Резисторы переменного сопротивления
Резисторы переменного сопротивления или, как их часто называют, переменные резисторы, применяют для регулирования силы тока и напряжения в электрических цепях. По конструктивному исполнению переменные резисторы бывают: одинарные, сдвоенные и т.д.; однооборотные и многооборотные; с выключателем и без выключателя.
По назначению переменные резисторы подразделяются на подстроечные, предназначенные для разовой или периодической подстройки аппаратуры, и регулировочные, применяющиеся при многократных регулировках в процессе эксплуатации. Подвижная ось подстроечных резисторов обычно выводится под шлиц.
По материалу резистивного элемента различают проволочные и непроволочные переменные резисторы. Последние, в свою очередь, подразделяются на композиционные, керметные.
Непроволочные переменные резисторы бывают с резистивным элементом поверхностного и объемного типов.
Переменные резисторы изготовляются с номинальными сопротивлениями, соответствующими ряду Е6. Более предпочтительные являются значения 1; 2,2 и 4,7 этого ряда. Допуски для непроволочных переменных резисторов установлены ±10, ±20, ±30%, а для проволочных – еще и ±5%. Конструкция переменного непроволочного резистора показана на рис. 7.
Рис. 7. Конструкция переменного непроволочного резистора: 1-резистивный элемент; 2-заклепка; 3, 11, 12-выводные лепестки; 4-основание из пластмассы; 5-токосъемник; 6-контактная щетка; 7-щеткодержатель; 8-ось; 9-втулка; 10-металлическая крышка.
Основные параметры резисторов
Помимо основных параметров, присущих резисторам постоянного сопротивления, переменные резисторы можно охарактеризовать еще и некоторыми другими, например, полным сопротивлением, минимальным сопротивлением, начальным скачком сопротивления, износоустойчивостью, дополнительными контактными шумами, формой функциональной характеристики.
Полным сопротивлением переменного резистора называют сопротивление между выводами неподвижного (11) и подвижного (12) контактов при максимальном угле поворота αм подвижной системы. Начальным или минимальным сопротивлением Rмин называют сопротивление между этими же выводами при начальном положении подвижной системы при (α=0).
Начальный скачок сопротивления – это та минимальная величина, с которой начинается плавное изменение сопротивления резистора при перемещении подвижного контакта по резистивному элементу.
Начальный скачок обычно составляет 1-2% полного сопротивления для резисторов с логарифмической функциональной характеристикой и 5-10% для резисторов с линейной характеристикой.
Износоустойчивость характеризует способность резистора сохранять свои параметры при многократных вращениях подвижной системы и оценивается числом циклов перемещения подвижной системы в течение срока службы при сохранении параметров в пределах установленных норм. Износоустойчивость подстроечных резисторов обычно не превышает 1000 циклов, регулировочных резисторов общего применения – 0,5∙104 – 2∙104 циклов, резисторов, предназначенных для следящих систем, 105 – 107 циклов.
Дополнительные контактные шумы возникают между резистивным элементом и подвижным контактом как при вращении подвижной системы (шумы вращения), так и при фиксированном положении последней. Уровень шумов вращения значительно превышает уровень тепловых и токовых шумов резистора.
Функциональная характеристика изменения сопротивления, т.е. зависимость изменения сопротивления R между выводами неподвижного и подвижного контактов резистора от угла α поворота подвижной системы, зависит от способа изготовления резистивного элемента. Чаще всего применяются резисторы с линейной (группа А), обратно логарифмической (группа Б) и логарифмической (группа В) функциональными характеристиками (рис. 8).
Рис. 8. Функциональные характеристики переменных резисторов: 1 – линейная; 2 – логарифмическая; 3 – обратно логарифмическая; 4 – S-образная
Встречаются резисторы с функциональными характеристиками и других видов,
например, в приводах различных устройств используются резисторы с синусоидальной, косинусоидальной и другими характеристиками.
Относительное сопротивление резисторов группы А линейно зависит от относительного угла поворота подвижной системы R=Rмин+ψRм, где ψ= α/αм – относительное смещение подвижного контакта; Rмин – начальное сопротивление резистора; Rм – его полное сопротивление.
Для резисторов группы В логарифм относительного изменения сопротивления пропорционален относительному смещению подвижного контакта ψ:
Применяя такой резистор в усилителе в качестве регулятора громкости, можно обеспечить изменение громкости звука (в децибелах) на выходе усилителя, пропорционально углу поворота регулятора.
Обратно логарифмическая функциональная характеристика (кривая 3 на рис. 8) представляет собой кривую 2, повернутую на 180° в плоскости рисунка, и отличается более плавным изменением сопротивления при больших углах поворота. Резисторы с обратно логарифмической функциональной характеристикой применяют обычно в регуляторах тембра приемных и усилительных устройств.