Устройство назначение силовых резисторов

2. Назначение, устройство, параметры и особенности применения резисторов

Резистор — это пассивный элемент РЭА, обладающий электрическим сопротивлением и служащий для поглощения, регулирования и перераспределения электрической энергии. Устройство резистора (см.рис.1).

Основной функциональный параметр — величина электрического сопротивления (R).

1 Ом = 10 -3 кОм=10 -6 МОм

1МОм = 10 3 кОм =10 6 Ом

а) номинальное значение сопротивление Rном. Оно стандартизировано и задается рядами номинальных значений. ГОСТ 10318-74 устанавливает шесть основных рядов.

Ряды номинальных значений

б) действительное (фактическое) значение отличается от номинального и задается допуском %.

в) при работе в цепях переменного тока сопротивление резистора носи

ткомплексный характер. Для оценки частотных свойств резистора используют схему замещения (рис.2).

где Rном — активное сопротивление резистора

LR,CR — собственные индуктивность и емкость

LR 7 – 10 8 Ом). Под воздействием падающего света его сопротивление уменьшается.

Применение: — фотоэлектрические устройства автоматики;

— кино — и фотоаппаратура.

Варисторы — сопротивление изменяется с изменением приложенного напряжения.

Применение: — стабилизация напряжения;

— автоматическая регулировка усиления;

— защита от перенапряжения;

— в телевизорах для стабилизации параметров кадровой и строчной развертки.

В зависимости от области применения различают следующие типы линейных резисторов:

А. Резисторы общего применения — это основная часть резисторов военной техники связи.

Rном= 10 Ом — 10 МОм; = 5; 10; 20%; Рном = 0.125 — 2 Вт; Uдоп750 В

а) Углеродистые резисторы. У этих резисторов токопроводящий слой — пленка пиролитического углерода; штабик — керамика.

Достоинства — высокая стабильность сопротивления при изменении внешних условий:

— малый уровень собственных шумов;

Недостатки — низкая теплостойкость, Тmax 155 0 С;

Основные типы углеродистых резисторов ВС, УЛИ, БЛП, С1-4(8).

б) Металлопленочные — резист пленка из специальных сплавов (силициды хрома, железа, никеля );

В металлоокисных — двуокись олова;

Металлодиэлектрические — в состав проводящего материала вводят диэлектрические компоненты.

Особенности — высокая стабильность сопротивления;

— низкий уровень шумов;

— низкий ТКС 1210 -4 1/ 0 С;

— повышенная теплостойкость Тmax300 0 С;

Основные типы металлопленочных резисторов МЛТ, МЛП, ОМЛТ, С2-6(11,13).

Б. Резисторы высокочастотные — для работы в импульсных схемах, ВЧ и СВЧ цепях, эквивалентах антенны на частотах более 10МГц. Сопротивление от 10 до 500 Ом.

Достоинства — малые собственная емкость и индуктивность (за счет отсутствия защитного покрытия и выполнения выводов в виде контактных поясов).

Применяются: — углеродистые УНУ, УНУ-Ш;

— металлоокисные С2-10; С2-34; МОН; МОУ;

— тонкослойные металлизированные С6-6; С6-5.

В. Резисторы нагрузочные (мощные) — применяются в блоках питания, мощных радиопередатчиках. В качестве резиста используется тонкая проволока из высокоомного сплава (константан, нихром, манганин).

Достоинства — высокая стабильность;

— минимальный уровень шума;

— большая рассеиваемая мощность (Рном=сотни Вт);

— малый ТКС310 — 1/ 0 C;

— высокая теплостойкость Т500 0 С.

Недостатки — большие габариты;

— низкий частотный диапазон (до сотен кГц).

Это резисторы типа ПЭВ; ПЭ; ПЭВТ; С5-35; С-5-36.

Г. Резисторы прецизионные высокостабильные — применяются в точной измерительной аппаратуре, аналоговых ЭВМ и т.д.

Rном =1Ом — 1МОм; =1 — 0,02% и менее

— проволочные С5-5; С5-6; С5-14 — до 1МГц

— особо точные С5-60; С5-61; =0.005%

— бороуглеродистые БЛП;=0.5% (лакированный прецизионный

Д. Резисторы высокомегомные и высоковольтные — основным типом их являются композиционные резисторы. Резист — смесь графита и сажи с органическими или неорганическими материалами.

Они характеризуются — низкой стоимостью;

— большим Rном (до 10 13 Ом);

Недостатки — низкая точность ( не менее 5%);

Высоковольтные резисторы применяются в высоковольтных цепях КЭВ; С3-5 (9,12,6).

Высокомегомные резисторы используются в измерительной и дозиметрической аппаратуре в цепях с малыми токами.

КВМ, КИМ, КЛМ, С3-13, С3-14.

В последнее время используются проволочные высокомегомные (до 500МОм) резисторы С5-23, С5-24, С5-50, С5-51.

Е. Резисторы для микроэлектронных устройств — применяются в микросхемах и микросборках, когда методами микроэлектроники трудно получить высокую точность и большое Rном.

Изготавливают в миниатюрном исполнении в виде нитей, таблеток, полосок. Резистивный элемент в виде:

— металлодиэлектрической пленки С2-12;

— композиционной пленки С3-2; С3-3;

— микропровода С5-15; С5-22; С5-30.

Ж. Резисторы переменного сопротивления — в этих резисторах сопро­тивление изменяется с помощью подвижного контакта.

Источник

9.7. Резисторы и реостаты силовые

Силовые резисторы и реостаты служат для пуска, регулирования частоты вращения и электрического торможения двигателей, регулирования тока возбуждения машин и т.д.

Резисторы делятся на низковольтные (до 500 В) и высоковольтные (более 1000 В), малоамперные (до 10 А) и многоамперные (более 10 А), низкоомные (до 10 Ом) и высокоомные (более 10 Ом). По способу изготовления резистивных элементов, которые соединяются в ящики или блоки сопротивлений, различают: литые, штампованные ленточные, витые круглые проволочные, витые круглые ленточные, витые овальные проволочные и витые овальные ленточные.

Вам понравится:  Схема работы двойного выключателя света принцип

Наибольшее применение для изготовления резисторов и реостатов получили проводниковые материалы: константан, манганин, хромоникелевые сплавы, железохромоалюминиевые сплавы (фехрали), хромоалюминиевые сплавы, литейный чугун и сталь.

Литые элементы типа СЖ

Сопротивление при 20 «С, Ом

Длительно допустимый ток, А

Кратковременная нагрузка (5 мин.), А

Штампованные элементы типа ШЭ

Сопротивление при 20 о С

Длительно допустимый ток, А

Кратковременная нагрузка, А

Превышение температуры, о С

Штампованные ленточные элементы типа ЛФ

Сопротивление при 20 о С, Ом

Длительно допустимый ток, А

Рабочая температура, о С

Примечание. Однотипные элементы ЛФ с различным сопротивлением изготавливаются из ленты шириной 60 мм различной толщины от 0,25 до 1,1 мм.

Блоки резисторов и ящиков резисторов

Количество элементов, их тип

Сопротивление ступени. Ом

Длительно допустимый ток, А

Пусковые, пускорегулирующие реостаты и реостаты возбуждения

Промышленностью выпускаются пусковые и пускорегулирующие реостаты типа РП, РЗП и РЗР для двигателей постоянного тока со встроенным контактором типа КПМ-200 и реостаты типа ПР для пуска асинхронных двигателей с фазным ротором мощностью до 29 кВт, а также реостаты типа РМ для асинхронных двигателей мощностью от 50 до 500 кВт с напряжением роторной цепи до 1200 В.

Реостаты РП, РЗП и РЗР выпускаются на напряжения постоянного тока 110, 220 и 440 В. Мощность двигателей при 110 В — до 19 кВт, при 220 и 440 В — до 42 кВт.

Реостаты возбуждения предназначены для регулирования тока возбуждения машин постоянного и переменного тока. частоты вращения двигателей постоянного тока, при постоянном напряжении до 440 В. Основные типы реостатов возбуждения: Р, РПВ, РВМ, РЭВ, МР. Диапазон токов реостатов 10-350 А. Диапазон мощностей 0,15-90 кВт. Реостаты имеют ручной привод, а реостаты РТМ и РВМ — электродвигательный.

Источник

Резисторы

Резисторы в силовой цепи применяют для пуска тяговых двигателей, нагрузки их при реостатном торможении и ослаблении возбуждения, в качестве переходных и стабилизирующих; во вспомогательных цепях резисторы используют для пуска вспомогательных машин (демпферные резисторы) и в качестве дополнительных (в цепях катушек различных реле и измерительных приборов) и разрядных.

При прохождении тока в резисторах выделяется тепло, повышается их тем пература. Поэтому резисторы выполняют из материалов, способных длительно выдерживать высокие температуры нагрева. Кроме того, материал, из которого выполнен проводник резистора, должен обладать минимальным температурным коэффициентом, так как в большинстве случаев заданные сопротивления должны оставаться в процессе работы неизменными. Наилучшими материалами являются сплавы: константан, фехраль и нихром. Применяют также чугуи как наиболее дешевый материал.

Резисторы составляют из отдельных элементов различной конструкции й объединяют в ящики.

Элементы, например, пусковых резисторов, тормозных, переходных, стабилизирующих, ослабления возбуждения тяговых двигателей и демпферных выполняют литыми чугунными и ленточного типа, в которых активным материалом служит катаная лента из фехраля. Чугунные элементы типа СЖ изготовляют в виде литых пластин особой формы, напоминающих зигзагообразно уложенную ленту.

Элемент фехралевых резисторов типов КФ (рис. 185, а), ЛФ и СЛ представляет собой спираль овальную или круглую из ленты 1, обычно намотанной на ребро, которая размещается на каркасе 3, армированном керамическими изоляторами 4. Концы спирали припаяны латунью к выводным медным пластинам 2 с отверстиями под болты, которыми крепят шины 5 (рис. 185,6), соединяющие элементы, и внешние кабели.

Плоские чугунные элементы из-за наличия обращенных внутрь поверхностей почти на 40% уменьшают теплоотдачу в окружающую среду; кроме того, в пределах одного элемента можно поместить очень небольшое количество активного материала. Эти недостатки отсутствуют у круглых и овальных фехралевых элементов. Фехралевые резисторы намного легче чугунных, занимают меньше места, отличаются высокой механической прочностью и допускают высокие температуры нагрева: до 600-700 °С. Однако при расчете резисторов температуру нагрева ограничивают (350- 450 °С) по соображениям пожарной безопасности и сохранности окраски различных конструкций, находящихся вблизи резисторов. Фехралевые резисторы обладают более высокой теплоотдачей, но вместе с тем меньшей теплоемкостью, чем чугунные.

Элементы типов К.Ф и СЛ изготовляют разных размеров по длине и по нескольку номеров каждого размера; они различаются площадью сечения и числом параллельных лент. Элементы собирают в ящик (см. рис. 185, б) по нескольку штук (например, на электровозе ВЛ8 по 28 элементов); их устанавливают на изолированных миканитом шпильках 6 с гайками 8 и фарфоровыми изоляторами 7.

В цепях катушек различных реле и других аппаратов применяют резисторы, собранные из элементов типов ПЭ и ПЭВ (проволочные эмалированные и проволочные эмалированные влагостойкие) Они имеют номинальную мощность от 7,5 до 150 Вт при номинальном сопротивлении от 0,9 до 50 000 Ом.

Металические резисторы занимают много места на локомотиве. При включении их в качестве пусковых, например в цепях вспомогательных машин, происходит потеря энергии. Созданы полупроводниковые терморезисторы, способные рассеивать большие мощности. Если такой резистор включить в цепь двигателя, то в первый момент он ограничивает ток до установленного значения, затем пусковой ток нагревает терморезистор, и его сопротивление снижается. Этот эффект аналогичен автоматическому плавному выведению реостата.

Вам понравится:  Умная розетка температура эксплуатации

Приложенное напряжение в период пуска двигателя уравновешивается падением напряжения в пусковом реостате и в обмотках машины, э. д. с. двигателя и э. д. с. самоиндукции ее обмотки. При медленном возрастании тока э. д. с. самоиндукции мала и, следовательно, мало ее ограничивающее влияние на ток. Чтобы повысить степень использование э. д. с самоиндукции, пусковой реостат собирают из металлических и полупроводниковых резисторов, включенных параллельно (отношение их сопротивлений примерно 1:4). Пусковой ток двигателя в первый момент ограничивается сопротивлением резисторов. Э. д. с. самоиндукции в этот период является основным фактором, ограничивающим ток. Затем начинает действовать э. д. с. разгоняющегося двигателя и одновременно снижается сопротивление пускового реостата, так как разогревшиеся полупроводниковые резисторы все больше шунтируют металлический резистор, практически закорачивая его в конце пуска. При правильно подобранных сопротивлениях металлического и полупроводникового резисторов можно добиться плавного и быстрого пуска двигателя без толчков тока. Повторный пуск возможен через определенный промежуток времени, в течение которого полупроводниковые резисторы должны остыть. Применение полупроводниковых резисторов позволит на новом более высоком техническом уровне решить проблему создания плавноуправляюших систем.

Рис. 185. Элемент пускового фехралевого резистора типа КФ (а) и ящик пусковых фехра-левых резисторов (б)

Источник

Что такое резистор

Резистор (от латинского «resisto», что означает «сопротивляюсь») – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. В отличие от активных элементов, пассивные не имеют возможности управлять потоком электронов.

В народе резисторы называют «резюками» или просто «сопротивление». Резисторы отвечают за линейное преобразование силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.

Резистор является одним из самых популярных компонентов и используется в большинстве электронных устройств.

Содержание статьи

Для чего нужен резистор в электрической цепи

Наглядный пример работы резистора

С помощью резистора в электроцепи ограничивают ток, получая нужную его величину. В соответствии с законом Ома, чем больше сопротивление при стабильном напряжении, тем меньше сила тока.

Закон Ома выражается формулой U = I*R, в которой:

  • U – напряжение, В;
  • I – сила тока, А;
  • R – сопротивление, Ом.

Также резисторы работают как:

  • преобразователи тока в напряжение и наоборот;
  • делители напряжения, это свойство применяется в измерительных аппаратах;
  • элементы для снижения или полного удаления радиопомех.

Основные характеристики резисторов

Параметры, которые нужно учитывать при выборе резистора, зависят от характера схемы, в которой он будет использован. К основным характеристикам относятся:

  • Номинальное сопротивление. Эта величина измеряется в Ом, 1 кОм (1000 Ом), 1 МОм (1000 кОм), 1 ГОм (1000 МОм).
  • Максимальная рассеиваемая мощность — предельная мощность, которую способен рассеивать элемент при долговременном использовании. На схемах номинальную мощность рассеивания указывают только для мощных резюков. Чем выше мощность, тем больше размеры детали.
  • Класс точности. Определяет, на сколько фактическая величина сопротивления может отличаться от заявленной.

При необходимости принимают во внимание предельное рабочее напряжение, избыточный шум, устойчивость к температуре и влаге, коэффициент напряжения. Если деталь планируется установить в аппарат, работающий на высоких и сверхвысоких частотах, учитывают паразитную емкость и паразитную индуктивность. Эти величины должны быть минимальными.

Способ монтажа

По технологии монтажа резисторы разделяют на выводные и SMD.

