Резисторы и конденсаторы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Резисторы и конденсаторы

Резистор - пассивный элемент электрической цепи, характеризуемый только сопротивлением электрическому току, то есть для идеального резистора в любой момент времени должен выполняться закон Ома для участка цепи: мгновенное значение напряжения на резисторе пропорционально току проходящему через него. На практике же резисторы в той или иной степени обладают также паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольт-амперной характеристики.

При последовательном соединении резисторов их сопротивления складываются.

При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению.

Резисторы являются элементами электронной аппаратуры и могут применяться как дискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем. Дискретные резисторы классифицируются по назначению, виду ВАХ, по способу защиты и по способу монтажа, характеру изменения сопротивления, технологии изготовления.

По назначению:

· резисторы общего назначения.

· резисторы специального назначения.

· высокоомные.

· высоковольтные.

· высокочастотные.

· прецизионные и сверхпрецизионные.

По способу защиты:

· изолированные.

· неизолированные.

· вакуумные.

· герметизированные.

По способу монтажа:

· для печатного.

· для навесного.

· для микросхем и микромодулей.

По виду вольт-амперной характеристики:

· линейные резисторы.

· нелинейные резисторы.

варисторы - сопротивление зависит от приложенного напряжения

терморезисторы - сопротивление зависит от температуры

фоторезисторы - сопротивление зависит от освещённости

тензорезисторы - сопротивление зависит от деформации резистора

магниторезисторы - сопротивление зависит от величины магнитного поля.

По характеру изменения сопротивления:

· поволочный резистор.

· постоянные резисторы.

· переменные регулировочные резисторы.

· переменные подстроечные резисторы.

По технологии изготовления:

· Проволочные резисторы. Представляют собой кусок проволоки с высоким удельным сопротивлением, намотанный на какой-либо каркас. Могут иметь значительную паразитную индуктивность. Высокоомные малогабаритные проволочные резисторы иногда изготавливают из микропровода.

· Плёночные металлические резисторы. Представляют собой тонкую плёнку металла с высоким удельным сопротивлением, напылённую на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами. Иногда, для повышения сопротивления, в плёнке прорезается винтовая канавка. Это наиболее распространённый тип резисторов.

· Металлофольговые резисторы. В качестве резистивного материала используется тонкая металлическая лента.

· Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.

· Интегральный резистор. Используется сопротивление слаболегированного полупроводника. Эти резисторы могут иметь большую нелинейность вольт-амперной характеристики. В основном используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов невозможно или не технологично.

Резисторы, в особенности малой мощности - мелкие детали, резистор мощностью 0,125 Вт имеет длину несколько миллиметров и диаметр порядка миллиметра. Прочитать на такой детали номинал с десятичной запятой невозможно. Поэтому, при указании номинала вместо десятичной точки пишут букву, соответствующую единицам измерения (К - для килоомов, М - для мегаомов, E или R для единиц Ом). Например 4K7 обозначает резистор, сопротивлением 4,7 кОм, 1R0 - 1 Ом, 120К - 120 кОм и т.д. Однако и в таком виде читать номиналы трудно и применяют маркировку цветными полосами.

Для резисторов с точностью 20% используют маркировку с тремя полосками, для резисторов с точностью 10% и 5% маркировку с четырьмя полосками, для более точных резисторов с пятью или шестью полосками. Первые две полоски всегда означают первые два знака номинала. Если полосок 3 или 4, третья полоска означает десятичный множитель, то есть степень десятки, которая умножается на двузначное число, указанное первыми двумя полосками. Если полосок 4, последняя указывает точность резистора. Если полосок 5, третья означает третий знак сопротивления, четвёртая - десятичный множитель, пятая - точность. Шестая полоска, если она есть, указывает температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если эта полоска в 1,5 раза шире остальных, то она указывает надёжность резистора (% отказов на 1000 часов работы).

Следует отметить, что иногда встречаются резисторы с 5 полосами, но стандартной (5 или 10%) точностью. В этом случае первые две полосы задают первые знаки номинала, третья - множитель, четвёртая - точность, а пятая - температурный коэффициент.

«Резисторы» нулевого сопротивления (перемычки на плате) кодируются одной цифрой «0».

Кодирование 3 или 4 цифрами

ABC обозначает AB*10C Ом

например 102 - это 10*10? Ом = 1 кОм

ABCD обозначает ABC*10D Ом, точность 1% (ряд E96)

например 1002 - это 100*10? Ом = 10 кОм

1 кОм=1000 Ом

Кодирование цифра-цифра-буква (JIS-C-5201)

Ряд E96, точность 1%.

Мантисса m значения сопротивления кодируется 2 цифрами (см таблицу), степень при 10 кодируется буквой.

Примеры: 09R = 12,1 Ом; 80E = 6,65 МОм; все 1%.

S = 10?2

R или X = 10?1

A = 100 = 1

B = 101

C = 10?

D = 10?

E = 104

F = 105

Кодирование буква-цифра-цифра

Ряды E24 и E12, точность 2%, 5% и 10%. (Ряд E48 не используется).

Степень при 10 кодируется буквой (так же, как для 1%-х сопротивлений, см список выше), мантисса m значения сопротивления и точность кодируется 2 цифрами (см таблицу).

Примеры:

2%, 1,00 Ом = S01

5%, 1,00 Ом = S25

5%, 510 Ом = A42

10%, 1,00 Ом = S49

10%, 820 кОм = D60

Конденсатор - устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Состоит из двух пластин, разделённых диэлектриком.

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд.

Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

По виду диэлектрика различают:

· Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме).

· Конденсаторы с газообразным диэлектриком.

· Конденсаторы с жидким диэлектриком.

· Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.

· Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные - бумажно-плёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.

· Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего большой удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) - это или электролит (в электролитических конденсаторах), или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спечённого порошка.

· Твердотельные конденсаторы - вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются.

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

· Постоянные конденсаторы - основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).

· Переменные конденсаторы - конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контура.

· Подстроечные конденсаторы - конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Также различают конденсаторы по форме обкладок: плоские, цилиндрические, сферические и другие.

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

· Конденсаторы (совместно с катушками индуктивности и / или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т.п.

· При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерах с оптической накачкой, генераторах Маркса, (ГИН; ГИТ), генераторах Кокрофта-Уолтона и т.п.

· Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.

· Конденсаторы способны накапливать большой заряд и создавать большую напряжённость на обкладках, которая используется для различных целей, например, для ускорения заряженных частиц или для создания кратковременных мощных электрических разрядов (см. генератор Ван де Граафа).

· Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора.

· ИП влажности воздуха, древесины (изменение состава диэлектрика приводит к изменению ёмкости).

· В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы АПВ использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты.

· Измерителя уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обкладками конденсатора, и ёмкость конденсатора меняется в зависимости от уровня

· Фазосдвигающего конденсатора. Такой конденсатор необходим для пуска, а в некоторых случаях и работы однофазных асинхронных двигателей. Так же он может применяться для пуска и работы трехфазных асинхронных двигателей при питании от однофазного напряжения.

· Аккумуляторов электрической энергии. В этом случае на обкладках конденсатора должно быть достаточно постоянное значения напряжения и тока разряда. При этом сам разряд должен быть значительным по времени. В настоящее время идут опытные разработки электромобилей и гибридов с применением конденсаторов. Так же существуют некоторые модели трамваев в которых конденсаторы применяются для питания тяговых электродвигателей при движении по обесточенным участкам.

резистор конденсатор емкость сопротивление

Размещено на Allbest.ru