Резистор в машине для чего
Основы автоэлектрики. Часть2. Резисторы. Провода. Подробнее о сопротивлении
Ранее мы изучили самые базовые основы электротехники:
Основы автоэлектрики. Часть1. Основные законы
Сегодня мы поговорим о таком простом и популярном электронном компоненте как резистор, немного о проводах и о законах сопротивления.
Оглавление сегодняшнего материала:
1. Резистор постоянный.
2. Провод как резистор.
3. Последовательное включение резисторов.
4. Параллельное включение резисторов.
5. Смешанное (последовательно-параллельное) включение резисторов.
6. Преобразование «звезда-треугольник».
7. Маркировка резисторов.
Данный материал служит продолжением описания некоторой фундаментальной базы знаний по автоэлектрике. Не обязательно приведённые формулы и правила маркировки элементов автоэлектрик должен знать наизусть. Но иметь представление об этом материале, знать, где искать эту информацию и как ей правильно пользоваться, должен каждый электрик или электронщик.
1. Резистор постоянный.
Резистор постоянный — это электронный компонент с постоянным сопротивлением.
Его основными характеристиками являются:
— Номинальное значение сопротивление, Ом
— Допускаемое производителем отклонение от номинального значения, %
— Максимально допустимая мощность рассеяния (о мощности мы погорим позже), Вт
Его обозначение на схемах (условное графическое обозначение) выглядит следующим образом:
Резисторы могут иметь несколько видов корпусов:
2. Провод как резистор
Во многих идеализированных схемах провод имеет сопротивление, равное 0 Ом. На практике же это не совсем так (или даже: сосем нетак). Если постоянно принимать значение провода, равным нулю, можно попасть в очень неприятные ситуации, особенно, когда речь идёт об автоэлектрике. Дело в том, что проводник обычно подбирают таким, чтобы его значение было значительно ниже сопротивление цепи, тогда можно будет принимать значение его сопротивления, равным нулю.
Сопротивление проводника считается по формуле, которую мы изучили в прошлый раз:
, где l — длины проводника, S — площадь поперечного сечения проводника, р — удельное сопротивление.
Основные выводы из данной формулы:
— чем длиннее провод, тем выше его сопротивление.
— чем больше сечение (толще провод), тем ниже сопротивление.
Когда проводник выполняет функцию провода (кабеля, шнура), то с точки зрения электротехники работает правило «Чем меньше сопротивление, тем лучше». И идеальный провод — это проводник с сопротивлением 0 Ом. Но мы живём в реальном мире, в котором такого проводника не существует.
По этой причине провод следует рассматривать как резистор с неким сопротивлением.
О том, почему горят провода, как правильно подбирать провод и почему помогает в некоторых вопросах элементарная замена, казалось бы, целого провода или переобжимка его клемм, мы поговорим более детально дальше, когда будем касаться вопроса мощности. Но сразу скажу, что связь с сопротивлением провода тут прямая.
3. Последовательное включение резисторов
Первый из законов сопротивлений, который мы сегодня рассмотрим, связан с последовательным включением резисторов и проводов.
Последовательное включение резисторов приводит к суммированию сопротивлений.
На схеме это может выглядеть так:
Если, к примеру, мы имеем три резистора сопротивлением 10 кОм, то суммарное сопротивление всей цепи от начала до конца будет равно 30 кОм.
4. Параллельное включение резисторов
Второй закон сопротивлений связан с параллельным включением резисторов и проводов:
Общее сопротивление цепи, состоящей из параллельных резисторов, считается по формуле:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/RN.
Пусть мы имеем три резистора сопротивлением 3 кОм, включенных параллельно. Тогда общее сопротивление полученной цепи вычисляется по следующей формуле:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/R = 1/3000 + 1/3000 + 1/3000 = 3/3000 = 1/1000
Откуда:
R = 1000 Ом, или же R = 1кОм.
Когда все резисторы в параллельной цепи имеют одинаковое сопротивление (т.е. R1=R2=…=RN), суммарное сопротивление высчитывается легко:
R = R1/N, где N — количество резисторов.
