Почему ток течет в обход резистора?
На схеме с батарейкой, резистором и лампочкой, если дорисовать провода вокруг резистора, то ток будет бежать по этим проводам в обход резистора. Так ли это и почему? Разве ток не будет идти по всем возможным путям, в том числе и через резистор?
unt1tled ★★★★
09.04.15 12:28:06 MSK
Будет, даже по воздуху между полюсами батарейки, только всем по фиг из-за малой величины.
ilovewindows ★★★★★
( 09.04.15 12:31:30 MSK )
Если провода, которые ты дорисовал с нулевым сопротивлением, то это равнозначно тому что обн ножки резистора ты соединил друг с другом. А если сопротивление не нулевое, то ток пойдёт через провод и через резистор. Обратно пропорционально сопротивлениям резистров.
generator ★★★
( 09.04.15 12:32:47 MSK )
Почитай про делитель тока.
feofan ★★★★★
( 09.04.15 12:32:56 MSK )
man правила Кирхгофа
man закон Ома
man параллельное соединение
ymn ★★★★★
( 09.04.15 12:34:15 MSK )
Через резистор он тоже будет течь. Но поскольку ток распределится пропорционально сопротивлению проводников (и у провода сопротивление будет на несколько порядков меньше, чем у резистора), то его значение для резистора будет пренебрежимо мало, поэтому не учитывается.
KivApple ★★★★★
( 09.04.15 12:34:39 MSK )
Есть две дороги: на одной резисторы кручёны, на другой провода золочёны. Какой сам пойдёшь, какой мать поведёшь?
HeipaVai1o ★
( 09.04.15 12:44:23 MSK )
Пойдет, но такой малый, что предпочитают говорить «не идет».
buddhist ★★★★★
( 09.04.15 13:12:43 MSK )
om-nom-nimouse ★★
( 09.04.15 13:30:27 MSK )
А в школе чем занимался?
ya-betmen ★★★★★
( 09.04.15 13:35:09 MSK )
Ответ на: комментарий от ya-betmen 09.04.15 13:35:09 MSK
нууу. это было немного давно. темболее, я не инженер
unt1tled ★★★★
( 09.04.15 13:43:03 MSK ) автор топика
Я решил, что известная банда клоунов мимо игнора пробралась, а тут. Позор.
Medar ★★★★★
( 09.04.15 13:54:05 MSK )
если дорисовать провода вокруг резистора
То ты шунтируешь его проводником с бесконечно большой проводимостью. Соответственно проводимость такого соединения тоже бесконечна.
ток будет бежать по этим проводам в обход резистора
Нет, он будет «бежать» по резистору, только будет бесконечно мал.
olibjerd ★★★★★
( 09.04.15 14:00:11 MSK )
Последнее исправление: olibjerd 09.04.15 14:04:08 MSK (всего исправлений: 1)
Электроны ломятся куда только можно, но вот после перемыкания в обход резистора получается, что на одного электрона преодолевшего сопротивление приходится 100500 прошедших в обход по проводу. Очередная толпа электронов с обкладки батареи пойдёт в таком же соотношении. Пренебрегая можно сказать, что ток через резистор не идёт.
Это как молекулы воды в шланге — вода по большей части по шлангу, а не через маленькую трещину в нём.
1.02. Взаимосвязь напряжения и тока: резисторы
Тема эта очень обширна и интересна. В ней заключена суть электроники. Если попытаться изложить её в двух словах, то она посвящена тому, как можно сделать элемент, имеющий ту или иную характеристику, выраженную определённой зависимостью между током и напряжением, и как его использовать в схеме. Примерами таких элементов служат резисторы (ток прямо пропорционален напряжению), конденсаторы (ток пропорционален скорости изменения напряжения)! диоды (ток протекает только в одном направлении), термисторы (сопротивление зависит от температуры), тензорезисторы (сопротивление зависит от деформации) и т, д. Постепенно мы познакомимся с некоторыми экзотическими представителями этой плеяды; а сейчас рассмотрим самый нехитрый и наиболее распространённый элемент — резистор (рис. 1.2).
ПРИСТАВКИ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КРАТНЫХ И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ
Следующие приставки приняты для образования кратных и дольных единиц измерения в научной и инженерной практике:
| Множитель | Приставка | Обозначение |
|---|---|---|
| 10 12 | тера | Т |
| 10 9 | гига | Г |
| 10 6 | мега | М |
| 10 3 | кило | К |
| 10 -3 | мили | м |
| 10 -6 | микро | мк |
| 10 -9 | нано | н |
| 10 -12 | пико | пк |
| 10 -15 | фемто | ф |
При сокращённом обозначении дольных единиц измерения соответствующая приставка и условное обозначение единицы пишутся слитно. Обратите внимание на использование прописных и строчных букв, особенно м и М в приставках и обозначениях единиц: 1 мВт — это 1 милливатт, или тысячная доля ватта; 1 МГц — это 1 миллион герц. Полные наименования единиц измерения всегда пишутся со строчной буквы, даже если они образованы от имен собственных. Полное наименование единицы измерения с приставкой также всегда пишется со строчной буквы. Прописные буквы используются для условных сокращений единиц измерения. Например: герц и килогерц, но Гц и кГц; ватт, милливатт н мегаватт, но Вт, мВт, и МВт.
