Переменные резисторы

По назначению

Рассмотрим еще виды резисторов по назначению. Они бывают общего и специального назначения. Сопротивления общего назначения имеют следующие параметры:

• номинал от 1 Ом до 10 МОм,
• мощность от 0,125 Вт до 100 Вт,
• допуск точности не менее 20%, 10 %, 5%, 2% или 1%.

Они пригодны для работы в сетях напряжением не более  1000 В. Используются как токоограничители или в качестве нагрузок для активных элементов схем. Резисторы специального назначения превосходят «обычные» по одной или нескольким характеристикам. К ним относятся:

• Изготовленные с высокой точностью (максимально допустимое отклонение номинала — 1%), имеющие высокую стабильность параметров. Называют их прецизионные и сверхпрецизионные.
• Высокочастотные. Имеют очень небольшую собственную емкость, благодаря чему и применяются в высокочастотных схемах.
• Высоковольтные (для сетей напряжением выше 1000 В).

• Высокоомные. Номинал выше 100 МОм и напряжение не менее 400 В.

Для ремонта бытовых приборов достаточно элементов с обычными характеристиками. А вообще, при замене стоит придерживаться правила: ставить элемент того же номинала и с теми же характеристиками. Если элементная база старая и найти точно такой же экземпляр сложно или стоит он несоизмеримо, ищем аналог. При подборе аналогов номинал выбираем «один в один», а характеристики могут быть немного лучше. Хуже брать не следует, так как это может стать причиной некорректной работы устройств.

Классификация по условиям эксплуатации

По особенностям применения и использования виды резисторов делятся на группы.

Постоянные

Сопротивление неизменное с допустимой нормированной погрешностью и соответствует норме. На электрической схеме изображаются прямоугольником со сторонами 10х4 мм. От центра узкой стороны изображаются линии выводов. Рядом с изображением ставят литеру «R» с порядковым номером корпуса по схеме. Тут же проставляют величину номинала.

Внутрь прямоугольника вписывается рассеивание. В импортной технической документации часто изображается в виде зигзагообразной линии соединяющей выводы.

Переменные и подстроечные

Компоненты переменного потенциометра оснащены тремя и более выводами, и механизмом перемещения ползунка – токосъемника. Диапазон изменения простирается от нуля до максимума, ограниченного установленным номиналом.

Изменение характеристик оборудования в процессе эксплуатации, выглядящее, например, как настройка тюнера, регулировка уровня громкости или освещения, выполняется переменным компонентом.

Механизм перемещения ползунка завершается ручкой, позволяющей оперативно проводить регулировку. Если настройка выполняется при наладке и ежедневно меняться не должна, применяются подстроечники. Положение токосъемника в них устанавливается отверткой.

Нелинейные

Устройства автоматики и электронной защиты активно пользуются полупроводниковыми нелинейными приборами, проводимость которых изменяется автоматически при колебаниях внешних факторов окружающей среды. Отрицательный температурный коэффициент у термисторов увеличивает проводимость при повышении температуры и уменьшает при понижении.

Прибор с положительным ТКС называются позистором. У фоторезистора проводимость полупроводникового слоя возрастает при увеличении освещенности в видимом, инфракрасном или ультрафиолетовом спектре.

Варисторы способны увеличить проводимость при возрастании приложенного к нему напряжения

Магниторезисторы реагируют на магнитное поле, а тензисторы фиксируют приложенное к ним механическое усилие.

Цветовая маркировка на корпусе резисторов

Цветовую маркировку, когда она появилась, я пытался запомнить и даже вызубрить – но ничего хорошего из этого не получалось, все равно путался, и номинал резистора приходилось определять тестером. Сейчас уже не помню когда, но в одном журнале мне попалась статья как все это дело можно избежать. Там рассказывалось про шпаргалку, сделанную в виде резистора, только вместо цветных полос стоят колесики, на которых написаны цвета участвующие в обозначении номинала резисторов. Давайте просто рассмотрим пример изображенный на фотографии. Допустим, у нас есть резистор с такими цветами: зеленый – синий – красный. Нам надо определить его номинал:

Первым колесиком выбираете цвет первой полоски (зеленый), вторым колесиком – цвет второй полоски (синий), и третьим колесиком цвет третьей полоски (красный) – это у нас будет множитель. Теперь полученную цифру в первых двух окнах, а у нас получилось 56, умножаем на множитель, полученный в третьем окошке – это десять в квадрате или 100. В итоге получилось 5600 Ом или 5,6 кОм. Как видите в употреблении шпаргалка очень простая.

Цветная маркировка отечественных резисторов

Конечный результат всегда будет в Омах, но его не сложно перевести в килоомы или мегаомы:

1000 Ом – это 1 кОм; 10000 Ом – это 10 кОм; 100000 Ом – это 100 кОм; 1000 кОм – это 1 мегаом или 1000000 Ом; 10 М – это 10000 кОм или 10000000 Ом.

Для ее изготовления, я использовал картон, но Вы можете использовать любой другой материал легко поддающийся обработке. Если будете использовать картон, то для прочности его желательно склеить в два слоя. Чертеж рисовать не стал, а все размеры указал прямо на шпаргалке, потому что мне так проще, а Вам понятнее. Размеры указаны в миллиметрах.

Следующим этапом нам надо сделать три колесика. Первые два будут одинаковые, и на них наносятся цвета полосок и цифры, соответствующие каждому цвету. Колесико надо разделить на десять равных частей, и если Вы посмотрите на правое, то здесь видно, что, например, коричневому цвету соответствует единица, а черному — ноль.

Последовательность такая:

• Черный – 0;
• Коричневый – 1;
• Красный – 2;
• Оранжевый – 3;
• Желтый – 4;
• Зеленый – 5;
• Синий – 6;
• Фиолетовый – 7;
• Серый – 8;
• Белый – 9.

Резистор с маркировкой

Здесь последовательность такая:

• Черный – 1;
• Коричневый – 10;
• Красный – 10 в степени 2 (100);
• Оранжевый – 10 в степени 3 (1000);
• Желтый – 10 в степени 4 (10000);
• Зеленый – 10 в степени 5 (100000);
• Синий – 10 в степени 6 (1000000); Фиолетовый – 10 в степени 7 (10000000);
• Серый – 10 в степени 8 (100000000);
• Белый – 10 в степени 9 (1000000000);
• Золотистый – 10 в степени -1 (0.1);
• Серебряный – 10 в степени -2 (0.01).

Колесики крепите болтами диаметром 3мм. В любом случае, если ничего не получится, сопротивление резистора можно всегда измерить мультиметром. Если возникнут сомнения в определении полосы первого числа, ориентируйтесь по полосе допуска, которая находится с правой стороны резистора. Как правило, основная масса резисторов идет с допуском пять и десять процентов, а это золотистый и серебряный цвета.

Резистор на схеме

Как проверить резистор

Для проверки резистора подойдет практически любой мультиметр. С постоянным резистором могут произойти только две неприятности:

• Обрыв резистора — его сопротивление стремится к бесконечности;
• Сильное изменение сопротивления.

В электрической схеме легко заметить подгоревший резистор — в этом случае он обязательно должен был подвергнуть прозвонке при помощи мультиметра. Необходимо заметить, что обрыв резистора может произойти и без изменения внешнего вида (без «подгорания»).

Процесс проверки резистора следующий:

1. Определяете сопротивление по цифровой или цветовой маркировке;
2. Выставляете мультиметр в режим измерения сопротивления исходя из номинала резистора;
3. Проверяете соответствие сопротивления указанному на корпусе.

Если сопротивление резистора находится в допустимых пределах (для углеродистых отечественных резисторов С1-4 допустимые отклонения от номинала могут доходить до ±10 %), то резистор исправен. В противном случае он нуждается в замене.

Процесс проверки постоянных резисторов при помощи цифрового мультиметра продемонстрирован в видео ниже.

Проверка переменных резисторов немного сложнее. Необходимо проверить качество контакта щетки с токопроводящим элементом. В некоторых случаях неисправный переменный резистор можно отремонтировать.

Номиналы резисторов.

Сопротивления резисторов не являются произвольными числами. Существуют специальные ряды номиналов, которые представляют из себя значения от 0 до 10. Так вот номиналы резисторов (значения сопротивления) могут иметь величины, которые определяются как значение из соответствующего ряда, умноженное на 10 в целой степени. Рассмотрим основные ряды – E3, E6, E12 и E24:

Цифра в названии ряда означает количество чисел ряда номиналов в диапазоне от 0 до 10. В ряде E3 – три числа – 1.0, 2.2, 4.7, аналогично, и в других рядах. Таким образом, если резистор из ряда E3, то его номинал (сопротивление) может быть равен 1 Ом, 2.2 Ом, 4.7 Ом, 10 Ом, 22 Ом, 47 Ом … 1 КОм … 22 КОм и т. д. Также существуют номинальные ряды Е48, Е96, Е192 – их отличие от рассмотренного нами ряда состоит лишь в том, что допустимых значений еще больше

Система обозначений

Все перечисленные выше особенности параметров обычно отражаются в полном наименовании потенциометра в технической или товаро-производственной документации.

Ниже приведена система обозначений переменных резисторов по действующим ТУ.

Рис. 2.2. Система обозначений переменных резисторов отечественных фирм.

Первый элемент (буквы и цифры) обозначает тип резистора и вариант конструкторского исполнения.

Второй элемент (буква) обозначает допустимую мощность рассеяния в ваттах.

Третий элемент (цифры и буквы) обозначает номинальное сопротивление.

Четвертый элемент (цифры) обозначает допустимое отклонение сопротивления от номинала (в %).

Пятый элемент (буква) обозначает зависимость сопротивления переменного резистора от положения подвижного контакта.

Шестой элемент (цифры и буквы) обозначает вид выступающей части вала.

Седьмой элемент (цифры) обозначает размер выступающей части вала.

Восьмой элемент (буква) обозначает документ на поставку.

Ниже рассмотрим систему обозначений зарубежных резисторов на примере фирмы Bourns (рис. 2.3).

Первый элемент (буквы и цифры) обозначает серию (модель) переменного резистора.

Второй элемент (цифра) обозначает количество секций (групп) переменных резисторов (если секция одна, то данный элемент отсутствует).

Третий элемент (цифра или буква) обозначает расположение выводов и их форму (табл. 2.1.).

Четвертый элемент (буква) обозначает наличие («S») или отсутствие («N») дополнительного выключателя (в обозначении некоторых серий резисторов может отсутствовать).

Пятый элемент (цифры) обозначает длину вала в мм.

Шестой элемент (цифры) обозначает код номинального сопротивления

Рис. 2.3. Система обозначений переменных резисторов фирмы Bourns.

Расположение выводов резисторов относительно корпуса

Резистор (лат. resisto – сопротивляюсь) – один из наиболее распространенных радиоэлементов, а переменный резистор в простом транзисторном приемнике исчисляется до нескольких десятков, а в современном телевизоре – до нескольких сотен.

Переменный резистор – это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом.

Резисторы выступают как нагрузочные и токоограничительные элементы, делители напряжения, добавочные сопротивления и шунты в измерительных цепях и т. д. Основная задача резистора – оказывать сопротивление, то есть перекрывать протекание электротока. Сопротивление измеряют в омах, килоомах (1000 Ом) и мегаомах (1 000000 Ом).

Цветовая маркировка резисторов.

Большинство резисторов имеют цветовую маркировку, такую как на этом рисунке. Она представляет из себя 4 или 5 полос (чаще всего, хотя их может быть, например, и 6) определенных цветов, и каждая из этих полос несет определенный смысл. Первые две полоски абсолютно всегда обозначают первые две цифры номинального сопротивления резистора. Если всего полосок 3 или 4, то третья полоса будет означать множитель, на который необходимо умножить число, полученное из первых двух полос. Когда на резисторе 4 полосы, то четвертая будет указывать на точность резистора. А в случае, когда полос всего пять, то ситуация несколько меняется – первые три полосы означают три цифры сопротивления резистора, четвертая – множитель, пятая – точность. Соответствие цифр цветам приведено в таблице:

Тут есть еще один немаловажный момент – а какую именно полосу считать первой? Чаще всего первой считается та полоса, которая находится ближе к краю резистора. Кроме того, можно заметить, что золотая и серебряная полосы не могут быть первыми, поскольку не несут информации о величине сопротивления. Поэтому если на резисторе есть полосы этого цвета и они расположены с краю, то можно точно утверждать, что первая полоса находится с противоположной стороны. Давайте рассмотрим практический пример:

Поскольку у нас здесь 5 полос, то первые три указывают на сопротивление резистора. Посмотрев нужные значения в таблице, мы получаем величину 510. Четвертая полоса – множитель – в данном случае он равен 103. И, наконец, пятая полоса – погрешность – 10%. В итоге мы получаем резистор 510 КОм, 10%.

В принципе, если нет желания разбираться с цветами и значениями, то можно обратиться к какому-нибудь автоматизированному сервису, определяющему сопротивление по цветовой маркировке. Там нужно будет только выбрать цвета, которые нанесены на резистор и сервис сам выдаст величину сопротивления и точность.

Итак, с цветовой маркировкой резисторов мы разобрались, переходим к следующему вопросу…

Переменные резисторы.

Конструктивно, переменные резисторы состоят из токопроводящей поверхности
с двумя омическими контактами,
по сути — открытого плоскостного постоянного резистора, проволочного или угольного, и скользящего
по ней контакта — токосъемника.

Величину электрического сопротивления переменного резистора можно плавно изменять,
от нуля, до номинального значения. Это достигается за счет перемещения скользящего контакта
по токопроводящей поверхности.

На рисунке ниже, изображен переменный резистор без задней крышки и его схемное обозначение.

Предназначение подстроечных резисторов — точная настройка режимов
работы электронных устройств.
Причем, положение настройки как правило, не изменяется в течении всего
дальнейшего срока эксплуатации устройства.
Поэтому, устройство привода перемещения скользящего контакта приспособлено
для регулирования с помощью отвертки, а к прочности проводящего слоя не
прилагается особых требований.

Регулировочные резисторы предназначенны для регулярного применения — например,
для изменения уровня громкости звуковоспроводящих устройств.
Их механические свойства должны соответствовать особым требованиям —
проводящий слой, по которому скользит токосьемник должен отличаться
особой устойчивостью к механическому воздействию.
Привод для перемещения скользящего контакта снабжается удлиненной
ручкой, для большего удобства в эксплуатации.

Параметры и характеристики

Имеется ряд параметров, которые характеризуют компонент в работе и они обязательно учитываются разработчиками при подборе радиодетали. Технические характеристики резисторов имеются в справочной литературе. Остановимся на параметрах, которые написаны на корпусе или их можно определить по внешнему виду.

Номинал

В таблице показаны ряды, значения чисел из которых чаще всего применяются на практике. Требуемый номинал образуется из элемента таблицы с десятичным коэффициентом соответствующей степени.

Допуск

Самая большая разность между действительным значением и номиналом, выраженное в процентах, называется допуском или классом точности. Производитель обязан обеспечить необходимый допуск согласно выбранного ряда предпочтительных значений и привести изделие к необходимому классу точности.

Для ряда Е6 допускается отклонение значения на ±20 %, для Е12 ±10 %, а Е24 допускает неточность при изготовлении не превышающую ±5 %. Нормальную работу большинства схем обеспечивают радиодетали класса 5-10 %. При необходимости использования повышенной точности это указывается на электрической схеме.

Мощность рассеивания

Для каждой модели величину рассеивания тепла нормирована. Если при работе выделяемое тепло превысит рассеивание, произойдет разогрев корпуса с последующим выходом из строя. Разработчики тщательно просчитывают мощности рассеивания тепла применяемых радиоэлементов и указывают значения в технической документации.

Для самодельного устройства легко посчитать необходимую величину сопротивления и рассеивание.

Например: Светодиод подключается к источнику напряжением Uи=9 В (вольт). Известно, что рабочее напряжение светодиода Uсв=3,7 В, рабочий ток Iсв=5 мА (=0,005 ампера). Светодиод и резистор включились в цепь последовательно, ток одинаков.

Вычисляем напряжение, которое требуется погасить: Uр=Uи-Uсв=8-3,7=4,3 В.

Требуется: Rг=Uр/Iсв=4,3/0,005=870, ближайшее в ряду Е24 равно 910 Ом.

Определяем P=Uр*Iсв=4,3*0,005=0,02 Вт (Ватт)

Правило: Мощность устанавливаемого элемента выбирается в полтора – два раза больше расчетного значения. Подходит 910 Ом с рассеиванием 0,05 Вт.

Чистка подстроечника обычным спиртом

Резистор в схемах может стать грязным, его ползунковая дорожка со временем покрывается слоем пыли. И чтобы вернуть электрическому сопротивлению прежнюю работоспособность его нужно просто почистить.

Делается чистка подстроечных резисторов достаточно просто и быстро. Лучше всего для этих целей использовать чистый спирт. Различные средства типа для снятия лака, самогон, очистители лучше не применять, так как в них могут содержаться примеси, отрицательно влияющие на чистоту резистора.

Итак, разбираем резистор (если на нем имеется защитный кожух), для этого обычно достаточно разогнуть небольшие металлические зажимчики на самом корпусе резистора после чего нужно снять эту крышку. Внутри резистора мы увидим дорожку, по которой двигается ползунок среднего вывода резистора. Именно эту дорожку и нужно почистить спиртом от грязи.

Удобно делать так: взять шприц (допустим на 2 куба), набрать в него спирта, и аккуратно через иголку шприца нанести несколько капель прямо на дорожку резистора. После этого мы начинаем в разные стороны вращать это сопротивление, чтобы спирт разошелся по всей дорожке и тем самым расчистил путь для ползунка.

Как почистить резистор в домашних условиях.

В принципе и этого достаточно, чтобы после сборки и установки подстроечного резистора на свое рабочее место схемы мы наслаждались нормальной его работой без прежних неполадок. Хотя если позволяет место на самом резисторе, можно еще аккуратно пройтись и ваткой, что полностью уберет всю грязь с ползунковой дорожки.

Ну, а далее нам нужно обратно собрать наш обновленный резистор и поставить его на свое рабочее место. В большинстве случаев после такой чистки электрическое сопротивление полностью восстанавливается, пропадает прерывистость его работы.

Сложные случаи очистки

В очень редких случаях дело не в грязи, а например разрушении этой дорожки в результате чрезмерного перегрева. Это может произойти в случае, когда случайно на этот резистор было подано слишком большое напряжение, а мощность этого сопротивления недостаточно большая, чтобы быстро рассеять выделяемое тепло от большого тока. Вот и происходит сильный нагрев дорожки переменного резистора с последующим ее разрушением. Тут уж чистка спиртом не поможет.

Нужна полная замена этого резистора на новый, заведомо рабочий. И, естественно, перед установкой нового резистора на старую схему проверьте ее, чтобы не повторился процесс разрушения дорожки уже с новым сопротивлением.

К сожалению, не все типы переменных и подстроечных резисторов можно почистить вышеперечисленным способом. Иногда встречаются сопротивления в цельном корпусе, что не дает возможности добраться до ползунковой дорожки.

Тут можно пойти на крайние меры. Сделать в корпусе небольшое отверстие (сверлом 0,8-1 мм). Ну и через него уже шприцом через иглу влить спирт. Далее опять крутим в разные стороны ручку резистора и потом нужно подождать пока спирт полностью испарится.

Можно этот переменный резистор немного подогреть (градусов так до 50), это ускорит испарение спирта. Хотя чистый спирт является диэлектриком, ток он через себя не проводит. Следовательно, и не будет отрицательно влиять на работу переменного резистора, если даже на нем и останется немного спирта, который все равно испарится.

Основные параметры переменных резисторов

Параметры переменных резисторов можно разделить на две группы: параметры общие с постоянными резисторами и специальные параметры, характерные только для переменных резисторов.

Параметры общие с постоянными резисторами:

1. ;
2. ;
3. ;
4. ;
5. ;

Специальные параметры для переменных резисторов:

1. Функциональная характеристика
2. Разрешающая способность
3. Минимальное сопротивление
4. Износоустойчивость

Функциональная характеристика

Функциональная характеристика (taper) – зависимость сопротивление переменного резистора от положения подвижного контакта.
Функциональная характеристика переменного резистора бывает:

• линейная;
• нелинейная.

Переменные резисторы с нелинейной характеристикой как правило применяются в аудиоаппаратуре для регулировки уровня громкости, тембра и т.д. Наибольшее распространение получили следующие нелинейные характеристики:

• логарифмическая;
• обратнологарифмическая.

А — линейная (linear), Б-логарифмическая (Reverse Log, Reverse Audio), В-обратнологарифмическая (Logarithmic, Audio)
Стоит отметить, что обозначение фунциональных характеристик в отечественной документации отличается от зарубежной: обратнологарифмическая характеристика в иностранной документации обозначается как Logarithmic.

Разрешающая способность

Разрешающая способность — минимальное изменение сопротивления при минимальном перемещении ручки управления. Данный параметр применим только для проволочных потенциометров и определяется сопротивлением между ближайшими витками. У непроволочных потенциометров разрешающая способность очень высокая и определяется дефектами резистивного слоя.

Износоустойчивость

Износоустойчивость — способность потенциометра сохранять свои параметры в процессе эксплуатации. Как правило, выражается числом циклов перемещения контактного узла при котором характеристики потенциометра остаются в заданных границах.

Маркировка

Буквенно-цифровой код

Элементы с проволочными выводами обозначаются нанесением на поверхность корпуса надписей. Числа обозначают номинал, а буквы соответствуют диапазону измерения. Буквы «E» и «R» для Ом, «K» обозначает килоом, «M» – мегом.

Литера в маркировке выступает децимальной точкой. Например, обозначение 5R8 соответствует сопротивлению 5,8 Ом, 7К8 означает 7,8 кОм, а М59 равно 590 кОм.

Цветовая кодировка

Для малогабаритных компонентов, у которых невозможно прочитать надписи, разработана цветовая маркировка резисторов при помощи цветных полосок.

Ряд цветных полосок сдвинут к краю корпуса, и отсчет начинается с ближней к краю полосы.

Если маркировка содержит пять полос, тогда первые три покажут величину сопротивления в омах, следующая определяет множитель, и последняя обозначает допуск.

Кодировка SMD элементов

На фото резисторов для поверхностного монтажа видно, что малые размеры требуют применения других методов обозначения. Производители ввели три базовых способа нанесения кодировки, объединив изделия в группы по размеру.

Изделия с допуском 2, 5 и 10%. На корпусе цифровое клеймо, например 330, 683, 474. Первые два числа обозначили мантиссу, а третья выступает показателем степени числа 10. Соответственно надпись 330 показывает 33*1=33 Ом, 683 обозначает 68*1000=68 кОм, 473 соответственно 47*10000=470 кОм. В некоторых моделях используется буква «R» как децимальная точка.

Модели типоразмера 0805 и другие с однопроцентным допуском обозначаются по схожему с первой группой принципу: первые три цифры это мантисса, четвертая, множитель – степень основания 10, также допускается использовать литеру «R». Набор 7430 соответствует значению 743 Ом

SMD типоразмера 0603 маркируются комбинацией из двух цифр и буквы, которая определяет степень множителя: A – нулевая степень, B – первая, C – вторая, D – третья, E – четвертая, F – пятая, R – минус первая, S – минус вторая, Z – минус третья степень. Число обозначает код, по которому в таблице EIA-96 отыскивается мантисса.

Например, код 75С. 75 в таблице соответствует 590. Буква «С» указывает на множитель 100. Соответственно 590*100=59 кОм.

Погрешность

Маркировка с четырьмя-пятью полосами для выводных резисторов стала уже традиционной. Она указывает на точность. Чем больше полос, тем выше этот показатель. SMD-резисторы для поверхностного монтажа на плате с допусками на 2, 5 и 10 процентов обозначаются цифрами. Первый порядок цифр необходимо умножить на десять в третьей степени.

Буква «R» указывает на точку десятичной дроби. Например, маркировка R473 показывает, что 0,47 необходимо умножить на десять в третьей степени, что в сумме составит 470 Ом. Остальные две цифры и букву применяют для обозначения типоразмеров. Буква указывает на показатель степени десятки.

Резисторы являются одним из важных компонентов печатной платы. Они не только понижают напряжение и ток, а также рассеивают тепло. Каждый компонент имеет цветные полоски, соответствующие их номинальным характеристикам.