Пару слов о высокоточных резисторах

На большинстве высокоточных резисторов стоит маркировка, состоящая из пяти цветных полосок. (там же, где её нет, номинал прописывается цифрами), Такие резисторы имеют намного более жёсткие допуски сопротивлений, чем стандартные. Высокоточные резисторы используются в тех схемах, где нужны точно заданные значения сопротивлений. К примеру, резисторы, которые используются в схемах таймеров или источников опорного напряжения, должны иметь как можно более точные сопротивления. Вот что обозначают цветные полоски на высокоточных резисторах.

> Полоски с первой: по четвертую указывают номинал резистора..

> Пятая полоска указывает допуск резистора (обычно 1%).

При разработке большинства схем приемлемая точность сопротивлений обычно оговаривается специально либо сразу для всех резисторов, либо для каких-то конкретных из них. Обычно такую информацию размещают в виде сноски в нижней части принципиальной схемы. Если же таковая отсутствует, то это чаще всего означает, что можно без последствий использовать стандартные резисторы с точностью 5 или 10 процентов.

(Информация о допусках элементов также обязательно указывается в перечне элементов. — Примеч. ред.)

Если вы не уверены в том, что правильно определили номинал резистора по его цветовой маркировке, то всегда можно проверить сопротивление с помощью мультиметра, как будет описано в главе 9.

Если вдруг стало жарко

Движение электронов через проводник всегда вызывает нагрев последнего. Чем больше электронов движется по проводнику, тем сильнее он будет разогреваться. По этой простой причине резисторы также маркируют согласно мощности, которую они могут выдерживать. Мощность измеряется в ваттах — чем больше ватт будет выделяться на резисторе, тем больше он будет нагреваться. В принципе, электронные компоненты могут выдерживать довольно значительный нагрев (сколько именно — зависит от размеров и типа конкретного радиоэлемента) до того, как они превратятся в щепотку золы. Рейтинг мощности как раз и указывает, какая мощность может выделиться в данном резисторе без опасности выхода его из строя. Она рассчитывается по простой формуле:

Р = U х I,

где Р — мощность в ваттах, I — ток, протекающий через резистор, в амперах, a U — напряжение на выводах резистора. Предположим, к примеру, что к резистору приложено напряжение 5 Вольт, и через него протекает ток 25 мА. Рассчитаем выделяемую на нем мощность, перемножив эти величины. Получим 0,125, или 1/8 Вт.

В отличие от сопротивления, мощность резисторов редко указывается на корпусе в том или ином виде. Ее можно или просто прикинуть, исходя из размеров радиоэлемента или, если известно, где он был куплен, уточнить у производителя или продавца. В схемах со значительной токовой нагрузкой, таких как управление двигателями или лампами, как правило, используются более мощные резисторы, чем в слаботочных схемах. Большинство резисторов, используемых в радиолюбительской электронике имеют допустимую мощность рассеяния 1/4 или 1/8 Вт.

Высокомощные резисторы имеют различные формы; некоторые показаны на рис. 4.3. Резисторы, имеющие допустимую мощность более 5 Вт, обычно покрыты эпоксидной смолой или другим влагонепроницаемым и огнеустойчивым покрытием и имеют форму параллелепипеда, а не цилиндра. Резисторы очень большой мощности могут даже иметь собственный теплоотвод, пластины которого служат для рассеяния избыточной мощности.

Подкручивая потенциометр

Переменные резисторы, известные также под названием потенциометры (на радиолюбительском жаргоне их еще часто называют просто "переменниками") позволяют подбирать любое значение сопротивления. Максимальный предел сопротивления обычно определяет диапазон возможных значений. (Поскольку нижний предел, как правило, близок к нулю. — Примеч. ред.) Большинство потенциометров маркируются верхним значением: 10 К, 50 К, 100 К, 1 М и т.д. Таким образом, к примеру, с помощью потенциометра на 50 кОм можно установить любое сопротивление между 0 и 50000 Ом. Помните, однако, что сопротивление потенциометра — величина очень приближенная. Если на переменном резисторе отсутствует маркировка, то всегда можно измерить его сопротивление при помощи мультиметра (подробнее об этом см. в главе 9).

Практически все потенциометры имеют крутящийся лимб, которым и устанавливается требуемое сопротивление, хотя иногда встречаются и ползунки (чаще на аудиоустройствах). Потенциометры с вращающимся диском достаточно удобны, чтобы их можно было смело рекомендовать для использования в радиолюбительской электронике.

В таких потенциометрах диск вращается почти на 360 градусов, хотя последнее зависит, скорее, от типа переменного резистора. На минимуме потенциометр имеет нулевое сопротивление, на максимуме — предельное. Регулятор громкости на вашем старом телевизоре или терморегулятор на грелке также представляют собой дисковые потенциометры, если вы не знали.

Конденсаторы - резервуары электричества

Конденсаторы занимают второе после резисторов место по степени использования в электронных устройствах. Они представляют собой довольно интересные электронные штучки. В них хранятся электроны, притягиваясь к положительному полюсу. Если убрать приложенное к конденсатору напряжение, то электроны постепенно рассосутся. Благодаря протяженности во времени накопления и рассасывания электронов, конденсаторы могут работать в качестве элементов, сглаживающих перепады напряжения. В некоторых случаях цепочку из резистора и конденсатора можно успешно использовать в качестве таймера (подробнее об этом читайте в главе 7). Именно благодаря конденсаторам становится возможной работа усилителей и тысяч других схем.