При параллельном включении ВСЕГДА суммарное сопротивление всей цепи ниже, чем сопротивление любого из включенного в цепь резистора. Отсюда следует вывод, что параллельное включение — это один из способов снижения суммарного сопротивления цепи. Данное применение можно увидеть в многожильном кабеле:
Следует отметить, что обламывание отдельных жил в таком кабеле приводит к увеличению сопротивления провода.
5. Смешанное (последовательно-параллельное) включение резисторов.
Если существует два изученных типа включений, то возникает вопрос, почему не может существовать смешанное включение? Ответ на вопрос очевиден: может и, более того, существует.
Представим себе одну из таких цепей, состоящей из двенадцати резисторов:
И нам необходимо понять, какое сопротивление всей цепи, если подключимся Омметром к точкам «a» и «b».
Неподготовленному зрителю картинка может показаться ужасающей. Но не всё так сложно, когда мы знаем правила параллельных и последовательных включений.
Смотрим на схему:
Первое, что следует отметить — это последовательное включение трёх резисторов: R10, R11 и R12.
Значит их суммарное сопротивление будет равно:
R’ = R10 + R11 + R13.
Эквивалентно на схеме эти три резистора можно заменить на одно с сопротивлением R’:
Далее мы видим, что R9 и R’ включены параллельно. Т.е. их суммарное сопротивление будет равно:
Далее опять можно заменить резисторы R9 и R’ на одно эквивалентное сопротивление R»:
Ну, а дальше все аналогичным образом:
Ну, и в конечном счете:
Как видно, ничего сложного в задачах подобного рода нет. Кроме того, на втором курсе университета с упоением считал настолько сложные конфигурации из решебника, даже те, что не задавались на дом=)
Это напоминает своего рода игру — лабиринт или судоку=)
6. Преобразование звезда-треугольник.
Представьте ситуацию: вы смотрите на смешанное включение резисторов, но понять как вести расчет, используя правила для последовательного и параллельного включения, вы не можете:
Тут не видно явных параллельных и последовательных включений.
В таких случаях на помощь приходит замечательный механизм преобразований «звезда-треугольник»:
Возвращаемся к нашему рисунку и мы видим, что R5, R6 и R7 образуют звезду.
Преобразовав в треугольник, мы получим следующее:
R56 = R5 + R6 + R5*R6/R7
R67 = R6 + R7 + R6*R7/R5
R75 = R7 + R5 + R7*R5/R6
Ну, а дальше схема приобретает вид, который спокойно решается правилами последовательного и параллельного включения:
R’ = 1/(1/R3 + 1/R56)
R» = 1/(1/R4 + 1/R67)
R»’ = R’ + R»
R»» = 1/(1/R75 + 1/R»’)
7. Маркировка резисторов
Решать задачи, конечно, хорошо. Кому очень хочется порешать задачи такого рода, может обратиться в любой книжный магазин и приобрести задачник по электротехнике или скачать таковой с просторов сети.
Но мы опять же с Вами возвращаемся в реальность — в наши квартиры, офисы, гаражи, где перед нами появилось устройство с резисторами. Как же определить номинал? Напомню (об этом упоминалось в прошлой части курса), что для проверки сопротивления Омметром необходимо не только обесточить цепь, но и извлечь и цепи резистор (хотя бы отпаять одну ножку). Почему необходимо извлекать резистор (лампочка накала, кстати, тоже отчасти резистор), ясно из проведённых схемных преобразований. Попытка проверить Омметром приведет к значению на неких двух точках А и В, которое нужно высчитать, зная значения всех сопротивлений цепи.
Если на выводном (т.е. с ножками) резисторе имеются буквы, то гадать долго не придётся:
12Ω, 12J, 12 — означают 12 Ом
12kΩ, 12k — означают 12 кОм
1k2Ω, 1k2 — означают 1,2 кОм
R12 — означает 0,12 Ом
И так далее.
Также для выводных резисторов характерно обозначение цветами:
Тогда читать их нужно так:
Для чип-резисторов характерно трехзначное цифровое обозначение, типа 123, 560 и так далее:
123 — это 12*10^3 Ом, т.е. 12 кОм.
