|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы Необратимые изменения сопротивления проволочных резисторов при эксплуатации во влажной среде невелики. Однако при нахождении токопроводящих деталей резисторов под напряжением может иметь место электрохимическая коррозия проводов, протекающая тем интенсивнее, чем меньше сопротивление изоляции, выше влажность и концентрация агрессивных примесей в окружающей среде. В результате может произойти обрыв провода намотки. Объемное увлажнение изоляционных деталей в условиях повышенной влажности приводит к снижению сопротивления изоляции резисторов. Скорость проникновения влаги зависит от влажиостных характеристик изоляционных материалов (коэффициента диффузии влагн, растворимости и влагопроницаемости), толщины защитного покрытия, температуры и влажности окружающей среды. 5.3. Частотные свойства резисторов и особенности работы в импульсных режимах . Частотные свойства проявляются при работе резисторов на переменном токе, при этом полное сопротивление становится комплексным Z-Ra+jRp, где Z - полное сопротивление резистора на переменном токе; R - активная составляющая сопротивления резистора, jRp - реактивная составляющая сопротивления резистора. Поэтому при использовании резисторов .в цепях переменного тока высокой частоты или в импульсных устройствах с короткими длительностями импульсов (фронтов) необходимо учитывать зависимость их полного сопротивления от частоты, которая обусловлена появлением реактивных составляющих за.счет наличия собственных емкостей и индуктивностей. При этом для непроволочных резисторов с номинальным сопротивлением порядка килоома и выше она определяется в основном собственной емкостью; для иизкоомных (единицы и десятки ом) - индуктивностью арматуры и нарезки резистивного элемента. Резисторы, используемые в аттенюарах, колебательных контурах, усилителях высокой частоты, должны обладать только активным сопротивлением, т. е. быть по возможности безреактивными и сохранять свое -значение неизменным по всему требуемому диапазону частот. Однако, несмотря на применение специальных способов изготовления (тонкие резистивные пленки с малым значением поверхностного эффекта, специальные геометрические, формы токопроводящего элемента, конструкция контактного узла, технологическая обработка и т. д.), в резисторах на высоких частотах сказывается влияние собственной емкости и индуктивности. Кроме того, появляются потери на вихревые токи в металлических деталях резисторов и диэлектрические потери в керамических основаниях и покрытиях. Частотную погрешность специальных СВЧ резисторов (для этих целей используют только непроволочные резисторы специальной конструкции) нормируют ее допустимым значением в определенном интервале частот. Конструкции высокочастотных резисторов самые разнообразные: цилиндрические (стержневые и трубчатые), дисковые и пластинчатые. Такое разнообразие форм определяется тем, что в высокочастотной аппаратуре резисторы являются не только элементом схемы, а составной, иногда основной, частью конструкции приборов, например волноводов, аттенюаторов, поглотителей и т. п, Реактивность резистора удобно характеризовать интервалом частот или граничной частотой, при которой погрешность не превышает допустимого значения. Считается вполне приемлемым, если полное сопротивление резистора на переменном токе отличается от сопротивления постоянному току на 10 %. Граничная частота, на которой может работать резистор, fip-l/nRC, где R - номинальное сопротивление резистора, С - собственная емкость резистора. Собственные емкости наиболее распространенных типов непроволочных резисторов приведены в табл. 5.2. Зная собственную емкость резистора, граничную частоту можно определить также с помощью номограммы рис. 5.1. Например, соб- Таблица 5.2. Собственная емкость непроволочных резисторов
Rm,MOm W 3,3н0м Рис. 5.1. Зависимость граничной частоты от номинального сопротив-. Ленин и собственной емкости непроволочных резисторов ственная емкость резистора С2-33 (0,5 Вт) составляет 0,2 пФ. На оси ординат находим значение 3,3 кОм и проводим горизонтальную линию до пересечения с наклонной линией С=0,2 пФ. Затем проектируем точку на ось абсцисс и получаем значение граничной частоты 20 МГц. Наименьшие значения реактивности имеют металлодиэлектрические и металлопленочные резисторы. Вклад реактивности в модуль полного сопротивления пренебрежимо мал по сравнению с вкладом активной части сопротивления, особенно у СВЧ резисторов С2-10 и С2-34. Аттенюаторы, собираемые на этих резисторах, могут работать иа частотах порядка 1000 МГц. На более высоких частотах ис-тпользуют специальные пластинчатые резисторы типа Сб. Проволочные резисторы имеют гораздо большие собственные емкости и индуктивности, поэтому их граничные частоты на два-три порядка 1п«же, чем нецроволочных. При работе иа переменном токе в фазо-нечувствительных цепях их характеризуют погрешностью полного сопротивления, а в фазочувствительных цепях - дополнительно еще углом фазового сдвига q>. Постоянная времени т, которая характеризует частотные свойства проволочных резисторов, при выполнении условия и-Ссоо в определенном диапазоне не зависит от частоты: x=LIR-CR, где со - круговая частота цепи переменного тока; (Оо=1/АLC - собственная круговая частота резистора, L - индуктивность резистора, С~ емкость резистора, R - сопротивление резистора. Обычно проволочные резисторы применяются в электрических цепях с частотой, значительно меньшей собственной частоты резистора (00=10(0. В этом случае тангенс угла фазового сдвига 1§ф= - (i>(LIR-CR)=(i)x. Если намотка резистивного элемента производилась на металлический каркас или же резистор имел металлический корпус, то на частотную погрешность, кроме индуктивности витков и межвитковой емкости, будут оказывать влияние распределенные емкости между обмоткой резистивного элемента и металлическим каркасом или кожухом. Все вышеизложенное справедливо для постоянных и переменных проволочных резисторов, включенных по реостатной схеме. У переменных проволочных резисторов, включенных по потенциометрической схеме, основной характеристикой будет фазовый . сдвиг между входным и выходным напряжением. При этом фазовый сдвиг не зависит от индуктивности и межвитковой емкости, а определяется в основном распределенной емкостью между обмоткой резистивного элемента и металлическими деталями резистора (каркасом резистивного элемента и корпусом). Однако прн перемещении подвижного контакта по резистивн(эму элементу фазовый сдвиг может изменяться. Для уменьшения реактивных составляющих при разработке резисторов применяют различные способы намотки резистивного элемента (бифилярная, перекрестная, встречное включение слоев или секций и. т. п.), а также методы компенсации, когда составляющие постоянной времени от емкости и индуктивносГти взаимно компенсируют одна другую. В электрических цепях с частотой до десятков и сотен килогерц используют резисторы низкоомные (до 10 кОм) с однослойной намоткой резистивного элемента. Их постоянная времени составляет 10--Юг- с, Высокоомные резисторы с многослойной намоткой 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||