Конденсаторы используются в большинстве электронных устройств для выполнения самых разных функций.

> Создания таймеров: простейший таймер представляет собой своеобразный электронный метроном и состоит из конденсатора и резистора, который контролирует скорость хода такого метронома.

> Сглаживания напряжений: в источниках питания, преобразующих переменный ток в постоянный, практически всегда используются конденсаторы, помогающие сглаживать пульсации напряжения и, таким образом, получать стабильный постоянный потенциал.

> Ограничения постоянного тока: при последовательном соединении конденсатора и источника сигнала, например, микрофона, конденсатор блокирует постоянный ток, но пропускает переменный. (Данное свойство конденсатора основывается на том, что он представляет собой сопротивление, обратно пропорционально зависимое от частоты. Чем выше частота проходящего сигнала, тем меньше сопротивление конденсатора и наоборот; для постоянного тока частота изменения сигнала равна 0, потому сопротивление приближается к бесконечности. — Примеч. ред.)

Эта функция используется почти во всех усилителях.

> Подстройки частоты: конденсаторы часто используются для получения простых фильтров, отсекающих сигналы переменного тока с частотой ниже или выше некоторого заданного порога. Изменяя величину емкости конденсатора, можно изменить предельную частоту фильтра.

Быстрый взгляд внутрь конденсатора

Хотя может показаться, что конденсаторы должны являться весьма сложными элементами, особенно учитывая, сколько разных функций они выполняют, это далеко не так. Типичный конденсатор имеет внутри две металлические пластины, между которыми обязательно есть зазор, заполненный диэлектрическим материалом — как еще принято называть изолятор.

Среди диэлектриков, разделяющих пластины конденсаторов, можно упомянуть пластик, слюду и специальную бумагу. Более подробно о диэлектриках речь пойдет ниже в этой же главе, в подразделе "Диэлектрик здесь, диэлектрик там".

Фарады: большие и малые

Вы, вероятно, уже поняли, что, точно так же, как политики имеют хитрые отговорки на все обвинения, электроника имеет меры измерения для всех на свете физических величин. Конденсаторы характеризуются емкостью, которая, в свою очередь, измеряется в фарадах. Чем больше емкость конденсатора, тем больше электронов он может накопить за один раз. Примечательно, что емкость в 1 Ф очень велика, поэтому большинство конденсаторов маркируются на микрофарады, или миллионные доли фарада. Нередко встречаются и еще меньшие емкости: нанофарады (миллиардная доля фарада) и пикофарады миллионная миллионной 1 фарада). Эти приставки принято сокращать с помощью аббревиатур: микрофарады до мкФ, нанофарады до нФ, а пикофарады — до пФ. В иностранной документации микрофарады часто обозначают греческой строчной буквой μ: μ.F5. (Очень часто за рубежом (особенно на машинных чертежах) греческую р заменяют латинской и: uF для мкФ и т.п. — Примеч. ред.)

Ниже показано несколько примеров обозначения емкостей.

> Конденсатор 10 мкФ имеет емкость 10 миллионных фарада.

> Конденсатор 1 мкФ имеет емкость 1 миллионную фарада.

> Конденсатор 100 пФ имеет емкость 100 миллионных от одной миллионной фарада.

Контроль рабочего напряжения

Рабочим напряжением называется максимальное напряжение на конденсаторе, которое он может выдержать без ущерба для себя. При больших напряжениях ток может просто "пробить" диэлектрик, как молния небо во время грозы. Если подать на конденсатор напряжение, большее, чем то, на которое он рассчитан, то между металлическими пластинами проскочит искра, которая бесповоротно повредит его, сделав, таким образом, элемент бесполезным (закоротит его).

Типичный конденсатор, предназначенный для работы в схемах постоянного тока, имеет рабочее напряжение от 16 до 50 В. Как правило, большие значения и не требуются, поскольку напряжения питания таких схем обычно лежат в пределах от 3,3 до 12 В. Только в схемах, в которых планируются большие величины напряжений, имеет смысл позаботиться о выборе более высоковольтных конденсаторов. Из соображений безопасности хорошо выбирать конденсаторы, рабочие напряжения которых минимум на 10-15 процентов больше, чем максимально возможные в данной схеме.

Диэлектрик здесь, диэлектрик там

Предположим, что ваша подружка просит вас сделать ей банановый коктейль. Проблема в том, что у вас совсем нет бананов. Но есть огурцы, и потому вы импровизируете и преподносите ей огуречный коктейль собственной рецептуры. Упс! Далеко не равноценная замена, и вина в том совсем не бедных огурчиков, а целиком ваша. Аналогично разработчики радиосхем выбирают конденсаторы, исходя из материалов диэлектриков, которые их составляют. Те или иные материалы лучше подходят для разных областей использования: как и бананы оптимально подходят для бананового коктейля.

Наиболее часто в виде диэлектриков используются оксид алюминия, тантал, керамика, слюда, полипропилен, полиэстер (или майлар®), бумага и, наконец, полистирен. Если в схеме явно указано, что конденсатор такой-то должен быть такого-то типа, то необходимо потрудиться и найти требуемый.

В табл. 4.2 приведен список основных типов конденсаторов и их емкости.

Таблица 4.2. Характеристики конденсаторов

Поиск по сайту: