[Перевод] Почему резисторы обозначают цветом?
Среди первых знаний, которые вы получаете, начиная разбираться с электроникой — это как определять номинал резистора. Монтируемые в отверстия резисторы имеют цветовую кодировку, а новички обычно начинают именно с таких. Но почему они маркируются именно так? Кажется, что эти полоски существовали всегда, как красные знаки, запрещающие поезд, или жёлтые полоски посередине дороги [такая разметка принята в США / прим. перев.] –, но на самом деле, это не так.
До 1920-х годов производители размечали компоненты, как придётся. Потом в 1924 году 50 производителей радиодеталей Чикаго объединились в торговую группу. Они решили дать всем членам группы общий доступ ко всем патентам. Почти сразу название ассоциации сменили с «объединения производителей радио» на «ассоциацию радиопроизводителей» [Radio Manufacturer«s Association] или RMA. Это название ещё сменится несколько раз до тех пор, пока не остановится на варианте EIA, или альянс электронной индустрии. Причём EIA уже не существует — его раскидало на несколько различных подразделений, но об этом в другой раз.
А сейчас мы поведаем, как цветовые полоски проникли на каждый монтируемый в отверстие резистор от каждого производителя в мире.
Сначала точки, потом полоски
К концу 1920-х RMA занималась установкой стандартов, одним из которых был стандарт цветового кодирования. Проблема была в том, что маркировка мелких компонентов — задача трудная, особенно для 1920-х.
Решением стали цветовые полоски, но не совсем такие, как знакомые нам сегодня. Стандарт кодировки был таким же, однако весь корпус резистора служил первой полоской. А потом было ещё две-три полоски, обозначавшие остальные данные по номиналу. Иногда вместо третьей полоски была точка. Поэтому большая часть резистора имела цвет первой полоски. Кончик резистора был второй полоской, а точка обозначала множитель. Радио, использующие эту схему, начали появляться в 1930-х. Вот таблица цветовой кодировки из ежегодника Radio Today 1941 года:
В рекламе резисторов в этом журнале аккуратно отмечали, что их кодировка соответствует стандартам RMA. Вскоре кодировка распространилась и на конденсаторы.
Точка же, будучи расположенной на цилиндре, могла оказаться спрятанной от наблюдателя, в зависимости от положения резистора. Поэтому постепенно все перешли на полоски.
Цвета должны были идти по порядку видимого спектра (red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet), однако в RMA отказались от цвета индиго, поскольку многие не могли различить синий, голубой и фиолетовый; индиго вообще цвет третьесортный, и Ньютон включил в его список, судя по всему, благодаря своему интересу к оккультизму.
Цветовой круг по Ньютону
В итоге остаётся четыре варианта, поэтому тёмные цвета обозначают нижний край (чёрный и коричневый), а яркие — верхний (серый и белый).
И, естественно, это совершенно не помогало людям, не различающим цвета. Можно было легко измерить отдельный резистор при помощи измерительного прибора, но если он уже был в составе схемы, это было сложнее сделать.
Откуда взялись ряды номиналов
В 1952 году Международная электротехническая комиссия (IEC), ещё одна группа, определявшая стандарты, определила номинальные ряды для электронных компонентов, определяющие, каких номиналов бывают резисторы, так, чтобы получить равномерное их распределение на логарифмической шкале. Если это вам не очень понятно, рассмотрите такой пример.
Ряд E12 используется для резисторов с допуском в 10%, а значений в промежутке от 1 до 10 у него 12 штук (потому и «E12»). Базовые значения:
1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
Поэтому можно найти резистор на 4,7 кОм или 47 кОм, но не на 40 кОм.
Обратите внимание на допуск. Номинал резистора на 3,9 кОм может отличаться на 3,9 кОм в ту или другую сторону. Например, он может иметь сопротивление 42,9 К, поэтому резистор на 40 кОм не имеет смысла. Поскольку резистор на 39 кОм в любом случае может оказаться резистором на 40 кОм. И наоборот, резистор на 47 кОм может иметь реальное сопротивление в 42,3 кОм, что меньше, чем максимальное сопротивление для резистора на 39 кОм.
Как и следовало ожидать, чем меньше допуск, тем больше количество значений в ряду номиналов. При допуске в 2%, к примеру, используется ряд E48, где от 1 до 10 умещается 48 значений (и если вы подумаете, что ряд E96 используется для допусков в 1%, то будете правы). При использовании E48 значениями, близкими к 40 кОм, будут 38,3 кОм и 40,2 кОм. Это максимум 39,06 для нижней величины и минимум в 39,2 для верхней.
В следующий раз
В следующий раз, когда вы возьмёте резистор и прочтёте его цветовую кодировку, вы можете вспомнить эту историю. Наследие цветовых полос распространяется и на компоненты поверхностного монтажа, но не как цвет, а как три цифры, обозначающие первые два числа и множитель. Сегодня многие электронные компоненты типа беспроводных модулей или литиевых аккумуляторов используют DataMatrix — двумерный матричный штрихкод типа QR. Удивительно, что у всех компонентов нет какого-либо микроштрихкода, на который можно было бы навести телефон и получить по ним полную справочную информацию. Возможно, когда-то будет и такое.