Сопротивление и резисторы. Интересно, что ток, протекающий через металлический проводник (или другой материал, обладающий некоторой проводимостью), пропорционален напряжению, приложенному к проводнику. (Что касается провода, который используется в качестве проводников в схемах, то его обычно берут достаточно большого сечения, чтобы можно было пренебречь падениями напряжения, о которых мы говорили выше.) Это ни в коем случае не обязательно для всех случаев жизни. Например, ток, протекающий через неоновую лампу, представляет собой нелинейную функцию от приложенного напряжения (он сохраняет нулевое значение до критического значения напряжения, а в критической точке резко возрастает). То же самое можно сказать и о целой группе других элементов — диодах, транзисторах, лампах и др. Если вас интересует, почему металлические проводники ведут себя именно так, советуем прочитать курс физики Berkeley Phisics Course, том И, разд. 4.03 — 4.07 (см. библиографию). Резисторы изготавливают из проводящего материала (графита, тонкой металлической или графитовой плёнки или провода, обладающего невысокой проводимостью). К каждому концу резистора прикреплён провод. Резистор характеризуется величиной сопротивления
R = U/I;
сопротивление R измеряется в омах, если напряжение U выражено в вольтах, а ток I в амперах. Это соотношение носит название «закон Ома». Резисторы наиболее распространённого типа — углеродистые композиционные — имеют сопротивление от 1 ома (1 Ом) до 22 мегаом (22 МОм). Резисторы характеризуются также мощностью, которую они рассеивают в пространство (наиболее распространены резисторы с мощностью рассеяния 1 /4 или 1 /2 Вт), и такими параметрами, как допуск (точность), температурный коэффициент, уровень шума, коэффициент напряжения (показывающий, в какой степени сопротивление зависит от приложенного напряжения), стабильность во времени, индуктивность и пр. Более подробную информацию о резисторах содержит раздел «Резисторы», а также приложения Б и Г в конце второго тома.
Грубо говоря, резисторы используются для преобразования напряжения в ток и наоборот. Этот вывод может показаться банальным, но скоро вы поймёте, что имеется в виду.
Последовательное и параллельное соединение резисторов. Из определения сопротивления следует несколько выводов)
1. Сопротивление двух последовательно соединённых резисторов равно: R = R1 + R2 (рис. 1.3).
При последовательном соединении резисторов всегда получаем большее сопротивление, чем сопротивление отдельного резистора.
2. Сопротивление двух параллельно соединённых резисторов (рис. 1.4) равно: R = R1R2/R1 + R2) или R = 1/(1/R1 + 1/R2).
При параллельном соединении резисторов всегда получаем меньшее сопротивление, чем сопротивление отдельных резисторов. Сопротивление измеряется в омах (Ом). На практике, когда речь идёт о резисторах с сопротивлением более 1000 Ом (1 кОм), иногда оставляют только приставку, опуская в обозначении «Ом», т. е. резистор с сопротивлением 10 кОм иногда обозначают как 10 к, а резистор с сопротивлением 1 МОм — как 1 М. На схемах иногда опускают и обозначение «Ом», оставляя только число. Может быть, все это кажется вам не очень интересным? Немного терпения, и мы перейдем к интересным практическим примерам,
Резисторы поистине вездесущи. Типы резисторов почти столь же многочисленны, как и схемы, в которых они применяются. Резисторы используются в усилителях, в качестве нагрузки для активных устройств, в схемах смещения и в качестве элементов обратной связи. Вместе с конденсаторами они используются для задания постоянной времени и работают как фильтры. Они служат для установки величин рабочих токов и уровней сигналов. В схемах питания резисторы используются для уменьшения напряжений за счёт рассеяния мощности, для измерения токов и для разряда конденсаторов после снятия питания. В прецизионных схемах они помогают устанавливать нужные токи, обеспечивать точные коэффициенты пропорциональности для напряжения, устанавливать точные коэффициенты усиления. В логических схемах резисторы выступают в качестве оконечных элементов линий и шин, «повышающих» и «понижающих» элементов. В высоковольтных схемах резисторы служат для измерения напряжений, для выравнивания токов утечки через диоды или конденсаторы, соединённые последовательно. На радиочастотах они используются даже в качестве индуктивностей.
Промышленность выпускает резисторы с сопротивлением от 0,01 Ом до 10 12 Ом и мощностью от 1 /8 до 250 Вт с допуском от 0,005 до 20%. Резисторы изготавливают из графитовых смесей, металлических пленок, проводов, накрученных на каркас, или на основе полупроводниковых элементов, подобных полевым транзисторам. Наиболее распространены углеродистые композиционные резисторы, имеющие мощность 1 /4 или 1 /2 Вт. Существует стандартный диапазон значений сопротивлений — от 1 Ом до 100 МОм, причем для резисторов с допуском на сопротивление, равным 5%, выпускается в два раза больше значений сопротивлений, чем для резисторов с допуском 10%. Мы рекомендуем использовать резисторы фирмы Allen Brodley типа AВ ( 1 /4 Вт, 5 %), так как они имеют понятную маркировку, стабильные характеристики и надежное соединение с проводниками выводов.
