Другие проводниковые материалы

Классификация, параметры, типы и строение постоянных резисторов

Материалы для изготовления резисторов

Материалы для нагревателей

УДЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ С ВЫСОКИМ

К ним относят металлические сплавы с удельным сопротивлением больше чем 0,3 мкОм×м. Их использование связано с изготовлением нагревателей, резисторов, электроизмерительных устройств.

Требования к материалам, которые используются в нагревателях, такие:

· Высокое удельное сопротивление, которое необходимо для достижения большой температуры в маленьком объеме.

· Высокая жаростойкость.

· Наличие стойкого и крепкого оксида. В противоположном случае, материал будет быстро разрушаться. Так, при нагревании вольфрама, на воздухе он окисляется, а его оксид при температурах больших 400 ^ОС испаряется, что быстро разрушает металл.

· Температурные коэффициенты линейного расширения оксида и сплава должны быть близкими по значению. Иначе, при нагревании состоится растрескивание оксида и постепенное разрушение материала.

Этим условиям удовлетворяют фехрали, хромали и нихромы. Их обычно изготовляют в виде проводов, лент. Основные параметры этих материалов приведены в таблице 4.5.

Требования к материалам, которые используются для изготовления резисторов, следующие:

· Достаточно высокое удельное сопротивление. Это необходимо для уменьшения габаритов изделия.

· Малое значение температурного коэффициента удельного сопротивления. Это обеспечивает термостабильность резистора.

· Малое значение термо-э.д.с. относительно меди. Это необходимо для уменьшения паразитных сигналов в резисторах за счет термоэффектов.

Таким требованиям отвечают сплавы типа манганин, константан, нихромы, сплавы типа РС, МЛТ. Основные их параметры приведены в таблице 4.6. Сплавы типа РС, нихромы и МЛТ используют для изготовления тонкопленочных резисторов.

Резисторы классифицируются по разным признакам:

· В зависимости от характера изменения сопротивления, резисторы подразделяются на постоянные, переменные и подстроечные.

· В зависимости от назначения, резисторы подразделяются на: резисторы общего назначения (диапазон сопротивления от 10 Ом до 10 МОм, мощность рассеивания 0,065...100 Вт, допустимые отклонения сопротивления от номинального значения от 1 до 20%); прецизионные (имеющие значительную стабильность параметров и значительную точность от 0,0005 до 0,5%); высокочастотные (имеют малую собственную индуктивность и емкость); высоковольтные (рабочее напряжение от 1 до 50 кВ); высокомегаомные (номинальное сопротивление от 10 МОм до 5 ТОм).

· В зависимости от способа защиты от внешних факторов, резисторы подразделяются на неизолированные (которые не предполагают прикосновения к корпусу аппаратуры); изолированные (предполагающие прикосновения к корпусу аппаратуры); герметизированные (имеющие герметичную конструкцию корпуса) и вакуумные (содержащие резистивный элемент в стеклянной вакуумной колбе).

· По материалу резистивного элемента, резисторы подразделяются на проволочные, непроволочные и металлофольговые. В проволочных резисторах материалом является проводник с большим удельным сопротивлением - манганин, константан, нихром, никелин. В непроволочных в качестве резистивного материала используются металлодиэлектрики, оксиды металлов; тонкие пленки металлов; углерод и бороуглерод; керметы; лакосажевые и проводящие пластмассы. В металлофольговых - резистивным элементом служит металлическая фольга.

Согласно действующей системе сокращений, сокращенное обозначение резистора может быть, например, таким:

Р 1-4

Первая буква показывает подкласс резистор (Р - постоянные; РП -переменные; НР - набор резисторов).

Второй элемент (цифра) показывает группу резисторов по материалу (1 – непроволочные; 2 - проволочные и металлофольговые).

Третий элемент (цифра) - регистрационный номер разработки.

Таким образом, полное обозначение резистора имеет вид:

Р 1-4-0,5-10 кОм ± 1% А-Б-В ОЖО.467.157ТУ

— постоянный, непроволочный, регистрационный номер 4; мощность рассеяния 0,5 Вт; номинальное сопротивление 10 кОм; допуск 1%; группа шумов - А, группа ТКО - Б, всеклиматическое выполнение - В; технические условия - ОЖО.467.157. Кодовое обозначение номинального сопротивления состоит из 3 или 4 знаков, которые включают две цифры и букву, или три цифры и букву. Буква обозначает множитель и определяет положение запятой десятичного знака.

Например: 5R1 - 5,1 Ом

150К — 150 кОм

2М2 - 2,2 МОм

Буквы R и Е, К, М, G, Т означают множители, соответственно 1, 10³, 10⁶, 10⁹,10¹².

Кодовое отклонение от номинального сопротивления определяется буквами:

± 0,001 Е ± 0,05 X ± 2 G

± 0,002 L ± 0,1 B ± 5 J

± 0,005 R ± 0,25 C ± 10 К

± 0,01 P ± 0,5 D ± 2 M

± 0,02 U ± 1 F ± 30 N

Резисторы, разработанные до 1968 года, обозначаются тремя буквами. Первая означает материал резистора (У- углеродные; К - композиционные; М - металлопленочные; П - проволочные и другие); вторая - эмалированные и прочие, третья - назначение резистора (Т - теплостойкие; П - прецизионные; В - высоковольтные и прочие).

Например: МЛТ-0,125 - металлопленочный, лакированный, теплостойкий, мощность рассеивания - 0,125 Вт.

К основным электрическим параметрам резисторов относят:

- номинальное значение сопротивления,

- допуск

-номинальная мощность рассеивания.

-максимальное допустимое напряжение.

- температурный коэффициент сопротивления

-напряжение шумов.

Основные конструкции постоянных резисторов

Наиболее распространенная конструкция резисторов - спиральная. На керамический цилиндр с внутренним отверстием, напыляют тонкую пленку резистивного элемента (например, нихром, сплавы типа РС, МОТ). Потом на поверхности цилиндра делают спиральную канавку, а на торцах запаивают контактные крышки (рис. 4.14а) Безиндуктивные резисторы выполняют аналогично, но спиральная канавка не прорезается (рис. 4.14б) Композиционные объемные резисторы изготовляют из композиционных материалов. Контакты выводят из торцов резистора (рис. 4.14в) Проволочные резисторы выполняют намоткой высокоомного провода на керамический цилиндр. Концы провода закрепляют чашками, или запаивают на контактах (рис. 4.14г)