Разборка и ремонт переменных резисторов на примере советских СПЗ-30 и СП-1

Разборка и ремонт переменных резисторов на примере советских СПЗ-30 и СП-1

Как известно, переменные резисторы, которые во всевозможной звуковой аппаратуре служат для регулировки громкости, тембра и прочего стереобаланса, со временем изнашиваются. И при вращении ручек регуляторов из колонок раздаётся хрип, треск, щёлканье, и другие немузыкальные звуки.
Причём громкость их по мере износа меняется от едва заметного шороха до треска вполне сравнимого с уровнем полезного сигнала.

Сейчас, когда в продажу хлынула музыкальная техника с цифровым кнопочным управлением, для многих меломанов проблема отошла в прошлое.
Но и сейчас ещё много найдётся любителей музыки предпочитают слушать её через старый добрый советский, импортный или самодельный усилитель со старыми добрыми переменниками.

Надеюсь, что кому-то из вас эта статья пригодится. Хотя возможно, что я очередной раз берусь с умным видом объяснять очевидные вещи.

Обозначение резисторов

В мире есть несколько общепринятых условных графических обозначений резисторов на схемах. В США рисунок резистора похож на зигзаг, а в России и Европе он выглядит как прямоугольник.

Пример рисунка резисторов в России и Европе (а), и в США (б)

В России существует ГОСТ 2.728-74, в соответствии с которым постоянные резисторы на схемах должны обозначаться так:

Обозначения постоянных резисторов по ГОСТ 2.728-74

По тому же ГОСТу нелинейные, переменные и подстроечные резисторы должны обозначаться так:

Обозначение переменных резисторов по ГОСТ 2.728-74

Устройство сетевого фильтра

В зависимости от комплектации и ценовой категории сетевого фильтра, в нем могут быть установлены различные компоненты, являющиеся элементами тех или иных видов защиты. На данном этапе познакомимся с максимальной комплектацией сетевого фильтра.

Итак, «правильный» сетевой фильтр должен содержать в своем составе следующие элементы.

Кнопка включения

Подает питающее напряжение на группу розеток. Функционал достаточно простой — банальное включение и отключение напряжения для всех устройств, подключенных к фильтру. Может совмещать в себе функции предохранителя, вызывая обесточивание розеток при необходимости.

Если нужна более гибкая конфигурация фильтра — есть модели с индивидуальными кнопками для каждой розетки.

С точки зрения безопасности наиболее правильными считаются широкие кнопки, одновременно размыкающие линейный и нейтральный проводники. Так фаза никогда не появится на контактах при отключенной кнопке.

Предохранитель

Основная задача предохранителя — защита питающей сети от коротких замыканий в цепях потребителей, а также отключение устройств при превышении расчетной мощности, на которую спроектирован сетевой фильтр. Значения мощности и допустимого тока указываются на информационной табличке, нанесенной на корпус устройства.

Предохранитель состоит из биметаллической пластинки, разрывающей цепь питания при превышении заданной температуры, обусловленной протеканием по цепям токов больших величин. Восстановить цепь можно спустя некоторое время, необходимое для отключения неисправного устройства и остывания биметаллической пластины, просто нажав на кнопку предохранителя.

Варистор

Варистор выполняет в устройстве функцию защиты от импульсного (кратковременного) перенапряжения, вызванного помехами или грозовыми разрядами.

Физически он представляет собой переменный резистор, сопротивление которого резко меняется при достижении определенного порогового значения напряжения. Причем чем выше напряжение порогового значения, тем меньше сопротивление элемента. Таким образом, при прохождении импульса высокого напряжения, варистор шунтирует цепь и вызывает срабатывание предохранителя. При этом, как правило, элемент приходит в негодность.

Конденсатор

Основная задача конденсатора — отсечь от нагрузки высокочастотную помеху, возникающую между фазным и нейтральным проводниками, и вернуть ее обратно в сеть, поскольку он является прекрасным проводником сигналов высокой частоты.

Как правило, для защиты используются конденсаторы, рассчитанные на работу с напряжением питающей сети до 250 В и способные «пережить» кратковременный его всплеск до 2,5 кВ. Обычно емкость используемых конденсаторов находится в диапазоне от 0,1 мкФ до 1 мкФ.

Дроссель

Из курса электротехники известно, что с ростом частоты растет и реактивное сопротивление катушки индуктивности. Она просто не способна пропустить через себя высокочастотные помехи, поскольку они в ней, что называется, «вязнут» и преобразовываются в тепло. Если катушка намотана на ферритовый сердечник, то ее способность противостоять высокочастотным помехам только усиливается.

Свойства дросселя и конденсатора нашли широкое применение в борьбе с помехами высокой частоты, а именно в LC-фильтрах, являющихся недорогим и достаточно эффективным способом противостояния паразитным возмущениям.

Катушка за счет своего индуктивного сопротивления не пропускает к розеткам фильтра высокочастотные помехи, зато их хорошо проводит конденсатор, возвращая их обратно в сеть.

Понижение напряжения постоянного тока

В практике питания бытовых приборов существует масса примеров работы электрических устройств от постоянного тока. Но номинал рабочего напряжения может существенно отличаться, к примеру, если из 36 В вам нужно получить 12 В, или в ситуациях, когда от USB разъема персонального компьютера нужно запитать прибор от 3 В вместо имеющихся 5 вольт.

Для снижения такого уровня от блока питания или другого источника почти вполовину можно использовать как простые методы – включение в цепь дополнительного сопротивления, так и более эффективные – заменить стабилизатор напряжения в ветке обратной связи.

Рис. 1. Замена резистора или стабилитрона

На рисунке выше приведен пример схемы блока питания, в котором вы можете понизить вольтаж путем изменения параметров резистора и стабилитрона. Этот узел на рисунке обведен красным кругом, но в других моделях место установки, как и способ подсоединения, может отличаться. На некоторых схемах, чтобы понизить напряжение вы сможете воспользоваться лишь одним стабилитроном.

Если у вас нет возможности подключаться к блоку питания – можно обойтись и менее изящными методами. К примеру, вы можете понизить напряжение за счет включения в цепь резистора или подобрать диоды, второй вариант является более практичным для цепей постоянного тока. Этот принцип основан на падении напряжения за счет внутреннего сопротивления элементов. В зависимости от соотношения проводимости рабочей нагрузки и полупроводникового элемента может понадобиться около 3 – 4 диодов.

Рис. 2. Понижение постоянного напряжения диодами

На рисунке выше показана принципиальная схема понижения напряжения при помощи диодов. Для этого они включаются в цепь последовательно по отношению к нагрузке. При этом выходное напряжение окажется ниже входного ровно на такую величину, которая будет падать на каждом диоде в цепи. Это довольно простой и доступный способ, позволяющий понизить напряжение, но его основной недостаток – расход мощности для каждого диода, что приведет к дополнительным затратам электроэнергии.

Примеры расшифровки цифробуквенной маркировки SMD резисторов

Для определения параметра резисторов не обязательно запоминать таблицы значений. В Интернете размещено много онлайн-калькуляторов, также доступно к скачиванию множество оффлайн-программ. Но если понять принципы маркировки, возможно определять значения сопротивления и точности, не прибегая к справочникам, после небольшой тренировки это получается с первого взгляда. Для закрепления понимания основ надо разобрать несколько практических примеров.

Резисторы 101, 102, 103, 104

Во всех этих примерах численное значение сопротивления одинаково, и равно 10, но множители в каждом случае отличаются:

• 101 – 10 Ом надо умножить на 10 1 , то есть на 10, или приписать к значению один 0 — в качестве итога получится 100 Ом;
• 102 – 10 Ом надо умножить на 10 2 , то есть на 100, или приписать к значению два нуля — получится 1000 Ом (=1 кОм);
• 103 – 10 Ом надо умножить на 10 3 , то есть на 1000, или приписать к значению три нуля — получится 10000 Ом (=10 кОм);
• 104 – 10 Ом надо умножить на 10 4 , то есть на 10000, или приписать к значению четыре нуля — получится 100000 Ом (=100 кОм).

Легко запомнить, что для трехсимвольной кодировки последняя цифра 3 обозначает килоомы, а 6 — мегаомы – это дополнительно облегчит визуальное считывание маркировки.

Резисторы 1001, 1002, 2001

Если на корпус электронного компонента нанесено 4 цифры, это означает, что его точность не ниже 1%. А номинал также состоит из мантиссы и множителя, который задается последним символом:

• 1001 – 100 Ом надо умножить на 10 1 , то есть на 10, что равносильно приписыванию к мантиссе одного нуля — в качестве итога получится 1000 Ом (1 кОм);
• 1002 – мантисса равна также 100 Ом, но множитель равен 10 2 =100 (надо приписать два нуля), а номинал будет равен 10000 Ом=10 кОм;
• 2001 – в данном случае 200 Ом надо умножить на 10 1 =10, номинал равен 2000 Ом=2 кОм.

Принципиально считывание этой маркировки не отличается от трехсимвольной.

Резисторы r100, r020, r00, 2r2

Если на резисторе нанесено обозначение с буквой R, её можно сразу мысленно заменить на десятичную запятую:

• R100 означает «,100» — приписывая перед запятой ноль, получается значение 0,100 Ом = 0,1 Ом (резистор с 1% точностью).
• R020 – по тому же принципу «,020» превращается в 0,020 Ом=0,02 Ом;
• R00 означает резистор с нулевым сопротивлением – такие элементы применяются в качестве перемычек на плате (зачастую это технологичнее при производстве);
• 2R2 – три символа означают точность 2% и ниже, номинал равен 2,2 Ом.

Если значение сопротивления 2%, 5% или 10% элемента меньше 1 Ом, перед буквой R наносят ноль (например, 0R5 будет означать 0,5 Ом).

Резисторы 01b, 01c

Для определения номинала надо обратиться к таблицам мантисс и множителей:

• 01B — кодом 01 обозначается резистор с «базовым» сопротивлением 100 Ом, множитель B=10, итоговое сопротивление 100х10=1000 Ом=1кОм;
• 01C – этот вариант отличается от предыдущего только множителем (С эквивалентно 100), а полный номинал равен 100х100=10000 Ом = 10 кОм.

Из приведенных примеров видно, что один и тот же номинал резистора в зависимости от его исполнения может быть маркирован по-разному. Так, сопротивление 1 кОм может иметь кодировку:

• 102 – для 2-10% ряда;
• 1001 – для 1% ряда;
• 01B – для малогабаритных резисторов 1% ряда.

Данная система обозначений применяется на 90+ процентах безвыводных приборов, выпускаемых во всем мире. Но гарантии, что какой-либо изготовитель не применяет свою систему маркировки, нет. Поэтому, в случае сомнений, самый надежный способ – измерить реальное значение сопротивления мультиметром. После небольшой тренировки это не составит сложности. Тот же способ является единственным для SMD-элементов наименьших размеров – на них маркировка не наносится вообще.

Определение номинального значения сопротивления резистора по маркировке цветовыми полосами: онлайн калькулятор

Как расшифровать маркировку конденсатора и узнать его ёмкость?

Маркировка проводов и кабелей и расшифровка марки

Что такое резистор и для чего он нужен?

Что такое варистор, основные технические параметры, для чего используется

Что означает степень защиты IP — расшифровка, таблица, примеры использования

Онлайн калькулятор для расчета светодиодов

Для автоматического расчета понадобятся следующие данные:

• напряжение источника или блока питания, В;
• номинальное прямое напряжение устройства, В;
• прямой номинальный рабочий ток, мА;
• количество светодиодов в цепочке или включенных параллельно; (ов).

Исходные данные можно взять из паспорта диода.

После введения их в соответствующие окна калькулятора нажмите на кнопку «Рассчитать» и получите номинальное значение резистора и его мощность.

Резистор и сопротивление

Это справедливо и для большего количества соединённых последовательно резисторов:

Цепь из последовательно соединённых резисторов будет всегда иметь сопротивление большее, чем у любого резистора из этой цепи.

При последовательном соединении резисторов изменение сопротивления любого резистора из этой цепи влечёт за собой как изменение сопротивления всей цепи так и изменение силы тока в этой цепи.

Мощность при последовательном соединении

R = 200 + 100 + 51 + 39 = 390 Ом

Учитывая напряжение в цепи, равное 100 В, по закону Ома сила тока будет составлять

I = U/R = 100 В/390 Ом = 0,256 A

На основании полученных данных можно рассчитать мощность резисторов при последовательном соединении по следующей формуле:

P = I 2 x R = 0,256 2 x 390 = 25,55 Вт

Таким же образом можно рассчитать мощность каждого отдельно взятого резистора:

P₁ = I 2 x R₁ = 0,256 2 x 200 = 13,11 Вт;
P₂ = I 2 x R₂ = 0,256 2 x 100 = 6,55 Вт;
P₃ = I 2 x R₃ = 0,256 2 x 51 = 3,34 Вт;
P₄ = I 2 x R₄ = 0,256 2 x 39 = 2,55 Вт.

Если сложить полученные мощности, то общая Р составит:

Р_общ = 13,11 + 6,55 + 3,34 + 2,55 = 25,55 Вт

Параллельное соединение резисторов

Расчет параллельного сопротивления двух параллельно соединённых резисторов R₁ и R₂ производится по следующей формуле:

Параллельное соединение трёх и более резисторов требует более сложной формулы для вычисления общего сопротивления:

Сопротивление параллельно соединённых резисторов будет всегда меньше, чем у любого из этих резисторов.

Параллельное соединение резисторов часто используют в случаях, когда необходимо сопротивление с большей мощностью. Для этого, как правило, используют резисторы с одинаковой мощностью и одинаковым сопротивлением. Общая мощность, в таком случае, вычисляется умножением мощности одного резистора на количество параллельно соединённых резисторов.

Мощность при параллельном соединении

1/R = 1/200 + 1/100 + 1/51 + 1/39 ≈ 0,06024 Ом
R = 1 / 0,06024 ≈ 16,6 Ом

Используя значение напряжения 100 В, по закону Ома рассчитывается сила тока

I = U/R = 100 В x 0,06024 Ом = 6,024 A

Зная силу тока, мощность резисторов, соединенных параллельно, определяется следующим образом

P = I 2 x R = 6,024 2 x 16,6 = 602,3 Вт

Расчет силы тока для каждого резистора выполняется по формулам:

На примере этих сопротивлений прослеживается закономерность, что с уменьшением сопротивления, сила тока увеличивается.

Существует еще одна формула, позволяющая рассчитать мощность при параллельном подключении резисторов:

P₁ = U 2 /R₁ = 100 2 /200 = 50 Вт;
P₂ = U 2 /R₂ = 100 2 /100 = 100 Вт;
P₃ = U 2 2/R₃ = 100 2 /51 = 195,9 Вт;
P₄ = U 2 2/R₄ = 100 2 /39 = 256,4 Вт