Резистор - это элемент электрической схемы, который обладает сопротивлением электрическому току. Классифицируют два типа резисторов: постоянные и переменные (подстроечные). При моделировании той или иной электрической схемы, а также при ремонте электронных изделий, возникает необходимость использовать резистор определенного номинала. Хотя и существует множество различных номиналов постоянных резисторов, в данный момент под рукой может не оказаться требуемого, либо резистора с таким номиналом не существует. Чтобы выйти из такой ситуации, можно использовать как последовательное так и параллельное соединение резисторов. О том, как правильно произвести расчет и подбор различных номиналов сопротивлений, будет рассказано в этой статье.
Последовательное соединение резисторов - это самая элементарная схема сборки радиодеталей, оно применяется для увеличения общего сопротивления цепи. При последовательном соединении, сопротивление используемых резисторов просто складывается, а вот при параллельном соединении необходимо производить расчет по нижеописанным формулам. Параллельное соединение необходимо для снижения результирующего сопротивления, а также для увеличения мощности, несколько параллельно подключенных резисторов имеют большую мощность, чем у одного.
На фотографии можно увидеть параллельное подключение резисторов.
Ниже представлена принципиальная схема параллельного соединения резисторов.
Общее номинальное сопротивление необходимо рассчитывать по следующей схеме:
R(общ)=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R n).
R1, R2, R3 и Rn - параллельно подключенные резисторы.
Когда параллельное соединение резисторов состоит всего из двух элементов, в таком случае общее номинальное сопротивление можно высчитать по следующей формуле:
R(общ)=R1*R2/R1+R2.
R(общ) - общее сопротивление;
R1, R2 - параллельно подключенные резисторы.
В радиотехнике существует следующее правило: если параллельное подключение резисторов состоит из элементов одного номинала, то результирующее сопротивление можно высчитать, разделив номинал резистора на количество соединенных резисторов:
R(общ) - общее сопротивление;
R - номинал параллельно подключенного резистора;
N - количество соединенных элементов.
Важно учитывать, что при параллельном соединении результирующее сопротивление всегда будет ниже, чем сопротивление самого малого по номиналу резистора.
Приведем практический пример: возьмем три резистора, со следующими значениями номинального сопротивления: 100 Ом, 150 Ом и 30 Ом. Проведем расчет общего сопротивления, по первой формуле:
R(общ)=1/(1/100+1/150+1/30)=1/(0,01+0,007+0,03)=1/0,047=21,28Ом.
После расчета формулы мы видим, что параллельное соединение резисторов, состоящее из трех элементов, с наименьшим номиналом 30 Ом, в результате дает общее сопротивление в электрической цепи 21,28 Ом, что ниже наименьшего номинального сопротивления в цепи почти на 30 процентов.
Параллельное соединение резисторов чаще всего используют в тех случаях, когда необходимо получить сопротивление с большей мощностью. В таком случае необходимо взять резисторы одинаковой мощности и с одинаковым сопротивлением. Результирующая мощность в таком случае рассчитывается путем умножения мощности одного элемента сопротивления на общее количество параллельно подключенных резисторов в цепи.
Например: пять резисторов с номиналом в 100 Ом и с мощностью 1 Вт в каждом, подключенные параллельно, имеют общее сопротивление 20 Ом и мощность 5 Вт.
При последовательном подключении тех же резисторов (мощность так же складывается), получим результирующую мощность 5 Вт, общее сопротивление составит 500 Ом.
Вроде бы простая деталька, чего тут может быть сложного? Ан нет! Есть в использовании этой штуки пара хитростей. Конструктивно переменный резистор устроен также как и нарисован на схеме - полоска из материала с сопротивлением, к краям припаяны контакты, но есть еще подвижный третий вывод, который может принимать любое положение на этой полоске, деля сопротивление на части. Может служить как перестариваемым делителем напряжения (потенциометром) так и переменным резистором - если нужно просто менять сопротивление.
Хитрость конструктивная:
Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь - не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Почему? Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью. При этом сопротивление нашего переменного резистора становится под бесконечность, вызывая помехи при настройке, искрение и выгорание графитовой дорожки резистора, вывод настраимого девайса из допустимого режима настройки, что может быть фатально.
Решение? Соединить крайний вывод с средним. В этом случае, худшее что ждет девайс - кратковременное появление максимального сопротивления, но не обрыв.
Борьба с предельными значениями.
Если переменным резистором регулируется ток, например питание светодиода, то при выведении в крайнее положение мы можем вывести сопротивление в ноль, а это по сути дела отстутствие резистора - светодиод обуглится и сгорит. Так что нужно вводить дополнительный резистор, задающий минимально допустимое сопротивление. Причем тут есть два решения - очевидное и красивое:) Очевидное понятно в своей простоте, а красивое замечательно тем, что у нас не меняется максимально возможное сопротивление, при невозможности вывести движок на ноль. При крайне верхнем положении движка сопротивление будет равно (R1*R2)/(R1+R2)
- минимальное сопротивление. А в крайне нижнем будет равно R1
- тому которое мы и рассчитали, и не надо делать поправку на добавочный резистор. Красиво же! :)
Если надо воткнуть ограничение по обеим сторонам, то просто вставляем по постоянному резистору сверху и снизу. Просто и эффективно. Заодно можно и получить увеличение точности, по принципу приведенному ниже.
Порой бывает нужно регулировать сопротивление на много кОм, но регулировать совсем чуть чуть - на доли процента. Чтобы не ловить отверткой эти микроградусы поворта движка на большом резисторе, то ставят два переменника. Один на большое сопротивление, а второй на маленькое, равное величине предполагаемой регулировки. В итоге мы имеем две крутилки - одна «Грубо » вторая «Точно » Большой выставляем примерное значение, а потом мелкой добиваем его до кондиции.
Обозначения, параметры. Электрические сопротивления широко используются в радио и электронных приборах. В электротехнике электрические сопротивления принято называть РЕЗИСТОРЫ. Мы знаем, что электрические сопротивления измеряются в единицах которые называются Ом. На практике часто нужны бывают сопротивления в тысячи, а то и миллионы Ом. Поэтому для обозначения сопротивлений приняты следующие размерные единицы:
Основное назначение резисторов - создавать необходимые токи
или напряжения для нормального функционирования электронных
схем.
Рассмотрим схему применения резисторов, например, для получения
заданного напряжения.
Пусть у нас имеется источник питания GB
с напряжением U=12V. Нам необходимо получить напряжение на
выходе U1=4V. Напряжения в схеме принято измерять относительно
общего провода (земли).
Напряжение на выходе рассчитывается для заданного тока в цепи (I на схеме).
Предположим, что ток равен 0,04А. Если напряжение на R2 равно 4 Вольта,
то напряжение на R1 будет Ur1 = U - U1 = 8V.
По закону Ома найдем величину сопротивлений R1 и R2.
R1 = 8 / 0,04 = 200 Ом;
R2 = 4 / 0,04 = 100 Ом.
Для реализации такой схемы нам необходимо, зная величину сопротивлений, подобрать
резисторы соответствующей мощности.
Подсчитаем мощность рассеиваемую на резисторах.
Мощность резистора R1 должна быть не меньше: Pr1 = Ur1 2 / R1;
Pr1 = 0,32Wt, а мощность R2: Pr2 = U1 2 / R2 = 0,16Wt.
Приведенная на рисунке схема называется делителем напряжения
и служит для получения более низких напряжений относительно
входного напряжения.
Конструктивные особенности сопротивлений.
Конструктивно резисторы разделяются по собственному
сопротивлению (номиналу), отклонению в процентах от номинала
и рассеиваемой мощности. Номинал сопротивления и процентное
отклонение от номинала указываются надписью или цветной
маркировкой на резисторе, а мощность определяется по
габаритным размерам резистора (для резисторов малой и средней,
до 1 Вт, мощности), для мощных резисторов мощность
указывается на корпусе резистора.
Наибольшее распространение получили резисторы типа МЛТ и ВС. Эти резисторы имеют цилиндрическую форму и два вывода для подключения в электрическую схему . Так как резисторы (не мощные) имеют небольшие размеры, то они обычно маркируются цветными полосами. Назначение цветных полос стандартизировано и справедливо для всех резисторов изготовленных в любой стране мира.
Первая и вторая полоса - это числовое выражение номинального сопротивления резистора; третья полоса - это число на которое нужно умножить числовое выражение полученное из первой и второй полос; четвертая полоса - это процентное отклонение (допуск) значения сопротивления от номинального.
Делитель напряжения. Переменные сопротивления.
Вернемся опять к делителю напряжения. Иногда бывает нужно
получить не одно, а несколько более низких напряжений
относительно входного напряжения. Для получения нескольких
напряжений U1, U2 ... Un можно использовать последовательный
делитель напряжения, а для изменения напряжения на выходе
делителя использовать переключатель (обозначается SA).
Рассчитаем схему последовательного делителя напряжения для
трех выходных напряжений U1=2V, U2=4V и U3=10V при входном
напряжении U=12V.
Предположим, что ток I в цепи равен 0,1А.
Сначала найдем напряжение на сопротивлении R4. Ur4 = U - U3; Ur4 = 12 - 10 = 2V.
Найдем величину сопротивления R4. R4 = Ur4 / I; R4 = 2V / 0,1A = 20 Ом.
Мы знаем напряжение на R1, оно равно 2V.
Найдем величину сопротивления R1. R1 = U1 / I; R1 = 2V / 0,1A = 20 Ом.
Напряжение на R2 равно U2 - Ur1. Ur2 = 4V - 2V = 2V.
Найдем величину сопротивления R2. R2 = Ur2 / I; R2=2V/0,1A=20 Ом.
И наконец найдем величину R3, для этого определим напряжение на R3.
Ur3 = U3 - U2; Ur3 = 10V - 4V = 6V. Тогда R3 = Ur3 / I = 6V / 0,1A = 60 Ом.
Очевидно, что зная как рассчитывать делитель напряжения, мы
можем изготовить делитель на любое напряжение и любое
количество выходных напряжений.
Ступенчатое (не плавное) изменение напряжения на выходе называется ДИСКРЕТНЫМ.
Такой делитель напряжения бывает не всегда приемлем так как
требует, при большом количестве выходных напряжений, большого
числа резисторов и многопозиционного переключателя, а также
регулировка напряжения на выходе производится не плавно.
Как же изготовить делитель с плавной регулировкой выходного
напряжения? Для этого следует применить переменный резистор.
Устройство переменного резистора показано на рисунке.
Перемещение ползунка приводит к плавному изменению сопротивления. Перемещение ползунка из нижнего (смотрите схему) положения в верхнее приводит к плавному изменению напряжения U которое будет показывать вольтметр.
Изменение сопротивления в зависимости от положения ползунка принято выражать в
процентах.
Переменные резисторы в зависимости от применения в электронных
схемах и конструкции могут иметь:
линейную зависимость сопротивления от положения ползунка -
линия А на графике;
логарифмическую зависимость - кривая Б на графике;
обратнологарифмическую зависимость - кривая В на графике.
Зависимость изменения сопротивления от перемещения ползунка у
переменных резисторов указывается на корпусе резистора
соответствующей буквой в конце маркировки типа резистора.
Конструктивно переменные резисторы делятся на резисторы с
линейным перемещением ползунка (Рис. 1), резисторы с круговым
перемещением ползунка (Рис. 2) и резисторы подстроечные для
регулировки и подстройки электронных схем (Рис. 3).
По параметрам переменные резисторы делятся по номинальному
сопротивлению, мощности и зависимости изменения сопротивления
от изменения положения ползунка. Например обозначение СП3-23а
22кОм 0,25ВТ означает: Сопротивление Переменное, модель №23,
характеристика изменения сопротивления типа "А", номинальное
сопротивление 22 кОм, мощность 0,25 Ватт.
Переменные резисторы нашли широкое применение в радио и электронных приборах в качестве регуляторов, элементов настройки и элементов управления. Например, вам наверняка знакомы такие радиотехнические приборы, как радиоприемник или музыкальный центр. Они используют переменные резисторы в качестве регуляторов громкости, тембра, подстройки частоты.
На рисунке приведен фрагмент блока регуляторов тембра и громкости музыкального центра, причем в регуляторе тембра применены линейные ползунковые переменные резисторы, а регулятор громкости имеет вращающийся ползунок.
Взглянем на переменный резистор… Что мы о нём знаем? Пока ничего, ведь мы ещё даже не знаем основных параметров этой весьма распространённой в электронике радиодетали. Так давайте же узнаем больше о параметрах переменных и подстроечных резисторов.
Для начала, стоит отметить то, что переменные и подстроечные резисторы являются пассивными компонентами электронных схем. Это значит, что они потребляют энергию электрической цепи в процессе своей работы. К пассивным элементам цепи также относят конденсаторы , катушки индуктивности и трансформаторы .
Параметров, за исключением прецизионных изделий, которые используются в военной или космической технике, у них не слишком много:
Номинальное сопротивление . Без сомнения, это основной параметр. Полное сопротивление может быть в пределах от десятков ом до десятков мегаом. Почему полное сопротивление? Это сопротивление между крайними неподвижными выводами резистора - оно не изменяется.
С помощью регулирующего ползунка мы можем менять сопротивление между любым из крайних выводов и выводом подвижного контакта. Сопротивление будет меняться от нуля и до полного сопротивления резистора (или наоборот - в зависимости от подключения). Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе с помощью буквенно-числового кода (М15М, 15k и т.п.)
Рассеиваемая или номинальная мощность . В обычной электронной аппаратуре используются переменные резисторы мощностью: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 ватта и более.
Стоит понимать, что проволочные переменные резисторы, как правило, мощнее тонкоплёночных. Да это и не мудрено, ведь тонкая проводящая плёнка может выдержать куда меньший ток, чем провод. Поэтому о мощностных характеристиках можно ориентировочно судить даже по внешнему виду "переменника" и его конструкции.
Максимальное или предельное рабочее напряжение . Тут всё и так понятно. Это максимальное рабочее напряжение резистора, превышать которое не стоит. Для переменных резисторов максимальное напряжение соответствует ряду: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 Вольт. Предельные напряжения некоторых экземпляров:
СП3-38 (а - д) на мощность 0,125 Вт - 150 В (для работы в цепях переменного и постоянного тока);
СП3-29а - 1000 В (для работы в цепях переменного и постоянного тока);
СП5-2 - от 100 до 300 В (в зависимости от модификации и номинального сопротивления).
ТКС - температурный коэффициент сопротивления . Величина, показывающая изменение сопротивления при изменении температуры окружающей среды на 1 0 С. Для электронной аппаратуры, работающей в сложных климатических условиях, этот параметр очень важен .
Например, для подстроечных резисторов СП3-38 величина ТКС соответствует ±1000 * 10 -6 1/ 0 С (с сопротивлением до 100 кОм) и ±1500 * 10 -6 1/ 0 С (свыше 100 кОм). Для прецизионных изделий значения ТКС лежит в интервале от 1 * 10 -6 1/ 0 С до 100 * 10 -6 1/ 0 С. Понятно, что чем меньше величина ТКС, тем термостабильнее резистор .
Допуск или точность . Данный параметр аналогичен допуску у постоянных резисторов . Указывается в процентах %. У подстроечных и переменных резисторов для бытовой аппаратуры допуск обычно колеблется в пределах 10 - 30%.
Рабочая температура . Температура, при которой резистор исправно выполняет свои функции. Обычно указывается как диапазон: -45 … +55 0 С.
Износоустойчивость - число циклов передвижения подвижной системы переменного резистора, при котором его параметры остаются в пределах нормы.
Для особо точных и важных (прецизионных) переменных резисторов износоустойчивость может достигать 10 5 - 10 7 циклов. Правда устойчивость к ударам и вибрации у таких изделий ниже. Регулировочные резисторы более устойчивы к механическим воздействиям, но их износостойкость меньше, чем у прецизионных, от 5000 до 100 000 циклов. Для подстроечных эта величина заметно меньше и редко превышает 1000 циклов.
Функциональная характеристика . Немаловажным параметром является зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки или положения подвижного контакта (для ползунковых резисторов). Об этом параметре мало говорят, но он очень важен при конструировании звукоусилительной аппаратуры и других приборов. О нём и поговорим подробнее.
Дело в том, что переменные резисторы выпускаются с разными зависимостями изменения сопротивления от угла поворота ручки. Этот параметр называется функциональной характеристикой. Обычно её указывают на корпусе в виде буквы-кода.
Перечислим некоторые из этих характеристик:
Поэтому при подборе переменного резистора для самодельных электронных конструкций стоит обращать внимание и на функциональную характеристику!
Кроме указанных существуют и другие параметры переменных и подстроечных резисторов. Они в основном описывают электромеханические и нагрузочные величины. Вот лишь некоторые из них:
Разрешающая способность;
Разбаланс сопротивления многоэлементного переменного резистора;
Момент статического трения;
Шум скольжения (вращения);
Как видим, даже такая рядовая деталь обладает целым набором параметров, которые могут отразиться на качестве работы электронной схемы. Поэтому не забывайте о них.
Более детально о параметрах постоянных и переменных резисторов рассказано в справочнике
Согласно ГОСТу резисторы, сопротивление которых нельзя изменять в процессе эксплуатации, называют постоянными резисторами. Резисторы, с помощью которых осуществляются различные регулировки в аппаратуре изменением их сопротивления, называют переменными резисторами (среди, радиолюбителей нередко до сих пор используется их старое, неправильное, название - потенциометры). Резисторы, сопротивление которых изменяют только в процессе налаживания (настройки) аппаратуры с помощью инструмента, например отвертки, называют подстроечными.
Кроме того, в радиоэлектронной аппаратуре находят применение разнообразные непроволочные нелинейные резисторы:
варисторы, сопротивление которых сильно изменяется в зависимости от приложенного к ним напряжения;
термисторы, или терморезисторы, сопротивление которых изменяется в значительных пределах при изменении температуры и напряжения;
фоторезисторы (фотоэлементы с внутренним фотоэффектом) - приборы, сопротивление которых уменьшается под воздействием световых или иных излучений (это сопротивление зависит также от приложенного напряжения).
Постоянные резисторы широкого применения изготавливают с отклонением от номинала (допуском) в ±5, ±10, ±20%. Отклонения ±5 и ±10% входят в Map-
кировку резистора и обозначаются рядом с номиналом. На малогабаритных резисторах вместо обозначения ±5% указывается цифра I (что обозначает первый класс точности), а вместо ±10% - цифра II (второй класс точности). У резисторов, не имеющих таких обозначений, отклонение от. номинала может составлять до ±20%.
Класс точности характеризует лишь определенное свойство резистора. Но отнюдь не следует делать вывод, что аппарат, в котором используются резисторы только первого класса точности, будет работать лучше, чем аппарат, в котором этого принципа не придерживаются. К этому даже не следует стремиться. Класс точности указывает только на возможность использования резистора в тех или иных цепях или устройствах.
Так, постоянные резисторы, используемые в измерительной аппаратуре, должны иметь малое отклонение сопротивления от номинального значения. Резисторы типов УЛИ, БПЛ, МГП, используемые в такой аппаратуре, изготавливают с отклонением от номинала в ±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1 и ±2%. Допуски эти указываются обычно в маркировке резистора.
Допускаемое отклонение от номинальной величины сопротивления, то есть пригодность данного резистора для использования в каком-либо конкретном случае, определяется тем, в какой именно цепи будет стоять резистор. Так, например, в коллекторной цепи транзистора, в цепях управляющей сетки ламп (в каскадах усиления высокой частоты, в усилителе низкой частоты, в триодном или пентодном детекторе или электронно-лучевом индикаторе настройки), а также в цепи сигнальной сетки лампы преобразователя частоты, в цепи АРУ, в диодном детекторе AM сигналов, в развязывающем фильтре цепи управляющей сетки электронной лампы практически можно применять непроволочные резисторы с любым отклонением от номинальной величины.
Резистор, используемый в цепи экранирующей сетки лампы каскадов УВЧ, УПЧ, УНЧ, преобразователя частоты и гетеродина, мржно брать с допускаемым отклонением от номинала в ±20%, хотя при, настройке аппарата, для подгонки нормального режима каскада, возможно, придется подбирать резистор опытным путем.
Резисторы с допускаемым отклонением от номинала в ±10% могут быть использованы - в эмиттерной цепи транзистора, .в анодных цепях ламп, в цепях управляющих сеток двухтактных каскадов, в цепи гетеродинной сетки лампы преобразователя частоты, в детекторе ЧМ сигналов (детектор отношений, дробный детектор, дискриминатор), в сглаживающем фильтре выпрямителя, в развязывающих цепях, в цепях частотной коррекции, отрицательной обратной связи усилителей НЧ, регулятора тембра, автоматического смещения на управляющую сетку подогревной лампы (катодная часть лампы). Для установления нормального режима при регулировке и налаживании аппаратуры резисторы в цепях коррекции, обратной связи и в делителях часто приходится подбирать опытным путем.
В качестве добавочных сопротивлений для вольтметров (милливольтомметров) лучше всего применять резисторы типов УЛИ, БЛП, МГН, имеющие наименьшее отклонение сопротивления от номинальной величины (±0,5-2%).
Резисторы, используемые в цепях высокой частоты (в колебательных контурах, цепях управляющих сеток и анодов ламп), должны быть только безындукционными. В таких цепях применяют непроволочные резисторы, индуктивность которых совершенно незначительна. По-скольку мощность, рассеиваемая в тех цепях, где эти транзисторы используются, очень мала, это дает возможность за счет малых габаритов резисторов (при малых мощностях рассеяния габариты резисторов могут быть очень небольшие) уменьшать одновременно до возможного минимума и вносимые резисторами в эти цепи дополнительные емкости.
Следует заметить, однако, что миниатюрные непроволочныё резисторы с сопротивлением свыше 1 МОм ненадежны в работе. Объясняется это тем, что токопроводящая дорожка у таких резисторов для увеличения сопротивления выполняется в виде спирали на поверхности керамического цилиндрического корпуса. Поэтому при относительно большом числе витков токопроводящая Дорожка их имеет очень тонкий слой углерода, который легко разрушается, особенно в условиях повышенной влажности и при перегреве. Если все же возникает необходимость в использовании резисторов с такими номинальными значениями сопротивления, то из резисторов типа ВС с номинальными сопротивлениями свыше 1 МОм следует применять резисторы ВС-0,5 или резисторы, имеющие еще большую номинальную мощность рассеяния, а следовательно, и большие габариты. Такие резисторы работают устойчивее.
Предельное напряжение, то есть наибольшее напряжение, не вызывающее нарушения нормальной работы резистора сопротивлением R ном (Ом), представляет собой величину напряжения постоянного тока или действующего напряжения переменного тока U (В), которое допустимо приложить к резистору (падение напряжения на резисторе), чтобы тепловые потери на нем не превысили мощности рассеяния Р (Вт) резистора. Это напряжение может быть вычислено по формуле:
U = \/P R ном
Если температура нагрева резистора не превышает номинальной температуры (t Ном), то мощность рассеяния в этом расчете принимается равной номинальной Р = Рном; при более высоких температурах нагрева (вплоть до максимально допустимой t макс) величина Р должна быть соответственно снижена.
Основные повреждения резисторов - обрыв и изменение величины сопротивления. В случае повреждения непроволочные постоянные резисторы обычно не ремонтируют, а заменяют новыми. В любительской аппаратуре, если в этом возникает необходимость, могут быть использованы и самодельные проволочные резисторы. При аккуратном изготовлении такие самодельные детали по своему качеству не уступают изготовляемым промышленностью.
Переменные и проволочные резисторы в некоторых случаях поддаются ремонту. Неисправность в переменных резисторах обычно возникает при их длительной эксплуатации. Признаками неисправности являются, например, шорохи и трески в громкоговорителе приемника, нарушение плавности регулировки и появление полос на экране телевизора и т. д. Одной из причин этого может быть высыхание смазки трущихся контактных частей резистора или их окисление и загрязнение.
Для устранения тресков переменный резистор необходимо разобрать, промыть растворителем (бензином, спиртом и т. п.), протереть чистой тряпкой и слегка смазать маслом (протирать и смазывать следует не только ось, но и поверхность самой подковки).
Но если разбирать переменный резистор по каким-либо причинам невозможно или нежелательно, то в крышке можно просверлить отверстие и с помощью шприца ввести внутрь резистора на его ось и втулку подвижного контакта несколько капель чистого бензина, а затем такое же количество машинного масла. Ось переменного резистора при этом нужно все время поворачивать в одну и другую сторону. После смазки отверстие в крышке следует заклеить кусочком бумаги или залить смолой.
Иногда при ухудшении контакта между токопроводящей дорожкой и токосъемным движком трески и шорохи можно в радиоаппарате устранить, покрыв подковку резистора тонким слоем графитовой смазки, применяемой для некоторых узлов автомобиля. Но при этом надо помнить, что сопротивление высокоомного резистора может несколько уменьшиться, так как графитовая смазка обладает токопроводностью.
В случае внутреннего обрыва переменного резистора с линейной зависимостью сопротивления, используемого как реостат (движок соединен с одним из крайних выводов), восстановить его работоспособность можно очень просто, особенно если обрыв произошел непосредственно у вывода. Для этого достаточно поменять местами проводники, подсоединенные к крайним выводам резистора. Такое переключение приводит к тому, что поврежденное место проволочного резистора оказывается на нерабочем участке. Максимальное и минимальное значения регулировок при этом, очевидно, поменяются местами.
При параллельном соединении двух резисторов общее сопротивление цепи можно рассчитать по формуле:
R общ =R 1 R 2 /(R l + R 2),
где R 1 и R 2 - соответственно величины сопротивлений каждого из резисторов.
В случае последовательного соединения резисторов общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений резисторов, включенных в цепь.
Как увеличить или уменьшить сопротивление резистора. Резисторы с постоянным сопротивлением большой величины (3...20 МОм) в случае необходимости можно изготовить самому из резисторов типа ВС с номиналом 0,5 - 2 МОм. Для этого тряпочкой, смоченной в спирте или ацетоне, нужно аккуратно смыть краску с поверхности, а затем после просушки подключить резистор к ме-гаомметру и, стирая проводящий слой мягкой резинкой для чернил, подогнать величину сопротивления до необходимого значения. Эту операцию нужно производить очень аккуратно, стирая проводящий слой равномерно со всей поверхности.
Обработанный таким образом резистор покрывают затем изолирующим лаком. Если для этой цели применять спиртовые лаки, то после покрытия величина сопротивления несколько уменьшится, но. по мере высыхания лака величина его вновь восстановится. Для изготовления резистора исходный резистор с целью повышения надежности необходимо брать большой номинальной мощности (1 - 2 Вт).
Несложным способом можно увеличивать в два - четыре раза и сопротивление переменного резистора. Для этого тонкой шкуркой, a затем острым ножом, или бритвой соскабливают по краям подковки часть графитового токопроводящего слоя (по всей ее длине). Чем больше должно быть сопротивление подковки, тем уже оставляется этот слой.
Если требуется, наоборот, уменьшить сопротивление переменного резистора, то токопроводящий слой по краям подковки можно зачернить мягким карандашом. Подковку после этого нужно аккуратно протереть ваткой, смоченной в спирте, чтобы удалить крошки графита, иначе при попадании крошек под подвижный контакт резистора возникнут трески в громкоговорителе.
Способ подбора резистора с малым допуском. Если в какой-либо особо важной цепи прибора необходимо установить резистор с малым допуском (допустим, ± 1 %), a s распоряжении имеются лишь резисторы с большим допуском (например, ±5%), то подогнать величину сопротивления можно, используя вместо одного два отдельных резистора с большим допуском (например, ±5%).
Один из этих двух резисторов должен иметь величину сопротивления, близкую к номинальной, но не превышающую номинал (допустим, 95,5 кОм вместо 100 кОм): Второй резистор, включаемый последовательно с ним, должен иметь величину сопротивления меньшую, чем разрыв между номиналом сопротивления первого резистора и реальной его величиной (например, 3,9 кОм вместо 4 кОм). Этот резистор, включенный последовательно с первым, позволяет получить общее сопротивление цени близким к номиналу (95,5 кОм + 3,9 кОм = 99,4 кОм; отклонение от номинала 100 кОм составляет всего 0,6%).
Рис. 6. Некоторые способы включения переменных резисторов:
а - для получения зависимости, близкой к показательной; б - для получения зависимости, близкой к логарифмической; в - графики изменения напряжения на выходе схем
Как сделать переменный резистор с нелинейной зависимостью сопротивления. При конструировании различных приборов часто возникает необходимость использований переменных резисторов с нелинейной (логарифмической или показательной) зависимостью сопротивления от угла по- ворота оси подвижного контакта.
Нелинейную зависимость сопротивления, близкую к логарифмической и показательной, можно получить в резисторе типа А, обладающем линейной зависимостью, если включить его соответственно по схеме рис. б, а или б. На этом же рисунке (рис. 6, в) показан вид кривых изменения сопротивления. Следует, однако, иметь в виду, что входное сопротивление такого регулятора изменяется (в четыре раза при крайних положениях движка), однако применение подобных регуляторов во многих случаях вполне возможно.
Как сделать сдвоенный переменный резистор. Простой способ изготовления сдвоенного переменного резистора показан на рис. 7, а. Сделать его можно из двух обычных переменных резисторов одинакового типа (А, Б или В), причем по крайней мере один из резисторов пары должен быть с выключателем (ТК - Д). Сняв крышку с резистора, имеющего выключатель, поводок выключателя изгибают так, как показано на рисунке. У второго резистора на торце оси прорезают шлиц, следя за тем, чтобы изогнутый поводок свободно, но без заметного люфта входил в прорезь. Сдвоенные резисторы укрепляют затем на П-образной металлической скобе. Чтобы предохранить резисторы от попадания пыли, их закрывают крышками: в крышке (без выключателя) проделывают отверстие для оси и надевают эту крышку на первый резистор. Крышку, снятую с первого резистора можно, если нет другой, надеть на второй резистор.
Компактный сдвоенный резистор с линейной зависимостью сопротивления можно изготовить из двух стандартных переменных резисторов СП-1. Наиболее сложная операция - выточка оси, размеры которой приведены на рис. 7, б. Движки, которые необходимо предварительно снять с разобранных резисторов, спилив напильником расклепанные части осей, насаживают на новую общую ось диаметрально противоположно друг другу (рис. 7, в). Между движками должна быть проложена шайба. Конец оси после установки движков расклепывают. Собранный сдвоенный резистор плотно закрывают металлической лентой с лепестками (рис. 7, г), которую после окончания сборки -пропаивают по образующей цилиндра.
