Как сделать переменный резистор нужного номинала
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Выставим 12 В. Соберём всё по схемке. Выставим крутилки на максимальные показания. Это убережёт светодиоды от сгорания. Затем понемногу нужно уменьшить показатель сопротивления и добиться спокойной работы светодиодов. Взглянем на галетники. Результат – 1,1 кОм. Это значит, что резистор подходит. Осталось впаять тот, который будет постоянным. Преимуществом магазинов сопротивления остаются точные показания.
Содержимое устройства
Взглянем на то, что находится в этом устройстве. Предполагаю, что увижу большое количество резисторов. Открываю и вижу…
Это означает, что сила сопротивления небольшая.
Странно, но все резисторы в данном устройстве состоят из проводков. Ведь легче применить обычные МЛТ, которые занимают не так уж много пространства. Устройство с наличием простейших резисторов тоже работает хорошо. Причина этого заключается в большой погрешности простого резистора. Это измерительное устройство, вот почему применяются проводки.
Видео
Способы подключения: реостат и потенциометр
Любое регулируемое сопротивление может подключаться как реостат или потенциометр. Реостат изменяет силу тока в цепи, для этого подключается подвижный контакт и один из крайних выводов.
Переменный резистор может использоваться как реостат или потенциометр
Потенциометр изменяет напряжение, при подключении задействуют все контакты, получая таким образом делитель напряжения.
Резистор – это самая распространенная деталь в электронике. Он гасит лишнее напряжение, ограничивает ток, изменяет и фильтрует сигналы. Резисторы применяются везде, от процессоров, где их миллионы, до энергетических систем. где их размеры с напольный шкаф.
Свойства в теории и практике
Основное свойство этой радиодетали – это сопротивление. Измеряется в омах (Ом).
Разберем для начала понятие активного сопротивления. Оно так называется потому, что есть у всех материалов (даже у сверхпроводников, пусть и 0,00001 Ом). И именно оно является основным у резисторов.
Что говорит теория
В теории у резистора есть постоянное сопротивление, которое на зависит от внешних условий (температуры, давления, напряжения и т.п.).
График зависимости тока от напряжения прямолинеен.
В идеальных и математических условиях у резистора только активное сопротивление. По типам бывают нелинейные и линейные резисторы.
Что на самом деле
На самом у всех резисторов непрямолинейная зависимость тока от напряжения. То есть, его сопротивление тоже зависит от внешних условий, конкретно от температуры.
Конечно, эта зависимость не такая, как у полупроводников, но она есть. И самое главное, у этой радиодетали есть емкость и индуктивность. Помимо активного сопротивления, есть еще и реактивное.
Реактивное сопротивление отличается от активного тем, что оно по разному пропускает электрический ток на разных частотах.
Например, для постоянного тока сопротивление 200 Ом, а если есть высокие значения индуктивности, то на частотах выше 2 кГц, сопротивление будет уже 250 Ом.
Именно поэтому резисторы делаются из разных материалов. Они бывают керамическими, углеродными, проволочными и у них разные допуски и погрешности. SMD деталь обладает меньшей емкостью и индуктивностью, чем DIP.
Еще существует специальные типы резисторов с более выраженной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Если у обычных резисторов вольт-амперный график чуть-чуть не линейный, то у такого типа деталей он лавинообразный.
У них сопротивление резко зависит от внешних условий, не так. как у обычных:
- Терморезистор. Повышает или понижает сопротивление из-за влияния температуры;
- Варистор. Изменяет свои свойства в зависимости от приложенного напряжения;
- Фоторезистор. Уменьшается сопротивление, если на него действует свет;
- Тензорезистор. При деформировании (сжатии, механических воздействиях) изменяет свое сопротивление.
Кроме того, еще одна особенность активного сопротивления – выделение тепла, когда проходит электрический ток. Когда протекает электрический ток замкнутой цепи, электроны ударяются об атомы. И поэтому выделяется тепло. Тепло измеряется в мощности. Она рассчитывается исходя из напряжения и тока.