Резисторы настолько просты в обращении, что очень часто их принимают как нечто само собой разумеющееся. Между тем они не идеальны, и стоит обратить внимание на некоторые их недостатки. Возьмем, например, получившие широкое распространение резисторы композиционного типа с допуском 5%. Они хороши почти для любых схем с некритичными параметрами, но невысокая стабильность этих резисторов не позволяет использовать их в прецизионных схемах. Следует помнить об ограничениях, свойственных этим элементам, чтобы в один прекрасный день не оказаться разочарованным. Основной недостаток состоит в изменении сопротивления во времени под действием температуры, напряжения, влажности. Другие недостатки связаны с индуктивными свойствами (они существенно сказываются на высоких частотах), с наличием термальных точек в мощных схемах или шумов в усилителях с низким уровнем шума. Ниже приводятся параметры резисторов в самых жестких условиях эксплуатации; обычно условия бывают лучше, по правильнее рассчитывать на худшее.
Характеристики резисторов фирмы Allen Bradley, серия АН, тип СВ
Стандартный допуск в номинальных условиях составляет 5%. Максимальная мощность при температуре окружающей среды 70°С составляет 0,25 Вт, при этом внутренняя температура повышается до 150°С. Максимальное приложенное напряжение составляет (0,25R) 1/2 или 250 В (меньшее из двух значений). Однократное превышеипе напряжения до 400 В в течение 5 с вызывает необратимое изменение сопротивления на 2%.
| Изменение сорротивления % | (R = 1 Ком) | (R = 10 Мом) | Необратимое? |
|---|---|---|---|
| Пайка (350°С на расстоянии 3 мм) | ±2 | ±2 | Да |
| Циклическая нагрузка (50 циклов ВКЛ/ВЫКЛ за 1000 ч) | +4-6 | +4-6 | » |
| Видрация (20g) и удар (100g) | ±2 | ±2 | » |
| Влажность (95%-ная отн. влажность при 40°C) | +6 | +10 | Нет |
| Коэффициент напряжения (изменение, = 10 В) | -0.15 | -0.3 | » |
| Температура (от 25 до -15°С) | +2.5 | +4.5 | » |
| Температура (от 25 до 85°С) | +3.3 | +5.9 | » |
В схемах, где требуется высокая точность или стабильность, следует использовать резисторы из металлической пленки с допуском 1%. Они обеспечивают стабильность не хуже 0,1% в нормальных условиях и ие хуже 1% в самых жестких условиях. Прецизионные проволочные резисторы способны удовлетворить наиболее высоким требованиям.
Если ожидается, что мощность, рассеиваемая в схеме, будет составлять более 0,1 Вт, то следует выбрать резистор с большим значением рассеиваемой мощности. Композиционные углеродистые резисторы характеризуются мощностью до 2 Вт, а мощные проволочные резисторы — более высокими значениями. Для мощных схем наилучшие характеристики обеспечивает резистор с отводом тепла. Резисторы этого типа выпускаются с допуском 1 % и могут надежно работать при собственной температуре до 250°С в течение длительного периода времени.
Упражнение 1.1. Возьмем два резистора сопротивлением 5 и 10 кОм. Чему равно сопротивление при (а) последовательном и (б) параллельном их соединении?
Упражнение 1.2. Какую мощность будет рассеивать в пространство резистор с сопротивлением 1 Ом, подключенный к батарее автомобиля с напряжением 1В?
Упражнение 1.3. Докажите справедливость формул для сопротивления последовательного и параллельного соединения резисторов
Упражнение 1.4. Покажите, что сопротивление нескольких параллельно соединенных резисторов определяется следующим образом:
Секрет резисторов, соединенных параллельно: начинающие часто приступают к сложным алгебраическим выкладкам или углубляются в законы электроники, а здесь как раз лучше всего воспользоваться интуитивным правилом. Приступим теперь к освоению интуитивных правил и развитию интуиции.
Правило 1. Сопротивление двух резисторов, один из которых обладает большим сопротивлением, а другой малым, соединенных между собой последовательно (параллельно), приблизительно равно большему (меньшему) из двух сопротивлений.
Правило 2. Допустим, вы хотите узнать, чему равно сопротивление двух параллельно соединенных резисторов, обладающих сопротивлением 5 и 10 кОм. Если вообразить, что резистор сопротивлением 5 кОм представляет собой параллельное соединение двух резисторов сопротивлением 10 кОм, то схема будет представлена параллельным соединением трех резисторов с сопротивлением 10 кОм. Так как сопротивление одинаковых параллельно соединенных резисторов равно 1/n-й части сопротивления одного из них, то ответ в нашей задаче будет 10 кОм/3 или 3,33 кОм. Это правило полезно усвоить, так как с его помощью можно быстро проанализировать схему «в уме». Мы хотим, чтобы вы научились решать стоящие перед вами задачи, имея под рукой минимум — оборотную сторону почтового конверта и ручку. Тогда блестящие идеи, возникшие у вас в любой момент, не будут встречать препятствий на пути своего развития.
И еще несколько принципов нашей доморощенной философии: среди начинающих наблюдается тенденция вычислять значения сопротивлений резисторов и характеристики других компонентов схем с большой точностью, доступность же карманных калькуляторов в наше время помогает развитию этой тенденции. Поддаваться ей не следует по двум причинам: во-первых, компоненты сами по себе имеют определенную конечную точность (наиболее распространенные резисторы — ±5%; характеристики транзисторов, например, часто задаются одним-двумя коэффициентами); во-вторых, одним из признаков хорошей схемы является ее нечувствительность к точности величин компонентов (бывают, конечно, и исключения). И еще: вы скорее придете к интуитивному пониманию схем, если разовьете в себе способность быстро прикидывать «в уме», а не будете увлекаться вычислениями с ненужной точностью на красивых калькуляторах.
Некоторые считают, что, для того чтобы скорее научиться оценивать величину сопротивления, полезно вводить понятие проводимость, G = I/R. Ток, протекающий через элемент с проводимостью G, к которому приложено напряжение U, определяется как
I = GU, (это закон Ома). Чем меньше сопротивление проводника, тем больше его проводимость и тем больше ток, протекающий под воздействием напряжения, приложенного между концами проводника.
С этой точки зрения формула для определения сопротивления параллельно соединенных проводников вполне очевидна; если несколько резисторов или проводящих участков подключены к одному и тому же напрялсению, то полный ток равен сумме токов, протекающих в отдельных ветвях. В связи с этим проводимость соединения равна сумме отдельных проводимостей составных элементов: G = G1 + G2 + G3 + . , a это выражение эквивалентно выражению для параллельно соединенных резисторов, приведенному выше.
Инженеры неравнодушны к обратным величинам, и в качестве единицы измерения проводимости они установили 1 сименс (1 См = 1/1 Ом), который иногда называют «мо» («ом» наоборот). Хотя понятие проводимости и помогает развить интуицию в отношении сопротивлений резисторов, широкого применения оно не находит, и большинство предпочитает иметь дело с величинами сопротивлений, а не проводимости.
Мощность и резисторы. Мощность, рассеиваемая резистором или любым другим элементом, определяется как Р = UI. Пользуясь законом Ома, эту формулу можно записать в другом видез P = I 2 R или Р = U 2 /R.
Упражнение 1.5. Возьмем схему, работающую от батареи с напряжением 15 В. Докажите, что независимо от того, как будет включен в схему резистор, обладающий сопротивлением более 1 кОм. мощность на нем не превысит 1/4 Вт.
Упражнение 1.6. Дополнительное упражнение: для Нью-Йорка требуется 10 10 Вт электрической энергии при напряжении 110 В (цифры вполне правдоподобны: 10 млн. жителей, каждый потребляет в среднем 1 кВт электроэнергии). Высоковольтный кабель может иметь диаметр 25,4 мм. Давайте подсчитаем, что произойдет, если в качестве кабеля взять провод из чистой меди диаметром 0,305 м. Сопротивление такого провода составляет 0,05 мкОм (5 — 10 -8 Ом) в расчете на 0,305 м. Определите: а) потери мощности в расчете на 0,305 м, исходя из того, что потери оцениваются величиной I 2 R: б) длину кабеля, на которой будут потеряны все 10 10 Вт, в) если вы знаете физику, определите, до какой температуры нагреется кабель (σ = 6·10 — 12 BT/(K 4 см 2 )).
Если расчет выполнен правильно, то результат. вероятно, удивил вас. Как же разрешить проблему?
Вход и выход. Практически во всех электронных схемах что-либо подается на вход (обычно это напряжение) и соответственно снимается с выхода (это также чаше всего напряжение). Например, с выхода усилителя звуковой частоты снимается напряжение (оно имеет переменное значение), которое в 100 раз превышает входное напряжение (изменяющееся аналогично). В этом усилителе выходное напряжение рассматривается для данного значения напряжения, действующего на входе. Инженеры пользуются понятием передаточной функции Н, которая представляет собой отношение напряжения, измеренного на выходе, к напряжению, действующему на входе: для вышеупомянутого усилителя звуковой частоты Н — это постоянная величина (Н = 100). К изучению усилителей мы приступим в следующей главе. Однако, уже сейчас, имея представление только о резисторах, мы рассмотрим делитель напряжения (по сути он является «де-усилителем»), который играет немаловажную роль в электронных схемах.
Резисторы, ток и напряжение
В этой статье мы рассмотрим резистор и его взаимодействие с напряжением и током, проходящим через него. Вы узнаете, как рассчитать резистор с помощью специальных формул. В статье также показано, как специальные резисторы могут быть использованы в качестве датчика света и температуры. Представление об электричестве Новичок должен быть в состоянии представить себе электрический ток. Даже если вы поняли, что электричество состоит из электронов, движущихся по проводнику, это все еще очень трудно четко представить себе. Вот почему я предлагаю эту простую аналогию с водной системой, которую любой желающий может легко представить себе и понять, не вникая в законы. 
