Для оценки свойств резисторов используются следующие основные параметры: номинальное сопротивление, допустимое отклонение величины сопротивления от номинального значения (допуск), номинальная мощность рассеяния, предельное напряжение, температурный коэффициент сопротивления, коэффициент напряжения, уровень собственных шумов, собственная емкость и индуктивность.
Номинальное сопротивление Rн – это электрическое сопротивление, значение которого обозначено на резисторе или указано в сопроводительной документации.
В ЭВА применяются резисторы сопротивлением от нескольких Ом до нескольких мегаОм. Номинальные сопротивления резисторов стандартизированы. Численные значения номинальных сопротивлений определяются рядами предпочтительных чисел: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192 (цифра указывает число номинальных сопротивлений в ряду).
Ряды Е6, Е12, Е24 применяются для постоянных резисторов общего применения. Шкала номинальных значений резисторов переменного сопротивления определяется рядом Е6.
Кратные и дольные значения сопротивлений получаются путем умножения или деления этого ряда на 10.
Шкала номинальных сопротивлений для постоянных резисторов общего применения по ряду Е6, Е12, Е24 приведена в табл.2.
Таблица 2. Номинальные сопротивления по ряду Е6, Е12, Е24
| Индекс ряда | Числовые коэффициенты, умножаемые на любое число, кратное 10 |
| Е6 | 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 |
| Е12 | 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 9,1 |
| Е24 | 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,3; 4,7; 5,1; 5,6; 6,2; 6,8; 7,5; 8,2; 9,1 |
Допустимое отклонение – это максимальное допустимое отклонение реальной величины сопротивления резистора от его номинального значения, выраженное в процентах.
Согласно ГОСТа установлен ряд допусков: ±0,001; ±0,002; ±0,005; ±0,01 ±0,02; ±0,05; ±0,1; ±0,25; +0,5; ±1; ±2; ±5; ±10; ±20; ±30.
Наиболее употребительны резисторы с допускаемым отклонением ±5; ±10; ±20%.
Переменные резисторы имеют допуски ±5, ±10, ±20, ±30%.
Номинальная мощность рассеивания РН – это наибольшая мощность, создаваемая протекающим через резистор током, при которой он может длительное время надежно работать.
Значение РН зависит от конструкции резистора, физических свойств материалов и температуры окружающей среды.
Резисторы эксплуатируют, как правило, при мощностях рассеивания в 3 – 10 раз меньше номинальных, что обеспечивает более высокую надежность работы устройств.
Конкретные значения номинальных мощностей рассеивания в ваттах устанавливаются согласно ГОСТ и выбираются из ряда: 0,01; 0,025; 0,05; 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 2; 3; 4; 8; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 160; 250; 500.
Величина номинальной мощности рассеяния указывается на корпусах крупногабаритных резисторов, а у малогабаритных – определяется по размерам корпуса.
Мощность рассеяния Р можно рассчитать по формулам:
Р=UI=I2R=U2/R.
Если на резисторе, выделяется большая мощность, чем предусмотрено, его температура будет повышаться, что может привести к перегоранию токопроводящего элемента и тем самым к внезапному отказу резистора.
Предельное напряжение Uпред. – это максимальное напряжение, при котором может работать резистор. Оно ограничивается тепловыми процессами, а у высокоомных резисторов – электрической прочностью резистора.
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) – это относительное изменение величины сопротивления резистора при изменении температуры на 1ºС: ТКС= ΔR/(Ro·ΔT),
где Ro– начальное значение величины сопротивления резистора,
ΔR – изменение сопротивления в диапазоне температур ΔТ.
Значение ТКС прецизионных резисторов лежит в пределах от единиц до 100×10-6 1/ ºС, а у резисторов общего назначения - от десятков до 2000×10-6/ ° С.
Собственные шумы резисторов складываются из тепловых и токовых шумов. Токовые шумы наиболее характерны для непроволочных резисторов. Наиболее шумящими являются композиционные резисторы, поэтому их применяют в приемных устройствах ограниченно. По уровню шумов резисторы делятся на две группы А (1мкВ/В) и Б (5мкВ/В).
Частотные свойства резисторов. При работе резисторов в диапазоне частот переменного тока сопротивление может изменяться относительно его номинала при постоянном токе, что приводит к изменению выходных параметров и устойчивости работы устройств.
Упрощенная эквивалентная схема резистора для высоких частот (рис.5) кроме собственно активного сопротивления R включает реактивные составляющие – индуктивности Lпар и емкость Cпар, которые ухудшают частотные свойства резисторов и поэтому их часто называют паразитными. Для разных типов резисторов паразитные индуктивности и емкость образуются по-разному.
 |
Рис.5. Эквивалентная схема резистора.
У проволочных резисторов паразитная индуктивность образуется за счет намотки провода и индуктивности выводов, а паразитная емкость – за счет межвитковой емкости. Проволочные резисторы по сравнению с непроволочными гораздо менее высокочастотны и применение их без принятия специальных мер ограничиваются областью постоянного тока и диапазоном звуковых частот.
 |
Рис.6.Функциональная характеристика сопротивления переменных резисторов.
В отличие от постоянных резисторов переменные обладают, кроме вышеперечисленных. дополнительными параметрами. Это функциональная характеристика (рис.6.). Она определяет зависимость сопротивления переменного резистора от положения (угла поворота) подвижного контакта. Наиболее распространенные зависимости: линейные – А, логарифмические – Б, обратнологарифмические – В.
Резисторыобщего назначения
К группе общего назначения относятся резисторы, используемые в качестве анодных и коллекторных нагрузок, сопротивлений в цепях эммитера и базы и т.д.
Углеродистые резисторы предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов в электронной аппаратуре.
Резисторы имеют цилиндрическую форму и радиальные или аксиальные выводы. Снаружи – зеленая глурофобистая эмаль.
Углеродистые резисторы характеризуются высокой стабильностью сопротивления, низким уровнем собственных шумов, небольшим отрицательным ТКС, слабой зависимостью сопротивления от частоты приложенного напряжения.
Основные типы углеродистых резисторов: резисторы общего назначения типа С1-4 ВС, специального назначения – прецизионные типа БЛП, полупрецезионные типа УЛИ, которые предназначены для работы в ВЧ цепях в качестве активных нагрузок. Из-за широкого применения металлопленочных и быстрого развития микропроволочных высокостабильных резисторов применение в наше время углеродистых резисторов стало более ограниченным.
Металлопленочные резисторы предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и импульсного токов. Они теплостойки, влагостойки, обладают повышенной механической прочностью.
Их широко применяют в малогабаритной аппаратуре, т.к. они по габаритам совместимы с ИМС. Эти резисторы обладают лучшими по сравнению с углеродистыми и композиционными электрическими параметрами при сравнительно небольшой стоимости, что и объясняет их широкое применение.
Недостатки: сравнительно малая устойчивость к импульсной нагрузке и меньшей частотный диапазон применения, чем у углеродистых.
Металлопленочные резисторы содержат резистивный элемент в виде очень тонкой (десятые доли микрометра) металлической пленки, осажденной на основание из керамики, стекла, слоистого пластика, ситалла или другого изоляционного материала. Гидрофобная эмаль – красная.
Основные типы металлопленочных резисторов: С2 МЛТ – теплостойкие; ОМЛТ – особые с повышенной надежностью; МТ – с повышенной теплостойкостью; МГП – герметичные, прецизионные; С2 –10 – ультравысокочастотные прецизионные; СП2-3 – переменные закрытой конструкции.
Композиционные резисторы используют для тех же целей, что и металлопленочные. Отличительными особенностями резисторов этой группы являются высокая вибропрочность за счет запрессовки выводов в основание резисторов, большой уровень собственных шумов и зависимость сопротивления от приложенного напряжения.
Резистивный элемент этих резисторов выполняется на основе композиций, состоящих из смеси порошкообразного проводника (сажа, графит и др.) и органического или неорганического диэлектрика.
Основные типы композиционных резисторов: С3-3, С3-3П, С3-4, СКИМ – лакопленочные; С3-13, С3-14, КВМ, КИМ, КЛМ – высокомегаомные лакопленочные; СП, СП3-1, СП3-22, СП3-27, СП3-26, СП3-39 – подстроечные лакопленочные; СП3-24, СП3-36, СП3-40, СП3-37, РП1-53, РП1-48 – подстроечные с прямолинейно перемещающейся системой; РП1-52 – субминиатюрные подстроечные; СП4-1а, СП4-2Ма – объемные регулировочные.
Проволочные резисторы обладают повышенной температурной стабильностью и термостойкостью. Эти резисторы обладают высокой допустимой мощностью рассеивания (десятки ватт) при относительно небольших размерах. Основными недостатками проволочных резисторов является ограниченный диапазон сопротивления и высокая стоимость, а также большая индуктивность и собственная емкость.
Конструктивно они выполнены намоткой провода из нихрома, манганина, константана на изолированный цилиндрический каркас.
Резисторы ПЭ, ПЭВ, ПЭВР, ПЭВТ (ПЭ – проволочные эмалированные, В– влагостойкие, Р - регулируемые с хомутиком, Т – термостойкие) - ранее выпущенные модификации. Современные – С5-35, С5-36, С5-378. С5-31 – микропроволочные миниатюрные.
Переменные резисторы
Резисторы переменного сопротивления делятся на регулировочные и подстроечные.
Если у постоянного резистора два вывода, то у переменного (регулировочного и подстроечного) три. Средний вывод – это движок, который перемещают выступающей наружу корпуса ручкой (осью).
Регулировочным резистором пользуются сравнительно часто, например, для регулирования громкости звука. Подстроечным же резистором подбирают какой-то режим конструкции либо при налаживании. Ручка (ось) его движка короткая, рассчитанная на регулировку отверткой.
На схемах указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора, сопротивления же между средним и крайним изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора.
Наиболее часто в конструкциях используют регулировочные резисторы СП (сопротивление переменное), СПО (сопротивление переменное объемное). Мощность переменных резисторов на схеме не ставится. Большинство переменных резисторов общего назначения относится к композиционным непроволочным резисторам. Может быть одинарная или спаренная конструкция, с выключателем или без него, с экраном или без экрана и т.д.