07. Резисторы и конденсаторы

[EgorovAD MEPhI]

7. Резисторы и конденсаторы.

Краткий порядок темы :

Резисторы (сопротивления):

1. Определение.
2. Теория.
3. Определение номинала.
4. Пример.
5. Задание.

Конденсаторы :

6. Определение.
7. Теория.
8. Определение номинала.

===================

Резисторы (сопротивления):

1.Определение.



Резистор (сопротивление) - пассивный элемент электрической цепи, оказывает сопротивление протеканию электрического тока. Основная характеристика – величина сопротивления, единица измерения – Ом.

2. Теория.

- Последовательное соединение резисторов


При последовательном соединении резисторов их сопротивление складывается в общее сопротивление.

Код: выделить все

R=R1+R2+...+Rn
R - общее сопротивление.
Ri, i=[1;n] - резистор в сети.

- Параллельное соединение резисторов.


При параллельном соединении резисторов складываются величины обратные их сопротивлению, после сложения получается величина обратная общему сопротивлению.

Код: выделить все

1/R=(1/R1)+(1/R2)+...+(1/Rn)
R - общее сопротивление.
Ri, i=[1;n] - резистор в сети.

Доказательства данных утверждения можно найти в любом учебнике физики.

[EgorovAD MEPhI]

3. Значение номинала резистора

В заданиях мы используем выводные резисторы малой мощности. Для таких резисторов наиболее распространенной является цветовая маркировка. Так как ни одну величину в физике невозможно определить с точность 100%, маркировка так же определяет и относительную погрешность значения сопротивления резистора. Так для погрешности 20% (Значения сопротивления: (R-0.2*R; R+0.2*R) ) используют три полоски, для 10% и 5% используют четыре полоски, для меньшей погрешности используют 5 или 6 полос.

Первые две полосы всегда показывают первые два численных знака номинала.
Если полос:

- три или четыре, то третья показывает десятичный множитель номинала, а четвертая указывает погрешность.
- пять, то третья показывает знак номинала, четвертая десятичный множитель, пятая погрешность.
- шесть, то шестая показывает, в зависимости от своей ширины: при ширине больше, чем у остальных полос - число отказов в % на тысячу часов работы, иначе - температурный коэффициент.

Цвета полос интерпретируются в соответствии с таблицей 07.1 :

[EgorovAD MEPhI]

4. Пример


Так как у нас четыре полосы маркировки, то последняя полоса отвечает за точность - она либо золотая, либо серебряная. Начинаем считывать значения по таблице с противоположенной стороны от золотой или серебряной полосы.
Первая и вторая отвечают за первые два знака:

Первая полоса - коричневая = 1.
Вторая полоса - зеленая = 5.

Третья полоса отвечает за десятичный множитель:

Третья полоса - коричневая = 10^1 = 10.

Четвертая полоса относительная погрешность:

Четвертая полоса - золотая = 5%

Итак суммируем: R= 150 Ом с погрешностью 5% или (150 Ом - 7.5 Ом ; 150 Ом + 7.5 Ом) .

[EgorovAD MEPhI]

5. Задание

Определите сопротивления резисторов ниже, фотографии которых приведены ниже:

[EgorovAD MEPhI]

Конденсаторы :

6. Определение



Конденсатор - пассивный элемент электрической цепи, способный накапливать электрический заряд. Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость. Единица измерения – Фарада (пФ, нФ, мкФ).

В простейшем варианте конструкция конденсатора состоит из двух электродов в форме пластин, разделённых диэлектриком. Он обладает максимальным сопротивлением к постоянному току, но минимальным - для переменного.

Конденсаторы бывают не полярными (например, керамические) и полярными (например, электролитические). В схемах полярные конденсаторы в обозначении имеют “+” на одном из выводов.

7. Теория

- Последовательное соединение конденсаторов


При последовательном соединении конденсаторов складываются величины обратные их емкости, после сложения получается величина обратная общей емкости.

Код: выделить все

(1/С)=(1/С1)+(1/С2)+...+(1/Сn)
С - общая емкость.
Сi, i=[1,n] - конденсатор в сети.


- Параллельное соединение конденсаторов


При параллельном соединение конденсаторов их емкости складываются в общую емкость.

Код: выделить все

C=C1+C2+...+Cn
C - общая емкость.
Ci, i=[1,n] - конденсатор в сети.

Доказательства данных утверждения можно найти в любом учебнике физики.

[EgorovAD MEPhI]

8. Значение номинала конденсатора.

- Электролитический конденсатор.

Непосредственно под полосой маркирующей землю расположено значение емкости конденсатора. Буква "мю" обозначает "микро" т.е. 10^(-6).
Затем значения предельного напряжения(в вольтах) при котором конденсатор будет сохранять свою функцию(для макетных плат подходят любые конденсаторы со значением больше, чем 5V). Затем идет дополнительная маркировка изготовителя, для нас она не существенна.

Для указанного конденсатора номинал 470 микрофарад.

- Керамический конденсатор.



ВАЖНО: у керамических конденсаторов полярности нет.
Из-за малого физического размера конденсатора маркировка делается либо цветовая, по аналогии с резисторами. Либо цифровая. В последнем случае, первые две цифры - первые два численных знака номинала в пико(10^(-12)) фарадах. Последняя цифра степень десятичного множителя.
В нашем примере:

Первая и вторая цифра = 10 пикофарад.
Третья цифра = 10^4.

Суммируем: C = 10*10(-12)*10(4) = 0.1*10^(-6) фарад = 0.1 микрофарад.

Или, чуть по другому :

104 - "10" - число номинала, "4" - это количество нулей номинала, что соответствует величине 100000 пФ или 100нФ или 0.1.мкФ.
225 - "22" и "00000", что соответствует величине 2200000 пФ или 2200нФ или 2.2.мкФ.