Lineārie un nelineārie rezistori, to raksturojums. Rezistors

Rezistori ir vieni no visplašāk izmantotajiem elementiem elektronikā. Šis nosaukums jau sen pārsniedz šauru radioamatieru terminoloģijas ietvaru. Un ikvienam, kurš kaut nedaudz interesējas par elektroniku, šim terminam nevajadzētu radīt pārpratumus.

Kas ir rezistors

Vienkāršākā definīcija izskatās šādi: rezistors ir elektriskās ķēdes elements, kas pretojas caur to plūstošajai strāvai. Elementa nosaukums cēlies no latīņu vārda “resisto” - “es pretojos” šo daļu bieži sauc par “pretestību”.

Apskatīsim, kas ir rezistori un kādiem rezistori ir nepieciešami. Atbildes uz šiem jautājumiem nozīmē elektrotehnikas pamatjēdzienu fizisko nozīmi.

Lai izskaidrotu rezistora darbības principu, varat izmantot analoģiju ar ūdens caurulēm. Ja jūs kaut kā traucējat ūdens plūsmu caurulē (piemēram, samazinot tās diametru), palielināsies iekšējais spiediens. Noņemot šķērsli, mēs samazinām spiedienu. Elektrotehnikā šis spiediens atbilst spriegumam - sarežģījot elektriskās strāvas plūsmu, mēs paaugstinām spriegumu ķēdē, samazinot pretestību un pazeminot spriegumu.

Mainot caurules diametru, var mainīt ūdens plūsmas ātrumu elektriskajās ķēdēs, mainot pretestību, var regulēt strāvas stiprumu; Pretestības lielums ir apgriezti proporcionāls elementa vadītspējai.

Pretestības elementu īpašības var izmantot šādiem mērķiem:

• strāvas pārvēršana spriegumā un otrādi;
• plūstošās strāvas ierobežošana, lai iegūtu tās norādīto vērtību;
• sprieguma dalītāju izveide (piemēram, mērinstrumentos);
• citu īpašu problēmu risināšana (piemēram, radiotraucējumu samazināšana).

Varat izmantot šo piemēru, lai izskaidrotu, kas ir rezistors un kāpēc tas ir nepieciešams. Pazīstamā gaismas diode spīd ar zemu strāvu, bet pašas pretestība ir tik maza, ka, ja gaismas diode tiek ievietota tieši ķēdē, tad pat pie 5 V sprieguma caur to plūstošā strāva pārsniegs detaļas pieļaujamos parametrus. No šādas slodzes gaismas diode nekavējoties neizdosies. Tāpēc ķēdē ir iekļauts rezistors, kura mērķis šajā gadījumā ir ierobežot strāvu līdz noteiktai vērtībai.

Visi pretestības elementi pieder pie elektrisko ķēžu pasīvajiem komponentiem, atšķirībā no aktīvajiem, tie neizdala enerģiju sistēmā, bet tikai to patērē.

Saprotot, kas ir rezistori, ir jāņem vērā to veidi, apzīmējumi un marķējumi.

Rezistoru veidi

Rezistoru veidus var iedalīt šādās kategorijās:

1. Neregulēts (pastāvīgs) - stieple, kompozīts, plēve, ogleklis utt.
2. Regulējams (mainīgs un regulējams). Trimmera rezistori ir paredzēti elektrisko ķēžu regulēšanai. Signāla līmeņu regulēšanai tiek izmantoti elementi ar mainīgu pretestību (potenciometri).

Atsevišķu grupu pārstāv pusvadītāju pretestības elementi (termorezistori, fotorezistori, varistori utt.)

Rezistoru raksturlielumus nosaka to mērķis un tiek norādīts ražošanas laikā. Starp galvenajiem parametriem:

1. Nominālā pretestība. Šī ir galvenā elementa īpašība, ko mēra omos (Ohm, kOhm, MOhm).
2. Pieļaujamā novirze procentos no norādītās nominālās pretestības. Norāda iespējamo indikatora izplatību, ko nosaka ražošanas tehnoloģija.
3. Jaudas izkliede ir maksimālā jauda, ​​ko rezistors var izkliedēt ilgstošas ​​slodzes gadījumā.
4. Temperatūras pretestības koeficients ir vērtība, kas parāda rezistora pretestības relatīvās izmaiņas, temperatūrai mainoties par 1°C.
5. Ierobežot darba spriegumu (elektrisko stiprumu). Tas ir maksimālais spriegums, pie kura daļa saglabā deklarētos parametrus.
6. Trokšņa raksturlielums ir izkropļojumu pakāpe, ko rezistors ievada signālā.
7. Mitrumizturība un karstumizturība ir maksimālās mitruma un temperatūras vērtības, kuru pārsniegšana var izraisīt detaļas atteici.
8. Sprieguma koeficients. Vērtība, kas ņem vērā pretestības atkarību no pielietotā sprieguma.

Tās ir pusvadītāju ierīces ar diviem spailēm, kurām ir elektriskās pretestības atkarība no vides parametriem - temperatūras, apgaismojuma, sprieguma utt. Šādu detaļu ražošanai tiek izmantoti ar piemaisījumiem leģēti pusvadītāju materiāli, kuru veids nosaka atkarību no vides parametriem. vadītspēja uz ārējām ietekmēm.

Pastāv šādi pusvadītāju pretestības elementu veidi:

1. Lineārais rezistors. Izgatavots no viegli leģēta materiāla, šim elementam ir zema pretestības atkarība no ārējām ietekmēm plašā spriegumu un strāvu diapazonā, to visbiežāk izmanto integrālo shēmu ražošanā.
2. Varistors ir elements, kura pretestība ir atkarīga no elektriskā lauka intensitātes. Šī varistora īpašība nosaka tā pielietojuma jomu: ierīču elektrisko parametru stabilizēšanai un regulēšanai, aizsardzībai pret pārspriegumu un citiem mērķiem.
3. Termistors. Šāda veida nelineārajiem pretestības elementiem ir iespēja mainīt savu pretestību atkarībā no temperatūras. Ir divu veidu termistori: termistors, kura pretestība samazinās, palielinoties temperatūrai, un posistors, kura pretestība palielinās līdz ar temperatūru. Termistori tiek izmantoti, ja ir svarīga pastāvīga temperatūras procesa kontrole.
4. Fotorezistors. Šīs ierīces pretestība mainās gaismas plūsmas ietekmē un nav atkarīga no pielietotā sprieguma. Svins un kadmijs tiek izmantoti ražošanā vairākās valstīs, tāpēc vides apsvērumu dēļ šīs daļas tika atteiktas. Mūsdienās fotorezistori ir mazāk pieprasīti nekā fotodiodes un fototranzistori, ko izmanto līdzīgās vienībās.
5. Deformācijas mērītājs. Šis elements ir konstruēts tā, ka tas spēj mainīt savu pretestību atkarībā no ārējās mehāniskās ietekmes (deformācijas). Izmanto vienībās, kas pārvērš mehāniskos efektus elektriskos signālos.

Tādiem pusvadītāju elementiem kā lineārie rezistori un varistori ir raksturīga vāja atkarības pakāpe no ārējiem faktoriem. Tenzometriem, termistoriem un fotorezistoriem raksturlielumu atkarība no ietekmes ir spēcīga.

Pusvadītāju rezistori diagrammā ir apzīmēti ar intuitīviem simboliem.

Rezistors ķēdē

Krievijas shēmās elementi ar pastāvīgu pretestību parasti tiek apzīmēti kā balts taisnstūris, dažreiz ar burtu R virs tā. Ārvalstu shēmās varat atrast rezistora apzīmējumu “zigzaga” ikonas formā ar līdzīgu burtu R augšpusē. Ja kāds daļas parametrs ir svarīgs ierīces darbībai, ir ierasts to norādīt diagrammā.

Jaudu var norādīt ar svītrām uz taisnstūra:

• 2 W – 2 vertikālas līnijas;
• 1 W – 1 vertikāla līnija;
• 0,5 W – 1 garenlīnija;
• 0,25 W – viena slīpa līnija;
• 0,125 W – divas slīpas līnijas.

Diagrammā ir pieņemami norādīt jaudu ar romiešu cipariem.

Mainīgo rezistoru apzīmējums izceļas ar papildu līnijas klātbūtni virs taisnstūra ar bultiņu, kas simbolizē regulēšanas iespēju, var norādīt tapu numerāciju.

Pusvadītāju rezistori ir apzīmēti ar to pašu balto taisnstūri, bet izsvītroti ar slīpu līniju (izņemot fotorezistorus) ar burtu, kas norāda vadības darbības veidu (U - varistoram, P - deformācijas mērinstrumentam, t - termistoram ). Fotorezistoru norāda taisnstūris aplī, uz kuru ir vērstas divas bultiņas, kas simbolizē gaismu.

Rezistora parametri nav atkarīgi no plūstošās strāvas frekvences, kas nozīmē, ka šis elements darbojas vienādi līdzstrāvas un maiņstrāvas ķēdēs (gan zemās, gan augstās frekvencēs). Izņēmums ir stiepļu rezistori, kuriem raksturīga induktivitāte un enerģijas zuduma iespējamība starojuma dēļ augstās un īpaši augstās frekvencēs.

Atkarībā no prasībām attiecībā uz elektriskās ķēdes īpašībām, rezistorus var savienot paralēli vai virknē. Formulas kopējās pretestības aprēķināšanai dažādiem ķēdes savienojumiem ievērojami atšķiras. Ar virknes savienojumu galīgā pretestība ir vienāda ar vienkāršu ķēdē iekļauto elementu vērtību summu: R = R1 + R2 +… + Rn.

Paralēlā savienojumā, lai aprēķinātu kopējo pretestību, ir jāpievieno elementu savstarpējās vērtības. Tā rezultātā tiks iegūta vērtība, kas ir arī pretēja galīgajai vērtībai: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + … 1/Rn.

Paralēli savienoto rezistoru kopējā pretestība būs mazāka par mazāko.

Denominācijas

Pretestības elementiem ir standarta pretestības vērtības, ko sauc par "rezistoru vērtējumiem". Šīs sērijas izveides pieeja balstās uz šādu apsvērumu: solim starp vērtībām ir jāietver pieļaujamā novirze (kļūda). Piemērs - ja elementa nominālā vērtība ir 100 omi un pieļaujamā novirze ir 10%, tad nākamā sērijas vērtība būs 120 omi. Šis solis ļauj izvairīties no nevajadzīgām vērtībām, jo ​​blakus esošās vērtības kopā ar kļūdu izplatību praktiski aptver visu vērtību diapazonu starp tām.

Izgatavotie rezistori tiek apvienoti sērijās, kas atšķiras ar pielaidēm. Katrai sērijai ir sava nominālā sērija.

Atšķirības starp sērijām:

• E 6 – pielaide 20%;
• E 12 – pielaide 10%;
• E 24 – pielaide 5% (dažreiz 2%);
• E 48 – pielaide 2%;
• E 96 – pielaide 1%;
• E 192 – pielaide 0,5% (dažkārt 0,25%, 0,1% un zemāka).

Visizplatītākā sērija E 24 ietver 24 pretestības vērtības.

Marķēšana

Pretestības elementa izmērs ir tieši saistīts ar tā izkliedes jaudu, jo lielāks tas ir, jo lielāki ir detaļas izmēri. Ja diagrammās ir viegli norādīt jebkuru skaitlisku vērtību, tad produktu marķēšana var būt sarežģīta. Miniaturizācijas tendence elektronikas ražošanā liek izmantot arvien mazākus elementus, kas sarežģī gan informācijas pielietošanu korpusā, gan tās nolasīšanu.

Lai atvieglotu rezistoru identifikāciju, Krievijas rūpniecībā tiek izmantoti burtciparu marķējumi. Pretestība tiek apzīmēta šādi: cipari norāda vērtību, un burts tiek novietots vai nu aiz cipariem (decimālzīmju gadījumā), vai arī pirms tiem (simtiem). Ja vērtība ir mazāka par 999 omi, tad cipars tiek rakstīts bez burta (vai var parādīties burti R vai E). Ja vērtība ir norādīta kOhm, tad burts K tiek likts aiz cipara, un burts M atbilst vērtībai MOhm.

Amerikas rezistoru vērtības ir norādītas ar trim cipariem. Pirmie divi no tiem pieņem nominālvērtību, trešais - vērtībai pievienoto nulles (desmitiem) skaitu.

Robotizētā elektronisko komponentu ražošanā drukātie simboli bieži nonāk tās daļas pusē, kas ir vērsta pret dēli, padarot informāciju neiespējamu nolasīt.

Krāsu kodēšana

Lai informācija par detaļas parametriem būtu nolasāma no jebkuras puses, tiek izmantots krāsu marķējums un krāsa tiek uzklāta ar apļveida svītrām. Katrai krāsai ir sava skaitliskā vērtība. Svītras uz detaļām ir novietotas tuvāk vienam no spailēm un tiek nolasītas no kreisās uz labo pusi. Ja detaļas mazā izmēra dēļ nav iespējams novirzīt krāsu marķējumu uz vienu tapu, tad pirmā svītra tiek izgatavota 2 reizes platāka nekā pārējā.

