Содержание
Резисторы ‒ один из важных элементов схемы электронного устройства. Их основное назначение – ограничивать или регулировать ток в электрической цепи. Производятся постоянные, переменные и подстроечные резисторы. Есть и другие классификации их деления.
Назначение
Резисторы ‒ пассивный элемент электрической цепи, не преобразующий энергию из одного вида в другой. Они обладают активным сопротивлением. Их основной характеристикой является номинальная резистентность. Не менее важна такая характеристика, как мощность.
Переменные резисторы могут менять сопротивление с помощью доступного регулировочного органа. Выступают регулятором тока или напряжения.
У подстроечных резисторов имеется орган управления, с помощью которого изменяется сопротивление, но он недоступен для ручной настройки. Для этого надо применять специальную отвёртку. Эти резисторы применяются только для настройки режимов работы технического устройства и не предназначены для частого использования.
Графическое обозначение
По стандарту существует несколько вариантов условного графического обозначения (УГО) различных переменных резисторов.
На рисунке изображены УГО, применяемые в Европе и России. Первые два – это общее обозначение, третье – сопротивление с линейной характеристикой зависимости от угла поворота ручки управления, четвёртое – сопротивление с нелинейной зависимостью. Первый и второй тип резисторов применяют для включения по схеме потенциометра, а третий и четвёртый – по схеме регулятора.
Подстроечный резистор, обозначение которого приведено ниже, по стандарту изображается двумя способами.
Первым знаком обозначаются резисторы, выполняющие роль регуляторов тока. Второй способ предназначен для резисторов, включенных по схеме потенциометра.
В США, Японии и некоторых других странах применяются другие УГО.
Принципиальных отличий нет, но хорошо знать и те и другие обозначения.
Устройство
Существует большое количество всевозможных конструкций переменных и подстроечных резисторов мощностью от десятков ватт до нескольких милливатт. Некоторые из них приведены ниже на фото.
Подстроечные резисторы имеют почти одинаковое устройство с переменными. Они состоят из подвижной и неподвижной частей, помещённых в общий корпус. Неподвижная часть представляет из себя пластинку из изоляционной подложки, на которую нанесён по незамкнутому кругу токопроводящий слой. Концы этого слоя выведены на два контакта.
Подвижная часть выполняет роль токосъёмного пружинящего контакта, закрепленного на оси. Таким образом обеспечивается надежная связь с токопроводящим слоем.
Немного другое устройство имеет резистор подстроечный многооборотный. У него проводящий слой нанесён на прямой стержень, а токосъёмный контакт перемещается параллельно ему на винтовом стержне.
Эти два метода изменения сопротивления применяются во всех типах подстроечных резисторов.
Типы и разновидности
По способу монтажа различают 2 вида подстроечников – для навесного и поверхностного монтажа (ПМ). Первые – крупногабаритные, навесной монтаж не налагает особых ограничений к размерам элементов. Вторые – малогабаритные, к их размерам предъявляются высокие требования. Следует иметь в виду, что промышленность не выпускает проволочные подстроечные резисторы.
Резисторы однооборотного исполнения различаются по расположению органа управления, который обычно доступен только для специальной отвёртки. Он может располагаться сбоку или сверху. Все зависит от того, в каком положении к нему более удобен доступ. Форма корпуса обычно кубическая, реже – цилиндрическая.
Многооборотные подстроечники бывают преимущественно двух видов – с кубической и продолговатой формой корпуса. Орган управления может располагаться сверху или сбоку, в зависимости от требований к конструкции устройства.
Существуют и другие разновидности этих резисторов, но для этого нужно уже обращаться к справочным изданиям.
Схемы включения
Схема подстроечного резистора существует в двух основных вариантах. Первый вариант – это реостатная схема включения, используется в качестве регулятора тока. При таком способе включения используется начальный или конечный вывод резистора и средний. Иногда средний вывод соединяют с одним из крайних. Эта схема более надёжна, так как при потере контакта среднего вывода электрическая цепь не разрывается.
Второй вариант включения – это потенциометрическая схема, где резистор применяется как делитель напряжения. При таком подключении задействованы все выводы.
Большое значение имеет, каким образом изменяется сопротивление подстроечника в зависимости от угла поворота ручки управления. Эта зависимость называется функциональной характеристикой, их различают три разновидности.
Основная характеристика – линейная. Как видно, сопротивление пропорционально изменению угла поворота ручки. Другие две – это логарифмическая и антилогарифмическая, применяются в основном в усилителях.
Маркировка резисторов
В технической документации подстроечные резисторы всегда обозначены полностью. Единой системы маркировки подстроечных резисторов не существует. За рубежом разработаны свои правила, не совпадающие с нашими. На территории России стандарт для переменных резисторов ‒ ГОСТ 10318-80.
Маркировка подстроечных резисторов содержит в начале обозначения буквы РП – резистор переменный. Далее следует цифра 1 (непроволочные), или 2 (проволочные). После через дефис указывается номер разработки изделия. Например, РП1-4, следует читать так: резистор переменный, непроволочный, номер модели 4.
После этого через дефис указывается допустимая мощность в ваттах. Для подстроечников существует её стандартный ряд: 0,01; 0,025 и так далее. Также определён ряд рабочих напряжений. Стандарт предусматривает ряд допустимых отклонений от номинального сопротивления. Используя все его положения, записывают кодировку резистора.
Область применения
В электронных и электротехнических устройствах широкое используются подстроечные переменные резисторы. Их применяют для подстройки величины тока в цепях и в качестве делителей напряжения. При низких частотах до 1 мегагерца никаких проблем с их применением не наблюдается.
При работе на высоких частотах начинают сказываться собственные индуктивность и ёмкость резисторов, этот фактор необходимо учитывать. При подборе деталей следует обращать внимание на диапазон рабочих частот. Не рекомендуется работать с предельно допустимыми параметрами резистора.
Конструкция, обозначение и разновидности переменных и подстроечных резисторов
Если посмотреть на всё изобилие радиокомпонентов, которые используются в промышленности и радиолюбителями, то нетрудно заметить, что некоторые радиодетали могут изменять величину своего основного параметра.
К таким элементам относятся переменные и подстроечные резисторы, сопротивление которых можно менять.
Переменных резисторов выпускается очень большой ассортимент, как для обычных электронных схем, так и для схем использующих микромонтаж.
Все переменные и подстроечные резисторы подразделяются на проволочные и тонкоплёночные.
В первом случае на керамический стержень наматывается константановая или манганиновая проволока. Вдоль проволочной обмотки перемещается ползунковый контакт. За счёт этого меняется сопротивление между подвижным контактом и одним из крайних выводов проволочной обмотки.
Во втором случае на подковообразную пластину из диэлектрика наносится резистивная плёнка с определённым сопротивлением, а ползунок перемещается вращением оси. Резистивная плёнка – это тонкий слой углерода (проще говоря, сажи) и лака. Поэтому в описании к конкретной модели резистора в пункте тип проводника обычно пишут "углеродистое" или "углерод". Естественно, в качестве материала резистивного слоя могут применяться и другие материалы и вещества.
А чем подстроечные резисторы отличаются от переменных?
Подстроечные резисторы в отличие от переменных рассчитаны на гораздо меньшее число циклов перемещения подвижной системы (ползунка). Максимальное число для некоторых экземпляров, например, для высоковольтного резистора НР1-9А вообще ограничено 100.
Для переменных резисторов количество циклов может достигать 50 000 – 100 000. Этот параметр называют износоустойчивостью. При превышении этого количества надёжная работа не гарантируется. Поэтому применять подстроечные резисторы взамен переменных строго не рекомендуется – это сказывается на надёжности устройства.
Давайте взглянем на устройство тонкоплёночного переменного резистора марки СП1. На рисунке вы видите реальный переменный резистор, сопротивление которого 1 МОм (1 000 000 Ом).
А вот его внутреннее устройство (снята защитная крышка). Тут же на рисунке указаны основные конструктивные части.
Четвёртый вывод, который виден на первом изображении – это вывод металлической крышки, который служит электрическим экраном и обычно присоединяется к общему проводу (GND).
Подстроечный резистор имеет схожее конструктивное исполнение. Вот взгляните. На фото подстроечный резистор СП3-27б (150 кОм).
Подстройка сопротивления осуществляется регулировочной отвёрткой. Для этого в конструкции резистора предусмотрен паз.
Теперь, когда мы разобрались с устройством переменных и подстроечных резисторов, давайте узнаем, как они обозначаются на принципиальной схеме.
Обозначение переменных и подстроечных резисторов на принципиальных схемах.
Обычное изображение переменного резистора на принципиальной схеме.
Как видим, оно состоит из обозначения обычного постоянного резистора и "отвода" – стрелочки. Стрелка с отводом символизирует средний контакт, который мы и перемещаем по поверхности из намотанного на каркас высокоомного провода или тонкоплёночному покрытию.
Рядом с графическим изображением ставится буква R с порядковым номером в схеме. Также рядом указывается номинальное сопротивление (например, 100k – 100 кОм).
Если переменный резистор включен в схему реостатом (подвижный средний вывод соединён с одним из крайних), то на схеме он может указываться с двумя выводами (на изображении это R2). На зарубежных схемах переменный резистор обозначается не прямоугольником, а зигзагообразной линией. На картинке это R3.
Переменный резистор, объединённый с выключателем питания.
Используется в недорогой переносной аппаратуре. Сам переменный резистор, как правило, используется в цепи регулирования громкости звука, а поскольку он физически (но не электрически!) совмещён с выключателем, то при повороте ручки можно включить прибор и тут же отрегулировать громкость звука. До широкого внедрения цифровой регулировки громкости, такие комбинированные резисторы активно применялись в переносных радиоприёмниках.
На фото – регулировочный резистор с выключателем СП3-3бМ.
На фотографии чётко видна конструкция выключателя, который замыкает свои контакты при повороте дискового регулятора. Часто использовался в аудиоаппаратуре советского производства (например, в переговорных устройствах, радиоприёмниках и пр.).
Также в электронике применяются сдвоенные или объединённые переменные резисторы. У них подвижный контакт конструктивно объединён, и его перемещением можно менять сопротивление у двух или нескольких переменных резисторов одновременно.
Такие резисторы частенько применялись в аналоговой аудиоаппаратуре как регулятор стерео баланса или один из резисторов многополосного эквалайзера. Число сдвоенных резисторов в эквалайзере высокого класса может достигать 20.
В первом квадрате показано обозначение сдвоенного переменного резистора (R1.1; R1.2), который частенько используется в стереофонической аппаратуре. Во втором показано условное изображение на схеме счетверённого переменного резистора. Обратите внимание на буквенную маркировку (R1.1; R1.2; R1.3; R1.4).
На принципиальных схемах объединённые резисторы обозначаются с использованием соединяющей пунктирной линии. Этим указывается то, что их подвижные контакты механически объединены на валу одной ручки-регулятора.
Обозначение подстроечного резистора.
Подстроечный резистор на схеме обозначается аналогично переменному за одним исключением – у него нет стрелочки. Это говорит нам о том, что регулировка сопротивления производится либо единоразово при настройке электронной схемы, либо очень редко при профилактических работах.
Типы переменных и подстроечных резисторов.
Для того чтобы иметь представление обо всём многообразии переменных и подстроечных резисторов ознакомимся с фотографиями.
Неразборный переменный резистор.
Обычный переменный резистор широкого применения. Хорошо заметен тип: СП4 – 1, мощность 0,25 Ватт, сопротивление 100 кОм.
Резистор снизу залит эпоксидным компаундом, то есть он неразборный и ремонту не подлежит. Этот тип очень надёжный, так как он выпускался для оборонной аппаратуры.
А это подстроечные резисторы СП3-16б. Резисторы СП3-16б предназначены для перпендикулярной установки на печатную плату, а мощность их составляет 0,125 Вт. Имеют линейную (А) функциональную характеристику. Как видим, их конструкция весьма добротна и надёжна.
Однооборотные непроволочные подстроечные резисторы.
Малогабаритный подстроечный резистор, который впаивается непосредственно в печатную плату бытовой аппаратуры. Он имеет очень маленькие размеры и на некоторых платах распаивается до десятка ему подобных.
На фото ниже показаны подстроечные резисторы СП3-19а (справа) мощностью 0,5 Вт. Материал резистивного слоя – металлокерамика.
Лакоплёночные резисторы СП3-38. Устройство их весьма примитивно.
Так как его корпус является открытым, то на поверхность оседает пыль, конденсируется влага, что и сказывается на надёжности такого изделия. Материал проводника – металлокерамика, а мощность невысока – около 0,125 Вт.
Подстройка таких резисторов осуществляется отверткой из диэлектрика во избежание короткого замыкания. В бытовой электронной аппаратуре найти их довольно легко.
Резисторы РП1-302 (на фото справа) и РП1-63 (слева).
Для подстройки сопротивления резисторов РП1-63 может потребоваться специальная отвёртка. Если приглядется, то паз под отвёртку имеет шестигранную форму. В отличие от СП3-38 такие резисторы имеют защищённый корпус. Это положительно сказывается на их надёжности.
Мощные проволочные подстроечные резисторы.
Здесь показан мощный 3-ёх ваттный проволочный резистор СП5-50МА.
Его корпус сделан просторным, чтобы к проводящему проволочному слою был приток воздуха для охлаждения. Если перевернуть резистор, то можно детально разглядеть его устройство в том числе и изоляционную планку на которой намотан высокоомный проводник.
Высоковольтные регулировочные резисторы.
