1.2. Резисторы

Резистор представляет собой элемент, используемый в электрических и радиоэлектронных схемах в качестве активного электрического сопротивления и предназначенный для регулирования или ограничения тока в электрических цепях. Принцип их действия основан на свойстве токопроводящих материалов с большим удельным электрическим сопротивлением оказывать сопротивление проходящему электрическому току. В зависимости от конструкции и материала токопроводящего элемента резисторы подразделяются на непроволочные и проволочные. Конструкция непроволочного резистора представлены на рис. 4.

Рис. 4 Конструкция непроволочного резистора:

1 ‑ Керамический цилиндр, 2 – резистивный слой, 3 - наконечники, 4 – выводы, 5 – защитное покрытие

В непроволочных резисторах токопроводящий элемент изготавливают методом нанесения на керамическое основание тонкого слоя углерода или сплава металлов, обладающих высоким удельным сопротивлением, а в проволочных — его выполняют из провода с высоким и стабильным удельным сопротивлением (константан, манганин, нихром). По характеру изменения сопротивления резисторы подразделяются на постоянные и переменные, в том числе подстроечные. На принципиальных электрических схемах резисторы изображаются, как представлено на рисунке 5 и обозначаются латинской буквой R, далее идет число, указывающее порядковый номер резистора в схеме.

Рис. 5. Разновидности резисторов: а) постоянные, б) переменные, в) подстроечные

На рисунке 6 изображены постоянные резисторы.

Рис. 6. Постоянные резисторы и их обозначения

Основные характеристики резисторов ‑ это их номинальное сопротивление, рассеивающая мощность и точность изготовления.

Измеряется электрическое сопротивлении в Омах, килоомах (1 кОм – 10³ Ом), мегомах (1 МОм – 10³ кОм) и гигаомах (1 ГОм – 10³ Мом)

Мощность резисторов ‑ это максимальная тепловая мощность, которую прибор может рассеять в окружающую среду без перегрева и зависит от размеров охлаждающей поверхности.

1.3. Конденсаторы

Конденсатор (от лат condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком (рисунок 7), толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

Рис.7. Основа конструкции конденсатора

На рисунке 8 представлены различные виды конденсаторов для объемного монтажа.

Рис. 8 Различные конденсаторы для объемного монтажа

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.

В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74 либо международному стандарту IEEE 315‑1975.

Обозначение конденсаторов на схемах представлено в табл.1

Таблица 1

Обозначение по ГОСТ 2.728-74	Описание
С	Конденсатор постоянной ёмкости
С	Поляризованный конденсатор (электролитический)
С	Подстроечный (конденсатор переменной ёмкости)

Единица измерения емкости фарада (Ф).

Основные характеристики конденсатора.

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (мкФ) и пикофарадах (пФ) (1 мкФ = 10⁶ пФ). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

,

где ‑напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор, ‑ заряд,‑ емкость конденсатора.

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно (рис.9). При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею:

или .

Рис. 9. Параллельное соединение конденсаторов

Если необходимо получить емкость меньше номинальной, то конденсаторы соединяют последовательно (рис. 10). Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна:

или .

Рис. 10. Последовательное соединение конденсаторов

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Для переменного тока конденсатор представляет реактивное сопротивление, которое равно:

,

где ‑частота (Гц),‑ ёмкость конденсатора (Ф).

Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинальное. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя.