Поглянемо на змінний резистор… Що ми знаємо про нього? Поки що нічого, адже ми ще навіть не знаємо основних параметрів цієї поширеної в електроніці радіодеталі. Так давайте дізнаємося більше про параметри змінних і підстроювальних резисторів.

Для початку, варто відзначити те, що змінні та підстроювальні резистори є пасивними компонентами електронних схем. Це означає, що вони споживають енергію електричного ланцюгау процесі своєї роботи. До пасивних елементів ланцюга також відносять конденсатори, котушки індуктивності та трансформатори.

Параметрів, за винятком прецизійних виробів, що використовуються у військовій чи космічній техніці, у них не надто багато:

Номінальний опір. Безперечно, це основний параметр. Повний опір може бути в межах від десятків до десятків мегаом. Чому повний опір? Це опір між крайніми нерухомими висновками резистора - він змінюється.

За допомогою регулюючого повзунка ми можемо змінювати опір між будь-яким із крайніх висновків та виведенням рухомого контакту. Опір змінюватиметься від нуля і до повного опору резистора (або навпаки - залежно від підключення). Номінальний опір резистора вказується на його корпусі за допомогою літерно-числового коду (М15М, 15k тощо)

Розсіювана або номінальна потужність(Потужність резистора). У звичайній електронній апаратурі використовуються змінні резистори потужністю: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 Ват і більше.

Варто розуміти, що дротяні змінні резистори, як правило, потужніші за тонкоплівкові. Та це й не дивно, адже тонка провідна плівка може витримати куди менший струм, ніж провід. Тому про потужнісні характеристики можна орієнтовно судити навіть за зовнішньому вигляду"змінника" та його конструкції.

Максимальна або гранична робоча напруга. Тут все й так зрозуміло. Це максимальна робоча напруга резистора, перевищувати яку не варто. Для змінних резисторів максимальна напругавідповідає ряду: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 Вольт. Гранична напруга деяких екземплярів:

СП3-38 (а – д)на потужність 0,125 Вт - 150 В (для роботи в ланцюгах змінного та постійного струму);

СП3-29а- 1000 В (для роботи в ланцюгах змінного та постійного струму);

СП5-2- від 100 до 300 В (залежно від модифікації та номінального опору).

Як підключити резистор?

Резистор - це елемент електричного ланцюга, головною властивістю якого є певний активний опір. Існує маса різновидів резисторів – постійні, змінні, варистори, терморезистори тощо, а також маса можливих схем включення.

У статті розглянемо основні схеми включення і розберемо, як підключити резистор.

Послідовне з'єднання

Послідовно з'єднання – одна з основних схем включення резистора. Допустимо, нам необхідно спаяти два резистори у послідовне з'єднання. В такому випадку:

Якщо необхідно з'єднати більше резисторів, дійте аналогічно (див. рисунок). Пам'ятайте, що при послідовному з'єднанні загальний опір схеми дорівнюватиме сумі опорів, включених до неї резисторів.

Паралельне з'єднання

Паралельне з'єднання також одна з основних схем включення резисторів. Для паралельного з'єднання двох резисторів:

• перші контакти обох резисторів спаюються між собою та підключаються до плюсу джерела живлення;
• другі контакти обох резисторів спаюють між собою і підключаються до мінусу джерела живлення.

Якщо необхідно з'єднати більше резисторів, дійте аналогічно (див. рисунок). Загальний опір при паралельному з'єднаннізнаходиться за формулою: R1*R2*...*Rn/R1+R2+...+Rn.

Змінний резистор

Змінний резистор можна підключити до схеми як послідовно, так і паралельно. Головною його особливістю є той факт, що на його корпусі є спеціальний регулятор, який можна зазвичай обертати за допомогою невеликої викрутки. Керуючи регулятором, можна збільшувати чи зменшувати опір.

Начебто проста деталька, чого тут може бути складного? Та ні! Є у використанні цієї штуки пара хитрощів. Конструктивно змінний резистор влаштований також як і намальований на схемі - смужка з матеріалу з опором, до країв припаяні контакти, але є ще рухливий третій висновок, який може приймати будь-яке положення на цій смужці, ділячи опір на частини. Може служити як перестарюваним дільником напруги (потенціометром) так і змінним резистором – якщо потрібно просто міняти опір.

Хитрість конструктивна:
Допустимо, нам треба зробити змінний опір. Висновків нам треба два, а у девайса їх три. Начебто напрошується очевидна річ - не використовувати один крайній висновок, а користуватися тільки середнім і другим крайнім. Погана ідея! Чому? Так просто в момент руху по смужці рухливий контакт може підстрибувати, тремтіти і всіляко втрачати контакт з поверхнею. При цьому опір нашого змінного резистора стає під нескінченність, викликаючи перешкоди при налаштуванні, іскріння та вигоряння графітової доріжки резистора, виведення девайса з допустимого режиму налаштування, що може бути фатально.
Рішення? Поєднати крайній висновок із середнім. В цьому випадку, найгірше чекає девайс - короткочасна поява максимального опору, але не урвища.

Боротьба із граничними значеннями.
Якщо змінним резистором регулюється струм, наприклад живлення світлодіода, то при виведенні в крайнє становище ми можемо вивести опір в нуль, а це по суті відсутність резистора - світлодіод згорить. Отже, потрібно вводити додатковий резистор, що задає мінімально допустимий опір. Причому тут є два рішення - очевидне і красиве:) Очевидне зрозуміло у своїй простоті, а чудове чудово тим, що у нас не змінюється максимально можливий опір, при неможливості вивести двигун на нуль. При верхньому положенні двигуна опір буде рівний (R1*R2)/(R1+R2)- Мінімальний опір. А у вкрай нижньому буде одно R1- тому, яке ми і розрахували, і не треба робити поправку на додатковий резистор. Добре ж! :)

Якщо треба встромити обмеження з обох боків, то просто вставляємо по постійному резистору зверху та знизу. Просто та ефективно. Заодно можна отримати збільшення точності, за принципом наведеному нижче.

Часом буває потрібно регулювати опір на багато ком, але регулювати трохи - на частки відсотка. Щоб не ловити викруткою ці мікроградуси поворта двигуна на великому резисторі, то ставлять два змінники. Один на великий опір, а другий на маленький, рівний величині передбачуваного регулювання. У результаті ми маємо дві крутилки - одна Грубодруга « Точно» Великий виставляємо зразкове значення, а потім дрібною добиваємо його до кондиції.

Позначення, параметри. Електричні опори широко використовуються в радіо та електронних приладах. У електротехніці електричні опори називають РЕЗИСТОРИ. Ми знаємо, що електричні опори вимірюються в одиницях, які називаються Ом. Насправді часто потрібні бувають опору в тисячі, або навіть мільйони Ом. Тому для позначення опорів прийнято такі розмірні одиниці:

Основне призначення резисторів – створювати необхідні струми чи напруги для нормального функціонування електронних схем.
Розглянемо схему застосування резисторів, наприклад, для отримання заданої напруги.

Нехай у нас є джерело живлення GB із напругою U=12V. Нам необхідно отримати напругу на виході U1 = 4V. Напруги у схемі прийнято вимірювати щодо загального дроту (землі).
Напруга на виході розраховується для заданого струму ланцюга (I на схемі). Припустимо, що струм дорівнює 0,04А. Якщо напруга R2 дорівнює 4 Вольта, то напруга R1 буде Ur1 = U - U1 = 8V. За законом Ома знайдемо величину опорів R1 та R2.
R1 = 8/0,04 = 200 Ом;
R2 = 4/0,04 = 100 Ом.

Для реалізації такої схеми нам необхідно, знаючи величину опорів, підібрати резистори відповідної потужності. Підрахуємо потужність, що розсіюється на резисторах.
Потужність резистора R1 має бути не меншою: Pr1 = Ur1 2/R1; Pr1 = 0,32Wt, а потужність R2: Pr2 = U1 2/R2 = 0,16Wt. Наведена на малюнку схема називається дільником напруги і служить для отримання нижчої напруги щодо вхідної напруги.

Конструктивні особливості опорів. Конструктивно резистори розділяються за власним опором (номіналом), відхиленням у відсотках від номіналу та розсіюваної потужності. Номінал опору та відсоткове відхилення від номіналу вказуються написом або кольоровим маркуванням на резисторі, а потужність визначається за габаритними розмірами резистора (для резисторів малої та середньої, до 1 Вт, потужності), для потужних резисторів потужність вказується на корпусі резистора.

Найбільшого поширення набули резистори типу МЛТ і ПС. Ці резистори мають циліндричну форму і два висновки для підключення в електричну схему. Оскільки резистори (не потужні) мають невеликі розміри, вони зазвичай маркуються кольоровими смугами. Призначення кольорових смуг стандартизоване та справедливе для всіх резисторів, виготовлених у будь-якій країні світу.

Перша та друга смуга - це числове вираз номінального опору резистора; третя смуга - це число, на яке потрібно помножити числове вираження, отримане з першої та другої смуг; четверта смуга - це відсоток відхилення (допуск) значення опору від номінального.

Дільник напруги. Змінні опори.
Повернемося знову до дільника напруги. Іноді буває потрібно отримати не одну, а дещо нижчу напругу щодо вхідної напруги. Для отримання кількох напруг U1, U2 ... Un можна використовувати послідовний дільник напруги, а для зміни напруги на виході дільника використовувати перемикач (позначається SA).

Розрахуємо схему послідовного дільника напруги для трьох вихідних напруг U1=2V, U2=4V та U3=10V при вхідній напрузі U=12V.
Припустимо, що струм I ланцюга дорівнює 0,1А.

Спочатку знайдемо напругу на опорі R4. Ur4 = U – U3; Ur4 = 12 – 10 = 2V.
Знайдемо величину опору R4. R4 = Ur4/I; R4 = 2V/0,1A = 20 Ом.
Ми знаємо напругу на R1, вона дорівнює 2V.
Знайдемо величину опору R1. R1 = U1/I; R1 = 2V/0,1A = 20 Ом.
Напруга на R2 дорівнює U2 - Ur1. Ur2 = 4V – 2V = 2V.
Знайдемо величину опору R2. R2 = Ur2/I; R2=2V/0,1A=20 Ом.
І нарешті знайдемо величину R3, при цьому визначимо напругу на R3.
Ur3 = U3 - U2; Ur3 = 10V – 4V = 6V. Тоді R3=Ur3/I=6V/0,1A=60 Ом.
Очевидно, що знаючи як розраховувати дільник напруги, ми можемо виготовити дільник на будь-яку напругу і кількість вихідних напруг.
Ступінчаста (не плавна) зміна напруги на виході називається ДИСКРЕТНОЮ. Такий дільник напруги буває не завжди прийнятним, оскільки вимагає, при великій кількості вихідних напруг, великої кількості резисторів і багатопозиційного перемикача, а також регулювання напруги на виході проводиться не плавно.

Як же виготовити дільник з плавним регулюванням вихідної напруги? Для цього слід використати змінний резистор. Пристрій змінного резистора показано малюнку.

Переміщення повзунка призводить до плавної зміни опору. Переміщення повзунка з нижнього (дивіться схему) положення у верхнє призводить до плавної зміни напруги U, яка буде показувати вольтметр.

Зміна опору залежно від положення повзунка прийнято виражати у відсотках. Змінні резистори залежно від застосування в електронних схемах та конструкції можуть мати:
лінійну залежність опору від положення повзунка – лінія А на графіку;
логарифмічну залежність – крива Б на графіку;
зворотнологарифмічну залежність - крива на графіку.
Залежність зміни опору від переміщення повзунка змінних резисторів вказується на корпусі резистора відповідною літерою в кінці маркування типу резистора.
    Конструктивно змінні резистори діляться на резистори з лінійним переміщенням повзунка (Мал. 1), резистори з круговим переміщенням повзунка (Мал. 2) та резистори підстроювальні для регулювання та підстроювання електронних схем (Мал. 3). За параметрами змінні резистори діляться по номінальному опору, потужності та залежності зміни опору від зміни положення повзунка. Наприклад, позначення СП3-23а 22кОм 0,25ВТ означає: Опір Змінний, модель №23, характеристика зміни опору типу "А", номінальний опір 22 кОм, потужність 0,25 Ватт.

Змінні резистори знайшли широке застосування в радіо та електронних приладах як регулятори, елементи налаштування та елементи управління. Наприклад, вам, напевно, знайомі такі радіотехнічні прилади, як радіо або музичний центр. Вони використовують змінні резистори як регулятори гучності, тембру, підстроювання частоти.

На малюнку наведено фрагмент блоку регуляторів тембру та гучності музичного центру, причому в регуляторі тембру застосовані лінійні повзункові змінні резистори, а регулятор гучності має повзунок, що обертається.

Поглянемо на змінний резистор… Що ми знаємо про нього? Поки що нічого, адже ми ще навіть не знаємо основних параметрів цієї поширеної в електроніці радіодеталі. Так давайте дізнаємося більше про параметри змінних і підстроювальних резисторів.

Для початку, варто відзначити те, що змінні та підстроювальні резистори є пасивними компонентами електронних схем. Це означає, що вони споживають енергію електричного кола у процесі своєї роботи. До пасивних елементів ланцюга також відносять конденсатори, котушки індуктивності та трансформатори.

