Номер 2, страница 154 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Электрический ток в металлах. Закон Ома для участка электрической цепи. Параграф 42. Резисторы. Вопросы - номер 2, страница 154.

Условие.

2. Из каких основных частей состоит резистор?

Решение.

1. Для чего используют резисторы?

Резистор — это пассивный элемент электрической цепи, основной функцией которого является оказание сопротивления электрическому току. Иными словами, он ограничивает силу тока и преобразует электрическую энергию в тепловую. Резисторы являются одними из самых распространенных компонентов в электронике и используются для множества задач:

• Ограничение тока. Это одна из самых частых задач. Например, для защиты светодиода, который может сгореть при слишком большом токе, последовательно с ним устанавливают резистор. Его сопротивление рассчитывается по закону Ома ($I = U/R$), чтобы ток в цепи не превышал допустимого для светодиода значения.

• Деление напряжения. С помощью двух последовательно соединенных резисторов можно создать делитель напряжения. Это схема, которая позволяет получить на выходе напряжение, которое составляет лишь часть от входного. Выходное напряжение ($U_{вых}$) рассчитывается по формуле: $U_{вых} = U_{вх} \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2}$, где $U_{вх}$ — входное напряжение, а $R_1$ и $R_2$ — сопротивления резисторов делителя.

• Нагревательные элементы. Вся энергия, рассеиваемая резистором, превращается в тепло в соответствии с законом Джоуля-Ленца ($P = I^2 \cdot R$). Это свойство используется в бытовых приборах, таких как электрические плиты, обогреватели, тостеры и фены.

• Нагрузка. Резисторы могут использоваться в качестве нагрузки для тестирования источников питания или усилителей. Они имитируют реальное устройство, которое бы потребляло энергию от источника.

• Времязадающие цепи. В комбинации с конденсаторами резисторы образуют RC-цепи. Время заряда и разряда конденсатора через резистор определяет временные задержки в работе схем, что используется в таймерах, генераторах сигналов и фильтрах.

• Подтягивающие (pull-up) и стягивающие (pull-down) резисторы. В цифровой технике они используются для того, чтобы обеспечить на входе микросхемы определенный логический уровень (высокий или низкий), когда он не подключен к активному выходу другого элемента.

Ответ: Резисторы используют для преднамеренного введения сопротивления в электрическую цепь с целью ограничения силы тока, создания делителей напряжения, использования в качестве нагревательных или нагрузочных элементов, а также в составе фильтрующих и времязадающих цепей.

2. Из каких основных частей состоит резистор?

Хотя конструкция резисторов может сильно различаться в зависимости от их типа, мощности и назначения, можно выделить несколько общих основных частей, присущих большинству из них (на примере классического выводного резистора):

1. Резистивный элемент. Это функциональное сердце резистора, именно эта часть создает электрическое сопротивление. Материал и геометрия этого элемента определяют номинал сопротивления. Он может быть выполнен из различных материалов:
- В виде тонкой пленки (углеродной, металлической, металлооксидной), напыленной на керамическое основание.
- В виде проволоки из сплава с высоким удельным сопротивлением (например, нихром или манганин), намотанной на каркас (проволочные резисторы).
- В виде объемного тела, спрессованного из смеси проводящего порошка (углерода) и диэлектрика.

2. Диэлектрическая основа (подложка). Чаще всего представляет собой керамический стержень или пластину. Она служит механическим каркасом для нанесения или намотки резистивного элемента, обеспечивает его прочность и помогает отводить выделяющееся тепло.

3. Контактные выводы (терминалы). Это металлические проводники, которые обеспечивают электрический контакт между резистивным элементом и остальной частью схемы. У выводных резисторов это две проволоки, выходящие из торцов корпуса. У SMD-резисторов (для поверхностного монтажа) это металлизированные площадки на концах миниатюрного корпуса.

4. Защитное покрытие (корпус). Внешний слой из изоляционного материала, например, термостойкого лака, компаунда или керамики. Он выполняет несколько функций: защищает резистивный элемент от влаги, механических повреждений и предотвращает случайный электрический контакт с другими элементами схемы. На корпус также наносится маркировка, указывающая номинал сопротивления, допуск и другие параметры (чаще всего в виде цветовых полос или цифро-буквенного кода).

Ответ: Основными частями резистора являются: резистивный элемент (создающий сопротивление), диэлектрическая основа (служащая каркасом), контактные выводы (для подключения к цепи) и защитное покрытие (корпус с маркировкой).