Вычисление сопротивления резистора по цветовой кодировке

Номиналы резисторов представлены так называемыми рядами резисторов (например ряд Е24

). Ряды резисторов являются результатом стандартизации номинальных значений резисторов. Для постоянных резисторов существует шесть, так называемых, рядов: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192, а для переменных резисторов установлен один ряд — Е6. Кроме того существует дополнительный ряд Е3. Цифра после буквы E обозначает число номинальных значений сопротивлений резисторов в каждом десятичном интервале.

Номиналы резисторов соответствуют числам в приведенных ниже таблицах или числам, полученным умножением или делением этих чисел на 10n (где n – целое положительное или отрицательное число). Например, по ряду Е6 номиналы резисторов в каждой декаде должны соответствовать числам 1; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 или числам, полученным умножением или делением этих чисел на 10n, где n — целое положительное или отрицательное число. Например 10, 100, 15, 150 или 0.1, 0.01, 0.15, 0.015 и т.д. Принцип построения рядов Е48, Е96 и Е192 аналогичен приведенному с той лишь разницей, что увеличивается число промежуточных значений номиналов.

Что такое ряд номиналов?

Данное понятие устанавливает определенную закономерность чередования значений для любых радиодеталей, включая и резисторы. Впервые существующий стандарт был утвержден еще в 1948году и получил обозначение латинской буквой E, означающей EIA в расшифровке Electronic Industries Alliance. Следом за буквой E указывается цифра, обозначающая конкретную линейку значений, она же показывает число доступных в этом ряду номиналов. К примеру, E6 разбивает номинальные мощности, емкости или сопротивления в пределах от 0 до 10 на шесть единиц, если сравнить с E96, то в нем этих единиц окажется уже 96.

С математической точки зрения, номинальные величины представляют собой логарифмическую функцию, поэтому шаг изменения номинальных сопротивлений можно определить по формуле:

где n – это порядковый номер конкретного члена, а N – это номер ряда.

Чтобы подобрать из предложенных линеек данных нужную модель, установленное значение, к примеру, у E12 – это 1… 1,2 … 1,5 … и т.д. и умножается на десятичный множитель – 10, 100, 1000 и т.д. до достижения желаемой величины. Всего выделяют семь стандартных номиналов, правда, первый из них сегодня уже не выпускают, но встретить в старых устройствах его вы еще можете. Далее рассмотрим особенности каждого из ряда номиналов деталей.

Как образуется

Мощность резистора

Формирование рядов резисторов производится строго в соответствии с правилами, определяемыми технологией изготовления данных радиодеталей. Поскольку любой изготовленный на производстве резистивный компонент имеет некоторую погрешность своего основного параметра (сопротивления), и значения этих отклонений могут быть разными, простое использование непрерывных рядов становится нерелевантным.

К примеру, у детали с указанным заводом-производителем сопротивлением в 100 Ом и отклонением в 10% реальный показатель может составлять 104 Ом, тогда изготавливать отдельный компонент, обладающий данным номиналом, становится бессмысленно. Следующим в такой линейке может быть использован резистор в 120 Ом, на нижней границе допустимого интервала будет иметься показатель 108 Ом, а на верхней – 132. Дальнейшим элементом можно поставить резистор примерно 150 Ом. Возникает необходимость в системе, в которой учитывались бы как номинал, так и диапазон его возможных изменений.

По подобному принципу может быть сформирован список радиодеталей с выбранной погрешностью. Если она составляет 10%, список полагается делать состоящим из 12 единиц. Если стоит цель добиться более точной категоризации (например, погрешность в 5%), элементы будут более плотно сидящими, без большого разрыва по значениям между соседними, а число их будет вдвое больше. Из этих величин можно формировать табличные сводки. Таблицы для разных серий будут отличаться между собой количеством задействованных символов и разнесенностью номинальных значений.

