Исследование характерных параметров линейных непроволочных сопротивлений

Исследование характерных параметров линейных непроволочных сопротивлений

 

Краткие теоретические сведения

Одним из наиболее распространенных элементов в электрических схемах являются резисторы, которые разделяются на две  группы: проволочные - с токонесущим элементом (проволока из материала с высоким удельным сопротивлением); непроволочные - у которых то­конесущий элемент представляет собой слой проводящего материала (металла, углерода, композиции, состоящей из проводящей и непро­водящей фаз).

Проволочные резисторы, широко применяемые в аппаратуре - при низких частотах, отличаются сравнительной, дороговизной, сложностью изготовления, большими габаритами и не удовлетворяют требованиям при работе на высоких частотах. Из всего многообразия типов непроволочных резисторов наибольшее распространение получили углеродистые типа ВС и металлизи­рованные типа ШТ.

Непроволочные резисторы разделяются на две подгруппы:

- нелинейные резисторы, не сохраняющие: прямой, пропорциональной зависимости между током и приложенным к ним напряжением или под действием самого напряжения (варисторы), или под действием других факторов - температуры (терморезисторы) или освещенности (фоторезисторы);

- линейные резисторы, сохраняющие, прямую пропорциональность между током и приложенным к ним напряжением.

Резисторы (проволочные и непроволочные) могут быть перемен­ными, величина сопротивления, которых в процессе эксплуатации мо­жет быть плавно изменена путем - перемещения одного, из контактов по токопроводящему элементу, или постоянными, величина сопро­тивления которых задается при изготовлении и в процессе эксплуатации не меняется. На рис.3.1 дана классификация резисторов.

В зависимости от изготовления токоведущего элемента резисто­ры подразделятся на два основных типа: поверхностные и объем­ные.

У резисторов поверхностного типа токоведущий элемент выпол­нен в виде тонкой пленка или слоя на изоляционном основании. Если токоведущий элемент имеет однородное строение, то такие ре­зисторы называются тонкослойными. Если токоведущий элемент сос­тоит из нескольких составных частей, то резисторы называются тонкопленочными яки композиционными.

К тонкослойный относятся резисторы поверхностного типа с токопроводящим элементом из угля типа ВС, УЛК и др., с металли­ческим слоем - типа МЛТ и др. Условно к этой же группе отно­сятся резисторы поверхностного типа, имеющие слой углерода с небольшой добавкой бора, типа БИТ.

К тонкопленочным относятся резисторы, в состав токоведущей пленки, которых входят сака и изолирующая связка, типа ТО, КОТ и др.

У резисторов объемного типа токоведущий материал (обычно уг­лерод различных видов) в мелкораздробленном виде равномерно рас­пределен в массе изоляционного материала.

 

 

 

Токоведущий слой объемного резистора имеет значительно боль­шие толщину и площадь поперечного сечения, чем резистор поверх­ностного типа. Это позволяет уменьшить плотность тока при неиз­менных габаритах и повысить надежность резистора. К этой группе относятся резисторы типа ТВО, представляющие собой стеклокерамическую трубочку, внутри которой расположен токопроводящий слой. Сюда относятся резисторы типа "Керам", "Дефар", УКС, УС, ДСН-10, ДСНК. Они изготовляются на основе порошкообразного уг­лерода. В настоящее время область применения объемных резисторов мас­сового изготовления ограничена. Они применяются в тех случаях, когда не предъявляются высо­кие требования к стабильности сопротивления.

Принятые в технике типовые обозначения для непроволочных ре­зисторов отражают их основные особенности и состоят из трех букв: первая - указывает вид проводника (К — композиционный, У — углеродистый, М — металлопленочный), вторая — вид защиты  (Л — ла­кированные, Г — герметичные, В — вакуумные), третья  буква  в ти­повом обозначении характеризует особые свойства и назначение ре­зистора (Т — теплостойкие,  П — прецизионные, В — высоковольтные, М - мегомные).

На каждом резисторе проставляется величина номинального значения (Ом, кОм, МОм, ГОм, ТОм), допуск в процентах, величина номинальной мощности. Для миниатюрных резисторов принята коди­рованная система обозначений, сопротивлений и допусков.

Номинальное значение напряжения U_H, на которое рассчитан ре­зистор, можно подсчитать по формуле

где P_H - номинальная, мощность, Вт; R_H  - номинальное значение сопротивления, Ом.

Основным требованием, предъявляемым к резисторам, является стабильность величины сопротивления. В процессе эксплуатации при длительном воздействии электрического напряжения и при неблаго­приятных внешних условиях (высокой влажности, повышенной температуре, механических нагрузках).

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность проводить электрический ток.

Единица измерения удельного сопротивления в СИ — Ом·метр (Ом·м). Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 м².

В технике часто применяется в миллион раз большая производная единица: Ом·мм²/м, равная 10⁶ от 1 Ом·м: 1 Ом·м = 1*10^-6 Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в технике: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 кв.мм.

Величина удельного сопротивления обозначается символом ρ (ро).

Сопротивление проводника с удельным сопротивлением ρ, длиной l и площадью сечения S может быть рассчитано по формуле:

 

№	Образец	l, м	Диаметр, мм	R, Ом	ρрасч,	ρтеор,
	08Г2 Сталь омедненная	7,6	1,5	2,6
	Полуацитен сталь	1,2	1,1	0,8
	1С2  углеродистая сталь омедненая	13,5	1,6	5,3
	Fe-Cu-Ni немагнитно медно-никелевое железо	4,6	1,2	0,4
	Cu медь	1,57		7,3

 

Расчеты Проверить!

 

Вывод: На данной лабораторной работе мы научились экспериментальным способом (измеряя длину проводника, его диаметр, и сопротивление с помощью тестера) находить удельное электрическое сопротивление различных материалов (разных видов сталей, железа, меди). Из проведенных экспериментов видно, что удельные электрические сопротивления различных материалов – разные. Это зависит от того, что различные материалы имеют разную способность проводить электрический ток.