Классификация резисторов по конструктивному исполнению

Параметры и характеристики резисторов.

1. Номинальная мощность и предельное напряжение

Под номинальной мощностью понимается наибольшая мощность, которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течение гарантированного срока службы при сохранении параметров в установленных пределах.

Значении P(ном.) зависит от конструкции и физических свойств применяемых материалов. Чем выше теплостойкость конструкционных и резистивных материалов, тем выше допустимая мощность рассеяния для данного объёма резистора. Ограничивающими факторами при работе резисторов являются температура окружающей среды t₀ и электрическая нагрузка, создающей перегрев t_n. в сумме эти составляющее определяют дополнительную температуру нагрева: t_доп.= t₀ + t_n

Таким образом, нагрев резистора происходит за счет мощности, выделяющейся при протекании электрического тока и тепловой энергии окружающей среды, т.е. нагрев зависит от условия эксплуатации- режима нагрузки, условий охлаждения.

Иногда пользуются понятием удельная мощность:

где S – поверхность охлаждения; V – объем резистора.

Параметр P_н. гостируется (ГОСТ 9663- 75) и выбирается из ряда: 0,01; 0,025; 0,05; 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 2; 3; 4; 5; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 75; 80; 100; 160; 250; 400; 500; 630; 700; 1000.

P_н. тесно связано с рабочим напряжением U. Это напряжение не должно превышать значения, рассчитанное исходя из P_н и R_н по формуле:

2. Номинальное сопротивление

R_н – значение сопротивления, на которое рассчитан резистор и которое указывается на резисторе или в сопроводительной документации. R_н резисторов, выпускаемых нашей промышленностью и зарубежными фирмами, стандартизованы в соответствии с МЭК и СЭВ. В СССР согласно ГОСТ 10318- 7 установлено 6 рядов: Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192, а по стандарту СЭВ 1076- 78 допускается ряд Е3.

Ряды Е представляют собой десятичные ряды геометрической прогрессии со знаменателем прогрессии, равной

для ряда EN.

Цифра после буквы E указывает число номинальных значений в каждом десятичном интервале. Например, ряд Е6 содержит 6 значений номинальных сопротивлений в каждой декаде, которые должны соответствовать числам 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7 и 6,8 или числом, полученным путем умножения или деления этих чисел на 10ⁿ, где n – целое положительное или отрицательное число.

Ряд допускаемых отклонений имеет вид: +-0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0; 20; 30.

Ряды номинальных значений сопротивлений резисторов с допуском +- 5%

Принцип построения рядов R_н с допуском менее +-5% аналогично проведенному, возрастает лишь число промежуточных значений: ряды Е48;Е96; Е192.

3. Температурный коэффициент сопротивления (TKR)

Температурный коэффициент сопротивления характеризует относительные изменения сопротивления резистора при изменении температуры на 1⁰ C. TKR характеризует обратимые процессы изменения сопротивления резистивного элемента вследствие изменения температуры окружающей среды или электрической нагрузки.

Где DQ- разность температур, DR – разность сопротивлений при максимальной и минимальной температурах, R – сопротивление при 20⁰ C.

4. Собственные шумы

Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Уровень шумов характеризуется ЭДС шумов.

Тепловые шумы связаны с флуктуационными изменениями объемной концентрации электронов в резистивном элементе, обусловленными их тепловым движением. Частотный спектр тепловых шумов непрерывен и достигает очень больших частот.

Помимо тепловых действуют токовые шумы, обусловленные флуктуациями контактных сопротивлений между проводящими частицами, а также трещинами и неоднородностями резистивного элемента.

В полупроводниковых материалах причина токовых шумов могут быть колебания проводимости, связанные с процессом возбуждения и рекомбинации носителей тока и др.

Токовые шумы зависят от материала и конструкции резистивного элемента и более характерны для непроволочных. Они значительно больше тепловых. Частотный спектр их характеризуется уменьшением высокочастотной составляющей.

Уровень шумов

где Е – действительное значение переменной составляющей напряжения шумов, U – приложенное постоянное напряжение.

Для непроволочных резисторов D достигает от нескольких единиц до нескольких десятков мкВ/В.