Резисторная серия Е12

Ряд Е3

Номинальный ряд Е3 включает в себя только три величины сопротивления: 1; 2,2; 4,7. Помимо этого электрическое сопротивление резисторов может иметь отклонение от заявляемого параметр. То же может повторять и емкость конденсатора, и другие характеристики деталей электронных схем, подчиняющихся стандартам Е3. Нормальными колебаниями основных характеристик считаются не более 50%, это означает, что если вы хотите приобрести непроволочный резистор на 10 Ом, то завод может выпускать его в пределах от 5,1 до 14,9 Ом, не выступая за отведенные стандартом границы.

SMD резисторы

Резисторы SMD ввиду своих незначительных размеров имеют индивидуальную маркировку. Это могут быть как цифры, так и цифры с буквами. Обозначения встречаются в трёх вариациях:

1. Три цифры – два первых знака покажут значение сопротивления, а последний — множитель.
2. Четыре цифры – три начальные из них указывают сопротивление резистора, а четвёртая расскажет о множителе.
3. Две цифры и символ – в первых двух цифрах скрывается показатель сопротивления, но для их расшифровки потребуется воспользоваться таблицей. Символ же обозначит множитель.

Учитывать необходимо и букву, которая указывает множитель: S=10¯²; R=10¯¹; B=10; C=10²; D=10³; E=10⁴.

Что же касается любителей и новичков, то для них значительно проще определить номинал деталей с помощью таблиц, которые можно распечатать и всегда держать под рукой, или онлайн-калькуляторов, помогающих точно определить параметры детали.

Ряд Е6

Здесь для обозначения номиналов содержится шесть возможных величин: 1; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8. При указании номинальных емкостей, сопротивлений и других характеристик радиодеталей, Е6 обладает такими отличиями:

• величина допуска на погрешность составляет не более 20%, что дает немалое отклонение, которое обязательно следует учитывать при работе точных приборов;
• при использовании цветовых маркировок для керамических или углеродистых резисторов, детали будут иметь черную полосу, характеризующую их возможную погрешность;

Определение допустимого отклонения по цветовой маркировке

• наибольшее распространение они получили в силовом оборудовании, где основная роль резистора заключается в гашении величины токовой нагрузки, а существующая погрешность не окажет существенного влияния.

Конструкция и свойства

Токопроводящий материал нанесен на диэлектрический каркас с выводами подключения к схеме. По использованию материалов при изготовлении базисные типы резисторов разделились на:

• Проволочные, использующие проволоку металлов с тщательно подобранной удельной проводимостью;
• Непроволочные, которые делятся на тонкопленочные, с использованием металлоокислов и металлодиэлектриков, углеродистых и боруглеродистых соединений; толстопленочные, с резистом на основе проводящих пластмасс и лакопленок, кермитных соединений; объемные, с органическим или неорганическим диэлектриком.
• Металлофольговые.

Конструктивно отличаются изделия для навесного и печатного монтажа от миниатюрных интегральных деталей модулей и микросхем. Экстремальные условия эксплуатации и использования электронного оборудования требуют вакуумных, неизолированных, изолированных или герметизированных элементов технологических модулей и приборов. Некоторые виды аппаратов требуют использования высокочастотных, высоковольтных или прецизионных компонентов.

Ряд Е12

В сравнении с предыдущим, будет иметь уже не шесть, а двенадцать вариантов номиналов для электронных компонентов от 1 до 8,2. Значение номинальных данных имеет пропорциональное увеличение.

По своим характеристикам ряды Е12 отличаются следующими данными:

• допустимая погрешность катушек индуктивности или резисторов составляет не больше 10%;
• если у резистора имеется цветная маркировка, то полоска, указывающая на возможное отклонение от заявленного сопротивления должна иметь серый или серебристый цвет;
• их сфера применения охватывает сферу подстроечных и переменных резисторов, также используется для некоторых бытовых приборов.

Маркировка

Буквенно-цифровой код

Элементы с проволочными выводами обозначаются нанесением на поверхность корпуса надписей. Числа обозначают номинал, а буквы соответствуют диапазону измерения. Буквы «E» и «R» для Ом, «K» обозначает килоом, «M» – мегом.