560 — это 56*10^0 Ом, т.е. 56 Ом
Если на чип-резисторе 4 цифры, типа 7122, то считается это так:
7122 = 712*10^2 = 71,2 кОм
Если же маркировка на чипе буквено-цифровая (две цифры и буква или буква и две цифры), то тут всё гораздо сложнее и для получения значения потребуется воспользоваться специальными таблицами типа EIA-96).
Логике особой сходу значения не поддаются, поэтому гадать даже не пытайтесь.
К примеру,
D12 — это 300 кОм,
12D — это 130 кОм
B51 — это 1,5 кОм
51B — это 3320 Ом
Резистор, для чего он нужен, где применяется в автомобилях
302 публикации15,1 тысяч просмотров FacebookTwitterTelegram
Сегодня мы поговорим о резисторе, как об основном элементе любой электрической схемы в автомобиле. Для чего, для чего нужны резисторы, принципы их работы, которые подходят для той или иной электрической схемы.
Эти знания могут пригодиться при ремонте автомобиля.
Три основные составляющие электрического тока
Электричество стало довольно плотной частью нашей жизни. Применяется практически везде, в том числе в автомобилях.
Этот вид энергии состоит из трех основных компонентов: напряжения, тока и сопротивления.
Что касается последнего параметра, благодаря возможности создания дополнительного сопротивления в любой точке электрической цепи, можно влиять на первые два параметра.
Основным элементом для создания сопротивления является резистор. Этот элемент является одним из самых популярных и без него не обходится ни одна электрическая схема и заменить его на что-либо другое не получится. И в каждой машине много электрических цепей.
Назначение
Основное назначение резистора — создать резистор для управления и регулирования тока и сопротивления. По сути, это своеобразный фильтр, позволяющий получать на выходе из него электричество с определенными параметрами.
Все это он обеспечивает, удерживая ток, разделяя и уменьшая напряжение.
Основным параметром резистора является сопротивление, которое он создает в цепи, и измеряется в омах.
Резисторы в электрической цепи автомобиля.
именно из-за своего назначения этот элемент так часто используется в автомобилях. Ниже мы рассмотрим некоторые из основных компонентов автомобиля, где используется резистор и какую конкретную функцию он там выполняет.
Система охлаждения
Следовательно, нагрузочный резистор используется в системе охлаждения автомобиля, а точнее в цепи питания вентилятора радиатора.
Стоит отметить, что ранее этот электрический элемент в данной схеме не использовался, и все работало очень просто: при достижении определенной температуры теплоносителя датчик температуры замыкал контакты цепи питания вентилятора и входил в работу.
Использование резистора позволяло эксплуатировать двигатель вентилятора в двух и даже трех режимах.
Немного изменился процесс подачи вентилятора. В систему также добавлены реле, а электронный блок управления уже отвечает за включение вентилятора в современных автомобилях.
То есть электронный блок анализирует показания датчика температуры и отправляет сигнал на реле.
В зависимости от температуры реле направляет электричество по определенной цепи. Если температура охлаждающей жидкости немного превышена, но уже требуется понижение и получен сигнал от ЭБУ, реле направляет электричество через нагрузочный резистор, который создает сопротивление, и вентилятор начинает вращаться на малой скорости.
Если температура поднимется дальше и достигнет критической точки, реле перенаправит электричество по другой цепи, минуя резистор, прямо на вентилятор, который обеспечит его работу на полной мощности с высокой скоростью вращения.
Это двухрежимный режим работы вентилятора, гарантируемый наличием в цепи подтягивающего резистора. Кроме того, он упрощен, чтобы сделать его более понятным.
В автомобиле с трехрежимной работой вентилятора принцип остается прежним, но в нем уже используются два резистора — один отвечает за низкие обороты вентилятора, второй — за средние.
Третий режим — аварийный, при котором вентилятор вращается с максимальной скоростью, питание осуществляется путем подачи питания непосредственно на него.
Система зажигания
Второй элемент автомобиля, на котором можно найти резистор, — это свечи зажигания. Но не у всех свечей они есть.
Он не так давно стал появляться в конструкции этих элементов, и его задача — подавлять радиопомехи.
Кстати, сейчас много обсуждают, нужно ли это в свечах. Ведь резистор создает сопротивление, которое в конечном итоге влияет на искру. Но чем сильнее последний, тем лучше воспламеняется горючая смесь.
