000 W, 1,2

M W 20%, 470 k 0,5% 10%/K itp. ( UWAGA! W praktyce cz sto pomija si symbol W przy zapisie

warto ci wi kszych od 1000 W. A wi c 1 kW mo e by zapisany jako 1 k ).

Kod cyfrowo-literowy natomiast polega na zast pieniu niektórych warto ci literami (tabela

2a, b, c). W przypadku kodu MIL mno nikiem warto ci rezystancji jest ostatnia cyfra.

Trzeci z ostatnich kodów kod barwny jest nieco bardziej skomplikowany. Na oporniku

istniej wtedy 3 do 6 pasków. W przypadku oznaczenia trójpasmowego (rys. 2a) dwa pierwsze paski to

dwie pierwsze cyfry warto ci rezystancji, trzeci pasek to tzw. mno nik, czyli warto , przez jak nale y

pomno y dwie pierwsze cyfry. W kodzie czteropaskowym (rys. 2b) 2 pierwsze paski informuj o

dwóch pierwszych cyfrach warto ci rezystancji, 3 pasek to mno nik, a 4 - tolerancja. Kod

pi ciopaskowy (rys. 2c). 3 pierwsze paski to 3 pierwsze liczby warto ci rezystancji, 4 pasek to mno nik,

a 5 to tolerancja. W kodzie 6-paskowy (rys. 2d) natomiast 3 pierwsze paski to 3 pierwsze liczby warto ci

rezystancji, 4 pasek oznacza mno nik, 5 - tolerancje, a 6 - współczynnik temperaturowy. Ka dy kolor ma

ustalon mi dzynarodowo warto , które zostały przedstawione w tabelce numer 3.

- 4 -

Tabela 2. Kody cyfrowo-literowe. a) warto ci rezystancji, b) tolerancji, c) współczynnika temperaturowego.

Warto

rezyst.

Według

IEC

Według

MIL

Kod

Tolerancja

Kod

Współczynnik

temperaturowy

30%

0,22 R22

20%

100 ppm/K

3,9 3R9

3R9

10%

50 ppm/K

75 75R

750

25ppm/K

910

910R,

K91

911

T10

15 ppm/K

T13

10 ppm/K

1,8 k 1K8

182

0,5%

T16

5 ppm/K

62 k 62K

623

0,25%

T18

1 ppm/K

470 k

470K,

M47

474

0,1%

0,05%

5,6 M 5M6

565

0,002%

36 M 36M

366

0,001%

1,54 k 1K54

1541

0,0005%

43,2 k 43K2

4322

931 k 931K

9313

1,24 M 1M24

1244

a) b) c) d)

1 i 2 pasek 1, 2 i 3 pasek współczynnik temp.

mnonik mnonik

tolerancja tolerancja

Rysunek 1 . Oznaczenie barwne (por. tab. 1). a) kod 3-paskowy, b) kod 4-paskowy, c) kod 5-paskowy, d) kod 6-paskowy

Tabela 3. Kody barwne rezystorów.

Kolor

Cyfry

znacz ce

Mno nik Tolerancja

Współczynnik

temperaturowy

[ppm/K]

Srebrny

0,01

10%

Złoty

0,1

Czarny

250

Br zowy

100

Czerwony

100

Pomara czowy

1 000

15%

ółty

10 000

Zielony

100 000

0,5%

Niebieski

1 000 000

1,25%

Fioletowy

10 7

0,1%

Szary

10 8

Biały

10 9

Brak paska

20%

- 5 -

Przykłady:

I pasek II pasek III pasek IV pasek V pasek VI pasek

Wynik

pomara .

biały

zielony

x10 5

brak

paska

±20%

3,9 M W ±20%

fioletowy

zielony

ółty

x10 4

złoty

±5%

750 k W ±5%

czerwony

biały

ółty

czerwony

x100

br zowy

29,4 k W ±1%

niebieski

szary

br zowy

x10

zielony

±0,5%

czerwony

50 ppm/K

6,81 k W 0,5% 50

ppm/K

3M9(IEC) = 395(MIL)

3,9 M

±20%

3,9 M W 20%

W 20%

29K4(IEC) = 2942(MIL)

29,4 k

±1%

29,4 k W 1%

W 1%

6K81(IEC) = 6811(MIL)

6,81 k

±0,5%

50 ppm/K

6,81 k W 0,5% 50

ppm/K

Rezystory ze wzgl du na ich działanie dzielimy na: stałe , potencjometry , fotorezystory ,

termistory i warystory .

Rezystory stałe. W grupie tej ze wzgl du na sposób wykonania mo emy wyodr bni rezystory

warstwowe, obj to ciowe i drutowe . Umowny

mi dzynarodowy symbol u ywany w schematach

opornika stałego wygl da jak na rysunku 4.

Rezystory warstwowe wykonuje si przez

napylenie na rurce lub wałku ceramicznym warstwy

rezystywnej ze stopu metalowego lub w gla. Dla uzyskania danej rezystancji warstw rezystywn

nacina si rubowo z odpowiednim skokiem, tworz c jakby ta m oporow nawini t na walcu. Na

ko cach walca przymocowuje si ko cówki umo liwiaj ce wlutowanie rezystora w układ. Korpus

rezystora wraz z fragmentem ko cówek pokrywa si lakierem lub warstw izolacyjn , chroni cymi

cie k rezystywn przed czynnikami zewn trznymi.

Rezystory warstwowe znajduj zastosowanie w układach pracuj cych w zakresie cz stotliwo ci do

kilkuset MHz, lecz ze wzgl du na delikatn cie k rezystywn i słabe odprowadzanie ciepła maj małe

moce znamionowe.

Rezystory obj to ciowe s kształtkami z masy rezystywnej, w której zatapia si ko cówki.

Rodzaj masy rezystywnej i jej obj to decyduj o warto ci rezystancji. Rezystory te charakteryzuj si

du ymi mocami znamionowymi, ale do du ymi współczynnikami szumów.

Rezystory drutowe wykonuje si nawijaj c na rurce ceramicznej drut oporowy konstantanowy

lub chromonikielinowy. Mog one mie ró ne rodzaje ko cówek. Pokrywa si je lakierem lub mas

cementow , lecz bywaj i rezystory bez tej powłoki. Charakteryzuj si one du ymi mocami

znamionowymi, niskim współczynnikiem temperaturowym, małymi warto ciami rezystancji, du ymi

rozmiarami oraz du indukcyjno ci , która ogranicza ich stosowanie do układów małej cz stotliwo ci i

zasilaj cych.

lub:

Rysunek 1. Piktogram opornika

Potencjometry (rezystory nastawne) (rys. 4) . Ze wzgl du na przeznaczenie potencjometry dzieli

si na:

- regulacyjne - słu do regulacji parametrów urz dzenia w czasie jego pracy;

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: