Назначение классификация, электрические параметры резисторов

Назначение

Резисторы предназначены для перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Принцип действия резисторов основан на способности радиоматериалов оказывать сопротивление протекающему через них электрическому току. Особенностью резисторов является то, что электрическая энергия в них превращается в тепло, которое рассеивается в окружающую среду. Резистор служит для ограничения тока в электрической цепи, создания падений напряжения на отдельных её участках. Другое название резистора – сопротивление. Resistance – это сопротивление (электрическому току).

Классификация

По назначению дискретные резисторы делят на резисторы общего назначения, прецизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокоомные и специальные. По постоянству значения сопротивления резисторы подразделяют на постоянные, переменные и специальные. Постоянные резисторы имеют фиксированную величину сопротивления, у переменных резисторов предусмотрена возможность изменения сопротивления в процессе эксплуатации, сопротивление специальных резисторов изменяется под действием внешних факторов: протекающего тока или приложенного напряжения (варисторы), температуры (терморезисторы), освещения (фоторезисторы) и т. д.

По виду токопроводящего элемента различают проволочные и непроволочные резисторы. По эксплуатационным характеристикам дискретные резисторы делят на термостойкие, влагостойкие, вибро- и ударопрочные, высоконадежные и т. д.

Основным элементом конструкции постоянного резистора является резистивный элемент, который может быть либо пленочным, либо объемным. Величина объемного сопротивления материала определяется количеством свободных носителей заряда в материале, температурой, напряженностью поля и т. д.

Электрические параметры

Номинальное сопротивление

Это заводское значение сопротивления конкретного прибора, измеряется это значение в Омах (производные килоОм – 1000 Ом, мегаОм – 1000000 Ом). Диапазон сопротивлений простирается от долей Ома (0,01 – 0,1 Ом) до сотен и тысяч килоОм (100 кОм – 1МОм). Для каждой электронной цепи необходимы свои наборы номиналов сопротивлений. Поэтому разброс значений номинальных сопротивлений столь велик.

Рассеиваемая мощность

При прохождении электрического тока через резистор происходит его нагрев. Если пропускать через него ток, превышающий заданное значение, то токопроводящее покрытие разогреется настолько, что резистор сгорает. Поэтому существует разделение резисторов по рассеиваемой мощности.

К примеру, если через резистор потечёт ток 0,1А (100 mA), а его номинальное сопротивление 100 Ом, то необходим резистор мощностью не менее 1 Вт. Если вместо этого применить резистор на 0,5 Вт, то он вскоре выйдет из строя. Мощные резисторы применяются в сильноточных цепях, например, в блоках питания или сварочных инверторах.

Допуск

При изготовлении резисторов не удаётся добиться абсолютной точности номинального сопротивления. Если на резисторе указано 10 Ом, то его реальное сопротивление будет в районе 10 Ом, но никак не ровно 10. Оно может быть и 9,88 и 10,5 Ом. Чтобы как-то обозначить пределы погрешности в номинальном сопротивлении резисторов, их делят на группы и присваивают им допуск. Допуск задаётся в процентах.

Если вы купили резистор на 100 Ом c допуском ±10%, то его реальное сопротивление может быть от 90 Ом до 110 Ом. Узнать точное сопротивление этого резистора можно лишь с помощью омметра или мультиметра, проведя соответствующее измерение. Но одно известно точно. Сопротивление этого резистора не будет меньше 90 или больше 110 Ом.

Строгая точность номиналов сопротивлений в обычной аппаратуре важна не всегда. Так, например, в бытовой электронике допускается замена резисторов с допуском ±20% от того номинала, что требуется в схеме. Это выручает в тех случаях, когда необходимо заменить неисправный резистор (например, на 10 Ом). Если нет подходящего элемента с нужным номиналом, то можно поставить резистор с номинальным сопротивлением от 8 Ом (10-2 Ом) до 12 Ом (10+2 Ом). Считается так (10 Ом/100%) * 20% = 2 Ом. Допуск составляет -2 Ом в сторону уменьшения, +2 Ом в сторону увеличения.

Существует аппаратура, где такой трюк не пройдёт – это прецизионная аппаратура. К ней относится медицинское оборудование, измерительные приборы, электронные узлы высокоточных систем, например, военных. В ответственной электронике используются высокоточные резисторы, допуск их составляет десятые и сотые доли процента (0,1-0,01%). Иногда такие резисторы можно встретить и в бытовой электронике.

Стоит отметить, что в настоящее время в продаже можно встретить резисторы с допуском не более 10% (обычно 1%, 5% и реже 10%). Высокоточные резисторы имеют допуск в 0,25…0,05%.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС)

Под влиянием внешней температуры или собственного нагрева из-за протекающего тока, сопротивление резистора меняется. Иногда в тех пределах, которые нежелательны для работы схемы. Чтобы оценить изменение сопротивления из-за воздействия температуры, то есть термостабильность резистора, используется такой параметр, как ТКС (Температурный Коэффициент Сопротивления). В маркировке резистора величина ТКС, как правило, не указывается. Для нас же необходимо знать, что чем меньше ТКС, тем лучше резистор, так как он обладает лучшей термостабильностью.

