РадиоТехника

Резисторы

17 Марта 2018
1884

В одной из статей электрическое сопротивление, мы познакомились с новой величиной электрическое сопротивление или сопротивление проводника. Давайте еще раз вспомним, что такое сопротивление проводника.

Сопротивление проводника – это физическая величина, которая характеризует свойство проводника препятствовать проводить электрический ток. Более простыми словами это величина, которая мешает проводить электрический ток.
Условное обозначение сопротивления: R.
Единица измерения сопротивления – это Ом.
Обозначение резистора в электрических схемах:

Обозначение резистора

Если рассуждать логично, то сопротивление проводника, отрицательное качество, так как потребляемый прибор, получает не всю энергию источника питания. Но на практике совсем наоборот. Как бы это было не логично, но практически не одна схема не обходится без элементов, которые обладают разными сопротивлениями. Элементы, которые обладают разными показателями сопротивления называются – Резисторами.

Рези́стор

Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

В этой статье, мы рассмотрим, как резистор участвует для снижения напряжения. Когда, я только начал заниматься радиоэлектроникой, мне сказали или где-то вычитал, что резистор понижает напряжение. В голове я себе это представлял так – в зависимости от нужного напряжения, берешь резистор с определенным номиналом и все. В принципе в этом есть доля правды, но все же все зависит от многих показателей замкнутой электрической цепи. Так же собирая цепь, меняя резисторы разных номиналов, не мог уловить на вольтметре сильные изменения напряжения. Конечно тогда, это не объяснимое для меня явления меня расстраивало.

Рассмотрим простую цепь, состоящую из источника питания (ИП), нагрузке в виде лампочки и соединяющих проводников. Лампочка стандартная маленькая – «3.5V 0.26A E10». Номиналы, напряжение - 3,5 В, ток, который должен протекать – 0,26 А. При подключении к ИП с напряжением 3,5 В, на что и рассчитана лампочка, в цепи образуется сила тока 0,26 А. Так же пользуясь законом Ома можно примерно рассчитать сопротивление лампочки.
Сначала вспомним основную формулу - Закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: I = U/R.
В нашем случае нам нужно найти сопротивление – R.
Переворачиваем формулу R = U / I. (Как удобно формировать формулу, показано в статье Закон Ома)
Подставляем наши данные - 3,5 В / 0,26 А = 13 Ом (округлил) сопротивление лампочки.

Закон Ома в цепи

Теперь давайте допустим у нас есть такая же лампочка, но нет такого источника питания(ИП), с таким напряжением. Есть только ИП с напряжением в 9 В. Если мы подключим такой источника питания к нашей цепи с лампочкой, то в цепи образуется ток примерно 0,7 А. Что почти в три раза больше номинального значения лампочки (0,26 А). Это скорее всего придет к перегоранию лампочки, лампочка выйдет из строя. Поэтому в наше схему нужно подключить добавочный резистор, как вы уже догадались, он будет забирать часть энергии, часть лишнего напряжения на себя.
Теперь необходимо подсчитать, какой резистор и с каким номиналом нам подойдет. Для этого нужно определить, на какое напряжение нам нужно снизить ИП. Помимо этого, очень важно знать номинальный ток нагрузки, в данном случае лампочки. Давайте распишем данные, который у нас есть.
Uип – 9 В, напряжение источника питания.
Uнаг – 3,5 В, номинальное напряжение лампочки.
Iнаг – 0,26 А, номинальный ток для лампочки.
Формула: Rдоб = (Uип - Uна)/ Iна = (9 – 3,5)/0,26 = 21 Ом (округлил)
И так, для того что бы лампочка не перегорела, нам необходимо подключить добавочный резистор сопротивлением 21 Ом. Что мы и сделаем:

Цепь с добавочным резистором

Давайте для понимания, раскидаем что произошло у нас в цепи. Резистор мы подключили в цепь последовательно с нагрузкой, то есть после резистора идет лампочка или наоборот, в данном случае без разницы. При последовательно соединение сила тока для всех нагрузок (для резистора и лампочки) остается одним и тем же. А напряжение тока разделяется на нагрузки в зависимости от их сопротивления. В нашем случае, на нагрузку (Лампочку) падает 3,5 В, на добавочный резистор 5,5 В. Рассмотрим на схеме:

Деление напряжения в цепи

Теперь думаю стало яснее, почему мы использовали такую (Rдоб = (Uип - Uна)/Iнаг) формулу для вычисления сопротивления добавочного резистора. Сила тока у нас одинаковая, мы просто нашли сопротивление нагрузки, на которую уйдет наши лишние 5,5 В. Это очень важный момент в законах электрических цепей, поэтому необходимо хорошенько понять и запомнить. В каких еще случаях используют резисторы, рассмотрим при изучениях других радиоэлементов.