Elementi ar pieļaujamo kļūdu 20% ir apzīmēti ar trīs rindiņām 5-10% kļūdai, tiek izmantotas 4 rindas. Precīzākie rezistori ir norādīti, izmantojot 5-6 līnijas, no kurām pirmās 2 atbilst daļas nominālam. Ja ir 4 rindas, tad trešā norāda decimāldaļu reizinātāju pirmajām divām rindām, ceturtā rinda nozīmē precizitāti. Ja ir 5 svītras, tad trešā no tām ir trešā nominālvērtības zīme, ceturtā ir rādītāja pakāpe (nuļļu skaits), un piektā ir precizitāte. Sestā rinda nozīmē temperatūras pretestības koeficientu (TCR).

Četru svītru marķējuma gadījumā zelta vai sudraba svītras vienmēr ir pēdējās.

Visi marķējumi izskatās sarežģīti, taču spēja ātri nolasīt marķējumus nāk ar pieredzi.

Ārējā ķēde, slodze vai elektriskās enerģijas uztvērējs- daļa no elektriskās ķēdes, kas ir savienota ar avota spailēm. Slodzes apstākļos elektriskā lauka enerģija tiek pārvērsta cita veida enerģijā (termiskā, skaņas, mehāniskā utt.). Enerģijas uztvērēji ir pasīvi elementi.

Pasīvie elementi– tā ir pretestība, kapacitāte, induktivitāte.

Elektrisko ķēžu teorijā tiek ņemti vērā pasīvie elementi: pretestība – tas ir ideāls ķēdes elements, kas raksturo enerģijas zudumus karsēšanas, mehāniskā darba vai elektromagnētiskās enerģijas starojuma dēļ.

Pretestības mērvienības - omi

vadītspēja ir pretestības apgrieztā vērtība.

Vadītspējas mērvienības – Siemens

Jauda, ​​kas izlaista pāri pretestībai, vienmēr ir pozitīva. Momentānā jauda ir:

Strāvas bloki - vati

Pretestības iedala: lineārās un nelineārās.

Līnijas pretestība– pretestība, kas nav atkarīga no strāvas lieluma, virziena un sprieguma. Tam ir tieša proporcionāla attiecība starp spriegumu un strāvu, ko izsaka Ohma likums.

Attēls 2.2. Pretestības simbols

Induktivitāte- idealizēts elektriskās ķēdes elements, kas spēj uzkrāt magnētiskā lauka enerģiju, un tajā nenotiek elektriskā lauka enerģijas uzkrāšanās un pārvēršana citos enerģijas veidos. Attiecību starp strāvu un spriegumu pie induktora spailēm nosaka elektromagnētiskās indukcijas likums: mainoties magnētiskajai plūsmai, kas iet caur induktora spoles pagriezieniem, tās spailēs veidojas EMF, kas ir tieši proporcionāls izmaiņu ātrumam plūsmas savienojums un virzīts tā, lai inducētā strāva novērstu magnētiskās plūsmas izmaiņas.

Spolei, kas sastāv no pagriezieniem, ir taisnība:

;

kur ir plūsmas saite, t.i., kopējā magnētiskā plūsma, kas ir saistīta ar pagriezieniem. – viena pagrieziena magnētiskā plūsma.

Magnētiskās plūsmas un plūsmas savienojuma mērvienība ir Vēbers (Wb).

Tiek izsaukts proporcionalitātes koeficients starp un induktivitāte, un apzīmē ar . Induktivitātes mērvienības ir Henrijs. No formulas iegūstam induktīvā elementa sprieguma izteiksmi:

Enerģiju, kas uzkrājas induktīvajā elementā, aprēķina pēc formulas:

Līdzstrāvai, tātad spriegumam , t.i., induktivitāte ir līdzvērtīga īssavienojumam. Induktivitātes fiziskais analogs ir induktors, kura ekvivalentā ķēde parādīta 2.3. attēlā.

Induktors- ierīce, kuras galvenā īpašība ir induktivitāte (papildus induktivitātei tai ir zudumu pretestība).

2.3. attēls. Induktora simboliskais grafiskais apzīmējums

Jauda– idealizēts elektriskās ķēdes elements, kas spēj uzglabāt elektriskā lauka enerģiju. Ar šo elektriskā lauka enerģijas uzkrāšanos tajā nenotiek elektriskās enerģijas pārvēršana siltumenerģijā. Kapacitatīvā elementa īpašības nosaka iespēja tajā uzkrāt elektrisko lādiņu, kas ir proporcionāla spriegumam pāri elementam:

Proporcionalitātes koeficientu sauc jaudu , mēra Farados.

No formulas atrodam sakarību starp strāvu un spriegumu lineārajai kapacitātei.

Stiepļu rezistori

Stiepļu rezistoru konstrukcijas galvenais elements ir vadošs elements, kas sastāv no stieples (izolētas vai neizolētas), kas aptītas ap izolācijas rāmi.

Lai nodrošinātu stieples uztīšanas rezistora augstus veiktspējas parametrus, vadošajam materiālam ir jābūt šādām īpašībām: augsta pretestības stabilitāte laika gaitā, zems temperatūras pretestības koeficients, augsta izturība pret koroziju, zema termiskā emf un spēja būt ievilkta stieplē, kuras diametrs ir desmitdaļas – milimetra simtdaļas. Uzskaitīto īpašību kompleksam piemīt īpaši sakausējumi, kuru pamatā ir niķelis, hroms, varš, mangāns, kā arī sakausējumi uz cēlmetālu bāzes. Stiepļu rezistoru ražošanai tiek izmantoti niķeļa-hroma sakausējumi (X15N60, X20N80 utt.); vara-mangāna un vara-niķeļa sakausējumi (manganīns un konstantāns); pallādija-volframa sakausējums (80% pallādija, 20% volframa); sudraba-palādija sakausējums (80% sudrabs, 20% pallādijs) uc Stiepļu rezistori sīkāk aprakstīti mācību literatūrā /3/.

Bezvadu rezistori

Bezvadu pastāvīgās pretestības rezistori ietver oglekļa, metāla plēvi, metāla dielektriķi, metāla oksīdu, pusvadītāju un kompozītmateriālu plēvi. Apskatīsim dažas dažādu veidu bezvadu rezistoru funkcijas.

Oglekļa rezistori . Šādu rezistoru pretestības elements ir plāna pirolītiskā oglekļa kārtiņa (mikrometra desmitdaļas), kas iegūta, sadalot ogļūdeņražus augstā temperatūrā vakuumā vai inertās gāzes vidē, un nogulsnējas uz izolējošas pamatnes. Kā oglekļa rezistoru pamati tiek izmantoti keramikas stieņi vai caurules.

Oglekļa rezistoriem raksturīga paaugstināta parametru stabilitāte, zems trokšņa līmenis, mazs negatīvs temperatūras koeficients un zema pretestības atkarība no elektriskā lauka frekvences un pielietotā sprieguma. Oglekļa rezistori ir paredzēti darbam impulsu ķēdēs. Daļēji precīzie rezistori darbojas tādā pašā temperatūras diapazonā kā oglekļa BLP rezistori. Augstfrekvences oglekļa rezistori tiek ražoti cauruļu, stieņu, disku, plākšņu utt. UNU (oglekļa neaizsargātie īpaši augstas frekvences) rezistori ir paredzēti darbam 210–400 K temperatūrā.

Pretestības elements metāla plēves rezistori Tā ir ļoti plāna (mikrometru desmitdaļas) vadoša plēve, kas uzklāta uz izolējošas pamatnes, ko izmanto kā keramiku, stiklu, laminētu plastmasu, stikla keramiku un citus materiālus.

Visbiežāk sastopamajiem pastāvīgajiem metāla plēves rezistoriem - MLT tipa rezistoriem - ir metāla-silīcija sakausējumu pretestības slānis, kas sastāv no vairākām sastāvdaļām. Šie rezistori ir aptuveni 2–3 reizes mazāki nekā BC tipa oglekļa rezistori (parastajā versijā), kuriem ir tāda pati nominālā jauda, ​​tiem ir lielāka siltuma un mitruma izturība, kā arī tie ir stabilāki. MLT tipa metāla plēves rezistoru trūkums ir to zemā uzticamība, īpaši pie impulsa slodzes, pārkaršanas rezultātā mikroneviendabīgumu vietās.

Nozarē tiek ražoti vairāki metāla plēves rezistori: MLT - karstumizturīgi lakoti metāla plēve, OMLT - īpaši (ar paaugstinātu uzticamību) lakoti karstumizturīgi metāla plēves rezistori, MT - metāla plēves karstumizturīgi ar paaugstinātu mehānisko izturību, MUN - metāla plēve īpaši augstas frekvences neaizsargāts utt.

Metāla dielektriskie rezistori - Tie ir rezistori, kas līdzīgi kontaktoriem vai dažādu sastāvu metālkeramikas.

Metāla oksīda rezistori . Tie izmanto metāla oksīdu, visbiežāk alvas dioksīdu, kas tiek uzklāts uz keramikas stieņa virsmas kā elektriski vadošs slānis. Metāla oksīda rezistori atšķiras ar lielāku parametru noturību, ja tie ir pakļauti mainīgiem vides faktoriem, salīdzinot ar metāla plēves rezistori.

Pusvadītāju rezistori . Monokristālisko pusvadītāju rūpnieciskā attīstība

Pusvadītāju rezistori (penetrējošā starojuma sensori) tiek izgatavoti uz polikristālisko materiālu - kadmija sulfīda, kadmija selenīda u.c. - plēvēm, sublimējot vakuumā un pusvadītāju plēvi uzklājot uz metāla pamatnes, kas ir viens no spailēm. Otrais vads tiek uzklāts virs pusvadītāju slāņa arī ar vakuuma pārklājumu.

Pusvadītāju rezistoriem ir raksturīgs liels pozitīvs TC. Pretestības atkarība no temperatūras ir saistīta ar diviem procesiem - lādiņnesēju veidošanos un to mobilitātes samazināšanos, palielinoties temperatūrai.

Pusvadītāju rezistoru klasifikācija un simboli

• lineārie rezistori;
• nelineārie rezistori:
• · varistori - pretestība ir atkarīga no pielietotā sprieguma;
• · termistori - pretestība atkarīga no temperatūras;
• · fotorezistori - pretestība ir atkarīga no apgaismojuma;
• · deformācijas mērītāji - pretestība ir atkarīga no rezistora deformācijas;
• · magnetorezistori - pretestība ir atkarīga no magnētiskā lauka lieluma;
• · Mainīgais rezistors (reostats);
• · Trimmera rezistors.

Lineārais rezistors - pusvadītāju ierīce, kurā parasti izmanto viegli leģētu silīciju vai gallija arsenīdu. Šāda pusvadītāja pretestība maz ir atkarīga no elektriskā lauka intensitātes un elektriskās strāvas blīvuma. Tāpēc lineārā rezistora pretestība ir gandrīz nemainīga plašā spriegumu un strāvu diapazonā. Lineārie rezistori tiek plaši izmantoti integrālajās shēmās.

Nelineārs Rezistorus sauc par rezistoriem, kuru pretestība mainās atkarībā no vērtības, pielietotā sprieguma vai strāvas plūsmas. Tādējādi kvēlspuldzes pretestība, ja nav strāvas, ir 10-15 reizes mazāka nekā parastās sadegšanas laikā. Nelineāri elementi ietver daudzas pusvadītāju ierīces.

Varistors-- pusvadītāju rezistors, kura elektriskā pretestība (vadītspēja) ir nelineāri atkarīga no pielietotā sprieguma, tas ir, tam ir nelineāra simetriska strāvas-sprieguma raksturlīkne un divi spailes. Tam ir īpašība krasi samazināt pretestību no desmitiem un (vai) tūkstošiem omu līdz omu vienībām, kad tam pielietotais spriegums palielinās virs sliekšņa vērtības. Ar turpmāku sprieguma pieaugumu pretestība samazinās vēl vairāk. Tā kā pēkšņu pielietotā sprieguma izmaiņu laikā nav pavadošo strāvu, varistori ir galvenais elements pārsprieguma aizsardzības ierīču (SPD) ražošanā.

Īpašības

Varistora raksturlielumu nelinearitāte ir saistīta ar daudzu silīcija karbīda kristālu (vai citu pusvadītāju) saskares virsmu lokālu uzkarsēšanu. Vietēji paaugstinoties temperatūrai pie kristālu robežām, pēdējo pretestība ievērojami samazinās, kā rezultātā samazinās varistoru kopējā pretestība. Varistora vienu no galvenajiem parametriem - nelinearitātes koeficientu - nosaka tā statiskās pretestības attiecība pret dinamisko pretestību:

kur un ir varistora spriegums un strāva.

Nelinearitātes koeficients ir diapazonā no 2-10 varistoriem, kuru pamatā ir SiC, un 20-100 varistoriem, kuru pamatā ir ZnO.

Varistora pretestības temperatūras koeficients ir negatīva vērtība.

termistors - pusvadītāju ierīce, kuras elektriskā pretestība mainās atkarībā no tās temperatūras.

Termistoru izgudroja Semjuels Rubens 1930. gadā.

Termistori ir izgatavoti no materiāliem ar augstu temperatūras pretestības koeficientu (TCR), kas parasti ir par lielumu augstāks nekā metālu un metālu sakausējumu TCR.

Termistora pretestības elements tiek izgatavots pulvermetalurģijā no dažu metālu oksīdiem, halogenīdiem, halkogenīdiem dažādos veidos, piemēram, stieņu, cauruļu, disku, paplāksņu, lodīšu, plānu plākšņu veidā un izmēri no 1- No 10 mikrometriem līdz vairākiem centimetriem.

Termistori spēj darboties dažādos klimatiskajos apstākļos un pie ievērojamām mehāniskām slodzēm. Tomēr laika gaitā skarbos ekspluatācijas apstākļos, piemēram, termiskā cikla laikā, mainās tā sākotnējie termoelektriskie raksturlielumi, piemēram:

• · nominālā (pie 25 °C) elektriskā pretestība;
• · pretestības temperatūras koeficients.

Ir arī kombinētas ierīces, piemēram, netieši apsildāmi termistori. Šīs ierīces apvieno termistoru ar galvaniski izolētu sildelementu vienā korpusā, kas nosaka termistora temperatūru un attiecīgi tā pretestību. Šādas ierīces var izmantot kā mainīgu rezistoru, kuru kontrolē spriegums, kas tiek pievadīts šāda termistora sildelementam. Temperatūra tiek aprēķināta, izmantojot Steinhart-Hart vienādojumu:

Fotorezistors-- pusvadītāju ierīce, kas maina savas pretestības vērtību, apstarojot ar gaismu. Tam nav p-n pārejas, tāpēc tam ir vienāda vadītspēja neatkarīgi no strāvas plūsmas virziena.

Fotorezistoru ražošanai tiek izmantoti pusvadītāju materiāli ar joslas spraugu, kas ir optimāla risināmajai problēmai. Tādējādi redzamās gaismas reģistrēšanai tiek izmantoti fotorezistori, kas izgatavoti no selenīda un kadmija sulfīda, Se. Lai reģistrētu infrasarkano starojumu, izmanto Ge (tīrs vai leģēts ar Au, Cu vai Zn piemaisījumiem), Si, PbS, PbSe, PbTe, InSb, InAs, HgCdTe, bieži atdzesēts līdz zemai temperatūrai. Pusvadītāju plānā kārtā uzklāj uz stikla vai kvarca pamatnes vai sagriež plānā plāksnē no viena kristāla. Pusvadītāju slānis jeb plāksne ir nodrošināta ar diviem elektrodiem un ievietota aizsargapvalkā.

Svarīgākie fotorezistoru parametri:

• · integrālā jutība - sprieguma izmaiņu attiecība uz krītošā starojuma jaudas vienību (pie barošanas sprieguma nominālās vērtības);
• · jutības slieksnis - fotorezistora reģistrētā minimālā signāla vērtība, kas saistīta ar darbības frekvenču joslas vienību.

Deformācijas mērītāji-- rezistors, kura pretestība mainās atkarībā no tā deformācijas. Tenzijas mērinstrumenti tiek izmantoti deformācijas mērierīcēs. Mehāniski savienoto elementu deformācijas mērīšanai var izmantot deformācijas mērītājus. Tenzijas mērītājs ir galvenā deformācijas mērītāju sastāvdaļa, ko izmanto spēka, spiediena, svara, mehāniskās spriedzes, griezes momenta utt. netiešai mērīšanai.

Izstiepjot deformācijas mērītāja vadošos elementus, to garums palielinās un šķērsgriezums samazinās, kas palielina deformācijas mērītāja pretestību, kad tie tiek saspiesti, ir gluži pretēji.

Darbības princips ir ilustrēts animētā attēlā. Skaidrības labad attēlā ir pārspīlēts deformācijas lielums, kā arī pretestības izmaiņas. Reāli pretestības relatīvās izmaiņas ir ļoti mazas (mazākas par ~10-3), un to mērījumiem ir nepieciešami jutīgi voltmetri, precīzijas pastiprinātāji vai ADC. Tādējādi deformācijas tiek pārveidotas vadītāju vai pusvadītāju elektriskās pretestības izmaiņās un pēc tam elektriskā signālā, parasti sprieguma signālā.

Tenzijas mērītājus izmanto kā primāros devējus tenzometros un tenzometru stacijās, mērot mehāniskos lielumus (spriedzi, spēku, griezes momentu, pārvietojumu, arī spiediena mērīšanai manometros utt.)

Reostats- Johana Kristiana Pogendorfa izgudrots elektriskais aparāts, ko izmanto, lai regulētu strāvu un spriegumu elektriskā ķēdē, iegūstot nepieciešamo pretestības vērtību. Parasti tas sastāv no vadoša elementa ar ierīci elektriskās pretestības regulēšanai. Pretestību var mainīt vienmērīgi vai pakāpeniski.

Mainot ķēdes pretestību, kurā ir pievienots reostats, ir iespējams panākt strāvas vai sprieguma vērtības izmaiņas. Ja ir nepieciešams mainīt strāvu vai spriegumu nelielās robežās, reostats tiek savienots ar ķēdi paralēli vai virknē. Lai iegūtu strāvas un sprieguma vērtības no nulles līdz maksimālajai vērtībai, tiek izmantots reostata potenciometriskais savienojums, kas šajā gadījumā ir regulējams sprieguma dalītājs.

Reostata izmantošana ir iespējama gan kā elektriska mērierīce, gan kā ierīce kā daļa no elektriskās vai elektroniskās ķēdes.

Galvenie reostatu veidi

• 1. Stiepļu reostats. Sastāv no augstas pretestības materiāla stieples, kas izstieptas virs rāmja. Vads iet caur vairākiem kontaktiem. Pieslēdzoties vajadzīgajam kontaktam, jūs varat iegūt vēlamo pretestību.
• 2. Slīdņa reostats. Sastāv no augstas pretestības materiāla stieples, pagrieziena pēc kārtas, izstieptas virs izolācijas materiāla stieņa. Vads ir pārklāts ar katlakmens slāni, kas tiek īpaši iegūts ražošanas laikā. Pārvietojot slīdni ar tam pievienoto kontaktu, tiek nokasīts katlakmens slānis un no vada uz slīdni plūst elektriskā strāva. Jo vairāk pagriezienu no viena kontakta uz otru, jo lielāka pretestība. Šādi reostati tiek izmantoti izglītības procesā. Slīdņa reostata veids ir agometrs, kurā slīdņa lomu pilda ritenis, kas izgatavots no vadoša materiāla, kas pārvietojas pa dielektriskā trumuļa virsmu ar uztītu stiepli.
• 3. Šķidrais reostats, kas ir tvertne ar elektrolītu, kurā tiek iegremdētas metāla plāksnes. Tiek nodrošināta vienmērīga regulēšana. Reostata pretestības vērtība ir proporcionāla attālumam starp plāksnēm un apgriezti proporcionāla elektrolītā iegremdēto plākšņu virsmas laukumam.
• 4. Caurules reostats. Sastāv no paralēli savienotu kvēlspuldžu komplekta. Mainot ieslēgto lampu skaitu, mainījās reostata pretestība. Lampas reostata trūkums ir tāds, ka tā pretestība ir atkarīga no lampas kvēldiegu sildīšanas pakāpes.

Trimmera rezistors-- mainīgs rezistors, kas paredzēts radioelektroniskas ierīces precīzai noregulēšanai tās uzstādīšanas vai remonta laikā. Šīs sastāvdaļas ir uzstādītas ierīces korpusa iekšpusē un nav pieejamas lietotājam parastas lietošanas laikā.

Lineārā pretestība nav ne no kā atkarīga. Nelineārā pretestība var būt atkarīga no sprieguma, temperatūras, apgaismojuma...
Rezistoru sauc par lineāru, ja strāva tajā mainās proporcionāli pielietotajam spriegumam, t.i. ja funkcija I =f(U) ir taisnlīnija.

Rezistora strāvas I atkarību no pievadītā sprieguma U sauc par tās strāvas-sprieguma raksturlielumu (voltu-ampēru raksturlielumu). Ja rezistora pretestība nav atkarīga no strāvas, tad tā strāvas-sprieguma raksturlielums ir taisna līnija (1.a att.), kas iet caur koordinātu sākumpunktu. Šādu rezistoru sauc par lineāru. Rezistoru, kura strāvas-sprieguma raksturlielums nav taisna līnija (1.b att.), sauc par nelineāru. Elektriskās ķēdes, kas satur tikai lineārus elementus, sauc par lineārām. Ja ķēdē ir vismaz viens nelineārs elements, visu ķēdi sauc par nelineāru.

15. Sprieguma dalītājs uz rezistoriem tukšgaitā: neregulēts un regulējams. Izejas sprieguma aprēķins.
Sprieguma dalītāju izmanto elektriskās ķēdēs, kad nepieciešams samazināt spriegumu un iegūt vairākas fiksētas vērtības. Sastāv no diviem vai vairākiem elementiem (rezistori, pretestības).
Sprieguma dalītājs - ierīce, kurā ieejas un izejas spriegumi ir saistīti ar pārneses koeficientu 0<= a <= 1.

Kā sprieguma dalītāju parasti izmanto regulējamas pretestības (potenciometrus). To var uzskatīt par divām ķēdes daļām, ko sauc par pleciem, kuru spriegumu summa ir vienāda ar ieejas spriegumu.