Одна из популярных функций резисторов это снижение напряжения и ограничения тока. Например, если через резистор проходит ток 0,25 А и на нем есть падение напряжения 1 В, то мощность, которая будет на нем рассеиваться это 0,25 Вт.
Поэтому, некоторые детали и изменяют свое сопротивление, даже если они не предназначены для этого. Это уже свойства материала. И если резистор сделан из проволоки, то при нагреве она расширяется и ее проводимость возрастает. Например, при нагреве на 100 градусов по Цельсию сопротивление металла возрастает на 40%. Поэтому у деталей есть допуск, который измеряется в процентах.
И из-за этого и существуют резисторы с разной рассеиваемой мощностью. Нельзя ставить резистор 0,125 Вт на место 1 Вт. Он начнет греться, трескаться, чернеть. А потом и сгорит. Потому, что не рассчитан на такую мощность.
Обозначения на схемах
На схемах в Европе и СНГ обознается прямоугольником и латинской букой R. Согласно ГОСТу, на отечественных схемах не указывается номинал сопротивления, а только номер детали (R). Однако, если под изображением детали указано число, например 120, оно по умолчанию читается как 120 Ом.
| Основное обозначение | |
| 0,125 Вт | |
| 0,25 Вт | |
| 0,5 Вт | |
| 1 Вт | |
| 2 Вт | |
| 5 Вт | |
| Переменный | |
| Подстроечный |
Типы включения и примеры использования
Основные типы включения это последовательные и параллельные соединения.
Последовательно сопротивление рассчитывается просто. Достаточно все сложить.
При последовательном соединении напряжение распределяется по резисторам согласно их сопротивлениям.
Это второе правило Кирхгофа. Например, напряжение 12 В, а пара резисторов по 1 кОм.
Соответственно, на каждом из них по 6 В. Это простой пример делителя напряжения. Здесь пара деталей делит напряжение, и благодаря этому можно получить необходимое напряжение.
Однако, если вы хотите использовать делитель напряжения для питания цепи, то должны помнить, что нужно согласовать сопротивления. В этой схеме сопротивление 1 кОм. Если вы подключите к ней нагрузку меньше этого сопротивления, то она не получит напряжения на свои выводы в полном объеме. Поэтому, все схемы с делителями напряжения должны быть рассчитаны и согласованы друг с другом.
Здесь R1 и R2 образуют делитель напряжения, они выполняют роль делителя напряжения. Между этими двумя резисторами и базой транзистором протекает ток, который открывает транзистор.
Это необходимо для того, чтобы он работал без искажений.
Параллельное включение
При параллельном соединении радиодеталей, общее сопротивление цепи снижается. Если два резистора по 1 кОм соединены параллельно, то общее будет равно меньше 0,5 кОм, т.е. сопротивление цепи (эквивалентное) равно половине самого наименьшего.
В таком соединении наблюдается первое правило Кирхгофа. В точку соединения направляется ток в 1 А, а в узле он расходится на два направления по 0,5 А.
Формулы расчета
Для двух резисторов:
Для более:
Для тока параллельное соединение — это как вторая дорога или обходной путь. Еще такой тип соединения называют шунтированием. В качестве примера можно привести амперметр. Чтобы увеличить его шкалу показаний, достаточно подключить параллельно резистору еще один шунтирующий.
Его сопротивление рассчитывается по формуле:
Эквивалентное соединение
В схеме усилителя к эмиттеру транзистора VT1 подключена пара из резистора R3 и конденсатора C2.
В этом случае VT1 и R3 подключены последовательно друг к другу. Зачем это надо? Когда усилитель работает, транзистор начинает нагреваться и его сопротивление снижается. R3, как и в случае со светодиодом, не позволяет транзистору перегреваться. Он балансирует общее сопротивление, чтобы транзистор не вносил искажения в сигнал. Это называется режим термостабилизации.