Параметрів, за винятком прецизійних виробів, що використовуються у військовій чи космічній техніці, у них не надто багато:

Номінальний опір. Безперечно, це основний параметр. Повний опір може бути в межах від десятків до десятків мегаом. Чому повний опір? Це опір між крайніми нерухомими висновками резистора - він змінюється.

За допомогою регулюючого повзунка ми можемо змінювати опір між будь-яким із крайніх висновків та виведенням рухомого контакту. Опір змінюватиметься від нуля і до повного опору резистора (або навпаки - залежно від підключення). Номінальний опір резистора вказується на його корпусі за допомогою літерно-числового коду (М15М, 15k тощо)

Розсіювана або номінальна потужність. У звичайній електронній апаратурі використовуються змінні резистори потужністю: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 Ват і більше.

Варто розуміти, що дротяні змінні резистори, як правило, потужніші за тонкоплівкові. Та це й не дивно, адже тонка провідна плівка може витримати куди менший струм, ніж провід. Тому про потужнісні характеристики можна орієнтовно судити навіть за зовнішнім виглядом "змінника" та його конструкції.

Максимальна або гранична робоча напруга. Тут все й так зрозуміло. Це максимальна робоча напруга резистора, перевищувати яку не варто. Для змінних резисторів максимальна напруга відповідає ряду: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 Вольт. Гранична напруга деяких екземплярів:

СП3-38 (а – д)на потужність 0,125 Вт - 150 В (для роботи в ланцюгах змінного та постійного струму);

СП3-29а- 1000 В (для роботи в ланцюгах змінного та постійного струму);

СП5-2- від 100 до 300 В (залежно від модифікації та номінального опору).

ТКС – температурний коефіцієнт опору. Величина, що показує зміну опору при зміні температури навколишнього середовища на 10С. Для електронної апаратури, що працює у складних кліматичних умовах, цей параметр дуже важливий.

Наприклад, для підстроювальних резисторів СП3-38величина ТКС відповідає ±1000 * 10 -6 1/ 0 З (із опором до 100 кОм) і ±1500 * 10 -6 1/ 0 З (понад 100 кОм). Для прецизійних виробів значення ТКС лежить в інтервалі від 1*10 -6 1/0 С до 100*10 -6 1/0 С. Зрозуміло, що чим менше величина ТКС, тим термостабільніший резистор.

Допуск чи точність. Цей параметр аналогічний допуску у постійних резисторів. Вказується у відсотках %. У підстроювальних та змінних резисторів для побутової апаратури допуск зазвичай коливається в межах 10 - 30%.

Робоча температура. Температура, коли резистор справно виконує свої функції. Зазвичай вказується як діапазон: -45...+550С.

Зносостійкість- Число циклів пересування рухомий системи змінного резистора, при якому його параметри залишаються в межах норми.

Для особливо точних і важливих (прецизійних) змінних резисторів зносостійкість може досягати 105 - 107 циклів. Правда стійкість до ударів та вібрації у таких виробів нижча. Регулювальні резистори більш стійкі до механічних впливів, але їхня зносостійкість менша, ніж у прецизійних, від 5000 до 100 000 циклів. Для підстроювальних ця величина помітно менша і рідко перевищує 1000 циклів.

Функціональна характеристика. Важливим параметром є залежність зміни опору від кута повороту ручки або положення рухомого контакту (для повзункових резисторів). Про цей параметр мало говорять, але він дуже важливий при конструюванні звукопідсилювальної апаратури та інших приладів. Про нього і поговоримо докладніше.

Справа в тому, що змінні резистори випускаються з різними залежностями зміни опору від кута повороту ручки. Цей параметр називається функціональною характеристикою. Зазвичай її вказують на корпусі як букви-коду.

Перерахуємо деякі з цих характеристик:

Тому при підборі змінного резистора для саморобних електронних конструкцій варто звертати увагу на функціональну характеристику!

Крім зазначених існують інші параметри змінних і підстроювальних резисторів. Вони в основному описують електромеханічні та навантажувальні величини. Ось лише деякі з них:

Роздільна здатність;

Розбаланс опору багатоелементного змінного резистора;

Момент статичного тертя;

Шум ковзання (обертання);

Як бачимо, навіть така рядова деталь має цілий набір параметрів, які можуть позначитися на якості роботи електронної схеми. Тому не забувайте про них.

Більш детально про параметри постійних та змінних резисторів розказано у довіднику

Минулого разу для підключення світлодіода до джерела постійного струму напругою 6,4 В (4 батареї АА) ми використовували резистор із опором близько 200 Ом. Це в принципі забезпечувало нормальну роботусвітлодіода не допускало його перегорання. Але що якщо ми хочемо регулювати яскравість світлодіода?

Для цього найпростішим варіантом буде використання потенціометра (або підстроювального резистора). Він являє собою здебільшого циліндр з ручкою регулювання опору та трьома контактами. Розберемося як він влаштований.

Слід пам'ятати, що правильно регулювати яскравість світлодіоду ШІМ-модуляцією, а не зміною напруги, оскільки для кожного діода є оптимальна робоча напруга. Але для наочності демонстрації використання потенціометра таке його застосування (потенціометра) у навчальних цілях допустиме.

Віджавши чотири затискачі і знявши нижню кришку, ми побачимо, що два крайні контакти приєднані до графітової доріжки. Середній контакт з'єднаний з кільцевим контактом усередині. А ручка регулювання просто пересуває перемичку, що з'єднує графітову доріжку та кільцевий контакт. При обертанні ручки змінюється довжина дуги графітової доріжки, яка зрештою і визначає опір резистора.

Слід зазначити, що при вимірюванні опору між двома крайніми контактами, показання мультиметра будуть відповідати номінальному опору потенціометра, оскільки в цьому випадку опір, що вимірювається, відповідає опору всієї графітової доріжці (у нашому випадку 2 кОм). А сума опорів R1 і R2 завжди приблизно дорівнює номінальному, незалежно від кута повороту ручки регулювання.

Отже, підключивши послідовно до світлодіода потенціометр, як показано на схемі, змінюючи його опір, можна змінювати яскравість світлодіода. По суті, при зміні опору потенціометра ми змінюємо струм, що проходить через світлодіод, що і призводить до зміни його яскравості.

Правда, при цьому слід пам'ятати, що для кожного світлодіода є гранично допустимий струм, при перевищенні якого він просто згорає. Тому, щоб запобігти згоранню діода при занадто сильному викручуванні ручки потенціометра, можна послідовно включити ще один резистор з опором порядку 200 Ом (даний опір залежить від типу використовуваного світлодіода) як показано на схемі нижче.

Для довідки:світлодіоди потрібно підключати довгою «ногою» до +, а короткою до -. В іншому випадку світлодіод при малих напругах просто не горітиме (не пропускатиме струм), а при деякому напрузі, званим напругою пробою (у нашому випадку це 5 В) діод вийде з ладу.

Перевіримо справедливість показаних формул на простому експерименті.

Візьмемо два резистори МЛТ-2на 3 і 47 Омі з'єднаємо їх послідовно. Потім виміряємо загальний опір ланцюга, що вийшов, цифровим мультиметром. Як бачимо воно дорівнює сумі опорів резисторів, що входять у цей ланцюжок.

Вимірювання загального опору при послідовному з'єднанні

Тепер з'єднаємо наші резистори паралельно та заміряємо їх загальний опір.

Вимір опору при паралельному з'єднанні

Як бачимо, результуючий опір (2,9 Ом) менший за найменший (3 Ом), що входить в ланцюжок. Звідси випливає ще одне відоме правило, яке можна застосовувати практично:

При паралельному з'єднанні резисторів загальний опір ланцюга буде меншим за найменший опір, що входить у цей ланцюг.

Що ще потрібно враховувати при з'єднанні резисторів?

По перше, обов'язкововраховується їхня номінальна потужність. Наприклад, нам потрібно підібрати заміну резистори на 100 Омта потужністю 1 Вт. Візьмемо два резистори по 50 Ом кожен і з'єднаємо їх послідовно. На яку потужність розсіювання мають бути розраховані ці два резистори?

Оскільки через послідовно з'єднані резистори тече один і той же постійний струм(припустимо 0,1 А), а опір кожного з них дорівнює 50 Омтоді потужність розсіювання кожного з них повинна бути не менше 0,5 Вт. У результаті кожному з них виділиться по 0,5 Втпотужності. У сумі це і буде той самий 1 Вт.

Цей приклад досить грубуватий. Тому, якщо є сумніви, варто брати резистори із запасом за потужністю.

Докладніше про потужність розсіювання резистора читайте.

По-друге, при з'єднанні варто використовувати однотипні резистори, наприклад серії МЛТ. Звичайно, немає нічого поганого в тому, щоби брати різні. Це лише рекомендація.

Поломки