Эрл Гейтс - Введение в электронику

• Напряжение, подключаемое к цепи, рассматривается как приложенное напряжение.

• Энергия, потребляемая цепью, рассматривается как падение напряжения.

• Падение напряжения в цепи равно приложенному напряжению.

• Защитное заземление создает на всех приборах и оборудовании одинаковый потенциал и используется для предотвращения электрического поражения.

• Защитное заземление обеспечивает общую точку отсчета.

Глава 3. САМОПРОВЕРКА

1. Действительно ли ток и напряжение выполняют работу в цепи?

2. Перечислите шесть видов энергии, которые могут быть использованы для получения электричества.

3. Чем характеризуются вторичные элементы?

4. Нарисуйте последовательно-параллельную комбинацию, которая будет выдавать 9 вольт при 1 ампере. Используйте 1,5 вольтовые элементы, дающие по 250 миллиампер.

5. Какое падение напряжения на трех лампах: 3 вольта, 3 вольта и б вольт при приложенном напряжении 9 вольт?

ЦЕЛИ

После изучения этой главы студент должен быть в состоянии:

• Дать определение допустимого отклонения от номинального сопротивления (допуска) резистора.

• Описать композиционные, углеродистые, проволочные и пленочные резисторы.

• Описать работу переменного резистора.

• Описать три типа цепей с резисторами.

• Вычислить общее сопротивление последовательной, параллельной и последовательно-параллельной цепей.

Сопротивление — это противодействие протеканию тока. Некоторые материалы, такие как стекло или резина, оказывают сильное противодействие протеканию тока. Другие материалы, такие как серебро и медь, оказывают малое противодействие протеканию тока.

В этой главе исследуются характеристики сопротивления, типы резисторов и различные типы соединений сопротивлений в цепи.

Сопротивление является свойством всех электрических элементов. Иногда влияние сопротивления нежелательно, а иногда полезно. Резисторы являются элементами, изготовленными так, чтобы оказывать определенное сопротивление протеканию тока. Резисторявляется наиболее часто используемым элементом электрических цепей и представляет собой устройство, оказывающее определенное сопротивление току. Резисторы бывают с постоянным и переменным значениями сопротивления. Они имеют различные формы и размеры, в зависимости от условий их применения и предъявляемым к ним требованиям (рис. 4–1 и 4–2).

Рис. 4–1. Постоянные резисторы бывают различных размеров и форм.

Рис. 4–2. Переменные резисторы имеют различные конструкции, соответствующие требованиям производителей электронного оборудования.

Резисторы изображаются на схеме в виде зигзагообразной линии, как показано на рис. 4–3.

Рис. 4–3. Схематическое обозначение постоянного резистора

Разница между номинальным и действительным сопротивлениями, выраженная в процентах по отношению к номинальному сопротивлению, называется допускаемым отклонением от номинального сопротивления или допуском. Производить резисторы с точным значением сопротивления, когда в этом нет необходимости, очень дорого. Следовательно, чем больше допуск, тем дешевле обходится производство резистора. Резисторы выпускаются с допусками ±20 %, ±10 %, ±5 %, ±2 % и ±1 %.

Точные резисторы имеют еще меньшие допуски. В большинстве электронных цепей применение резисторов с допуском 10 % является удовлетворительным.

ПРИМЕР. В каких пределах может находиться сопротивление резистора номиналом в 1000 Ом и допуском 20 %?

Решение :1000 x 0,2 = ± 200 Ом.

Допуск равен ± 200 Ом. Следовательно, резистор номиналом 1000 Ом может иметь сопротивление, лежащее в пределах от 800 до 1200 Ом.

Для единообразия производители выпускают резисторы со стандартными номинальными значениями. На рис. 4–4 перечислены стандартные номиналы резисторов с допусками ±5 %, ±10 % и ±20 %. Эти значения должны быть умножены на 10 n, где n = 1, 2, 3 и т. д. для получения реально существующих величин резисторов.

Рис. 4–4. Стандартные номиналы резисторов (исключая множитель).

Резисторы делятся на четыре основные категории, в соответствии с материалом, из которого они сделаны: углеродистые резисторы, композиционные резисторы, проволочные резисторы и пленочные резисторы.

В электронных цепях обычно используются углеродистые резисторы (рис. 4–5). Эти резисторы недороги и выпускаются со стандартными значениями номиналов.

Рис. 4–5. Углеродистые резисторы наиболее широко используются в электронных цепях.

Проволочный резистор изготовлен из никель-хромовой проволоки (нихрома), намотанной на керамический корпус (рис. 4–6).

Рис. 4–6. Проволочные резисторы отличаются по конструктивному выполнению.

Выводы резистора закреплены, а сам он залит покрытием. Проволочные резисторы используются в цепях, где протекают большие токи и необходима высокая точность. Диапазон значений проволочных резисторов — от долей ома до нескольких тысяч ом.

В последнее время начали приобретать популярность пленочные резисторы (рис. 4–7).

Рис. 4–7. Пленочный резистор сочетает размер углеродного резистора и точность проволочного резистора.

Они сочетают малые размеры композиционного резистора с точностью проволочного резистора. Тонкая пленка углерода или металлического сплава нанесена на цилиндрический керамический корпус и герметизирована эпоксидным или стеклянным покрытием. Чем меньше шаг спирали, тем выше сопротивление. Углеродные пленочные резисторы выпускаются номиналами от 10 Ом до 10 МОм при допуске от 1 до 20 %. Металлопленочные резисторы физически подобны резисторам из углеродных пленок, но более дороги. Они выпускаются номиналами от 10 Ом до 10 МОм при допуске от 1 до 10 %, хотя допуск может достигать ±20 %.