А конденсатор C2 подключен к R3 параллельно. И это нужно для того, чтобы при нормальном режиме работы усилителя, переменный сигнал прошел без потерь. Так работает параллельный фильтр.
Если бы был только один R3, то мощность усилителя была намного меньше из-за того, что он забирает переменное напряжение на себя. А конденсатор пропускает без потерь, но не пропускает постоянное напряжение.
Фильтры и резисторы
С помощью резисторов и конденсаторов можно делать фильтры. Так называются RC фильтры.
Эта пара может разделять сигнал на постоянные и переменные составляющие.
В качестве примера рассмотрим ФНЧ и ФВЧ.
В схеме фильтра низких частот конденсатор C1 забирает на себя высокочастотные токи. Его сопротивление для них намного меньше, чем у нагрузки. Он шунтирует нагрузку. Таким образом, можно получить низкую частоту, отделив от нее все высокие составляющие.
В фильтре высоких частот наоборот. Высокие частоты свободно проходят через C1, и если в сигнале есть низкочастотные, то они пойдут через R1.
Такие фильтры бывают разные по конструкции. П образные, Г образные и т.п. Конкуренцию резистору может составить катушка индуктивности или дроссель. У них меньше активное сопротивление, но реактивное больше. Благодаря этому снижаются потери от активного сопротивления.
1.JPG" />
В обзоре:
1. Изучаем переменный резистор для регулятора громкости. Сравниваем с двумя другими переменными резисторами ALPS
2. Исследуем HiFi усилитель звуковой частоты (УНЧ) Pioneer A777 выпуска 90-х годов. Для замены регулятора громкости покупался этот потенциометр.
Есть у меня старый усилитель Pioneer A777.
Фото из интернета:
Вышел из строя от времени регулятор громкости усилителя. Для замены был куплен переменный резистор. Сначала исследуем переменный резистор, потом — усилитель Pioneer A777.
Взвесим
Герой обзора — 20 кОм:
Аудиомания — 10 кОм:
Оригинал из Pioneer — 25кОм:
Разборка
Герой обзора — 20 кОм:
Аудиомания — 10 кОм:
Оригинал из Pioneer — 25кОм:
Измерим в программе RMAA (смотреть на разбаланс между каналами на столбиках слева)
Герой обзора — 20 кОм:
Аудиомания — 10 кОм:
Оригинал из Pioneer — 25кОм:
Измерим потенциометр (герой обзора 20 кОм)
Сопротивление потенциометра (два канала):
Регулятор в одном крайнем положении:
Регулятор в другом крайнем положении:
Установил в усилитель:
HiFi усилитель Pioneer A777 (начало 90-х годов).
Мой экземпляр
Покупал усилитель в году так 2003 за примерно 300$. Я третий владелец аппарата. Второй владелец — меломан. Кто был первый — история умалчивает. Наверное, какой-то новый русский в красном пиджаке :-) Тогда такие аппараты только такие персонажи покупали. Отдавал аппарат каком-то народному мастеру на улучшения. Вот список улучшений:
1. Отключен предварительный усилитель и буфер после регулятора громкости. Сигнал теперь с селектора входов-выходов подается стазу на регулятор громкости, а потом через аудиофильский конденсатор в 2.2мкФ на вход усилителя мощности.
Два белых провода — сигнал с селектора каналов.
Серый и черный кабель — сигнал на усилитель мощности.
2. Заменили провода (выход УНЧ на акустику, питание усилителя мощности) на фирменные аудиофильские:
Убрали разъемы -провода аккуратно намотали на штекеры разъемов:
3. Заменили сетевой провод питания на аудиофильский акустический (питание на включение усилителя не заменили на такой-же почему-то):
В таком виде усилитель проработал у меня больше 10 лет, пока не стал глючить. Начал чудить регулятор громкости. Треск, на минимальном уровне из одного канала на минимальной громкости тихо играл звук. Основной глюк — после включения питания защита начала подключаться с задержкой. Задержка все увеличивалась, пока не достигла полчаса. Терпеть эти глюки стало невозможно.
Отдал в ремонт. Попросил почистить УНЧ от пыли, починить защиту и отремонтировать регулятор громкости. Вернули усилитель с ремонта. Регулятор громкости до конца не починили. Сказали менять нужно.
Прошло полтора года. Глюк с защитой начал повторяться. Через некоторое время акустика вообще перестала подключаться. Регулятор громкости тоже начал глючить. Решил починить усилитель собственными силами. По принципу: если хочешь сделать хорошо — сделай сам. Заодно поизучать, как устроен аппарат внутри и сделать замеры. Усилитель стоял некоторое время. Не доходили руки. Вот недавно начал ремонт.
Разобрал усилитель. Куча пыли. За предыдущий ремонт от пыли аппарат не чистили. Прочистил, пропылесосил.
Регулятор громкости с 4-ми выводами на канал. ALPS 25 кОм. Один вывод — для тонкомпенсации. На маленькой громкости поднимаются верхние и нижние частоты. У меня эта тонкомпенсация отключена при модернизации. Поэтому решил заменить переменный резистор на обычный ALPS с 3-мя выводами на канал.
С невключением защиты помогли на форуме vegalabs. Пересох конденсатор 3.3 мкФ в блоке питания, к которому подключена защита. При первом ремонте конденсатор не меняли. Допаяли стабилитрон параллельно стабилитрону на плате защиты.
Заменил акустический кабель в питании 220В. Поставил обычный разъем питания.
Рассмотрим более подробно усилитель.
Плата вспомогательного питания.
Вспомогательных обмоток нет. Все питание с основных обмоток трансформатора идет. Через стабилизаторы уменьшается до необходимого. Плата вспомогательного блока питания расположена под трансформаторами и конденсаторами фильтра.
Регулятор громкости, тонкомпенсация на маленькой громкости и буфер (оба отключены у меня) вынесены на одну плату. На этой же плате расположен блок управления защитой усилителя от постоянного напряжения на выходе и короткого замыкания на выходе.
Переключатели входов и линейных выходов (например, для записи на магнитофон) сделаны с помощью механических переключателей в виде лент, которые идут от переключателей на передней панели
Конструкция
Платы все односторонние. Сторона с дорожками сделана с маской, покрытия лаком нет.
Платы соединены разъемами на защелках. Шлейфы вставляются в разъем и защелкиваются:
Электролитические конденсаторы — везде использовалась ELNA:
Усилитель мощности
Главная часть аппарата:
Штыри справа и слева — для настройки тока покоя. Он у этого усилителя около 100 мА. Радиаторы будут слегка тепленькие. Форма радиаторов — специфическая. Тоже в свое время были рекламой — +100% к качеству звука.
В случае необходимости, будет очень сложно выпаять выходные транзисторы. Нужно открутить плату, выпаять все выходные транзисторы:
На фото видно крепление транзистора терморегуляции на радиатор — сделано интересно. На уголок. На плату УНЧ подключен штекером:
Схема усилителя из сервис-мануала:
Для сравнения схема усилителя мощности современного усилителя YAMAHA A-S201
Сборка на двух полевых транзисторах в дифкаскаде. Дифкаскад и усилитель напряжения питаются от отдельного фильтра на транзисторе. Этот фильтр подключен отдельными проводами к большим конденсаторам на 22000 мкФ в блоке питания. Толстые провода питания выходных транзисторов проведены отдельно к конденсатору фильтра.
Измерения усилителя
Подаем на вход:
На выходе — виден клипинг на фото:
Считаем мощность на канал при нагрузке 4 Ома: Pmax=(69.6/2*69.6/2)/4=302.76 Ватт Pср=Pmax/2=151.38 Ватт
Считаем мощность на канал при нагрузке 8 Ом: Pmax=(82.4/2*82.4/2)/8=212.18 Ватт Pср=Pmax/2=106 Ватт
Измерения на стандартных тестовых сигналах. Мощность чуть уменьшил.
Усиление по напряжению в 32 раза.
Измерения в RMAA
Нагрузка 8 Ом. Мощность Pmax=100 Ватт Pср=50 Ватт. Для измерения на большей мощности нужно делитель на измерительном шунте менять. На звуковой карте невозможно уровень выставить при моем делителе 1 к 9. А перепаивать лень. Так измерил.
Сопротивление резистора — его основная характеристика. Основной единицей электрического сопротивления является Ом. На практике используются также производные единицы — килоом (кОм), мегаом (МОм), гигаом (ГОм), которые связаны с основной единицей следующими соотношениями:
1 кОм = 1000 Ом,
1 МОм = 1000 кОм,
1 ГОм = 1000 МОм
Наклонные линии обозначают мощность резистора до 1 Вт. Вертикальные линии и знаки V и X (римские цифры), указывают на мощность резистора в несколько Ватт, в соответствии со значением римской цифры.
Для соединения резисторов в схемах используются три разных способа подключения: параллельное, последовательное и смешанное. Каждый способ обладает индивидуальными качествами, что позволяет применять данные элементы в самых разных целях.
Последовательное соединение резисторов
Последовательное соединение резисторов применяется для увеличения сопротивления. Т.е. когда резисторы соединены последовательно, общее сопротивление равняется сумме сопротивлений каждого резистора. Например, если резисторы R1 и R2 соединены последовательно, их общее сопротивление высчитывается по формуле:
Это справедливо и для большего количества соединённых последовательно резисторов:
Цепь из последовательно соединённых резисторов будет всегда иметь сопротивление большее, чем у любого резистора из этой цепи.
При последовательном соединении резисторов изменение сопротивления любого резистора из этой цепи влечёт за собой как изменение сопротивления всей цепи так и изменение силы тока в этой цепи.
Мощность при последовательном соединении
При соединении резисторов последовательно электрический ток по очереди проходит через каждое сопротивление. Значение тока в любой точке цепи будет одинаковым. Данный факт определяется с помощью закона Ома. Если сложить все сопротивления, приведенные на схеме, то получится следующий результат:
R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ом
Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, по закону Ома сила тока будет составлять
I = U/R = 100 В/390 Ом = 0,256 A
На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле:
P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 Вт
Таким же образом можно рассчитать мощность каждого отдельно взятого резистора:
P1 = I 2 x R1 = 0,256 2 x 200 = 13,11 Вт;
P2 = I 2 x R2 = 0,256 2 x 100 = 6,55 Вт;
P3 = I 2 x R3 = 0,256 2 x 51 = 3,34 Вт;
P4 = I 2 x R4 = 0,256 2 x 39 = 2,55 Вт.
Если сложить полученные мощности, то общая Р составит:
Робщ = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 Вт
Параллельное соединение резисторов
Параллельное соединение резисторов необходимо для уменьшения общего сопротивления и, как вариант, для увеличения мощности нескольких резисторов по сравнению с одним.
Расчет параллельного сопротивления двух параллельно соединённых резисторов R1 и R2 производится по следующей формуле:
Параллельное соединение трёх и более резисторов требует более сложной формулы для вычисления общего сопротивления:
Сопротивление параллельно соединённых резисторов будет всегда меньше, чем у любого из этих резисторов.
Параллельное соединение резисторов часто используют в случаях, когда необходимо сопротивление с большей мощностью. Для этого, как правило, используют резисторы с одинаковой мощностью и одинаковым сопротивлением. Общая мощность, в таком случае, вычисляется умножением мощности одного резистора на количество параллельно соединённых резисторов.
Мощность при параллельном соединении
При параллельном подключении все начала резисторов соединяются с одним узлом схемы, а концы – с другим. В этом случае происходит разветвление тока, и он начинает протекать по каждому элементу. В соответствии с законом Ома, сила тока будет обратно пропорциональна всем подключенным сопротивлениям, а значение напряжения на всех резисторах будет одним и тем же.
1/R = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 ≈ 0,06024 Ом
R = 1 / 0,06024 ≈ 16,6 Ом
Используя значение напряжения 100 В, по закону Ома рассчитывается сила тока
I = U/R = 100 В x 0,06024 Ом = 6,024 A
Зная силу тока, мощность резисторов, соединенных параллельно, определяется следующим образом
P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 Вт
Расчет силы тока для каждого резистора выполняется по формулам:
На примере этих сопротивлений прослеживается закономерность, что с уменьшением сопротивления, сила тока увеличивается.
Существует еще одна формула, позволяющая рассчитать мощность при параллельном подключении резисторов:
P1 = U 2 /R1 = 100 2 /200 = 50 Вт;
P2 = U 2 /R2 = 100 2 /100 = 100 Вт;
P3 = U 2 2/R3 = 100 2 /51 = 195,9 Вт;
P4 = U 2 2/R4 = 100 2 /39 = 256,4 Вт
Если сложить полученные мощности, то общая Р составит:
Робщ = 50 + 100 + 195,9 + 256,4 = 602,3 Вт
Калькулятор
Цветовая маркировка резисторов
Наносить номинал резистора на корпус числами — дорого и непрактично: они получаются очень мелкими. Поэтому номинал и допуск кодируют цветными полосками. Разные серии резисторов содержат разное количество полос, но принцип расшифровки одинаков. Цвет корпуса резистора может быть бежевым, голубым, белым. Это не играет роли. Если не уверены в том, что правильно прочитали полосы, можете проверить себя с помощью мультиметра или калькулятора цветовой маркировки.
Калькулятор цветовой маркировки резисторов
Основные характеристики
Переменный резистор
Переменный резистор — это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом. Переменные резисторы (их также называют реостатами или потенциометрами) предназначены для постепенного регулирования силы тока и напряжения. Разница в том, что реостат регулирует силу тока в электрической цепи, а потенциометр — напряжение. Выглядят переменные резисторы так:
На радиосхемах переменные резисторы обозначаются прямоугольником с пририсованной к их корпусу стрелочкой.
Регулировать величину сопротивления переменных резисторов можно с помощью вращения специальной ручки. Те из резисторов, у которых регулировка сопротивления резистора может осуществляться только с помощью отвертки или специального ключа-шестигранника, называются подстроечными переменными резисторами.
Термисторы, варисторы и фоторезисторы
Кроме реостатов и потенциометров есть и другие виды резисторов: термисторы, варисторы и фоторезисторы. Термисторы, в свою очередь, делятся на термисторы и позисторы. Позистор – это термистор, у которого сопротивление возрастает вместе с ростом температуры окружающей среды. У термисторов, наоборот, чем выше температура вокруг, тем меньше сопротивление. Это свойство обозначают как ТКС – тепловой коэффициент сопротивления.
В зависимости от ТКС (отрицательный он или положительный) обозначают на схеме термисторы следующим образом:
Следующий особый класс резисторов – это варисторы. Они изменяют силу сопротивления в зависимости от подаваемого на них напряжения. Зная свойства варистора, можно догадаться, что такой резистор защищает электрическую цепь от перенапряжения.
В зависимости от интенсивности освещения изменяет свое сопротивление еще один вид резисторов – фоторезисторы. Причем не важно, каков источник освещения: искусственный или естественный. Их особенность еще и в том, что ток в них протекает как в одном, так и в другом направлении, то есть еще говорят, что фоторезисторы не имеют p-n перехода.
Читайте также: