Диагностика и причины неисправностей резисторов в электронных схемах

Основные причины выхода резисторов из строя

Резисторы, как и любые электронные компоненты, подвержены отказам, которые могут нарушить работу всей схемы. К наиболее распространённым неисправностям относятся:

• Механические повреждения: обрыв выводов или перегорание, приводящее к разрыву проводящего слоя или витков резистивного элемента. В некоторых случаях это может сопровождаться коротким замыканием.
• Проблемы с контактом: у переменных резисторов часто нарушается соединение между подвижным контактом (движком) и резистивной дорожкой.
• Выход параметров за допустимые пределы: изменение сопротивления сверх указанного в технических условиях допуска.
• Деградация характеристик: у фоторезисторов это проявляется как потеря или значительное уменьшение чувствительности к свету.

Общие методы проверки резисторов

Первичная диагностика работоспособности любого резистора заключается в проверке соответствия его фактического омического сопротивления номинальному значению, указанному на корпусе или в документации.

Для измерений применяются два основных метода:

1. Прямое измерение с помощью омметра или мультиметра в соответствующем режиме.
2. Косвенный метод вольтметра-амперметра, при котором сопротивление вычисляется по закону Ома на основе измеренных значений напряжения и тока.

Допустимые отклонения измеренного сопротивления от номинала различаются в зависимости от типа компонента:

• ±5% — для прецизионных линейных резисторов.
• ±20% — для обычных линейных резисторов общего назначения.
• ±35% — для большинства типов терморезисторов (при температуре 20–25°C).

Правила и особенности измерений в схемах

При проверке резисторов, уже установленных на печатную плату, крайне важно соблюдать следующие условия безопасности и точности:

• Перед измерениями обязательно снимите питание с устройства.
• Для получения корректных результатов отключите один из выводов проверяемого резистора от схемы, чтобы исключить влияние параллельных цепей.
• При работе с резисторами номиналом от 1000 Ом и выше избегайте одновременного касания щупов прибора голыми руками. Сопротивление тела человека может внести заметную погрешность в результат измерения высокоомных компонентов.

Диагностика переменных резисторов (потенциометров)

Проверка переменных резисторов сложнее, так как требует оценки нескольких параметров:

1. Полное сопротивление: Соответствие номиналу проверяется при подключении омметра к крайним выводам, при этом движок можно установить в любое положение.
2. Плавность изменения и непрерывность контакта:
   • Для проволочных резисторов проверяется отсутствие обрывов при плавном перемещении движка. Прибор подключают между движком и одним из крайних выводов.
   • Для непроволочных (например, на основе углеродной дорожки) дополнительно контролируется плавность изменения сопротивления без скачков. Щупы подключают между движком и поочерёдно с каждым крайним выводом.

   Перемещение должно быть медленным (примерно 8–16 секунд на полный ход). Резкие отклонения стрелки или показаний цифрового прибора указывают на износ дорожки или плохой контакт.

3. Начальный скачок сопротивления: Это значение сопротивления в самом начале хода движка от крайнего положения. Оно не должно превышать 10% от номинала для линейных и 1% для нелинейных (логарифмических, обратнологарифмических) резисторов.

Проверка специальных типов резисторов

Терморезисторы (ТКС и позисторы)

Работоспособность терморезисторов также определяется по соответствию сопротивления номиналу, но с учётом их температурной зависимости и условий измерения.

Важное предупреждение: Во время измерений мощность, рассеиваемая на терморезисторе, должна быть минимальной, чтобы не вызвать его саморазогрев и искажение результатов. Предельные значения:

• Стержневые: не более 1.6 мВт
• Дисковые: не более 10 мВт
• Бусинковые: не более 0.3 мВт

При проверке в нормальных условиях (температура ниже 45°C):

• Позисторы (PTC) обычно имеют сопротивление 20–250 кОм, и оно резко возрастает при нагреве до 100–170°C.
• Термисторы (NTC) имеют сопротивление 3–60 кОм, и оно резко увеличивается при понижении температуры.

Фоторезисторы

Их проверка основана на кардинальном изменении сопротивления под действием света. Исправный фоторезистор характеризуется:

• Темновое сопротивление: Очень высокое, порядка 10⁶ – 10⁸ Ом (1–100 МОм).
• Световое сопротивление: Должно быть меньше темнового на 2–3 порядка (т.е. в 100–1000 раз).

Для теста используется стандартный источник света — лампа накаливания мощностью 40 Вт без отражателя на расстоянии 60–70 см, что создаёт освещённость около 200–300 люкс.