Литера в маркировке выступает децимальной точкой. Например, обозначение 5R8 соответствует сопротивлению 5,8 Ом, 7К8 означает 7,8 кОм, а М59 равно 590 кОм.

Цветовая кодировка

Для малогабаритных компонентов, у которых невозможно прочитать надписи, разработана цветовая маркировка резисторов при помощи цветных полосок.

Ряд цветных полосок сдвинут к краю корпуса, и отсчет начинается с ближней к краю полосы.

Если маркировка содержит пять полос, тогда первые три покажут величину сопротивления в омах, следующая определяет множитель, и последняя обозначает допуск.

Кодировка SMD элементов

На фото резисторов для поверхностного монтажа видно, что малые размеры требуют применения других методов обозначения. Производители ввели три базовых способа нанесения кодировки, объединив изделия в группы по размеру.

Изделия с допуском 2, 5 и 10%. На корпусе цифровое клеймо, например 330, 683, 474. Первые два числа обозначили мантиссу, а третья выступает показателем степени числа 10. Соответственно надпись 330 показывает 33*1=33 Ом, 683 обозначает 68*1000=68 кОм, 473 соответственно 47*10000=470 кОм. В некоторых моделях используется буква «R» как децимальная точка.

Модели типоразмера 0805 и другие с однопроцентным допуском обозначаются по схожему с первой группой принципу: первые три цифры это мантисса, четвертая, множитель – степень основания 10, также допускается использовать литеру «R». Набор 7430 соответствует значению 743 Ом

SMD типоразмера 0603 маркируются комбинацией из двух цифр и буквы, которая определяет степень множителя: A – нулевая степень, B – первая, C – вторая, D – третья, E – четвертая, F – пятая, R – минус первая, S – минус вторая, Z – минус третья степень. Число обозначает код, по которому в таблице EIA-96 отыскивается мантисса.

Например, код 75С. 75 в таблице соответствует 590. Буква «С» указывает на множитель 100. Соответственно 590*100=59 кОм.

Ряд Е24

Такой тип маркировки имеет в два раза большее количество номиналов, в сравнении с предыдущим.

Отличительными особенностями ряда Е24 является:

• отклонение от установленного производителем значения допускается не более чем на 5%, большая величина недопустима по причине перекрытия соседнего номинала
• цветные полоски для таких номинальных рядов имеют золотистую расцветку;
• наиболее распространен среди радиолюбителей, так как проволочне выводы легко припаивать и использовать для сборки электрических схем, а процент погрешности не сильно влияет на электрические параметры.

Резистор.

Итак, начнем с основного определения резистора. Резистор – это, в первую очередь, пассивный элемент электрической цепи, который имеет определенное значение сопротивления (оно может быть постоянным и переменным). Предназначен этот элемент для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот. Ведь как мы помним из закона Ома, напряжение и сила тока связаны друг с другом как раз через величину сопротивления:

I = \frac{U}{R}

Резисторы являются одними из самых широко используемых компонентов. Редко можно встретить схему, в которой бы не было ни одного резистора Основным параметром резистора, как уже понятно из определения, является его электрическое сопротивление, измеряемое в Омах (Ом).

Ряд Е48

Количество вариантов сопротивления электрическому току еще в два раза превосходит Е24, начиная с него, номиналы разделяются не только десятыми, но уже и сотыми долями. Отличительной особенностью этого и последующих рядов является их высокая точность, а именно, Е48 может отклоняться от заявленных данных всего на 2%.

Для обозначения ряда Е48 из цветных полос наносится красного цвета, в работе бытовых приборов подобное отклонение совершенно незаметно, так как обычные колебания напряжения в электрической цепи оказывают куда более существенное влияние. Поэтому их использование в моделировании имеет узконаправленную специфику и принадлежит к точным элементам.

Резисторы постоянного сопротивления (постоянные резисторы).