Достаточно редкий экземпляр подстроечного резистора (НР1-9А). Ещё не так давно они стояли во всех кинескопных телевизорах и были завязаны в цепи регулировки высокого напряжения. Его сопротивление 68 МОм. (Из телевизора я его, собственно, и вытащил, чтобы сфоткать и показать вам).
Сам по себе НР1-9А является набором керметных резисторов. Его рабочее напряжение 8500 В (это 8,5 киловольт. ), а предельное рабочее напряжение составляет аж 15 кВ! Номинальная мощность – 4 Вт. Почему регулировочный резистор НР1-9А называют набором резисторов? Да потому, что он состоит из нескольких. Его внутренняя структура соответствует схеме из 3-ёх отдельных резисторов.
В современных кинескопных телевизорах они встраиваются прямо в ТДКС (Трансформатор диодно-каскадный строчный).
Ползунковые переменные резисторы.
В аудиоаппаратуре с аналоговым управлением часто применяются движковые регулировочные резисторы. Их ещё называют ползунковыми. Они широко использовались в электронных приборах для регулировки яркости, контрастности, громкости, тембра и др. Вот взгляните на их конструкцию.
Далее на фото показан ползунковый переменный резистор СП3-23а. Из маркировки следует, что мощность его составляет 0,5 Вт, а функциональная характеристика соответствует линейной зависимости (буква А). Сопротивление – 1кОм.
Также как и переменные резисторы с круговой движковой системой, ползунковые могут быть сдвоенные, например резистор СП3-23б (самый нижний на первом фото). В его составе два переменных резистора с общим подвижным контактом.
Подстроечные многооборотные резисторы.
Очень часто, особенно в специальной аппаратуре, применялись очень удобные и одно время совершенно дефицитные проволочные многооборотные подстроечные резисторы.
Выводы так же были жёсткие для впайки в уже готовые гнёзда, или выполненные из гибкого провода МГТФ, чтобы их можно было распаять в любые точки платы. От нуля до максимального сопротивления регулировочный винт под отвёртку нужно было повернуть ровно 40 раз. Этим достигалась очень высокая точность установки параметров схемы.
На фото показан многооборотный подстроечный резистор СП5-2А. Изменение сопротивления производится круговым перемещением подвижной контактной системы через червячную пару. За 40 полных оборотов можно изменить его сопротивление от минимального до максимального значения. Применяются резисторы СП5-2А в цепях постоянного и переменного тока, и рассчитаны на мощность 0,5 – 1 Вт (зависит от модификации). Износоустойчивость – от 100 до 200 циклов. Функциональная характеристика – линейная (А).
Более полную информацию по резисторам отечественного производства можно получить из справочника "Резисторы" под редакцией И.И. Четверткова и В.М. Терехова. В нём приведены данные практически по всем резисторам. Справочник вы найдёте здесь.
Ремонт переменного резистора.
Так как переменные резисторы – это электромеханическое изделие, то со временем они начинают портиться. Из-за износа проводящего слоя и ослабления прижима скользящего контакта они начинают плохо работать, появляется так называемый "шорох".
В большинстве случаев восстанавливать неисправный переменный резистор нет смысла, но бывают и исключения. Например, нужного для замены может просто не оказаться под рукой или же он может быть очень редкий. Так в некоторых микшерских пультах используются достаточно редкие и уникальные образцы. Найти замену им сложно.
В таком случае восстановить правильную работу переменного резистора можно с помощью обычного карандаша. Грифель карандаша состоит из графита – твёрдого углерода. Поэтому можно аккуратно разобрать переменный резистор, подогнуть ослабший скользящий контакт, а по проводящему слою несколько раз провести грифелем карандаша. Этим мы восстановим проводящий слой. Также не помешает смазать покрытие силиконовой смазкой. Затем резистор собираем обратно. Естественно, такой метод подходит лишь для резисторов с тонкоплёночным покрытием.
Честно говоря, простейший переменный резистор можно смастерить из простого карандаша, ведь грифель его сделан из углерода! А напоследок, давайте прикинем в уме, как это можно сделать.
- Как подключить переменный резистор
- Как сделать резистор
- Как подключить регулятор громкости
- Выполнение этих работ потребует элементарных знания радиотехники,приемов работы с измерительными приборами (тестером, омметром), а также навыков обращения с отверткой, паяльником, пассатижами.
- Справочник по светоизлучающим полупроводниковым приборам, знание стандартных номиналов сопротивлений резисторов (ряды E6, E12, E24, E48), либо доступ в интернет для получения необходимых данных. Листок бумаги с ручкой или калькулятор.
- как рассчитать резистор для светодиода