Выводные резисторы

Радиальный выводной резистор

Аксиальный выводной резистор

Предназначены для монтажа сквозь печатную плату. Выводы могут располагаться аксиально и радиально. Такие детали использовались в старой аудио- и видеоаппаратуре. Сейчас они применяются в простых аппаратах и в тех случаях, когда использование SMD-резисторов по каким-либо причинам невозможно.

Выводные резисторы по конструкции бывают проволочными, металлопленочными и композитными.

Из чего состоит резистор проволочного типа

В проволочных резисторах резистивным компонентом является проволока, намотанная на сердечник. Бифилярная намотка (двумя параллельными проводами, изолированными друг от друга, или обычным двужильным проводом) снижает паразитную индуктивность. К концам обмотки присоединяют выводы из многожильной меди или латунных пластин. Для защиты от влаги, механических повреждений и загрязнений, проволочные резюки покрывают неорганической эмалью, устойчивой к повышенным температурам.

Чем отличается металлопленочный резистор от проволочного

У металлопленочного резистора резистивным элементом является не проволока, а пленка из металлосплава. Резистивные компоненты (проволока или пленка) в резисторе изготавливаются из сплавов с высоким удельным сопротивлением: манганина, константана, нихрома, никелина.

SMD-резисторы

SMD-резисторы (или чип-резисторы) рассчитаны на поверхностный монтаж и выводов не имеют. Эти миниатюрные детали малой толщины изготавливаются прямоугольной или овальной формы. Имеют небольшие контакты, впаянные в поверхность. Их преимущества – экономия места на плате, упрощение и ускорение процесса сборки платы, возможность использования для автоматизированного монтажа.

SMD-резисторы изготавливают по пленочной технологии. Они могут быть тонко- и толстопленочными. Резистивную толстую или тонкую пленку наносят на изоляционную подложку. Подложка выполняет две функции: основания и теплоотводящего компонента.

Из чего делают чип-резисторы

Тонкопленочные элементы, к которым предъявляются особые требования по влагостойкости, изготавливаются из нихрома. При производстве толстопленочных моделей используются диоксид рутения, рутениты свинца и висмута.

Виды резисторов по характеру изменения сопротивления

Резисторы бывают постоянными и переменными. Постоянные имеют два вывода и стабильное сопротивление, отображенное в маркировке. В переменных (регулировочных и подстроечных) резисторах этот параметр меняется в допустимых пределах, в зависимости от рабочего режима.

Вам понравится:  Схема подключения 4ех контактного реле

В переменных резюках три вывода. На схеме указывается номинал между крайними выводами. Значение сопротивления между средним выводом и крайними регулируется путем перемещения скользящего контакта (бегунка) по резистивному слою. При этом сопротивление между средним и одним из крайних выводов возрастает, а между средним и другим крайним выводами – падает. При движении «бегунка» в другую сторону эффект обратный.

Что делают подстроечные резисторы

Они созданы для периодической подстройки, поэтому подвижная система рассчитана на небольшое количество циклов перемещения – до 1000.

Регулировочные резисторы рассчитаны на многократное использование – более 5 тысяч циклов.

Типы резисторов по характеру вольтамперной характеристики

По ВАХ резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Сопротивление линейных резюков не зависит от напряжения и тока, а сопротивление нелинейных элементов меняется, в зависимости от этих (или других) величин. Малогабаритные линейные детали типа МЛТ (металлизированные лакированные термостойкие) используются в аппаратуре связи – магнитофонах и радиоприемниках.

Примером нелинейных резисторов может служить обычная осветительная лампочка, чье сопротивление в выключенном состоянии намного меньше, чем в режиме освещения. В фоторезисторах сопротивление меняется под действием света, в терморезисторах – температуры, тензорезисторах – деформации резисторного слоя, магниторезисторах – магнитного поля.

Виды резисторов по назначению

Резисторы по назначению разделяются на два основных типа – общего назначения и специальные. В свою очередь, специальные сопротивления делятся следующим образом:

  • Высокочастотные. Для чего нужны такие резисторы в электроцепях: благодаря низким собственным емкостям и индуктивностям, высокочастотные резисторы могут применяться в схемах, в которых частота достигает сотни мегагерц, они выполняют в них функции балластных или оконечных нагрузок.
  • Высокоомные. Величина сопротивления находится в диапазоне от нескольких десятков МОм до ТОм, величина напряжения небольшая – до 400 В. Высокоомные элементы работают в ненагруженном состоянии, поэтому большая мощность им не нужна. Их мощность рассеивания не превышает 0,5 Вт. Высокоомные резисторы служат для ограничения тока в дозиметрах, приборах ночного видения и других приборах с малыми токами.
  • Прецизионные и сверхпрецизионные. Эти устройства имеют высокий класс точности: допустимое значение сопротивления составляет 1% от номинального и менее. Для сравнения: у обычных резисторов допустимый диапазон составляет 5% и более. Прецизионные устройства используются в основном в приборах измерения высокой точности.

Шумы резисторов и способы их уменьшения

Собственные шумы резистивных элементов состоят из тепловых и токовых шумов. Тепловые шумы, спровоцированные движением электронов в токопроводящем слое, усиливаются при повышении температуры нагрева детали и температуры окружающей среды. При протекании тока генерируются токовые шумы. Токовые шумы, значение которых существенно выше тепловых, в основном характерны для непроволочных резисторов.

Способы борьбы с шумами:

  • Применение в схеме типов резисторов, в которых шумы невелики, благодаря технологии изготовления.
  • Переменные резисторы шумят больше постоянных, поэтому в схеме стараются использовать элементы с переменным сопротивлением минимального номинала или не применять их вообще.
  • Использование резюков с бОльшей мощностью, чем требуется по технологии.
  • Принудительное охлаждение элемента путем установки поблизости вентилятора.

Обозначение резисторов на схеме

Обозначение по ГОСТ 2.728-74 Описание
Постоянный резистор без указания номинальной мощности рассеивания
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,05 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,125 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,25 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 0,5 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 1 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 2 Вт
Постоянный резистор номинальной мощностью рассеивания 5 Вт

Обозначение переменных, подстроечных и нелинейных резисторов на схемах:

Обозначение по ГОСТ 2.728-74 Описание
Переменный резистор (реостат).
Переменный резистор, включенный как реостат (ползунок соединён с одним из крайних выводов).
Подстроечный резистор.
Подстроечный резистор, включенный как реостат (ползунок соединён с одним из крайних выводов).
Варистор (сопротивление зависит от приложенного напряжения).
Термистор (сопротивление зависит от температуры).
Фоторезистор (сопротивление зависит от освещённости).

Условное обозначение резистора на схеме – прямоугольник размерами 4х10 мм. На схемах значение сопротивления постоянного резюка менее кОма проставляется рядом с его условным обозначением числом без единицы измерения. При номинале от одного кОм до 999 кОм рядом с числом ставят букву «К», от одного МОм – букву «М». Характеристики резисторов указывают на их поверхности, для чего применяют буквенно-цифровой код или группу цветных полосок.

Примеры буквенно-цифрового обозначения для сопротивления, выраженного целым числом:

  • 25 Ом – 25 R;
  • 25 кОм – 25 K;
  • 25 МОм – 25 M.

Если для выражения величины сопротивления используется десятичная дробь, то порядок расположения цифр и букв будет иным, например:

  • 0,25 Ом – R 25;
  • 0,25 кОм – K 25;
  • 0,25 МОм – M 25.

Если сопротивление выражается числом, отличным от нуля и с десятичной дробью, то буква в обозначении играет роль запятой, например:

Производители в силу несовершенства производственной технологии не в состоянии на 100% гарантировать соответствие заявленного значения сопротивления фактическому. Допустимая погрешность обозначается в % и проставляется после номинального значения, например ±5%, ±10%, ±20%. Класс точности может определяться буквой, в зависимости от производителя, – русской или латинской.

Источник

Поделиться с друзьями
Радиолюбительские схемы
Adblock
detector