Rezystor jest jednym z najprostszych, a jednocześnie najbardziej fundamentalnych elementów elektrycznych i elektronicznych. Nie ma układu, w którym nie znalazłby się choć jeden opornik – od prostych zasilaczy LED po zaawansowane sterowniki PLC, automaty mikrokontrolerowe, moduły IoT, falowniki, wzmacniacze audio, przetwornice czy układy pomiarowe. Jego popularność wynika z niezwykłej prostoty konstrukcji, wysokiej dostępności, odporności na warunki pracy i przede wszystkim precyzyjnej, przewidywalnej charakterystyki elektrycznej. Choć z pozoru rezystor wydaje się elementem trywialnym, jego budowa oraz fizyka działania skrywają wiele detali, które decydują o jakości pracy całej instalacji lub urządzenia.
Podstawą działania rezystora jest zjawisko oporu elektrycznego, czyli właściwość materiału polegająca na utrudnianiu przepływu elektronów. Im większa rezystywność materiału oraz im dłuższa droga, którą muszą pokonać elektrony, tym większy opór i tym mniejszy prąd popłynie przy danym napięciu. Tę zależność opisuje prawo Ohma, które jest matematycznym fundamentem pracy każdego rezystora. To właśnie dzięki temu prawu opornik może ograniczać prąd, dzielić napięcie, kształtować charakterystykę filtru, ustalać punkty pracy tranzystorów oraz zabezpieczać obwody przed przeciążeniem.
Choć ogólna zasada działania jest zawsze ta sama, konstrukcja rezystora może znacząco różnić się w zależności od przeznaczenia. Najbardziej klasyczne rezystory, stosowane w elektronice małej mocy, to rezystory warstwowe. Ich budowa opiera się na cylindrycznym korpusie (najczęściej ceramicznym), na którym naniesiona jest cienka warstwa oporowa wykonana z węgla, metalu lub specjalnych stopów. Warstwa ta formowana jest zwykle w spiralny wzór nacinany laserowo, co pozwala precyzyjnie uzyskać określoną wartość rezystancji. Im dłuższa spirala i cieńsza ścieżka, tym większy opór. Z obu stron korpusu znajdują się metalowe kapturki, do których przymocowane są wyprowadzenia. Całość pokrywa się lakierem ochronnym, odpornym na temperaturę, wilgoć i czynniki chemiczne.
Rezystory metalizowane oraz metalowo-warstwowe to najpopularniejsza grupa współczesnych elementów biernych. Charakteryzują się niską tolerancją, dobrym współczynnikiem temperaturowym oraz stabilnością w czasie. Sprawia to, że idealnie nadają się do precyzyjnych obwodów pomiarowych, filtrów analogowych, układów sterujących oraz elektroniki użytkowej. W wielu projektach zastąpiły one starsze rezystory węglowe, których stabilność była znacznie niższa, a tolerancje sięgały nawet 20%.
Rezystory węglowe, choć dziś rzadziej używane, nadal znajdują zastosowanie tam, gdzie potrzebna jest odporność na krótkotrwałe przeciążenia oraz impulsowe narastanie prądu. Ich konstrukcja polega na wypełnieniu korpusu mieszanką grafitu i spoiwa, które tworzą jednolitą strukturę oporową. Ze względu na brak naciętej spirali rezystory te lepiej znoszą udary i przepięcia, dlatego do dziś spotyka się je w układach zabezpieczających, filtrach RC oraz sprzęcie wysokiego napięcia.
Oddzielną grupą są rezystory drutowe, które mogą rozpraszać dużą moc, a ich budowa bazuje na precyzyjnie nawiniętym drucie oporowym na ceramicznym rdzeniu. Stosuje się je w zasilaczach dużej mocy, układach grzewczych, tłumikach oraz falownikach. Druty oporowe wykonywane są ze stopów takich jak konstantan, nikiel–chrom lub manganin, które mają stabilną rezystywność nawet przy wysokich temperaturach. Rezystory drutowe mogą pracować w zakresie od kilku watów aż do setek watów, a w wersjach mocy montuje się je w aluminiowych obudowach pełniących rolę radiatorów. Dzięki temu mogą odprowadzać duże ilości ciepła i pracować stabilnie przez wiele lat.
W elektronice miniaturowej dominują rezystory SMD, montowane powierzchniowo. Ich konstrukcja opiera się na cienkiej warstwie oporowej osadzonej na płytce ceramicznej i zabezpieczonej mikroskopijnej wielkości powłoką. Są one pozbawione tradycyjnych wyprowadzeń, co pozwala zmniejszyć rozmiar, masę oraz indukcyjność pasożytniczą. W układach cyfrowych i wysokoczęstotliwościowych ma to kluczowe znaczenie, gdyż tradycyjne rezystory przewlekane mogłyby wprowadzać zakłócenia. Rezystory SMD dostępne są w wartościach od ułamków oma do wielu megaomów, a wymiary potrafią schodzić do rozmiaru 01005, który jest mniejszy od ziarenka piasku.
Każdy rezystor poza samą wartością oporu posiada zestaw parametrów określających jego zachowanie w układzie. Tolerancja mówi, o ile procent rzeczywista wartość może odbiegać od nominalnej – w precyzyjnych układach stosuje się oporniki z tolerancją 0,1%, natomiast w prostych obwodach akceptuje się elementy 1–5%. Kolejnym parametrem jest współczynnik temperaturowy, oznaczany TCR, który wskazuje, jak bardzo rezystancja zmienia się wraz z temperaturą. W układach sterujących, sensorach i przetwornikach ADC niska wartość TCR jest niezbędna, aby wyniki nie dryfowały w czasie.
Istotnym parametrem jest również obciążalność mocowa. Każdy rezystor przekształca energię elektryczną w ciepło. Jeśli moc przerasta możliwości konstrukcji, rezystor może się przegrzewać, zmieniać wartość, a nawet ulec uszkodzeniu. Dlatego dobierając rezystory do zasilaczy, regulatorów i układów wysokiego napięcia zawsze oblicza się moc strat według wzoru P = I²R lub P = U²/R i dobiera element z odpowiednim zapasem.
W praktyce wybór rezystora zależy od wielu czynników: prądu, napięcia, stabilności, warunków pracy, temperatury otoczenia, miejsca montażu, a nawet rodzaju zakłóceń występujących w układzie. W urządzeniach audio stosuje się rezystory o niskim szumie własnym (np. metalizowane), w układach komunikacji RF – elementy SMD o minimalnej indukcyjności, a w elektronice przemysłowej – odporne rezystory drutowe lub precyzyjne rezystory foliowe.
Mimo ogromnej różnorodności technologicznej cel rezystora pozostaje ten sam: kontrolowanie przepływu prądu w obwodzie. To właśnie dzięki opornikom możliwe jest tworzenie stabilnych zasilaczy, precyzyjnych czujników, układów sterowania silnikami, falowników, przetwornic, modułów pomiarowych oraz całej współczesnej elektroniki. Rezystor jest skromnym elementem, ale stanowi fundament całej technologii, bez którego nie mogłaby istnieć żadna nowoczesna instalacja elektryczna ani urządzenie elektroniczne.