В настоящее время номинальное сопротивление резисторов и их допуск маркируют цветными полосами на корпусе самого элемента. Как правило, такая маркировка применяется для маломощных резисторов, которые имеют небольшие габариты и мощность менее 2…3 ватт. Каждая фирма-изготовитель устанавливает свою систему маркировки, что вносит некоторую путаницу. Но в основном присутствует одна устоявшаяся система маркировки.

Классификация резисторов — Основные сведения — Лудим, паяем — Каталог статей

Классификация, основные параметры, обозначения и маркировка резисторов

Резистор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) являет­ся одним из самых распространенных радиоэлементов. Резисторы составляют до 35 % общего количества элементов в схемах совре­менной радиоэлектронной аппаратуры. Они используются в каче­стве нагрузочных и токоограничительных элементов, добавочных сопротивлений и шунтов, делителей напряжения. Резисторы обес­печивают режимы работы усилительных и генераторных прибо­ров и позволяют погасить излишек питающего напряжения. Раз­личные типы резисторов приведены на рис. 2.1.

 

Классификация резисторов

В зависимости от назначения различают постоянные и пере­менные резисторы (рис. 2.2).

Наибольшее распространение имеют постоянные резисторы об­щего назначения, которые используются практически во всех ви­дах радиоаппаратуры и блоках питания. Номинальные значения таких резисторов находятся в пределах от 1 Ом до 10 МОм, а номинальные мощности составляют 0,125… 100 Вт. Класс точнос­ти резисторов общего назначения составляет 2, 5, 10 или 20% номинала.

Кроме того, применяются постоянные резисторы специального назначения. К ним относятся, например, прецизионные (особо точные) резисторы, которые используются в основном в измери­тельных приборах в качестве шунтов. Допуск этих резисторов составляет от ±0,001 до 1 %. Они отличаются высокой стабиль­ностью.

Высокочастотные резисторы также являются резисторами спе­циального назначения. Они отличаются низкой собственной индуктивностью и предназначены для работы в высокочастот­ных узлах. Кроме того, имеются и другие виды постоянных рези­сторов.

Переменные резисторы подразделяются на подстроечные и ре­гулировочные. Подстроечные резисторы впаиваются в схему, и при наладке их сопротивление подстраивается с помощью регулятора. На лицевую панель радиоаппаратуры регуляторы подстроечных резисторов не выводятся. Износоустойчивость подстроечных ре­зисторов составляет до 1000 циклов.

Регуляторы регулировочных резисторов выводятся на лицевую панель. Они служат для регулировки параметров в процессе экс­плуатации. Такие резисторы обеспечивают до 5000 циклов пере­стройки.

По виду зависимости номинального сопротивления регулиро­вочного резистора от смещения его подвижной системы различа­ют резисторы с пропорциональным и непропорциональным (не­линейным) законами регулирования сопротивления.

Резисторы классифицируются также по материалу резистивно­го элемента (рис. 2.3).

Основные параметры резисторов

1. Номинальная мощность рассеяния Р_тм — мощность, которую резистор может рассеивать при непрерывной нагрузке, номиналь­ных давлении и температуре. В радиоэлектронной аппаратуре чаще всего используются непроволочные резисторы с номинальными мощностями 0,125; 0,25; 0,5; 1 и 2 Вт. Мощность резистора опре­деляется по формуле Р = U

2/R, где U — напряжение на резисто­ре, В; R — сопротивление резистора, Ом.
С учетом возможного повышения температуры резисторы вы­бирают с номинальной мощностью на 20… 30 % больше расчет­ной. Численное значение мощности обычно входит в обозначе­ние резистора, например МЛТ-1, где Р„_ом = 1 Вт. Обычно на корпусах непроволочных резисторов приводится мощность при /’„ом>2Вт.

2. Максимальное напряжение U_mm— наибольшее напряжение (по­стоянное или действующее переменное), которое может быть при­ложено к токоотводам резистора с сопротивлением Я»^ > U^JP_mu.

3. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характе­ризует относительное изменение сопротивления при изменении температуры на 1 °С. Если сопротивление резистора при повыше­нии температуры возрастает, а при понижении уменьшается, то ТКС положительный, если же с повышением (уменьшением) тем­пературы сопротивление снижается (увеличивается) — ТКС отрицательный. Температурный коэффициент сопротивления непроволочных резисторов составляет 0,03…0,1 1/°С, а резисто­ров повышенной точности — на порядок меньше.

4. Уровень шумов резистора, который оценивается по величине их переменной ЭДС, возникающей на его зажимах и отнесенной к 1 В приложенного к резистору напряжения постоянного тока.

5. Номинальное сопротивление — это электрическое сопротивле­ние, обозначенное на корпусе резистора и являющееся исходным для определения его допустимых отклонений. Резисторы выпуска­ются с таким значением номинального сопротивления, чтобы вме­сте с допуском оно было приблизительно равно значению сопро­тивления следующего номинала минус его допуск. Установлены следующие диапазоны номинальных сопротивлений: для посто­янных резисторов — от долей ома до единиц тераом; для пере­менных проволочных — от 0,47 Ом до 1 МОм; для переменных непроволочных — от 1 Ом до 10 МОм. Иногда допускается откло­нение от указанных пределов.

Численные значения номинальных сопротивлений резисторов, выпускаемых отечественной промышленностью, стандартизова­ны (ГОСТ 2825-67).

Разница между номинальным и действительным значениями (из-за погрешностей изготовления) сопротивления, отнесенная к номинальному значению, характеризует допускаемое отклоне­ние (допуск) от номинального сопротивления (в %). Допуски так­же стандартизованы и согласно ГОСТ 9667—74 имеют следующие значения: ±0,001, ±0,002, ±0,005, ±0,01, ±0,02, ±0,05, ±0,1, ±0,25, ±0,5, ±1, ±2, ±5, ±10, ±20 и ±30. Допуски указывают максимальное и минимальное значения номинального сопротив­ления.

Фактические значения сопротивлений могут отличаться от номинальных на величину стандартных допусков. Допуски указы­ваются в процентах (от ±0,001 до ±30).

Допустимые отклонения сопротивления (% от номинального значения) также обозначают буквами (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Обозначение	Ж	У	Д	Р	Л	И	С	В
Допустимое отклонение, %	+0,1	±0,2	±0,5	±1	±2	±5	±10	±20

 

 

Обозначение резисторов на электрических схемах

Обозначение резисторов производится в соответствии с ГОСТом. Условное обозначение резисторов на электрических схемах в за­висимости от их типа приводится в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Обозначение резисторов на электрических схемах

Резисторы с сопротивлением от 1 до 1000 Ом обозначаются на схемах целыми числами без указания единицы измерения (напри­мер, R330 означает, что резистор R имеет сопротивление 330 Ом).

Сопротивление, составляющее долю или число с долями ома, обозначается с указанием единицы измерения (например, 0,33 Ом или 3,3 Ом).

Резисторы с сопротивлением от 1 до 910 кОм обозначаются числом килоом с прибавление буквы К (например, R910К).

Резисторы с сопротивлением от 1 МОм и выше обозначаются без указания единицы измерения. Кроме того, если сопротивле­ние равно целому числу, то после его численного значения ста­вятся запятая и нуль (например, сопротивление 1 МОм обознача­ется 1,0).

---

   Материал для ознакомления взят из учебника «Радиоэлектронная аппаратура и приборы. Монтаж и регулировка». Автор: Ярочкина Г.В.

Приобрести учебник можно здесь.

---

 

основные параметры, мощность, сопротивление. Обозначение резисторов

Резистор — это электротехническое изделие, вносящее в электрическую цепь определенное сопротивление.

Основными параметрами резистора являются мощность и сопротивление. Кроме того, резистор обладает некоторой емкостью, индуктивностью, зависимостью сопротивления от температуры, собственными шумами и пр., но достаточно часто этим можно пренебречь.

На резисторе указывается его номинальное сопротивление. На практике резистор может иметь сопротивление, отличное от указанного на величину допустимого отклонения, которая измеряется в процентах: ±20%; ±10%; ±5%.

Сопротивление резистора измеряется в Омах (Ом), также применяются производные единицы: 1 кОм=10³Ом, 1 мОм=10⁶Ом. Конкретные номиналы резисторов определяются рядами номинальных сопротивлений.

Номинальная мощность рассеяния — мощность, которую резистор может рассеивать на протяжении длительного времени без недопустимо большого перегрева, приводящего к необратимым изменениям сопротивления.

Мощность резистора, вернее мощность, которая выделяется на резисторе (Р) определяется законом Ома и может быть рассчитана по формулам:

P=I²*R — (1) или P=U²/R — (2), где

• R — сопротивление резистора
• U — напряжение на нем
• I — ток, протекающий через резистор

Обратите внимание, чтобы получить мощность в Ваттах (Вт) следует применять следующие единицы измерения:

• сопротивление — Ом,
• напряжение — Вольт (В),
• ток — Ампер (А).

На практике это бывает не всегда удобно, поэтому для формулы (1) можно использовать следующие размерности: сопротивление — кОм (1кОм=10³Ом), ток — миллиампер (1 мА=10^-3А).

ОБОЗНАЧЕНИЯ РЕЗИСТОРОВ

Условные обозначения резисторов на схемах приведены на рисунке 1.

В верхнем ряду показаны:

1. общее обозначение;
2. резистор мощностью 0,125 Вт;
3. 0,25 Вт;
4. 0,5 Вт;
5. 1 Вт.

Мощность резистора 1 Вт и более на схемах указывается размещением внутри его обозначения соответствующего римского числа.

Кроме того, на схеме рядом с обозначением могут указываться (второй ряд, слева направо):

• буквенное обозначение резистора и его порядковый номер,
• номинальное значение сопротивления,
• буквенное обозначение и номинал,
• мощность резистора в комбинации со всеми перечисленными вариантами.

РЯДЫ НОМИНАЛЬНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Значения сопротивлений производимых резисторов подчиняются определенной закономерности, которая ниже приведена в таблице.

Там должно быть все ясно, поясню только, что:

1. номер ряда определяет количество базовых значений сопротивлений и их допустимое отклонение,
2. получив при расчете какое — либо значение, по приведенной таблице Вы можете выбрать максимально близкий номинал и его допуск.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Основные электрические параметры резисторов

Для оценки свойств резисторов используются следующие основные параметры: номинальное сопротивление, допустимое отклонение величины сопротивления от номинального значения (допуск), номинальная мощность рассеяния, предельное напряжение, температурный коэффициент сопротивления, коэффициент напряжения, уровень собственных шумов, собственная емкость и индуктивность.

Номинальное сопротивление Rн – это электрическое сопротивление, значение которого обозначено на резисторе или указано в сопроводительной документации.

В ЭВА применяются резисторы сопротивлением от нескольких Ом до нескольких мегаОм. Номинальные сопротивления резисторов стандартизированы. Численные значения номинальных сопротивлений определяются рядами предпочтительных чисел: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192 (цифра указывает число номинальных сопротивлений в ряду).

Ряды Е6, Е12, Е24 применяются для постоянных резисторов общего применения. Шкала номинальных значений резисторов переменного сопротивления определяется рядом Е6.

Кратные и дольные значения сопротивлений получаются путем умножения или деления этого ряда на 10.

Шкала номинальных сопротивлений для постоянных резисторов общего применения по ряду Е6, Е12, Е24 приведена в табл.2.

Таблица 2. Номинальные сопротивления по ряду Е6, Е12, Е24

Индекс ряда	Числовые коэффициенты, умножаемые на любое число, кратное 10
Е6	1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8
Е12	1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 9,1
Е24	1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1

Допустимое отклонение – это максимальное допустимое отклонение реальной величины сопротивления резистора от его номинального значения, выраженное в процентах.

Согласно ГОСТа установлен ряд допусков: ±0,001; ±0,002; ±0,005; ±0,01 ±0,02; ±0,05; ±0,1 ; ±0,25; +0 ,5; ±1; ±2; ±5; ±10; ±20; ±30.

Наиболее употребительны резисторы с допускаемым отклонением ±5; ±10; ±20%.

Переменные резисторы имеют допуски ±5, ±10, ±20, ±30%.

Номинальная мощность рассеивания Р_Н – это наибольшая мощность, создаваемая протекающим через резистор током, при которой он может длительное время надежно работать.

Значение Р_Н зависит от конструкции резистора, физических свойств материалов и температуры окружающей среды.

Резисторы эксплуатируют, как правило, при мощностях рассеивания в 3 – 10 раз меньше номинальных, что обеспечивает более высокую надежность работы устройств.

Конкретные значения номинальных мощностей рассеивания в ваттах устанавливаются согласно ГОСТ и выбираются из ряда: 0,01; 0,025; 0,05; 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 2; 3; 4; 8; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 160; 250; 500.

Величина номинальной мощности рассеяния указывается на корпусах крупногабаритных резисторов, а у малогабаритных – определяется по размерам корпуса.

Мощность рассеяния Р можно рассчитать по формулам:

Р=UI=I²R=U²/R.

Если на резисторе, выделяется большая мощность, чем предусмотрено, его температура будет повышаться, что может привести к перегоранию токопроводящего элемента и тем самым к внезапному отказу резистора.

Предельное напряжение Uпред. – это максимальное напряжение, при котором может работать резистор. Оно ограничивается тепловыми процессами, а у высокоомных резисторов – электрической прочностью резистора.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) – это относительное изменение величины сопротивления резистора при изменении температуры на 1ºС: ТКС= ΔR/(Ro·ΔT),

где Ro– начальное значение величины сопротивления резистора,

ΔR – изменение сопротивления в диапазоне температур ΔТ.

Значение ТКС прецизионных резисторов лежит в пределах от единиц до 100×10^-6 1/ ºС, а у резисторов общего назначения — от десятков до 2000×10^-6/ ° С.

Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Токовые шумы наиболее характерны для непроволочных резисторов. Наиболее шумящими являются композиционные резисторы, поэтому их применяют в приемных устройствах ограниченно. По уровню шумов резисторы делятся на две группы А (1мкВ/В) и Б ( 5мкВ/В).

Частотные свойства резисторов. При работе резисторов в диапазоне частот переменного тока сопротивление может изменяться относительно его номинала при постоянном токе , что приводит к изменению выходных параметров и устойчивости работы устройств.

Упрощенная эквивалентная схема резистора для высоких частот (рис.5) кроме собственно активного сопротивления R включает реактивные составляющие – индуктивности L_пар и емкость C_пар , которые ухудшают частотные свойства резисторов и поэтому их часто называют паразитными. Для разных типов резисторов паразитные индуктивности и емкость образуются по-разному.

 

Рис.5. Эквивалентная схема резистора.

У проволочных резисторов паразитная индуктивность образуется за счет намотки провода и индуктивности выводов, а паразитная емкость – за счет межвитковой емкости. Проволочные резисторы по сравнению с непроволочными гораздо менее высокочастотны и применение их без принятия специальных мер ограничиваются областью постоянного тока и диапазоном звуковых частот.

Рис.6.Функциональная характеристика сопротивления переменных резисторов.

 

В отличие от постоянных резисторов переменные обладают , кроме вышеперечисленных . дополнительными параметрами. Это функциональная характеристика (рис.6.). Она определяет зависимость сопротивления переменного резистора от положения (угла поворота) подвижного контакта. Наиболее распространенные зависимости: линейные – А, логарифмические – Б, обратнологарифмические – В.

 

Резисторыобщего назначения

К группе общего назначения относятся резисторы, используемые в качестве анодных и коллекторных нагрузок, сопротивлений в цепях эммитера и базы и т.д.

Углеродистые резисторы предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов в электронной аппаратуре.

Резисторы имеют цилиндрическую форму и радиальные или аксиальные выводы. Снаружи – зеленая глурофобистая эмаль.

Углеродистые резисторы характеризуются высокой стабильностью сопротивления, низким уровнем собственных шумов, небольшим отрицательным ТКС, слабой зависимостью сопротивления от частоты приложенного напряжения.

Основные типы углеродистых резисторов: резисторы общего назначения типа С1-4 ВС, специального назначения – прецизионные типа БЛП, полупрецезионные типа УЛИ, которые предназначены для работы в ВЧ цепях в качестве активных нагрузок. Из-за широкого применения металлопленочных и быстрого развития микропроволочных высокостабильных резисторов применение в наше время углеродистых резисторов стало более ограниченным.

Металлопленочные резисторы предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов. Они теплостойки, влагостойки, обладают повышенной механической прочностью.

Их широко применяют в малогабаритной аппаратуре, т.к. они по габаритам совместимы с ИМС. Эти резисторы обладают лучшими по сравнению с углеродистыми и композиционными электрическими параметрами при сравнительно небольшой стоимости, что и объясняет их широкое применение.

Недостатки: сравнительно малая устойчивость к импульсной нагрузке и меньшей частотный диапазон применения, чем у углеродистых.

Металлопленочные резисторы содержат резистивный элемент в виде очень тонкой (десятые доли микрометра) металлической пленки, осажденной на основание из керамики, стекла, слоистого пластика, ситалла или другого изоляционного материала. Гидрофобная эмаль – красная.

Основные типы металлопленочных резисторов: С2 МЛТ – теплостойкие; ОМЛТ – особые с повышенной надежностью; МТ – с повышенной теплостойкостью; МГП – герметичные, прецизионные; С2 –10 – ультравысокочастотные прецизионные; СП2-3 – переменные закрытой конструкции.

Композиционные резисторы используют для тех же целей, что и металлопленочные. Отличительными особенностями резисторов этой группы являются высокая вибропрочность за счет запрессовки выводов в основание резисторов, большой уровень собственных шумов и зависимость сопротивления от приложенного напряжения.

Резистивный элемент этих резисторов выполняется на основе композиций, состоящих из смеси порошкообразного проводника (сажа, графит и др.) и органического или неорганического диэлектрика.

Основные типы композиционных резисторов: С3-3, С3-3П, С3-4, СКИМ – лакопленочные; С3-13, С3-14, КВМ, КИМ, КЛМ – высокомегаомные лакопленочные; СП, СП3-1, СП3-22, СП3-27, СП3-26, СП3-39 – подстроечные лакопленочные; СП3-24, СП3-36, СП3-40, СП3-37, РП1-53, РП1-48 – подстроечные с прямолинейно перемещающейся системой; РП1-52 – субминиатюрные подстроечные; СП4-1а, СП4-2Ма – объемные регулировочные.

Проволочные резисторы обладают повышенной температурной стабильностью и термостойкостью. Эти резисторы обладают высокой допустимой мощностью рассеивания (десятки ватт) при относительно небольших размерах. Основными недостатками проволочных резисторов является ограниченный диапазон сопротивления и высокая стоимость, а также большая индуктивность и собственная емкость.

Конструктивно они выполнены намоткой провода из нихрома, манганина, константана на изолированный цилиндрический каркас.

Резисторы ПЭ, ПЭВ, ПЭВР, ПЭВТ (ПЭ – проволочные эмалированные, В– влагостойкие, Р — регулируемые с хомутиком, Т – термостойкие) — ранее выпущенные модификации. Современные – С5-35, С5-36, С5-378. С5-31 – микропроволочные миниатюрные.

 

Переменные резисторы

Резисторы переменного сопротивления делятся на регулировочные и подстроечные.

Если у постоянного резистора два вывода, то у переменного (регулировочного и подстроечного) три. Средний вывод – это движок, который перемещают выступающей наружу корпуса ручкой (осью).

Регулировочным резистором пользуются сравнительно часто, например, для регулирования громкости звука. Подстроечным же резистором подбирают какой-то режим конструкции либо при налаживании. Ручка (ось) его движка короткая, рассчитанная на регулировку отверткой.

На схемах указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора, сопротивления же между средним и крайним изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора.

Наиболее часто в конструкциях используют регулировочные резисторы СП (сопротивление переменное), СПО (сопротивление переменное объемное). Мощность переменных резисторов на схеме не ставится. Большинство переменных резисторов общего назначения относится к композиционным непроволочным резисторам. Может быть одинарная или спаренная конструкция, с выключателем или без него, с экраном или без экрана и т.д.

 

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И СВОЙСТВА РЕЗИСТОРОВ

При использовании резистора в цепях переменного тока и напряжения, особенно на высоких частотах, резистор нельзя рассматривать как элемент, обладающий только активным сопротивлением, необходимо учитывать его паразитные реактивные составляющие.

Сопротивление резистора в цепи постоянного тока

(R_R+R_К)·R_ИЗ

R = R_R+ R_К+ R_ИЗ

Сопротивление R_К имеет существенное значение только для низкоомных резисторов, однако в процессе функционирования резистора из-за перегрева, недостаточного контактного усилия, действия влаги оно может значительно возрасти.

Сопротивление Rиз определяется качеством диэлектрика, используемого для основания и защитного изоляционного покрытия, и практически влияет на общее сопротивление R только для высокоомных резисторов (R_R > 10⁹ — 10¹⁰ Ом).

Постоянные резисторы характеризуются номинальным сопротивлением и допуском, номинальной мощностью, электрической прочностью, ТКС, уровнем собственных шумов, стабильностью, частотными свойствами.

Номинальное сопротивление — это электрическое сопротивление, значение которого обозначено на резисторе или указано в сопроводительной документации и которое является исходным для отсчета отклонения от этого значения.

Диапазон номинальных сопротивлений для резисторов: постоянных — от долей ома до единиц тераом; переменных непроволочных — от 0,47 Ом до 1 МОм; переменных не проволочных от 1 Ом до 10 МОм.

Номинальные сопротивления резисторов стандартизованы и устанавливаются рядами предпочтительных чисел. Это десятичные ряды геометрических прогрессий, первый член которых равен единице, а знаменатель прогрессии q_N = 10^1/N для ряда EN. Цифра после буквы E указывает число номиналов в каждом десятичном интервале. Любой член ряда aⁿ = q^n-1, где n — номер искомого члена. Наиболее употребительны ряды предпочтительных чисел E6, E12, E24 и т. д. Знаменатели этих рядов соответственно будут: q₆ = 10^(1/6) = 1,47; q₁₂ = 10^(1/12) = 1,21; q₂₄ = 10^(1/24) = 1,1. Для постоянных резисторов установлены ряды E6, E12, E24, E48, E96, E192, а для переменных — ряд Е6.

Действительные значения сопротивлений резисторов вследствие технологических погрешностей могут отличаться от номинальных в пределах допусков. Величины допусков также нормированы и задаются рядом: 0.001; 0.002; 0.005; 0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.25; 0.5; 1; 2; 5; 10; 20; 30 %.

В резисторах общего применения номиналы сопротивлений согласованны с допусками таким образом, что получается так называемая «безотходная шкала»: номиналы и допустимые отклонения сопротивления одного резистора примыкают к номиналу и допустимым отклонениям соседнего. Поэтому изготовленный резистор обязательно попадет в одну из групп.

Номинальная мощность — наибольшая мощность, которую может рассеивать резистор в заданных условиях в течении гарантированного срока службы при сохранении параметров в установленных пределах. Наиболее часто используются постоянные резисторы, обладающие номинальной мощностью 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 Вт, а переменные — 0,5; 1,0; 2,0 Вт.

Значение номинальной мощности зависит от конструкции резистора, геометрических размеров и физических свойств материалов. Чем выше теплостойкость конструкционных и резистивных материалов, тем выше допустимая рассеиваемая мощность для данной конструкции. С повышением температуры окружающей среды теплоотдача ухудшается и происходит нагрев резистора сверх допустимой температуры. Поэтому необходимо уменьшать электрическую нагрузку. Для каждого типа резистора устанавливается предельная температура, при которой его можно нагружать номинальной мощностью. Для непроволочных резисторов это 100 — 120°С, для проволочных — выше.

Предельное рабочее напряжение резистора — это максимальное напряжение для данного типа резистора, при котором он может работать длительное время, не изменяя своих параметров. Мощность, выделяемая при этом резистором, не должна превышать номинальную. Для высокоомных резисторов максимальное напряжение ограничивается напряжением пробоя, а для низкоомных резисторов — допустимой мощностью рассеивания Р_доп: U_макс = (P_доп·R)^1/2.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — величина, характеризующая относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°C.

ТКС характеризует обратимые изменения сопротивления резистора. В диапазоне температур ТКС может менять свою величину и знак. ТКС непроволочных резисторов общего назначения лежит в пределах +(0.5-20)·10^-4 1/°C, прецизионных — +(0.05-10)·10^-4 1/°C, а проволочных — от 0 до +2·10^-4 1/°C.

Необратимые температурные изменения сопротивления резистора возникают после длительного воздействия повышенных температур или после нескольких температурных циклов. Большинство типов непроволочных резисторов допускает работу при температурах от -60 до +(100 — 150)°C и выше. Проволочные резисторы могут работать при более высоких температурах.

Старение резисторов проявляется главным образом в изменении сопротивления, которое вызывается структурными изменениями резистивного элемента за счет кристаллизации, окисления и различных электрохимических процессов, а также за счет изменения свойств переходных контактов. Процессы старения ускоряются в условиях повышенных температур, влажности и при электрической нагрузке. Наиболее устойчивыми к действию факторов старения являются проволочные резисторы, а среди непроволочных — тонкослойные металлодиэлектрические и металлоокисные, менее стойкими считаются композиционные лакопленочные. Процессы старения могут изменить сопротивление резистора на несколько процентов.

Собственные шумы резисторов складываются из тепловых шумов и токовых шумов. Уровень шумов измеряется Э.Д.С. шумов.

Возникновение тепловых шумов связано с флуктуационными изменениями объемной концентрации свободных электронов в резистивном элементе, обусловленными их тепловым движением. Тепловые шумы характеризуются непрерывным, практически равномерным спектром. Напряжение тепловых шумов Ет не зависит от материала, а определяется температурой и величиной сопротивления:

Ет = (4·k·Т·R·F)^1/2, B,

где k — постоянная Больцмана, к = 1,38·10²³ Дж/K; Т — температура, К;

R — сопротивление, Ом; F — ширина полосы частот, Гц.

При Т = 300К можно пользоваться формулой:

Е_Т =(R F)^1/2 / 8, мкв,

где R — сопротивление, кОм; F — ширина полосы частот, кГц.

Тепловые шумы нельзя исключить или уменьшить, они существуют независимо от тока, протекающего в резисторе. Тепловые шумы определяют шумовые характеристики проволочных резисторов. Высокоомные резисторы могут иметь напряжение тепловых шумов значительно выше шумов усилительных приборов.

При прохождении тока по непроволочному резистору дополнительно возникают токовые шумы. Они обусловлены дискретной структурой резистивного элемента. Интенсивность токовых шумов зависит от проходящего тока. При прохождении электрического тока происходят локальные нагревы, сопровождающиеся разрушением контактов между одними частицами и появлением контактов между другими в результате их спекания, возникновением новых проводящих цепочек. Это вызывает флуктуацию сопротивления и тока и на резисторе появляется шумовая составляющая напряжения. Токовый шум имеет непрерывный спектр, спектральная плотность которого пропорциональна величине 1/f. Поскольку Э.Д.С. шума зависит от тока, то она зависит и от напряжения U, приложенного к резистору:

E_i=k_i·U, где k_i — коэффициент, зависящий от конструкции резистора, свойств резистивного слоя, полосы частот, в пределах которой определяется шум; для различных типов резисторов k_i меняется от 0,2 до 50 мкВ/В.

Уровень шума определяется в полосе частот 60-6000 Гц.

