Резисторы

Слово резистор происходит от английского слова resistor, а оно в свою очередь произошло от латинского слова resisto - значит сопротивляюсь. Резисторы получили широкое применение в радиоэлектронике и являются самыми распространенными радиоэлементами. Доля резисторов составляет до 35% общего количества радиоэлементов в схемах современной радиоэлектронной аппаратуры РЭА. Они применяются в роли нагрузочных и токоограничительных элементов в цепях, добавочных сопротивлений и шунтов, для устройства на отдельных участках цепей падений напряжений, для разделения пульсирующего тока на его составляющие, для регулирования громкости, тембра звука и т.д. Резисторы используют для обеспечения режимов работы усилительных и генераторных приборов и могут сокращать излишек питающего напряжения.

Для резисторов сравнительно небольших сопротивлений, рассчитанных на токи в несколько десятков миллиампер, применяют тонкую проволоку из никелина, нихрома. Это проволочные резисторы. Для резисторов больших сопротивлений, которые рассчитаны на сравнительно небольшие токи, применяют различные сплавы металлов и углерод, которые тонкими слоями покрывают поверх изоляционных материалов. Такие резисторы называются непроволочными резисторами. Как проволочные, так и непроволочные резисторы бывают постоянными, иначе говоря с неизменными сопротивлениями, и переменными, сопротивления которых в процессе работы возможно менять от минимальных до их максимальных значений.

Наибольшее распространение получили постоянные резисторы общего назначения. Эти резисторы применяются практически во всех видах и категориях радиоэлектронной аппаратуры и в блоках питания. Номинальные значения этих резисторов располагаются в пределах от 1 Ом до 10 Ом, а номинальные мощности составляют 0,125….100 Вт. Класс точности резисторов общего назначения составляет 2, 5, 10 или 20% номинала. Из постоянных наибольшее распространение получили металлопленочные резисторы МЛТ (Металлизированные Лакированные Теплостойкие).

Роль основы конструкции таких резисторов МЛТ выполняет керамическая трубка, на поверхность которой нанесен тонкий слой специального сплава. Этот сплав образует токопроводящую пленку толщиной 0,1 мкм. У высокоомных резисторов этот слой выполнен в форме спирали. На концы стержня с токопроводящим покрытием напрессованы металлические колпачки, к которым приварены контактные выводы резистора. Снаружи корпус резистора покрыт специальной влагостойкой цветной эмалью. Резисторы МЛТ создают на мощности рассеяния 2, 1, 0,5, 0,25, и 0,125 Вт. И обозначения на корпусах резисторов выполняют соответственно мощности рассеяния: МЛТ-2, МЛТ-1, МЛТ-0,5, МЛТ-0,25, МЛТ-0,125.

Помимо этого, используются постоянные резисторы специального назначения. К таким резисторам относятся, например, прецизионные (особо точные) резисторы. Такие резисторы применяются в большей степени в измерительных приборах в роли шунтов. Допуск этих резисторов составляет от 0,001 до 1%. Эти резисторы имеют одно очень важное отличие - высокую стабильность. Высокочастотные резисторы по сути являются резисторами специального назначения. Их отличие - низкая собственная индуктивность. Они используются для работы в высокочастотных узлах. Помимо этого, существуют и другие виды постоянных резисторов.

Конструкция переменного непроволочного резистора СП-1 следующее: к круглому пластмассовому основанию приклеена дужка из гетинакса, которая покрыта тонким слоем сажи, смешанной с лаком. Такой слой, который имеет сопротивление, и является самим резистором. От обоих концов этого слоя сделаны выводы. В центр основания впрессована втулка. В ней вращается ось, а вместе с осью фигурная гетинаксовая пластинка. На внешнем конце пластинки закреплена токосъемная щетка (ползунок) из нескольких пружинящих проволочек, соединенная со средним выводным лепестком. При вращении оси щетка плавно перемещается по слою сажи на дужке, из-за этого изменяется сопротивление между средним и крайними выводами. Сверху резистор закрыт металлической крышкой, которая предохраняет его от повреждений.

Практически все переменные резисторы, в том числе типов СП (Сопротивление Переменное), СПО (Сопротивление Переменное Объемное) и ВК имеют примерно такую конструкцию. Резисторы ТК имеют отличия от резисторов ВК тем, что на их крышках сделаны выключатели, которые используются для включения источников питания. Такую же принципиальную конструкцию имеют и малогабаритные дисковые переменные резисторы, например типа СП3-3в.

Переменные непроволочные резисторы выпускают с номинальными сопротивлениями, начиная с 47 Ом, с допусками отклонения от номинала 20, 25 и 30 процентов. На принципиальных схемах, чтобы не загромождать их, применяют систему сокращенных обозначений сопротивлений резисторов, при которой наименования единиц их сопротивлений (Ом, кОм, Мом) при числах не ставят.

Переменные резисторы делятся на подстроечные и регулировочные резисторы. Подстроечные резисторы включаются в схему и при регулировке 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 используются для регулировки параметров в процессе эксплуатации. Эти резисторы обеспечивают до 5000 циклов перестройки. По виду зависимости номинального сопротивления регулировочного резистора от смещения его подвижной системы различаются резисторы с пропорциональным и непропорциональным (нелинейным) законами регулирования сопротивления. Резисторы классифицируют и по материалу резистивного элемента.

Номинальное сопротивление – это электрическое сопротивление, обозначенное на корпусе резистора и являющееся исходным для определения его допустимых отклонений. Резисторы изготавливают с таким значением номинального сопротивления, при котором вместе с допуском оно было примерно равно значению сопротивления следующего номинала минус его допуск. Установлены следующие диапозоны 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.

В процессе эксплуатации резисторы подвержены воздействию разных внешних факторов ( температуры, влажности, атмосферного давления, вибрации, и др.), которые влияют на их надежность, долговечность и работоспособность. В совокупности эти факторы вызывают необратимые изменения параметров резисторов. Повышение температуры и вместе с этим увеличение электрической нагрузки усиливают указанные процессы, в результате которых резисторы могут быть выведены из строя.

Резисторы, используемые в колебательных контурах, усилителях высокой частоты, аттенюаторах, обладают только активным сопротивлением, таким образом их сопротивление не должно меняться в рабочем диапозоне частот. Проволочные резисторы, которые имеют многослойную намотку, предназначены для работы с импульсным напряжением, которое не превышает номинальное напряжение.

Когда надо выбрать конкретный тип резисторов для работы в РЭА надо учитывать условия эксплуатации (диапозон температур окружающей среды, влажность, механические нагрузки), требования по значению параметров (номинальное сопротивление, допуск, сопротивление изоляции, шумы), допустимые рабочие режимы (мощность, напряжение, частоту), конструкцию резисторов, габаритные размеры, массу). Для того чтобы повысить надежность, резисторы должны эксплуатироваться в облегченных по сравнению с допустимыми режимами (не более 0,7 номинальных).