Но на самом деле наличие резистора мало влияет на качество искры, а на свечу зажигания только положительно. Очень сильный искровой заряд разрушает электроды, а сопротивление снижает искровое напряжение.
Но это не главное его предназначение. Мощный искровой разряд создает радиочастотные помехи, достаточно сильные, чтобы создавать помехи аудиосистеме транспортных средств, сотовых телефонов и любого другого оборудования, восприимчивого к этому типу помех.
примечательно, что устанавливать на автомобиль свечи зажигания, оснащенные резисторами, не обязательно.
Дело в том, что во многих моделях элемент шумоподавления устанавливается в кабельные наконечники высоковольтных кабелей. Кроме того, некоторые типы кабелей сами по себе обладают довольно хорошим сопротивлением, достаточным для подавления радиопомех.
Резистор также можно установить в ползунок распределителя, и он есть во многих моделях. Его функция такая же, как у свечи или наконечника.
важно понимать, что резисторы нельзя использовать одновременно во всех перечисленных элементах зажигания.
Когда эти элементы соединяются последовательно, все создаваемое ими сопротивление складывается.
То есть, если резистор установить в ползунок распределителя, наконечник, свечу зажигания, они будут создавать такое сильное сопротивление, что значительно ослабит искровой заряд и уже не сможет качественно воспламенить смесь. А это приведет к перебоям в работе двигателя, потере мощности и повышенному расходу топлива.
Поэтому решать, устанавливать ли на автомобиль свечи зажигания с сопротивлением, необходимо после внимательного ознакомления с технической документацией, прилагаемой к автомобилю.
Если производитель указывает, что необходимо использовать такие свечи, лучше использовать их.
Выбираем свечи зажигания для вашего автомобиля
Система обогрева салона
Еще одним элементом конструкции автомобиля, в котором используется сопротивление, является система внутреннего обогрева, а точнее контроль работы электродвигателя печки.
В любом автомобиле для изменения скорости электродвигателя обогревателя используется переменный резистор.
В нем с помощью вращающегося элемента можно изменить значение сопротивления.
При включении электродвигателя на 1-й скорости вращения резистор обеспечивает максимальное сопротивление, при переключении на 2-ю оно уменьшается, а при переходе на 3-ю скорость практически полностью снимается.
Осветительные приборы
В последнее время резисторы стали использовать вместе со светодиодными лампами. Лампы этого типа стали все чаще использоваться на автомобилях.
Но не все автомобили до сих пор идут с завода, укомплектованные светодиодными осветительными приборами, но их вполне можно купить отдельно и установить вместо обычных ламп накаливания тех же поворотников или стоп-сигналов, а многие так и делают.
Но здесь возникает проблема, вынуждающая использовать резисторы.
Дело в том, что потребление у этих ламп очень низкое, из-за чего электронный блок считает работу светодиодов неисправностью штатной лампы.
Для исправления ситуации используются резисторы, создающие нагрузку на проводки, питающие те светильники, в которых установлены светодиодные лампы.
В результате ЭБУ воспринимает сопротивление элемента как работу лампы накаливания, поэтому код ошибки не возникает.
примечательно, что при использовании такого обмана главное преимущество светодиодных ламп — низкое энергопотребление, они сводятся к нулю, и у них есть только одно преимущество перед обычными лампами накаливания — длительный срок службы.
Виды резисторов, их особенности
Из описанных выше резисторов, используемых в конструкции автомобиля, можно отметить два типа: нагрузочные, они же постоянные и переменные. Вообще говоря, это два основных типа, которые широко используются в разных областях.
Конечно, еще существует ряд всевозможных резисторов, различающихся конструктивными особенностями. Например, термисторы, у которых сопротивление изменяется в зависимости от температуры, или фоторезисторы, которые меняют свои параметры от освещения. Но пока мы не будем их трогать, а рассмотрим только два указанных типа.
Постоянные резисторы называются так потому, что создаваемое ими сопротивление постоянно.
Например, если указано, что основной параметр этого элемента — 30 Ом, он дает сопротивление такого же значения и изменить его невозможно.
В переменных резисторах сопротивление также можно изменять вручную. Примером этого является вышеупомянутое управление электродвигателем системы отопления.
К переменным резисторам также относятся подстроечные резисторы.
В таких резисторах также возможно изменение параметра вручную, но его регулировка не осуществляется в любое время, как это делается в переменной, а только тогда, когда необходимо перенастроить работу всей схемы, где она в комплекте, давно.
В транспортных средствах триммеры не используются, хотя часто встречаются в бытовой технике.
Подбор резистора по сопротивлению
Большинство людей, если электрический прибор выходит из строя, они берут его на ремонт или замену, хотя во многих случаях виноват резистор, тем более, что это один из самых распространенных элементов в любой цепи. Но есть и те, кто занимается ремонтом самостоятельно.
И часто у любителей авторемонта возникает вопрос, как правильно выбрать резистор для той или иной схемы.
Для этого берем простейшую схему, в которую входят блок питания и потребитель.
Еще вначале указывалось, что электричество имеет три основных характеристики: напряжение, ток и сопротивление. Именно по этим параметрам производятся все необходимые расчеты, используя для этого закон Ома.
Согласно этому закону, поскольку нам нужно определить сопротивление, напряжение следует разделить на силу тока.
Например, наш блок питания имеет цепь 12 В, 0,02 А.
Для определения сопротивления проводим математические расчеты — 12 / 0,02 и получаем сопротивление цепи 600 Ом.
Теперь перейдем к тому, как рассчитать сопротивление резистора для использования в конкретной цепи. Для примера возьмем блок питания на 12 В и потребитель (3,5 В, лампа накаливания 0,28 А).
Сначала рассчитывается сопротивление лампы — 3,5 / 0,28 = 12,5 Ом. Теперь выясним, какой ток будет протекать через имеющуюся лампу: для этого берем напряжение источника питания и делим на сопротивление: 12 / 12,5 = 0,96 А, что в 3,5 раза больше тока, необходимого для работы источника питания потребитель, а если подключить потребителя, нить лампы накаливания просто перегорит.
Для предотвращения перегорания требуется сопротивление в цепи 43,75 Ом (12,5 * 3,5). А так как лампа сама создает сопротивление, в схему нужно подключить дополнительный резистор на 30 Ом. В процессе расчетов получаем — 12 В / 42,5 Ом (сопротивление лампы и резистора) = 0,28 А.
То есть мы получили силу тока, необходимую для нормального функционирования потребителя. В этом случае элемент, включенный в схему, служил ограничителем тока.
Мощность рассеивания
Помимо сопротивления, у резистора есть еще один важный параметр — рассеиваемая мощность.
Любой резистор действует как своеобразный ограничитель и из-за своего сопротивления проводит через себя только определенное напряжение и ток. При этом избыток, которого не хватало, не накапливается в себе, а преобразует их в тепловую энергию и рассеивается.
Поэтому даны обозначения резисторов рассеивания мощности.
Несоответствие этого элемента по мощности рассеивания приведет к его перегреву и разрушению. Рассеиваемая мощность измеряется в ваттах.
Рассеиваемая мощность может определяться как проходящим через нее напряжением, так и силой тока.
Что касается напряжения, то формула расчета выглядит так:
Для расчета силы тока формула выглядит так:
Важным условием при выборе резистора по этому параметру является то, что его мощность рассеяния должна быть вдвое больше, чем полученная в расчетах.
Например, у нас ток 0,1А и сопротивление 100 Ом.
По формуле получаем мощность рассеивания 1 Вт (0,12 * 100 = 1), но для нормальной работы элемента подбираем резистор с мощностью рассеивания 2 Вт.
Обратите внимание, что все производимые резисторы имеют строго определенное значение рассеиваемой мощности, что облегчает их выбор.
Кроме того, вы также можете визуально определить, какова рассеиваемая мощность резистора. Здесь все просто, чем крупнее предмет, тем больше его стоимость.
Здесь мы рассмотрели резисторы — одни из самых распространенных элементов в любой электрической цепи автомобиля. Ведь они позволяют контролировать основные параметры электричества в результате всего лишь одной его характеристики.
Напоследок отметим, что при расчетах необходимо следить за размером параметров. То есть в нем используются только амперы, вольты и омы, и если указано, что ток равен 20 мА, это значение следует преобразовать в амперы, в результате получится значение 0,02 А.