Карточка учителя: резистор

Ответы к чек-апу

1. Коричневый — чёрный — красный? 1, 0, ×100 = 1000 Ом = 1 кОм.

2. Почему в наборе нет резистора 250 Ом? Он попал бы внутрь разброса соседей. 220 Ом ±10% — это 198…242. 270 Ом ±10% — 243…297. Значение 250 покрывается либо одним, либо другим. Производить отдельный номинал незачем.

3. 330 Ом 0,25 Вт и 330 Ом 2 Вт — чем отличаются в работе схемы? Ток и напряжение будут одинаковыми — сопротивление то же. Отличие в запасе по теплу: второй выдержит там, где первый сгорит. Частая ошибка — думать, что мощный резистор «даёт больше тока».

4. Резистор греется — поломка или норма? Норма. Превращать электричество в тепло — его работа. Тревожно, когда горячий до касания или пахнет: значит мощность превышена.

5. Вместо 330 Ом поставили 33 Ом (светодиод от 5 В)? Ток вырастет в десять раз: $(5-2)/33 = 91$ мА вместо 9 мА. Светодиод рассчитан на 20 мА — вспыхнет ярко и погибнет за секунды. Резистор при этом выдержит ($P = 3 \times 0{,}091 = 0{,}27$ Вт — на грани).

Ответы к разноуровневым заданиям

1. Красный-красный-коричневый = 2, 2, ×10 = 220 Ом. 2. ×1000 — оранжевый. 3. Золото = допуск ±5%.

4. E24 — допуск ±5%, разбросы соседей уже, дыры между ними меньше. Чтобы перекрыть шкалу без пропусков, номиналов нужно вдвое больше, чем в E12.

5. Не бракованный. 1 кОм ±10% — это 900…1100 Ом. Значение 1070 внутри.

6. См. ответ 2 чек-апа.

7. $R = (12-2)/0{,}02 = 500$ Ом. В E12 ближайшие 470 и 560. Берём 560 Ом (в безопасную сторону): ток 17,9 мА, мощность $10 \times 0{,}0179 = 0{,}18$ Вт — влезает в 0,25 Вт, но впритык; для постоянной работы лучше 0,5 Вт.

8. 250 Ом = четыре по 1 кОм параллельно. 2 кОм = два по 1 кОм последовательно.

9. $U = \sqrt{P R} = \sqrt{0{,}25 \times 220} \approx 7{,}4$ В (ток 34 мА). Выше — перегрев.

Неудобные вопросы, которые прозвучат

«А почему полоски, а не написать число?» На корпусе диаметром 2 мм цифры нечитаемы, а краска стирается. Полоски видно под любым углом и с любой стороны — резистор в плату можно впаять как угодно. На крупных (от 2 Вт) и правда пишут числами.

«Как понять, с какой стороны читать, если допуск коричневый?» Честный ответ: бывает трудно. Приёмы: полоска допуска чуть дальше от остальных; читаем оба варианта и выбираем разумный (13 кОм и 330 Ом — оба реальны, а вот «91 ×10⁹» не бывает). Надёжный способ один — мультиметр. Инженеры им и пользуются, это не стыдно.

«Резистор „съедает“ электричество? Куда оно девается?» Никуда не девается — переходит в тепло. Хороший момент связать с законом сохранения энергии: $P = UI$ ватт уходит в нагрев воздуха вокруг.

«Почему тогда не поставить резистор побольше, чтобы наверняка?» Потому что он ограничивает ток. Поставишь 10 кОм вместо 330 — светодиод будет светить еле-еле (0,3 мА вместо 9). Резистор подбирают, а не «берут с запасом».

«А ток после резистора меньше, чем до него?» Нет — и это важнейшее заблуждение. Ток в последовательной цепи одинаков везде. Резистор уменьшает ток во всей цепи, а не «после себя». Проверяется мультиметром в двух точках за минуту — стоит показать.

«Почему у нас 330, а в интернете пишут 220?» Оба работают, разница в яркости и токе. В проекте выбран 330 Ом как единый номинал — чтобы схемы были взаимозаменяемы, а расчёты сходились во всех курсах.

Частые ошибки на уроке

Демонстрация «резистор горит» — регламент

Опыт сильный, детям запоминается, но требует аккуратности.

• Только учитель. Дети наблюдают с расстояния.
• Резистор 100 Ом 0,25 Вт, источник 12 В (1,44 Вт — почти шестикратное превышение).
• У открытого окна или под вытяжкой. Запах неприятный, но не опасный.
• Хватает 5–10 секунд: появляется запах, темнеет краска. Дожигать до обрыва не нужно.
• Резистор после опыта не трогать — остывает около минуты.
• Пинцет, негорючая подложка, рядом ничего бумажного.

Что проговорить после. Резистор не «сломался» — он честно отработал: превратил 1,44 Вт в тепло, как и должен. Виноват не он, а тот, кто не посчитал мощность.

Тайминг урока