Качество собранной пары резисторов можно проверить на установке, схема которой приведена на рис. 7, д. Она представляет собой мост постоянного тока, в плечах которого включены проверяемые резисторы. Если характеристики у обоих резисторов пары совершенно одинаковы, то стрелочный индикатор (миллиамперметр с током отклонения в каждую сторону от середины шкалы 1 мА) будет при вращении оси пары находиться в середине шкалы. На практике, однако, может наблюдаться некоторое расхождение характеристик пары резисторов, поэтому из нескольких пар лучшей будет та, у которой отклонение стрелки индикатора при полном повороте оси спаренного резистора будет наименьшим.
Рис. 7. Способы сдваивания переменных резисторов
Как удлинить ось. Для того чтобы удлинить ось переменного резистора, нужно подобрать латунный или стальной стержень того же диаметра, что и ось, а также металлическую трубку, внутренний диаметр которой должен быть равен диаметру оси.
На конце оси переменного резистора обычно бывает лыска - плоский участок для фиксации ручек. Дополнительный стержень также должен иметь лыску так, чтобы стержень и ось, приложенные друг к другу лысками (спиленными поверхностями), образовывали как бы продолжение друг друга. Если после этого между спиленными поверхностями проложить тонкую упругую прокладку (например, из резины) и надвинуть на место соединения муфточку из куска металлической трубки, то ось и стержень окажутся прочно соединенными друг с другом.
<< >>
Copyright V.F.Gainutdinov , 2006 - 2016. Все права защищены.
Разрешается републикация материалов сайта в Интернете с обязательным указанием активной ссылки на сайт http://сайт и со ссылкой на автора материала (указание автора, его сайта).
Какие номиналы можно менять достаточно гибко, а какие нет?
Как пересчитать номинал элемента?
Зачем здесь стоит этот резистор, конденсатор и т.д.?
Ответы на эти вопросы, вы с легкостью найдете в этой статье.
Любой новичок сталкивался с проблемой отсутствия нужного номинала элемента у себя в запасах при сборке схемы, и наткнувшись на этот айсберг, мог решить эту задачу тремя путями.
1. Просто забросить паять эту схему
2. Пойти и купить нужный элемент
3. Заменить элемент на такой же, только с другим номиналом
В этой статье мы поговорим о третьем пути решения проблемы. Какие номиналы можно менять достаточно гибко, а какие нет? Как пересчитать номинал элемента? Зачем здесь стоит этот резистор, конденсатор и т.д.? Ответы на эти вопросы, вы с легкостью найдете в этой статье.
И так, стоит начать со схемы. В ниже приведенной схеме (рис 1) пока не указаны номиналы элементов, что бы они не отвлекали вас лишний раз.
Рисунок 1:
Теперь стоит разобраться: какую функцию здесь выполняет каждый элемент.
Начнем с конденсаторов С1, С2, С5 – это разделительные конденсаторы, основная задача которых не пропускать постоянную составляющею от Eк.
Конденсатор Сф – это емкостной фильтр. Его основная задача сглаживать пульсации от Ек. Тут стоит немного пояснить: выпрямленное напряжение на выходе у источника питания не совсем прямое, а имеет некоторые искажения, которые могут влиять на работу схемы и которые надо свисти к минимуму. Если вы используете батарейку, аккумулятор или купленный источник постоянного напряжения, то скорее всего Сф вам не нужен, но если питаете схему от самодельного источника, то лучше подстраховаться.
Рисунок 2:
Напряжение на выходе не идеального источника постоянного напряжения
С3, С4 – конденсаторы, которые ликвидируют отрицательную обратную связь по переменной составляющей. Не будем особенно углубляться в подробности, дам лишь один совет. Если в схеме, которую вы решили собрать есть такие конденсаторы, старайтесь найти элемент того номинала который указан в схеме.
С конденсаторами разобрались, теперь переходим к резисторам.
R3, R7 – резисторы, которые ограничивают ток коллектора. Тут все очень просто. Их номинал зависит от величины Ек.
R1, R2 и R5, R6 – это делители напряжения, фиксированные напряжениям смещения. Звучит заумно, но если в двух словах, то эти резисторы определяют режим работы транзистора, то есть на сколько его надо открыть или закрыть.
R4, R8 – это резисторы эмиттерной стабилизации, В общих чертах, они добавляют вашему усилителю стабильности. Как это работает это отдельная статья, поэтому поверьте мне на слово.
Ну а теперь транзисторы.
VT1 и VT2 – это усилительные элементы, включенные по схеме общий эмиттер. Схема с общем эмиттером довольно часто применяется в усилителях НЧ. Ее отличительные особенности – это большой коэффициент усиления по напряжению и выходной сигнал будет сдвинут по фазе относительно входного на 180 градусов.
Рисунок 3.1.
Рисунок 3.2.
Выходной сигнал (при Ku=1)
После теории всегда нужна практика. Рассмотрим любую рабочею схему усилителя.
Рисунок 4.
Перед тем, как начать, стоит заметить, что вместо Rн здесь стоит динамик BA1. И так, начнем.
С1 и С3 можно допустить отклонение параметров на 10 – 20 %.
Важно!
От емкости этих конденсаторов зависит область низких частот. Чем меньше их емкость – тем больше вероятность не услышать бас гитару.
С2 стараемся сохранить номинал такой же как на схеме.
С4 это наш Сф, только изображен немного по другому. Тут действует правило, чем емкость больше – тем лучше, но везде есть границы, поэтому можно допустить отклонение от номинала в схеме на процентов 30-40 или вообще отказаться от этого элемента.
R1, R2 – конечно хорошо R1 взять такого же номинала, а вместо R2 поставить подстрочный резистор номиналом в 15к. Зачем? Объясняю: все элементы имеют отклонение от своего номинала, который написан на корпусе, следовательно и наш R1 не исключение, а значит вместо 33к можно поставить и 32, а то и 30к, не подозревая об этом. А значит наш транзистор будет получать не корректную установку, на сколько ему открыть или закрыться, появятся искажения выходного сигнала. Поняв это, мы можем увеличить или уменьшить номинал R2, что скомпенсирует не точное значение R1 и устранит искажения. Вот такая хитрость поможет скорректировать работу усилителя не выпаивая элементы.
R3 – Его номинал можно менять только зная режим работы транзистора. В этой схеме транзистор работает в режиме А, что это значит.
Это означает, что наш транзистор (VT1), усиливает напряжение почти без искажений, но у него низкое КПД.
Тогда Uкэ = 0,5Ек, следовательно Iк=Uкэ/R3. Вот и все, из этих простых формул видно, что если мы увеличили номинал R3, мы должны увеличить напряжение питания (GB1) и наоборот.
Но помните: эта фишка работает только если вместо R2 запаян подстрочный резистор. Если нет, то старайтесь не отклоняться от номинала, указанного в схеме больше чем на 15 %.
R4, R5 отклонение не более чем на 20 %. Поверьте, вам этого хватит.
Теперь поговорим о транзисторах.
VT1 включен по известной нам схеме с общим эмиттером, а вот VT2 включен по схеме с общим коллектором. Это значит, что VT2 усиливает ток и сохраняет фазу выходного напряжения относительно входного.
Отсюда и название усилитель мощности, поскольку VT1 усиливает напряжение, а VT2 усиливает ток. А мощность, как нам известно, это произведение тока на напряжение.
Мой тут совет: берите КТ315 с любым буквенным номиналом, в большинстве случаев это не влияет на параметры схемы.
Надеюсь, вам помогла эта статья и ответила на те вопросы, которые я поставил в начале. Если вам кажется, что я где то некорректно выразился, упустил важный факт или у вас просто появился вопрос, вы всегда можете пообщаться со мной в комментариях, ибо я ни куда не денусь.
Вроде бы простая деталька, чего тут может быть сложного? Ан нет! Есть в использовании этой штуки пара хитростей. Конструктивно переменный резистор устроен также как и нарисован на схеме — полоска из материала с сопротивлением, к краям припаяны контакты, но есть еще подвижный третий вывод, который может принимать любое положение на этой полоске, деля сопротивление на части. Может служить как перестариваемым делителем напряжения (потенциометром) так и переменным резистором — если нужно просто менять сопротивление.
Хитрость конструктивная:
Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь — не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Почему? Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью. При этом сопротивление нашего переменного резистора становится под бесконечность, вызывая помехи при настройке, искрение и выгорание графитовой дорожки резистора, вывод настраимого девайса из допустимого режима настройки, что может быть фатально.
Решение? Соединить крайний вывод с средним. В этом случае, худшее что ждет девайс — кратковременное появление максимального сопротивления, но не обрыв.
Борьба с предельными значениями.
Если переменным резистором регулируется ток, например питание светодиода, то при выведении в крайнее положение мы можем вывести сопротивление в ноль, а это по сути дела отстутствие резистора — светодиод обуглится и сгорит. Так что нужно вводить дополнительный резистор, задающий минимально допустимое сопротивление. Причем тут есть два решения — очевидное и красивое:) Очевидное понятно в своей простоте, а красивое замечательно тем, что у нас не меняется максимально возможное сопротивление, при невозможности вывести движок на ноль. При крайне верхнем положении движка сопротивление будет равно (R1*R2)/(R1+R2)
— минимальное сопротивление. А в крайне нижнем будет равно R1
— тому которое мы и рассчитали, и не надо делать поправку на добавочный резистор. Красиво же! :)
Если надо воткнуть ограничение по обеим сторонам, то просто вставляем по постоянному резистору сверху и снизу. Просто и эффективно. Заодно можно и получить увеличение точности, по принципу приведенному ниже.
Порой бывает нужно регулировать сопротивление на много кОм, но регулировать совсем чуть чуть — на доли процента. Чтобы не ловить отверткой эти микроградусы поворта движка на большом резисторе, то ставят два переменника. Один на большое сопротивление, а второй на маленькое, равное величине предполагаемой регулировки. В итоге мы имеем две крутилки — одна «Грубо » вторая «Точно » Большой выставляем примерное значение, а потом мелкой добиваем его до кондиции.