Обратите внимание, как электрический ток похож на поток воды из полного резервуара (высокого напряжения) в пустой(низкое напряжение). В этой простой аналогии воды с электрическим током, клапан аналогичен токоограничительному резистору.
Из этой аналогии можно вывести некоторые правила, которые вы должны запомнить навсегда:
— Сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает
— Для того чтобы протекал ток, на концах проводника должны быть разные потенциалы.
— Количество воды в двух сосудах можно сравнить с зарядом батареи. Когда уровень воды в разных сосудах станет одинаковым, она перестанет течь, и при разряде аккумулятора, разницы между электродами не будет и ток перестанет течь.
— Электрический ток будет увеличиваться при уменьшении сопротивления, как и скорость потока воды будет увеличиваться с уменьшением сопротивления клапана. Я мог бы написать гораздо больше умозаключений на основе этой простой аналогии, но они описаны в законе Ома ниже. Резистор 
Резисторы могут быть использованы для контроля и ограничения тока, следовательно, основным параметром резистора является его сопротивление, которое измеряется в Омах. Не следует забывать о мощности резистора, которая измеряется в ваттах (Вт), и показывает, какое количество энергии резистор может рассеять без перегрева и выгорания. Важно также отметить, что резисторы используются не только для ограничения тока, они также могут быть использованы в качестве делителя напряжения для получения низкого напряжения из большего. Некоторые датчики основаны на том, что сопротивление варьируется в зависимости от освещённости, температуры или механического воздействия, об этом подробно написано в конце статьи. Закон Ома 
Понятно, что эти 3 формулы выведены из основной формулы закона Ома, но их надо выучить для понимания более сложных формул и схем. Вы должны быть в состоянии понять и представить себе смысл любой из этих формул. Например, во второй формуле показано, что увеличение напряжения без изменения сопротивления приведет к росту тока. Тем не менее, увеличение тока не увеличит напряжение (хотя это математически верно), потому что напряжение — это разность потенциалов, которая будет создавать электрический ток, а не наоборот (см. аналогию с 2 емкостями для воды). Формула 3 может использоваться для вычисления сопротивления токоограничивающего резистора при известном напряжении и токе. Это лишь примеры, показывающие важность этого правила. Вы сами узнаете, как использовать их после прочтения статьи. Последовательное и параллельное соединение резисторов Понимание последствий параллельного или последовательного подключения резисторов очень важно и поможет вам понять и упростить схемы с помощью этих простых формул для последовательного и параллельного сопротивления: 
В этом примере схемы, R1 и R2 соединены параллельно, и могут быть заменены одним резистором R3 в соответствии с формулой:
В случае с 2-мя параллельно соединёнными резисторами, формулу можно записать так:
Кроме того, что эту формулу можно использовать для упрощения схем, она может быть использована для создания номиналов резисторов, которых у вас нет.
Отметим также, что значение R3 будет всегда меньше, чем у 2 других эквивалентных резисторов, так как добавление параллельных резисторов обеспечивает дополнительные пути
электрическому току, снижая общее сопротивление цепи. 
Последовательно соединённые резисторы могут быть заменены одним резистором, значение которого будет равно сумме этих двух, в связи с тем, что это соединение обеспечивает дополнительное сопротивление тока. Таким образом, эквивалентное сопротивление R3 очень просто вычисляется: R3=R1+R2 В интернете есть удобные он-лайн калькуляторы для расчета последовательного и параллельного соединения резисторов. Токоограничивающий резистор 
Самая основная роль токоограничивающих резисторов — это контроль тока, который будет протекать через устройство или проводник. Для понимания их работы, давайте сначала разберём простую схему, где лампа непосредственно подключена к 9В батареи. Лампа, как и любое другое устройство, которое потребляет электроэнергию для выполнения определенной задачи (например, светоизлучение) имеет внутреннее сопротивление, которое определяет его текущее потребление. Таким образом, отныне, любое устройство может быть заменено на эквивалентное сопротивление. 
Теперь, когда лампа будет рассматриваться как резистор, мы можем использовать закон Ома для расчета тока, проходящего через него. Закон Ома гласит, что ток, проходящий через резистор равен разности напряжений на нем, поделенное на сопротивление резистора: I=V/R или точнее так:
I=(V1-V2)/R
где (V1-V2) является разностью напряжений до и после резистора. 
Теперь обратите внимание на рисунок выше, где добавлен токоограничительный резистор. Он будет ограничивать ток идущий к лампе, как это следует из названия. Вы можете контролировать, количество тока протекающего через лампу, просто выбрав правильное значение R1. Большой резистор будет сильно снижать ток, а небольшой резистор менее сильно (так же, как в нашей аналогии с водой). Математически это запишется так:
Из формулы следует, что ток уменьшится, если значение R1 увеличится. Таким образом, дополнительное сопротивление может быть использовано для ограничения тока. Однако важно отметить, что это приводит к нагреву резистора, и вы должны правильно рассчитать его мощность, о чем будет написано дальше. Вы можете воспользоваться он-лайн калькулятором для расчета токоограничительного резистора светодиода. Резисторы как делитель напряжения 
Как следует из названия, резисторы могут быть использованы в качестве делителя напряжения, другими словами, они могут быть использованы для уменьшения напряжения путем деления его. Формула:
Если оба резистора имеют одинаковое значение (R1=R2=R), то формулу можно записать так:
Другой распространенный тип делителя, когда один резистор подключен к земле (0В), как показано на рисунке 6B.