Если напряжение, приложенное к резистору, соответствует номинальной мощности, то

U_макс = (P_ном·R_ном)^1/2 или E_i = k_i(P_ном·R_ном)^1/2 ,

отсюда следует, что токовый шум пропорционален R_ном^1/2. Токовый шум значительно превышает тепловой. Уровень токовых шумов у композиционных резисторов в несколько раз больше, чем у пленочных. Чем однороднее структура резистивного слоя, тем меньше токовый шум. По уровню шумов резисторы подразделяют на группу А, обладающих k_i 1 мкВ/В и группу Б — k_i 5 мкВ/В.

Частотные свойства резисторов. Полное сопротивление резистора имеет комплексный характер и зависит от частоты. Это вызвано наличием распределенных по длине резистивного элемента емкости и индуктивности, поверхностным эффектом, диэлектрическими потерями в каркасе и покрытиях. Изменяются активные и реактивные составляющие полного сопротивления, и соответственно фазовые сдвиги, создаваемые резистором в электрической цепи.

Проволочные резисторы отличаются большими значениями распределенных емкости и индуктивности, поэтому их реактивность проявляется уже на частотах в несколько килогерц. Непроволочные резисторы имеют значительно меньшие значения распределенных параметров и могут применяться на частотах в сотни и даже тысячи мегагерц.

Индуктивность резистора определяется конструкцией и размерами резистивного элемента и выводов. Обычно она невелика и погонная индуктивность составляет примерно 3 нГн/см кроме случаев, когда для увеличения сопротивления резистора резистивному слою придается вид спирали. В этом случае погонная индуктивность увеличивается до десятых долей микрогенри на сантиметр. Индуктивность выводов тем меньше, чем они короче и толще. Поэтому высокочастотные резисторы не имеют проволочных выводов, они снабжаются плоскими контактами, расположенными непосредственно на резистивном элементе, контакты впаиваются в соответствующие участки схемы.

Емкость резистора зависит от его формы, размеров, конструкции выводов, от диэлектрической проницаемости материалов каркаса и защитного покрытия. Распространенные типы резисторов обладают погонной емкостью от 0,05 до 0,15 пФ/см. Емкость зависит и от расположения резистора относительно других элементов конструкции.

Активное сопротивление R_f и емкость C_f являются частотнозависимыми. При f·C·R₀ 0,1 (где C — полная емкость резистора, пФ; R₀ — сопротивление постоянному току, Мом; f — частота, МГц). Эта зависимость выражена слабо и может не учитываться. С точностью до 1% можно считать R_f = R₀. На более высоких частотах, когда f·C·R₀ > 0,1, сопротивление резистора падает и до значения f·CR₀ 0,5 может быть определено по формуле

R_f=R₀·[ 1-0,9·(f·C·R₀)² ].

Из этой формулы можно определить граничную частоту резистора f_гр, на которой активное сопротивление уменьшается на 1%.

f_гр=0,1/(С·R₀).

На частотах выше 1МГц дополнительное уменьшение активной составляющей вызывается диэлектрическими потерями в каркасе и в защитном покрытии. Поэтому каркасы высокочастотных резисторов изготавливают из специальной керамики с малыми величинами диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, не применяют защитное покрытие.

Преобладающее влияние индуктивности проявляется у резисторов имеющих сопротивление ниже 300 Ом. Полное сопротивление увеличивается с ростом частоты до возникновения шунтирующего влияния емкости.

Наименьшее значение реактивности имеют металлодиэлектрические и металлопленочные резисторы.

В импульсном режиме через резистор проходят повторяющиеся импульсы тока, мгновенные значения которых могут превышать величины режима непрерывной нагрузки.

Паразитные емкости и индуктивности искажают форму импульсов, уменьшают максимальное значение сигнала за счет изменения модуля сопротивления. Форма импульса сохраняется удовлетворительной при выполнении условия

f_макс 0,35/_ф,

где f_макс — частота, на которой модуль полного сопротивления уменьшается в 1,41 раз;

_ф — длительность фронта импульса.

Импульсная мощность может значительно превышать мощность рассеяния при непрерывной нагрузке. Для импульсов прямоугольной формы средняя мощность определяется выражением

P_ср = U_и²·_и·F_и /R = (U_и² /R)( _и / T_и) = P_и/Q ,

где U_и — амплитуда импульса; _и — длительность импульса;

F_и — частота повторения импульсов; Т_и = 1/F_и — период повторения импульсов;

Q = T_и/_и — скважность; P_и — импульсная мощность.

Для нормальной работы резистора необходимо, чтобы средняя мощность не превосходила номинальную мощность резистора. Максимально допустимая длительность импульса ограничивается температурой нагрева резистивного элемента за время действия импульса, т.е. ограничивается допустимой энергией каждого отдельного импульса и средней температурой резистора. Напряжение на резисторе во время импульса не должно превышать напряжение пробоя изоляционных материалов и воздушных зазоров. Резисторы, предназначенные для работы в импульсном режиме, должны обладать высокой степенью однородности резистивного элемента, чтобы исключить локальные перегревы в местах неоднородностей.

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту