Резистор

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Резистор
Resistors.jpg
Резистори с различна стойност, обозначена с цветен код
Вид Пасивен
Символично означение
Resistor symbol Europe.svg

Резисторът, наричан също и съпротивление, е двуизводен пасивен електронен компонент, чиято основна характеристика е електрическото съпротивление. При подаване на напрежение U между двата извода на резистора през него протича ток I, който е правопропорционален на напрежението. Отношението на напрежението към тока се нарича съпротивление (R):

I = {U \over R}

Резисторите са често срещани компоненти в електрическите вериги, като повечето електронни устройства съдържат голям брой от тях. Те се изработват от различни химически вещества, във вид на компактни елементи или телове. Резистори се използват и в интегралните схеми, особено при аналоговите устройства, като могат да бъдат интегрирани и в хибридни или печатни схеми.

Единицата за измерване на електрическото съпротивление на резисторите е ом, наречена в чест на немския физик Георг Симон Ом. Бележи се със символа Ω. За удобство се използват кратни единици на основната — милиоми (mΩ), килооми (kΩ), мегаоми (MΩ) и т. н. Най-широко разпространен похват за отбелязване на стойността на един резистор е чрез приет цветен код за означение. Тази индикация се състои от четири цветни точки или ленти, нанесени върху корпуса на резистора. За измерване се използват омметри или мултиметри ("мултицети").

Начин на работа[редактиране | edit source]

Закон на Ом[редактиране | edit source]

Схема на Закона на Ом за отделен резистор

Поведението на идеален резистор се описва с линейната зависимост на Закона на Ом:

U=I \cdot R

Според нея напрежението U между двата извода на резистора е пропорционално на протичащия през него ток I, като константата на пропорционалност R е електрическото съпротивление на резистора.

Законът на Ом може да бъде записан и във формата:

I = \frac{U}{R}

Според тази формулировка при наличие на напрежение U между изводите на резистор със съпротивление R през него протича ток I. Тази форма се използва пряко в практическите изчисления. Например, ако резистор със съпротивление 300 Ω се свърже към изводите на 12-волтова батерия, през него ще протече ток от 0,04 A:

\frac{12V}{300\Omega} = 0,04A

Последователно и успоредно свързване[редактиране | edit source]

Резисторите могат да се свързват последователно и успоредно. Когато са свързани последователно, за да се намери еквивалентното им съпротивление, просто се събират стойностите на съпротивленията на всички резистори. Когато са свързани паралелно, за да се намери еквивалентната проводимост (реципрочната стойност на еквивалентното съпротивление на веригата), се събират проводимостите (реципрочните стойности) на всички резистори.

При последователно свързване на няколко резистора протичащият през тях ток е еднакъв, но напрежението между изводите на всеки резистор е пропорционално на неговото съпротивление. Потенциалната разлика за цялата верига е сума от тези напрежения - така общото съпротивление може да бъде изчислено като сбор от съпротивленията на отделните резистори.

Схема на няколко резистора, свързани последователно, като през всеки от тях протича един и същ ток

R_\mathrm{eq} = R_1  + R_2 + \cdots + R_n

В частния случай на N последователно свързани резистора с еднакво съпротивление R тяхното общо съпротивление e NR.

При успоредно свързване на няколко резистора те са подложени на една и съща потенциална разлика, но протичащия през тях ток е пропорционален на съпротивленията им. В този случай общата проводимост на веригата е сбор от проводимостите на резисторите. Общото съпротивление на схемата се получава като:

Схема на няколко резистора, свързани успоредно

\frac{1}{R_\mathrm{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots +  \frac{1}{R_n}

В частния случай на N успоредно свързани резистора с еднакво съпротивление R тяхното общо съпротивление e R/N.

Верига, включваща съчетание от последователно и успоредно свързани резистори, може да бъде разложена на по-малки части, които са или последователно, или успоредно свързани. Например:

Схема на три резистора, два от тях успоредно свързани, а след това свързани последователно с третия

R_\mathrm{eq} = {R_1 R_2 \over R_1 + R_2} + R_3

Някои сложни схеми от резистори не могат да бъдат разложени по този начин и изискват по-сложни методи за анализ. Например, ако в един куб на всеки ръб се постави резистор, какво би било съпротивлението между два срещуположни върха? В частния случай на 12 еднакви резистора общото съпротивление е 56 от съпротивлението на отделния резистор. По-общо решение на подобни задачи може да се получи с преобразувания триъгълник-звезда или с различни матрични методи.[1][2]

Едно от практическите приложения на тези зависимости е получаването на нестандартна стойност на съпротивлението чрез успоредно и/или последователно свързване на стандартни резистори.

Разсейване на мощност[редактиране | edit source]

Мощността P, разсейвана от даден резистор (или от схема с еквивалентно съпротивление), може да бъде изчислена като:


P = I^2 R = I U = \frac{U^2}{R}

Първото равенство произтича пряко от ефекта на Джаул-Ленц, а другите две форми се получават чрез прилагане на Закона на Ом.

Общото количество топлинна енергия, отделяно за даден период от време, може да бъде определено чрез интегриране на мощността за съответния период:


W = \int_{t_1}^{t_2} v(t) i(t)\, dt.

Реалните резистори се класифицират според тяхното максимално разсейване на мощност. Основната част от резисторите, използвани в електронните схеми, абсорбират много по-малко от 1 W електрическа мощност, като при тях този показател не е от съществено значение. Тези резистори обикновено имат максимално разсейване до 1/10, 1/8 или 1/4 W.

Резисторите, за които се изисква да разсейват значителна мощност, особено използваните в захранващи блокове, трансформаторни вериги и усилватели на мощност, обикновено се наричат силови резистори. В тази категория влизат резистори с максимално разсейване, не по-малко от 1 W. Те имат по-големи размери, а системата за маркиране на останалите резистори не се прилага при тях.

Максималното разсейване на мощност на даден резистор е различно от мощността, която той може да разсее безопасно при практическа употреба. Циркулацията на въздуха и близостта до други компоненти, околната температура и други фактори могат да намалят значително допустимото разсейване.

Употреба[редактиране | edit source]

Resistor symbol Europe.svg Resistor symbol.png
Европа САЩ и Япония
Означение на резистор
в електрически схеми

Резисторът се свързва в електрическите вериги с цел да ограничава силата на тока и/или да осигурява пад на напрежение. Това му свойство намира широко приложение в електронните схеми, където се обезпечава необходим товар или подходящ работен режим на активните компоненти в схемата, както и в схемите на автоматиката, защитата и др.

В европейските електронни схеми се обозначава като празен правоъгълник, а в САЩ и Япония - като зигзаговидна линия. Второто означение може също да се срещне при изчертаването в много стари български или съветски принципни схеми.

При избор на резистор за използване в дадена ел. схема е важно да се избере такъв, който да поддържа достатъчна работна мощност спрямо условията в които ще се използва. Мощността му зависи от това при какви напрежения и токове ще работи като се определя от произведението на напрежението и тока (P=U.I).

Видове[редактиране | edit source]

Видовете резистори най-често биват:

- постоянни (най-широко използваните с точно определено съпротивление);
- променливи - могат да бъдат ръчно регулируеми (потенциометри) или да изменят съпротивлението си под влиянието на фактори като напрежение (варистори), светлина (фоторезистори) или топлина (терморезистори).

Бележки[редактиране | edit source]

  1. ((en)) Farago, PS. An Introduction to Linear Network Analysis. The English Universities Press, 1961. с. 18-21.
  2. ((en)) Wu, F Y. Theory of resistor networks: the two-point resistance. // Journal of Physics A: Mathematical and General 37 (26). 2004. с. 6653-6673.

Вижте също[редактиране | edit source]