Заменив Vb на 0 в формуле 6А, получаем:
Узловой анализ Теперь, когда вы начинаете работать с электронными схемами, важно уметь их анализировать и рассчитывать все необходимые напряжения, токи и сопротивления. Есть много способов для изучения электронных схем, и одним из наиболее распространенных методов является узловой, где вы просто применяете набор правил, и рассчитываете шаг за шагом все необходимые переменные. Упрощенные правила узлового анализа Определение узла 
Узел – это любая точка соединения в цепи. Точки, которые связаны друг с другом, без других компонентов между ними рассматриваются как единый узел. Таким образом, бесконечное число проводников в одну точку считаются одним узлом. Все точки, которые сгруппированы в один узел, имеют одинаковые напряжения. Определение ветви 
Ветвь представляет собой набор из 1 и более компонентов, соединенных последовательно, и все компоненты, которые подсоединены последовательно к этой цепи, рассматриваются как одна ветвь. 
Все напряжения обычно измеряются относительно земли напряжение на которой всегда равно 0 вольт. Ток всегда течет от узла с более высоким напряжением на узел с более низким. Напряжение на узле может быть высчитано из напряжения около узла, с помощью формулы:
V1-V2=I1*(R1)
Перенесем:
V2=V1-(I1*R1)
Где V2 является искомым напряжением, V1 является опорным напряжением, которое известно, I1 ток, протекающий от узла 1 к узлу 2 и R1 представляет собой сопротивление между 2 узлами. Точно так же, как и в законе Ома, ток ответвления можно определить, если напряжение 2х соседних узлах и сопротивление известно:
I 1=(V1-V2)/R1 Текущий входящий ток узла равен текущему выходящему току, таким образом, это можно записать так: I 1+ I3=I2 Важно, чтобы вы были в состоянии понимать смысл этих простых формул. Например, на рисунке выше, ток протекает от V1 до V2, и, следовательно, напряжение V2 должно быть меньше, чем V1.
Используя соответствующие правила в нужный момент, вы сможете быстро и легко проанализировать схему и понять её. Это умение достигается практикой и опытом. Расчет необходимой мощности резистора При покупке резистора вам могут задать вопрос: «Резисторы какой мощности вы хотите?» или могут просто дать 0.25Вт резисторы, поскольку они являются наиболее популярными.
Пока вы работаете с сопротивлением больше 220 Ом, и ваш блок питания обеспечивает 9В или меньше, можно работать с 0.125Вт или 0.25Вт резисторами. Но если напряжение более 10В или значение сопротивления менее 220 Ом, вы должны рассчитать мощность резистора, или он может сгореть и испортить прибор. Чтобы вычислить необходимую мощность резистора, вы должны знать напряжение через резистор (V) и ток, протекающий через него (I):
P=I*V
где ток измеряется в амперах (А), напряжение в вольтах (В) и Р — рассеиваемая мощность в ваттах (Вт) На фото предоставлены резисторы различной мощности, в основном они отличаются размером. 
Разновидности резисторов Резисторы могут быть разными, начиная от простых переменных резисторов (потенциометров) до реагирующих на температуру, свет и давление. Некоторые из них будут обсуждаться в этом разделе. Переменный резистор (потенциометр) 
На рисунке выше показано схематическое изображение переменного резистора. Он часто упоминается как потенциометр, потому что он может быть использован в качестве делителя напряжения. 
Они различаются по размеру и форме, но все работают одинаково. Выводы справа и слева эквивалентны фиксированной точке (например, Va и Vb на рисунке выше слева), а средний вывод является подвижной частью потенциометра, а также используется для изменения соотношения сопротивления на левом и правом выводах. Следовательно, потенциометр относится к делителям напряжения, которым можно выставить любое напряжение от Va к Vb.
Кроме того, переменный резистор может быть использован как тока ограничивающий путем соединения выводов Vout и Vb, как на рисунке выше (справа). Представьте себе, как ток будет течь через сопротивление от левого вывода к правому, пока не достигнет подвижной части, и пойдет по ней, при этом, на вторую часть пойдет очень мало тока. Таким образом, вы можете использовать потенциометр для регулировки тока любых электронных компонентов, например лампы. LDR (светочувствительные резисторы) и термисторы Есть много датчиков основанных на резисторах, которые реагируют на свет, температуру или давление. Большинство из них включаются как часть делителя напряжения, которое изменяется в зависимости от сопротивления резисторов, изменяющегося под воздействием внешних факторов. 
Терморезисторы 
Фоторезистор (LDR) Как вы можете видеть на рисунке 11A, фоторезисторы различаются по размеру, но все они являются резисторами, сопротивление которых уменьшается под воздействием света и увеличивается в темноте. К сожалению, фоторезисторы достаточно медленно реагируют на изменение уровня освещённости, имеют достаточно низкую точность, но очень просты в использовании и популярны. Как правило, сопротивление фоторезисторов может варьироваться от 50 Ом при солнце, до более чем 10МОм в абсолютной темноте. 
Как мы уже говорили, изменение сопротивления изменяет напряжение с делителя. Выходное напряжение можно рассчитать по формуле:
Если предположить, что сопротивление LDR изменяется от 10 МОм до 50 Ом, то Vout будет соответственно от 0.005В до 4.975В. Термистор похож на фоторезистор, тем не менее, термисторы имею гораздо больше типов, чем фоторезисторы, например, термистор может быть либо с отрицательным температурным коэффициентом (NTC), сопротивление которого уменьшается с повышением температуры, или положительным температурным коэффициентом (PTC), сопротивление которого будет увеличиваться с повышением температуры. Сейчас термисторы реагируют на изменение параметров среды очень быстро и точно. Схемотехническое обозначение резисторов 
Про определение номинала резистора используя цветовую маркировку можно почитать здесь. Оригинал статьи
Теги:
Шпакунов А. 
Опубликована: 2012 г. 
0 
2
Вознаградить Я собрал 0 2
Оценить статью
- Техническая грамотность
Что происходит с током в момент замыкания цепи?
Пусть имеем следующую цепь
Пусть резисторы имеют сопротивление 300 Ом, 200 Ом, 100 Ом
Когда цепь разомкнута, тока нет, напряжения нет, электроны есть
Когда замыкают цепь — электроны начинают двигаться и тут возникают следующие вопросы:
электроны начинают двигаться во всех точках цепи одновременно, т.е и до резисторов и после них, и между ними. как будто бы часть которая после резисторов должна двигаться быстрее т.к у неё на пути нет препятствий, а часть которая идет через резисторы — идет медленнее. Это верно?
Если верно, то получается ток постепенно стабилизируется и потом уже имеет постоянное значение по всей цепи, а в начале он должен быть нестабильным и не иметь фиксированного значения?
Толком не получается найти информации по этому моменту, либо я что-то не так понимаю в происходящем
Хотелось бы понять хотя бы куда копать, а то везде всё что находится — ток постоянный, сопротивление складывается, почему складывается а не например берется наибольшее, непонятно
- Вопрос задан более двух лет назад
- 941 просмотр
Комментировать
Решения вопроса 0
Ответы на вопрос 5
Армянское Радио @gbg Куратор тега Электроника
Любые ответы на любые вопросы
Это слишком большая кроличья нора для того, чтобы в нее просто так погружаться.
1. Нужно различать реально существующую цепь и ее математическую модель. В реально существующей цепи нет идеальных резисторов и проводов — у резистора будет, например, паразитная индуктивность, ключ, который мы замыкаем в начале эксперимента, будет замыкаться не сразу, а давать дребезг в виде нескольких импульсов тока и так далее.
Но влияние всех этих эффектов либо чрезвычайно кратковременно, либо мало по величине — поэтому его не учитывают.
Начертив схему только из резисторов и ключа, вы сразу делаете предположения, что резисторы идеальны (не имеют паразитной индуктивности), что вся конструкция идеальна (нет так называемой «емкости» монтажа), что ключ включается моментально, и переходного процесса просто нет.
Если же нужно учесть все отброшенное выше, у вас фактически получится другая схема (добавятся емкости и индуктивности), и анализировать вы будете не постоянных ток, а переходный процесс, что потребует составляения векторных уравнений для комплексного тока.
Почему у резисторов суммируются сопротивления — если коротко, то потому, что на основании проведенных учеными наблюдений установлено (Георгом Омом в частности), что вещества ведут себя вот так вот. Для электротехнических расчетов нет большого смысла углубляться в молекулярную физику происходящего, но если очень хочется:
можно представить себе резистор как трамай РВЗ-6, у которого одна дверь в начале кузова и одна дверь в конце. Носителям заряда очень сильно нужно пробежать трамвай строго от одной двери до другой (в тиктоке новый челлендж). Количество носителей заряда, пробежавших через трамвай в единицу времени — это прямо по определению сила тока в цепи — прямо пропорционально свойству «забитость трамвая пассажирами» — чем больше пассажиров, тем меньше бегунов-зарядов в единицу времени может через себя пропустить трамвай. Таким образом, ставя подряд несколько трамваев и проводя челлендж, можно установить закон скорости пробегания тиктокеров через трамфай, который будет по форме идентичен закону Ома.
Более того, трамвайная модель также позволяет попутно воспроизвести закон Джоуля-Ленца — пихающиеся тиктокеры будут все больше бесить публику в трамвае — вырабатывая хейт (а резистор вырабатывает тепло — heat). И при большом потоке тиктокеров трамвай взбесится (а резистор — перегорит)
Ответ написан более двух лет назад
Нравится 3 1 комментарий
plxel @plxel Автор вопроса
спасибо за ответ!
тиктоком не пользуюсь, но смысл понятен
пойду копать кроличью нору 🙂
электроны начинают двигаться во всех точках цепи одновременно
да, все электроны начинают движение практически мгновенно.
при подачи разности потенциалов по электропроводящей цепи мгновенно (со скоростью света) распространяется электрическое поле.
возникает градиент электрического поля и под действием это градиента электроны начинают изменять свое движение, обусловленное теплвой энергией, появляется течение переджвижение электронов поддействием электрического поля — «ток» пропорциональный градиенту электрическокого поля, т.е. напряжением электрического поля на этом участке , и обратно пропорционально сопротивлению движения электронов на данном участке.
скорость теплового движения электронов при температуре 27 градусов 1,1*10^5 м/с = 1100 км/с
скорость упорядочного движения электронов при токе 10^7 А/м2 = 10 А/мм2 (очень большая плотность тока) равна 7,8*10^-4 м/с = 0,78 мм/с
пруф
отличия как видишь на большие порядки. ~10^8 для скорости тепловой движения и отличие ~10^13 от скорости света
Ответ написан более двух лет назад
Нравится 2 2 комментария
Хочу заметить, что ещё существует процесс растекания тока, т.е. на больших поверхностях электроны начинают двигаться в разное время.
Griboks, я старался обойти переходные процессы, во первых если их рассматривать полноценно то получается очень сложно, плюс надо учитывать что скорость света зависит от параметров среды и т.д и т.п.
во-вторых вопрос задан так что объяснять всю глубину переходных процессов пришлось очень долго да и побольшому счету бесполезно.
Михаил @Akela_wolf
Extreme Programmer
как будто бы часть которая после резисторов должна двигаться быстрее т.к у неё на пути нет препятствий, а часть которая идет через резисторы — идет медленнее. Это верно?
Нет. Скорость движения электронов (количество заряда проходящее через сечение провода в единицу времени) постоянна. Если быть точным — после замыкания цепи очень быстро становится постоянной, переходным процессом, как правило, можно пренебречь.
Препятствие на пути электронов (резистор) выражается в том, что на соответствующем участке цепи действует большая разность потенциалов (напряжение). U1, U2, U3 пропорциональны номиналам резисторов (по закону Ома).
Ответ написан более двух лет назад
Нравится 1 3 комментария
plxel @plxel Автор вопроса
ну меня вот собственно интересовал момент вот этого переходного процесса
т.е в переходный процесс она непостоянная получается
Михаил @Akela_wolf
plxel, в переходном процессе, как правильно указал Армянское Радио нужно учитывать не только сопротивления, но и паразитные емкости и индуктивности. И там все будет сложно. Если говорить о скорости движения электронов, то она вряд ли будет отличаться на участках цепи (я не уверен, но не вижу почему она должна отличаться), но она будет изменяться во время переходного процесса по сложному закону, пока не установится стационарный режим.
plxel @plxel Автор вопроса
ага, понятно
Николай Савельев @AgentSmith
Это мой правильный ответ на твой вопрос
Вот здесь наглядно
https://www.youtube.com/watch?v=6Hv2GLtnf2c
Ответ написан более двух лет назад
plxel @plxel Автор вопроса
после этого стоит посмотреть https://www.youtube.com/watch?v=MirpvMansc8
Не забывайте кликать кнопку «Отметить решением»!
Не тушуйтесь, подобные вопросы возникали практически у всех, кто начинает постигать электротехнику. Вот как учили всему этому нас, лет эдак 50 назад.
1. Любая действующая электроцепь имеет вид кольца, состоящего из последовательно соединённых источников электрического поля (электрофизики говорят — ЭДС) и всего прочего, на чём это электрополе распределяется (резисторов, выключателей и т.п.). Всё это может присутствовать в любом количестве, и тогда действие однотипных элементов цепи придётся суммировать.
2. Если в цепи присутствует разомкнутый выключатель, то цепь всё равно можно продолжать рассматривать как кольцевую, просто один из входящих в неё элементов имеет бесконечно большое сопротивление, и поэтому на него распределяется сумма электрических полей всех источников. Ввиду бесконечного общего сопротивления цепи ток в ней отсутствует.
3. Если замкнуть выключатель, то электрополе, распространяющееся со скоростью света, моментально перераспределяется пропорционально сопротивлениям участков цепи. Этим способом цепь «узнаёт», какой величины ток в ней будет получаться (он ведь в последовательной цепи одинаковый по всему кольцу). Электроны начинают медленно проталкиваться сквозь кристаллическую решетку металлических проводов, и отдавая им свою энергию, нагревают их.
4. На одновременность движения электронов влияют местные свойства отдельных участков цепи — индуктивность, ёмкость. Они умеют на некоторое время запасать энергию поля (поэтому профи называют их реактивностями), и это в некоторой степени изменяет равномерное распределение поля. В установившемся режиме работы это не важно, поскольку действует ограниченное время, но если кого-то интересуют быстрые изменения тока, то это приходится учитывать отдельно.
5. Выше я описал самый простой режим работы цепи — установившийся. Но электротехника неисчерпаема, в ней случаюся удивительные штуки — например, немного поигравшись с т.н. «нелинейными элементами» и реактивностями, можно получить в последовательной цепи участки, в которых ток будет многократно превышать тот средний, который течёт по всей остальной цепи. Но это вам сейчас не нужно, и упомянуто мною только лишь для того, чтобы заинтересовать.