Постоянным считается резистор, сопротивление которого в процессе работы остается неизменным

. Конструктивно такой резистор представляет собой керамическую трубку, на поверхность которой нанесен токопроводящий слой, обладающий определенным омическим сопротивлением. По краям трубки напрессованы металлические колпачки, к которым приварены выводы резистора, сделанные из облуженной медной проволоки. Сверху корпус резистора покрыт влагостойкой цветной эмалью.

Керамическую трубку называют резистивным элементом

и в зависимости от типа токопроводящего слоя, нанесенного на поверхность, резисторы разделяются на
непроволочные
и
проволочные
.

2.1. Непроволочные резисторы.

Непроволочные резисторы используются для работы в электрических цепях постоянного и переменного тока, в которых протекают сравнительно небольшие токи нагрузки. Резистивный элемент резистора выполнен в виде тонкой полупроводящей пленки

, нанесенной на керамическое основание.

Полупроводящая пленка называется резистивным слоем

и изготавливается из пленки однородного вещества толщиной 0,1 – 10 мкм (микрометр) или из
микрокомпозиций
. Микрокомпозиции могут быть выполнены из углерода, металлов и их сплавов, из окислов и соединений металлов, а также в виде более толстой пленки (50 мкм), состоящей из размельченной смеси проводящего вещества.

В зависимости от состава резистивного слоя резисторы разделяются на углеродистые, металлопленочные (металлизированные), металлодиэлектрические, металлоокисные и полупроводниковые. Наиболее широкое применение получили металлопленочные и углеродистые композиционные постоянные резисторы. Из резисторов отечественного производства можно выделить МЛТ, ОМЛТ (металлизированный, лакированный эмалью, теплостойкий), ВС (углеродистые) и КИМ, ТВО (композиционные).

Непроволочные резисторы отличаются малыми размерами и массой, низкой стоимостью, возможностью применения на высоких частотах до 10 ГГц. Однако они недостаточно стабильны, так как их сопротивление зависит от температуры, влажности, приложенной нагрузки, продолжительности работы и т.п. Но все же положительные свойства непроволочных резисторов настолько значительны, что именно они получили наибольшее применение.

2.2. Проволочные резисторы.

Проволочные резисторы применяются в электрических цепях постоянного тока. При изготовлении резистора на его корпус в один или два слоя наматывается тонкая проволока, сделанная из никелина, нихрома, константана или других сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением. Высокое удельное сопротивление провода позволяет выполнить резистор с минимальным расходом материалов и небольших размеров. Диаметр применяемых проводов определяется плотностью тока, проходящего через резистор, технологическими параметрами, надежностью и стоимостью, и начинается с 0,03 – 0,05 мм.

Для защиты от механических или климатических воздействий и для закрепления витков резистор покрывается лаками и эмалями или герметизируется. Вид изоляции влияет на теплостойкость, электрическую прочность и наружный диаметр провода: чем больше диаметр провода, тем толще слой изоляции и тем выше электрическая прочность.

Наибольшее применение нашли провода в эмалевой изоляции ПЭ (эмаль), ПЭВ (высокопрочная эмаль), ПЭТВ (теплостойкая эмаль), ПЭТК (теплостойкая эмаль), достоинством которой является небольшая толщина при достаточно высокой электрической прочности. Распространенными резисторами большой мощности являются проволочные эмалированные резисторы типа ПЭВ, ПЭВТ, С5-35 и др.

По сравнению с непроволочными резисторами проволочные отличаются более высокой стабильностью. Они могут работать при более высоких температурах, выдерживают значительные перегрузки. Однако они сложнее в производстве, дороже и малопригодны для использования на частотах выше 1- 2 МГц, так как обладают высокой собственной емкостью и индуктивностью, которые проявляются уже на частотах в несколько килогерц.

Поэтому в основном их применяют в цепях постоянного тока или тока низких частот, там, где требуются высокие точности и стабильность работы, а также способность выдерживать значительные токи перегрузки вызывающие значительный перегрев резистора.

