Резистор: чем он мешает току

Ставим в цепь резистор и проверяем закон Ома по приборам: чем больше ом, тем меньше ток и тусклее лампочка.

Уровень подготовки: Новичок · Средний · Преподавателю

Резистор: чем он мешает току

Ставим резистор последовательно с лампочкой и проверяем закон Ома по приборам — не на словах, а на числах.

Живая схема — появится, когда загрузится страница.

Последовательное соединение: сопротивления складываются

Ток идёт сначала через резистор, потом через лампочку, и деться ему больше некуда. Значит, для батарейки эти две детали выглядят как одно сопротивление:

R = R1 + R лампы

Проверим на шаге «100 Ом»:

R = 100 + 20 = 120 Ом, значит I = 4,5 / 120 = 0,0375 А = 37,5 мА

Прибор показывает те же 37 мА. Для сравнения: при R1 = 1 Ом ток был 214 мА — почти в шесть раз больше.

Напряжение делится, ток — нет

На шаге «20 Ом» сопротивления одинаковы, и напряжение батарейки делится между ними поровну: по 2,25 В на каждое. Прибор это подтверждает.

Общее правило последовательной цепи: ток общий, напряжения складываются.

4,5 В = напряжение на R1 + напряжение на лампочке

Чем больше доля сопротивления у детали, тем больше на ней падает напряжения.

Самый нужный расчёт: резистор для светодиода

Ради этого резистор чаще всего и ставят. Светодиод — не сопротивление: у него своё падение напряжения (около 2 В у красного), и ток он сам не ограничивает. Без резистора он сгорает.

Считаем для вывода Arduino на 5 В и красного светодиода с рабочим током 10 мА:

  1. Сколько напряжения достанется резистору: 5 − 2 = 3 В.
  2. Какое сопротивление даст нужный ток: R = 3 / 0,01 = 300 Ом.
  3. Берём из ряда выпускаемых номиналов. 300 Ом есть; если бы точного не было, взяли бы ближайший больший — ток получится чуть меньше, и светодиоду от этого только спокойнее. Поэтому в готовых схемах часто видно 330 Ом.

Формула, которую стоит запомнить:

R = (напряжение питания − напряжение светодиода) / нужный ток

Что дальше

  • Мультиметр — измерить ток и напряжение на резисторе.
  • Кнопка и подтяжка — резистор в другой роли: там он задаёт уровень на входе, а не ограничивает ток.

← Ко всем урокам