O que é um resistor e para que serve?

Os resistores estão entre os elementos mais utilizados em eletrônica. Este nome há muito saiu da estrutura estreita da terminologia dos radioamadores. E para quem se interessa pelo menos um pouco por eletrônica, o termo não deve causar mal-entendidos.

 

O que é um resistor

A definição mais simples é a seguinte: um resistor é um elemento de um circuito elétrico que resiste à corrente que flui através dele. O nome do elemento vem da palavra latina "resisto" - "resisto", os radioamadores costumam chamar essa parte dessa maneira - resistência.

Considere o que são resistores, para que servem os resistores. As respostas a essas perguntas implicam familiaridade com o significado físico dos conceitos básicos da engenharia elétrica.

Para explicar o princípio de funcionamento do resistor, você pode usar a analogia com canos de água.Se de alguma forma o fluxo de água na tubulação for impedido (por exemplo, reduzindo seu diâmetro), a pressão interna aumentará. Ao remover a barreira, reduzimos a pressão. Na engenharia elétrica, essa pressão corresponde à tensão - ao dificultar o fluxo de corrente elétrica, aumentamos a tensão no circuito, reduzindo a resistência e baixando a tensão.

Ao alterar o diâmetro do tubo, você pode alterar a velocidade do fluxo de água, em circuitos elétricos, alterando a resistência, você pode ajustar a força da corrente. O valor da resistência é inversamente proporcional à condutividade do elemento.

As propriedades dos elementos resistivos podem ser usadas para os seguintes propósitos:

• conversão de corrente em tensão e vice-versa;
• limitar a corrente de fluxo para obter seu valor especificado;
• criação de divisores de tensão (por exemplo, em instrumentos de medição);
• resolver outros problemas especiais (por exemplo, reduzir a interferência de rádio).

Para explicar o que é um resistor e por que ele é necessário, você pode usar o exemplo a seguir. O brilho do LED familiar ocorre com baixa intensidade de corrente, mas sua própria resistência é tão pequena que, se o LED for colocado diretamente no circuito, mesmo com uma tensão de 5 V, a corrente que flui por ele excederá os parâmetros permitidos da parte. De tal carga, o LED falhará imediatamente. Portanto, um resistor é incluído no circuito, cujo objetivo neste caso é limitar a corrente a um determinado valor.

Todos os elementos resistivos são componentes passivos de circuitos elétricos, ao contrário dos ativos, eles não fornecem energia ao sistema, mas apenas a consomem.

Tendo descoberto o que são resistores, é necessário considerar seus tipos, designação e marcação.

Tipos de resistores

Os tipos de resistores podem ser divididos nas seguintes categorias:

1. Não regulamentado (permanente) - fio, compósito, filme, carbono, etc.
2. Ajustável (variáveis ​​e trimmers). Resistores Trimmer são projetados para sintonizar circuitos elétricos. Elementos com resistência variável (potenciômetros) são usados ​​para ajustar os níveis de sinal.

Um grupo separado é representado por elementos resistivos semicondutores (termistores, fotorresistores, varistores, etc.)

As características dos resistores são determinadas por sua finalidade e são definidas durante a fabricação. Entre os principais parâmetros:

1. Resistência nominal. Esta é a principal característica do elemento, medida em ohms (Ohm, kOhm, MΩ).
2. Desvio admissível como porcentagem da resistência nominal especificada. Significa a possível propagação do indicador, determinada pela tecnologia de fabricação.
3. A dissipação de potência é a potência máxima que um resistor pode dissipar sob carga de longo prazo.
4. O coeficiente de resistência de temperatura é um valor que mostra a mudança relativa na resistência de um resistor com uma mudança de temperatura de 1 ° C.
5. Limite a tensão de operação (força elétrica). Esta é a tensão máxima na qual a peça retém os parâmetros declarados.
6. Característica de ruído - o grau de distorção introduzido pelo resistor no sinal.
7. Resistência à umidade e resistência ao calor - os valores máximos de umidade e temperatura, cujo excesso pode levar à falha da peça.
8. Fator de tensão. Um valor que leva em conta a dependência da resistência da tensão aplicada.

O uso de resistores na região de micro-ondas dá importância a características adicionais: capacitância e indutância parasitas.

Resistores de semicondutores

São dispositivos semicondutores com dois fios, que têm uma dependência da resistência elétrica dos parâmetros do ambiente - temperatura, iluminação, tensão, etc. Para a fabricação de tais peças, são utilizados materiais semicondutores dopados com impurezas, cujo tipo determina a dependência da condutividade em influências externas.

Existem os seguintes tipos de elementos resistivos semicondutores:

1. Resistor de linha. Feito de um material levemente ligado, este elemento tem uma baixa dependência de resistência a influências externas em uma ampla faixa de tensões e correntes; é mais frequentemente usado na produção de circuitos integrados.
2. Um varistor é um elemento cuja resistência depende da intensidade do campo elétrico. Esta propriedade do varistor determina o escopo de sua aplicação: estabilizar e regular os parâmetros elétricos dos dispositivos, proteger contra sobretensão e outros fins.
3. Termistor. Este tipo de elementos resistivos não lineares tem a capacidade de alterar sua resistência dependendo da temperatura. Existem dois tipos de termistores: o termistor, cuja resistência diminui com a temperatura, e o termistor, cuja resistência aumenta com a temperatura. Termistores são usados ​​onde o controle constante sobre o processo de temperatura é importante.
4. Fotoresistor. A resistência deste dispositivo muda sob a influência de um fluxo leve e não depende da tensão aplicada.Chumbo e cádmio são usados ​​na fabricação, em vários países esse foi o motivo da recusa do uso dessas peças por motivos ambientais. Hoje, os fotorresistores são inferiores em demanda aos fotodiodos e fototransistores usados ​​em nós semelhantes.
5. Medidor de tensão. Este elemento foi concebido de forma a poder alterar a sua resistência em função da ação mecânica externa (deformação). É usado em unidades que convertem a ação mecânica em sinais elétricos.

Tais elementos semicondutores como resistores lineares e varistores são caracterizados por um fraco grau de dependência de fatores externos. Para strain gages, termistores e fotoresistores, a dependência das características do impacto é forte.

Os resistores semicondutores no diagrama são indicados por símbolos intuitivos.

Resistor no circuito

Nos circuitos russos, os elementos com resistência constante geralmente são indicados como um retângulo branco, às vezes com a letra R acima dele. Em circuitos estrangeiros, você pode encontrar a designação de um resistor na forma de um ícone “ziguezague” com uma letra R semelhante na parte superior. Se algum parâmetro da peça for importante para o funcionamento do dispositivo, é costume indicá-lo no diagrama.

A potência pode ser indicada por listras em um retângulo:

• 2 W - 2 linhas verticais;
• 1 W - 1 linha vertical;
• 0,5 W - 1 linha longitudinal;
• 0,25 W - uma linha oblíqua;
• 0,125 W - duas linhas oblíquas.

É permitido indicar a potência no diagrama em algarismos romanos.

A designação de resistores variáveis ​​se distingue pela presença de uma linha adicional com uma seta acima do retângulo, simbolizando a possibilidade de ajuste, os números podem indicar a numeração dos pinos.

Os resistores semicondutores são indicados pelo mesmo retângulo branco, mas riscado com uma linha oblíqua (exceto para fotoresistores) com uma letra indicando o tipo de ação de controle (U - para um varistor, P - para um medidor de tensão, t - para um termistor ). O fotorresistor é indicado por um retângulo em um círculo, para o qual apontam duas setas, simbolizando a luz.

Os parâmetros do resistor não dependem da frequência da corrente que flui, o que significa que este elemento funciona igualmente em circuitos CC e CA (frequências baixas e altas). Uma exceção são os resistores de fio enrolado, que são inerentemente indutivos e podem perder energia devido à radiação em frequências altas e de micro-ondas.

Dependendo dos requisitos para as propriedades do circuito elétrico, os resistores podem ser conectados em paralelo e em série. As fórmulas para calcular a resistência total para diferentes conexões de circuito são significativamente diferentes. Quando conectado em série, a resistência total é igual à soma simples dos valores dos elementos incluídos no circuito: R \u003d R1 + R2 + ... + Rn.

Quando conectados em paralelo, para calcular a resistência total, é necessário somar os recíprocos dos valores dos elementos. Isso resultará em um valor que também é o oposto do final: 1/R = 1/R1+ 1/R2 + ... 1/Rn.

A resistência total dos resistores conectados em paralelo será menor que o menor deles.

Denominações

Existem valores de resistência padrão para elementos resistivos, chamados de "faixa de resistor nominal". A abordagem para criar esta série é baseada na seguinte consideração: o passo entre os valores deve cobrir o desvio permitido (erro). Exemplo - se o valor do elemento for 100 ohms e a tolerância for 10%, o próximo valor da série será 120 ohms.Tal passo permite evitar valores desnecessários, uma vez que as denominações vizinhas, juntamente com o spread do erro, cobrem praticamente todo o intervalo de valores entre elas.

Os resistores produzidos são combinados em série que diferem em tolerâncias. Cada série tem sua própria série nominal.

Diferenças entre as séries:

• E 6 - tolerância 20%;
• E 12 - tolerância 10%;
• E 24 - tolerância 5% (às vezes 2%);
• E 48 - tolerância 2%;
• E 96 - tolerância 1%;
• E 192 - tolerância de 0,5% (às vezes 0,25%, 0,1% e inferior).

A série E 24 mais utilizada inclui 24 valores de resistência.

Marcação

O tamanho do elemento resistivo está diretamente relacionado ao seu poder de dissipação, quanto maior, maiores são as dimensões da peça. Se for fácil indicar qualquer valor numérico nos diagramas, a marcação dos produtos pode ser difícil. A tendência de miniaturização na fabricação de eletrônicos está impulsionando a necessidade de componentes cada vez menores, o que aumenta a complexidade tanto de escrever informações na embalagem quanto de lê-las.

Para facilitar a identificação de resistores na indústria russa, é usada a marcação alfanumérica. A resistência é indicada da seguinte forma: os números indicam o valor nominal e a letra é colocada atrás dos números (no caso de valores decimais) ou na frente deles (para centenas). Se o valor for inferior a 999 ohms, o número será aplicado sem uma letra (ou as letras R ou E podem permanecer). Se o valor for indicado em kOhm, então a letra K é colocada atrás do número, a letra M corresponde ao valor em MΩ.

As classificações dos resistores americanos são indicadas por três dígitos. Os dois primeiros assumem a denominação, o terceiro - o número de zeros (dezenas) adicionados ao valor.

Na produção robótica de componentes eletrônicos, os símbolos aplicados muitas vezes acabam na lateral da parte voltada para a placa, o que impossibilita a leitura das informações.

Código de cores

Para garantir que as informações sobre os parâmetros da peça permaneçam legíveis de qualquer lado, é usada a marcação de cores, enquanto a tinta é aplicada em faixas anulares. Cada cor tem seu próprio valor numérico. As listras nos detalhes são colocadas mais próximas de uma das conclusões e são lidas da esquerda para a direita. Se, devido ao pequeno tamanho da peça, for impossível mudar a marcação de cor para uma conclusão, a primeira tira será 2 vezes mais larga que as demais.

Elementos com um erro permitido de 20% são indicados por três linhas, para um erro de 5-10%, são usadas 4 linhas. Os resistores mais precisos são indicados usando 5-6 linhas, os 2 primeiros deles correspondem à classificação da peça. Se houver 4 pistas, a terceira indica o multiplicador decimal para as duas primeiras pistas, a quarta linha significa precisão. Se houver 5 bandas, a terceira delas é a terceira denominação, a quarta é o grau do indicador (o número de zeros) e a quinta é a precisão. A sexta linha significa o coeficiente de resistência de temperatura (TCR).

No caso de uma marcação de quatro listras, as listras douradas ou prateadas sempre vêm por último.

Todos os sinais parecem complicados, mas a capacidade de ler rapidamente as marcações vem com a experiência.

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