Что нужно знать о резисторах?

Резистор: Пассивный кусок материала, который сопротивляется потоку электрического тока. К каждому концу подключен терминал, все готово. Что может быть проще?

Оказывается, это совсем не так просто. В конце концов, температура, емкость, индуктивность и другие факторы играют роль в том, что резистор становится довольно сложным компонентом. Даже его применения в схемах многочисленны, но здесь мы просто сосредоточимся на различных типах резисторов фиксированного значения, на том, как они изготавливаются и что делает их желательными для различных приложений.

Начнем с простого и одного из самых старых.

Их часто называют «старыми» резисторами, и они широко использовались в 1960-х годах, но с появлением других типов резисторов и их относительно высокой стоимостью сейчас они используются меньше. Они состоят из смеси керамического порошка и углерода, связанных между собой смолой. Углерод является хорошим электрическим проводником, и чем выше концентрация углерода в смеси, тем ниже сопротивление. К концам прикрепляются провода. Затем их покрывают краской или пластиком в качестве изолятора и наносят полосы разного цвета, обозначающие значение сопротивления и допуск.

Сопротивление этих резисторов из углеродного состава может необратимо измениться при длительном воздействии высокой влажности, перегрузке напряжением и перегреве при пайке. Допуски составляют 5% или выше. Учитывая, что по сути они представляют собой сплошной цилиндр, они обладают хорошими высокочастотными характеристиками. Они также обладают хорошей способностью противостоять тепловым перегрузкам, сравнимым с их небольшими размерами, и поэтому до сих пор используются в источниках питания и средствах управления сваркой.

Однако их возраст не помешал мне использовать их сумку, купленную в магазине подержанных товаров, для создания различных сопротивлений, необходимых мне для музыкального плеера с таймером 555. Это мой кладж, который вы видите на фото выше.

Температурный коэффициент сопротивления (TCR) углеродных пленочных резисторов обычно составляет около 200 и 500 ppm/C. 200 ppm/C означает, что на каждый 1C сопротивление не изменится более чем на 200 Ом на каждый 1 МОм номинала резистора. В процентах это изменение составляет 0,02%/C. Таким образом, при изменении температуры на 80°C 200 ppm/C означает изменение сопротивления на 1,6% или 16 кОм.

Углеродные пленочные резисторы обычно имеют сопротивление от 1 Ом до 10 кОм, имеют номинальную мощность от 1/16 Вт до 5 Вт и могут выдерживать напряжение в киловольтах. Типичное использование - источники питания высокого напряжения, рентгеновские лучи, лазеры и радары.

Металлическую пленку изготавливают аналогично углеродной пленке путем нанесения слоя металла (часто никеля-хрома) на керамику и последующего вырезания из металла спирали. Согласно одному документу производителя Vishay, после установки клемм спираль раньше обрезалась шлифованием или пескоструйной обработкой, но в наши дни обрезка выполняется с помощью лазеров. Затем результат покрывается лаком и маркируется цветовой кодировкой или текстом.

Изменение сопротивления металлической пленки из-за температуры меньше, чем у углеродной пленки. TCR металлической пленки составляет от 50 до 100 ppm/C, что для 50 ppm/C составляет 0,005%/C. Используя тот же пример, что и для углеродной пленки сопротивлением 1 МОм, приведенный выше, для изменения температуры на 80°C 50 ppm/C соответствует изменению 0,4% или 4 кОм.

Металлическая пленка также начинается с более низкого допуска, 0,1%. Они также имеют хорошие шумовые характеристики, низкую нелинейность и хорошую долговременную стабильность, а также широкий спектр применения.

Это во многом то же самое, что и металлопленочные резисторы, за исключением того, что металл часто представляет собой оксид олова, загрязненный оксидом сурьмы для повышения сопротивления. Это обеспечивает лучшие характеристики, чем углеродная или металлическая пленка, с точки зрения номинального напряжения, перегрузок, скачков напряжения и высоких температур. В то время как углеродно-пленочные резисторы рассчитаны примерно на 200°С, а металлопленочные - на 250-300°С, оксиды металлов работают при температуре 450°С. Однако они имеют худшие характеристики устойчивости.

Проволочные резисторы изготавливаются путем намотки проволоки на пластиковый, керамический или стекловолоконный цилиндр. Поскольку проволоку можно отрезать до точной длины, она может иметь высокое прецизионное значение сопротивления с допуском 0,1% или выше. Чтобы получить высокое сопротивление, проволока должна быть очень тонкой и очень длинной. Провод может быть тонким для более низких номинальных мощностей или более толстым для более высоких номинальных мощностей. Он может быть изготовлен из ряда сплавов, включая никель-хром, медь, серебро, железо-хром и вольфрам.