Классификация и конструкции резисторов

Самым распространенным элементом электронной аппаратуры является резистор. Резисторы предназначены для поглощения, перераспределения и регулирования электрической энергии между элементами схемы. Принцип действия резисторов основан на использовании свойства материалов оказывать сопротивление протекающему через них электрическому току. Особенностью резисторов является то, что электрическая энергия в них превращается в тепло, которое рассеивается в окружающую среду. Упрощенная классификация резисторов по четырем простым и понятным параметрам представлена на рис.1. 1. Классификация резисторов может быть расширена в интересах классифицирующего.

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.

Важнейшие свойства резисторов определяются главным образом материалом и конструктивным исполнением резистивного (токопроводящий) элемента.

Резистивный элемент постоянного резистора может быть либо проволочным, либо непроволочным (объемным). Для изготовления проволочных резисторов применяют сплавы никеля, хрома и т.д., имеющие большую величину удельного сопротивления, для изготовления непроволочных резисторов используются пленки углерода, металлов и их сплавов, окислов и металлодиэлектриков.

На рис. 1. 2 представлено устройство непроволочного резистора с резистивным элементом: а) пленочного типа; б) спиралевидного типа. На диэлектрическое цилиндрическое основание 1 (рис.1.2 а) нанесена резистивная пленка 2. На торцы цилиндра надеты контактные колпачки 3 из проводящего материала с припаянными к ним выводами 4. Для защиты резистивной пленки от воздействия внешних факторов резистор покрывают защитной пленкой 5. Такая конструкция резистора обеспечивает получение сравнительно небольших сопротивлений (сотни Ом). Для увеличения сопротивления резистора резистивную пленку 2 наносят на поверхность керамического цилиндра 1 в виде спирали (рис. 1.2 б).

Диэлектрический каркас может отсутствовать. Такой резистор называют объемным. Объемный резистор, представляет собой стержень из токопроводящей композиции с запрессованными проволочными выводами. Снаружи стержень защищен стеклоэмалевой или стеклокерамической оболочкой.

Постоянный проволочный резистор представляет собой изоляционный каркас, на который намотана проволока с высоким удельным электрическим сопротивлением. Снаружи резистор покрывают термостойкой эмалью, спрессовывают пластмассой либо герметизируют металлическим корпусом, закрываемым с торцов керамическими шайбами.

Конструкции переменных резисторов гораздо сложнее, чем постоянных. На рис. 1.3 б представлена конструкция переменного непроволочного резистора круглой формы (вид со стороны снятой крышки). Он состоит из подвижной и неподвижной частей. Неподвижная часть представляет собой пластмассовый корпус 2, в котором смонтирован токопроводящий элемент 3, имеющий подковообразную форму. Посредством заклепок 6 он крепится к круглому корпусу. Эти заклепки соединены с внешними выводами 4. Подвижная часть представляет собой вращающуюся ось, с торцом которой 7 посредством чеканки соединена изоляционная планка 8, на которой смонтирован подвижный контакт 1 (токосъемник), соединенный с внешним выводом. Угол поворота оси составляет 270° и ограничивается стопором 5.

Существуют и другие конструкции переменных непроволочных резисторов. Токопроводящий элемент в них бывает тонкослойным металлическим или металлоксидным (резисторы типа СП2), пленочным композиционным (резисторы типа СП4). Переменные резисторы могут иметь разный закон изменения сопротивления в зависимости от угла поворота оси.

У линейных резисторов (типа А) сопротивление зависит от угла поворота линейно. У логарифмических резисторов (тип Б) сопротивление изменяется по логарифмическому закону, а у резисторов типа В - по обратнологарифмическому. Существуют резисторы, у которых сопротивление изменяется по другим законам.

Некоторые типы переменных резисторов состоят из двух переменных резисторов объединенных в единую конструкцию, в которой токосъемники расположены на общей оси.

Находят применение переменные резисторы, содержащие выключатель, контакты которого разомкнуты, если ось резистора повернута в крайнее положение при вращении против движения часовой стрелки. При повороте оси по движению часовой стрелки на небольшой угол контакты выключателя замыкаются. Некоторые типы резисторов комплектуются специальными стопорящими устройствами, жестко фиксирующими положение оси (переменные резисторы, используемые для настройки схемы).

На рис.1.3, а (вид сбоку и сверху) показана конструкция переменного проволочного резистора с круговым перемещением токосъемника. В пластмассовом корпусе 7 с помощью цанговой втулки 3 укреплена поворотная ось 2, на которой закреплен изоляционный диск с контактной пружиной (ползуном) 4, скользящей по проводу обмотки 9, - укрепленной на гетинаксовой дугообразной пластине 6. Концы обмотки соединены с выводами 8, а ползун через контактное кольцо соединен с внешним контактным лепестком 10. Положение оси может быть зафиксировано стопорной разрезной гайкой 1, а угол поворота оси ограничен выступами корпуса, в которые упирается планка-ограничитель 5, закрепленная на оси.

Помимо переменных резисторов с круговым перемещением существуют резисторы с прямолинейным перемещением подвижного контакта. В этом случае контактный ползун укрепляется не на поворотной, а на червячной оси.