С появлением микроконтроллеров современная техника стала более функциональнее и одновременно с этим намного миниатюрнее. Использование микроконтроллеров позволило упростить электронные схемы и тем самым уменьшить потребление тока устройствами, что сделало возможным миниатюризировать элементную базу. На рисунке ниже показаны SMD резисторы, которые припаиваются на плату со стороны печатного монтажа.

Ряд Е96

Обладает в два раза более широким спектром номиналов, чем Е48. В сравнении с другими, ряд Е96 обладает такими отличительными особенностями:

• погрешность элемента, изготовленного по стандарту этого номинала, может отличаться не более чем на 1% от паспортного значения, к примеру, резистор на 100 Ом не выйдет за пределы 99 или 101 Ома;
• цветовое обозначение точности на корпусе радиодетали будет иметь коричневую полоску;
• на практике используется в сборке печатных плат, устанавливается в цепях управления, релейной защиты, телемеханики и т.д.

Существенным недостатком является относительно более высокая себестоимость , в сравнении с менее точными резисторами.

Ряд Е192

Является наибольшее число номиналов, ряд включает в себя 192 единицы возможных вариантов и предоставляет самый широкий спектр для выбора. Отличается такими данными:

• погрешность сопротивления не может превышать 0,5%, 0,25 и даже 0,1%, что выводит их в категорию сверхточного оборудования, часто на их основе разрабатывают smd резисторы;

• с точки зрения цветового обозначения ряда, то на корпусе прибора изображается зеленая, синяя или фиолетовая полоска;
• применяется в сверхточных измерительных комплексах и электронно-вычислительных машинах.

Существенный недостаток – самая высокая стоимость, в сравнении с другими. Для удобства понимания разницы между номинальными рядами трех последних порядков ниже приведена таблица с значениями сопротивлений резисторов.

Таблица: номиналы рядов Е48, Е96, Е192

Таблица: номиналы рядов Е48, Е96, Е192

Маркировка резисторов

Простой калькулятор расчёта номинала резистора по цветам. Кликая мышкой по цветам в таблице, раcкрашиваем резистор полосками.

• В итоге получаем номинал и допуск нужного нам резистора.
• Первая полоса, от которой ведётся отсчёт, обычно более широкая или находится ближе к выводу резистора.

Прежде всего следует обратить внимание на относительно новый и не всем знакомый стандарт маркировки EIA-96, который состоит из трёх символов — двух цифр и буквы. Компактность написания компенсируется неудобством расшифровки кода с помощью таблицы

Трёхсимвольная маркировка EIA96

Кодировка планарных элементов (SMD) в стандарте EIA-96

предусматривает определение номинала из трёх символов маркировки для прецизионных (высокоточных) резисторов с допуском 1%.

Первые две цифры — код номинала от 01

до96

соответствует числу номинала от
100
до
976
согласно таблице.Третий символ — буква — код множителя.

Каждая из букв X

,Y

,
Z
,
A
,
B
,
C
,
D
,
E
,
F
,
H
,
R
,
S
соответствует множителю согласно таблице.Номинал резистора определится произведением числа и множителя.

Принцип расшифровки кодов SMD резисторов стандартов E24

иE48

значительно проще, не требует таблиц и описан отдельно ниже.

Предлагается онлайн калькулятор для раскодировки резисторов EIA-96

,E24

,
E48
. Сопротивление 0ом ±1%,
EIA-96
в результате вычислений означает некорректный ввод.

КодМножитель Z

Маркировка из трёх цифр. Первые две цифры — число номинала. Третья цифра — десятичный логарифм множителя. 0=lg1, множитель 1.1=lg10, множитель 10.2=lg100, множитель 100.3=lg1000, множитель 1000.И т.д., соответственно количеству нулей множителя. Произведение числа и множителя определит номинал резистора. В данной статье используйте окно калькулятора выше, что и для EIA-96.