3. Основные параметры

Основными параметрами резисторов являются: номинальное сопротивление и его допустимое отклонение, номинальная мощность рассеивания, предельное рабочее напряжение, температурный коэффициент сопротивления и шумы.

Номинальное сопротивление постоянных и переменных резисторов указывает значение их сопротивления в омах, килоомах или мегаомах и проставляется на резисторах. Установлено шесть рядов номинальных значений сопротивлений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Цифры после букв указывают число номинальных значений в данном ряду.

Допустимое отклонение сопротивления указывает на наибольшее возможное отклонение от номинального значения в сторону увеличения или уменьшения действительного значения активного сопротивления резисторов и выражается в процентах.

Номинальная мощность рассеивания указывает максимально допустимую мощность, которую резистор может рассеивать при длительной электрической нагрузке, нормальных атмосферном давлении и температуре. Непроволочные резисторы изготовляют на номинальную мощность 0,05; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 5 и 10 Вт, а проволочные — 0,2—150 Вт. На принципиальных электрических схемах номинальную мощность рассеивания обозначают условно черточками на изображении pезистоpа для мощностей менее одного Ватта и римскими цифрами при мощностях, превышающих один Ватт. Номинальная мощность рассеивания резисторов должна быть на 20—30 % больше рабочей рассеиваемой мощности.

Предельное рабочее напряжение — это максимально допустимое напряжение, приложенное к выводам резистора, которое не вызывает превышения норм технических условий (ТУ) на электрические параметры. Эта величина задается для нормальных условий эксплуатации и зависит от длины резистора, шага спиральной нарезки, температуры, давления окружающей среды и атмосферного давления. Чем выше температура и ниже атмосферное давление, тем выше вероятность теплового или электрического пробоя и выхода из строя резистора.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризует

относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С. У непроволочных резисторов, применяемых в БРЭА, ТКС не превышает ±0,04—0,2 %, а у проволочных — ±0,003—0,2 %. Шумы в резисторах обусловлены хаотическим движением носителей зарядов, что вызывает появление дополнительного шумового напряжения на выводах резисторов и создает помехи при прохождении сигнала. Собственные шумы резисторов бывают тепловые и токовые.

Тепловые шумы возникают под действием хаотического движения электронов в токопроводящем слое, что вызывает микроизменения сопротивления резистора и переменные пульсации напряжения в нем. С увеличением температуры резистора тепловые шумы возрастают.

Токовые шумы появляются в углеродистых, металлизированных и композиционных резисторах. С увеличением приложенного напряжения они возрастают.

Классы точности допускаемое отклонение фактичес­кого сопротивления резистора от номинального определяется допуском (классом точности). Пределы допусков определены ГОСТ 9964-71.Наиболее употребительны резисторы с допускаемым отклонением ±5, ±10, ±20%. Прецизионные резисторы для измерительных цепей могут иметь допуски от ±0,01 до ±2,0% .

Электрическая прочность каждый тип резистора ха­рактеризуют наибольшим напряжением, которое при нор­мальных окружающих условиях может быть приложено к выводам резистора в течение гарантированного срока службы, без нарушения его работоспособности. Такое напряжение называют предельным рабочим на­пряжением U_пр. Его величина зависит от размеров и конструкций резистора, свойств резистивного элемента, требований к надежности и номинальной мощности. Чем больше номинальная мощность, тем может быть выше предельное напряжение. На практике наиболее употреби­тельны следующие значения предельных рабочих напря­жений: 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000 В и более.

Допускаемое напряжение зависит от условий эксплуатации состояния окружающей среды, требований к надежности и т. п. Оно обычно ниже предельного рабочего.

Для высокоомных резисторов максимальное напряже­ние определяется опасностью пробоя или перекрытия по поверхности резистивного элемента. Оно обычно больше предельного напряжения, установленного для резисторов данного типа. Использование резисторов при таких напря­жениях не допускается.

При большом напряжении выделяющаяся мощность превысит допустимую и резистор может выйти из строя.

Значение номинального сопротивления резистора дан­ного типа, при котором максимальное напряжение (по мощ­ности) совпадает с предельным рабочим, называют пре­дельно нагруженным номиналом P_н.пр.. Для непроволочных резисторов постоянного сопротивления оно составляет сотни тысяч Ом.

Для резисторов, сопротивление которых меньше P_н.пр., допускаемое напряжение определяется номинальной мощ­ностью; для резисторов, сопротивление которых больше P_н.пр. допускаемое напряжение не должно быть выше U_пр. Электрическую прочность некоторых типов резисторов дополнительно характеризуют испытательным напряже­нием, а также пробивным напряжением между замкнутыми выводами и корпусом. Обычно U_ИСП = (1,5 - 2,0) U_пр. Электрическая прочность зависит от атмосферного давления. При понижении атмосферного давления электри­ческая прочность падает. Приближенно можно считать, что допускаемое напряжение меняется обратно пропорционально квадратному корню из величины давления. Для высокоомных непроволочных резисторов напряжение пере­крытия по поверхности U_пер определяется произведением давления воздуха р на расстояние между контактными колпачками l (закон Пашена). При рl > 1 имеем:

где U_пер — напряжение перекрытия, В; р — давление, мм рт. ст.; l — расстояние между выводами, см.

Современные резисторы допускают нормальную работу при понижении атмосферного давления до 666,6 Па (5 мм рт. ст.), что примерно соответствует высоте 30 км.

Стабильность сопротивление резистора может изме­няться под влиянием температуры, влажности, старения, под воздействием приложенного напряжения и других факторов. Эти изменения оцениваются относительным изме­нением сопротивления при помощи соответствующих коэф­фициентов/ Рассмотрим воздействие различных факторов на сопротивление резистора.

Влажность при воздействии на резистор воды или влажного воздуха усиливаются окислительные и элек­трохимические процессы, которые сопровождаются не­обратимыми изменениями его сопротивления.

Коэффициент влагостойкости проволочных резисторов очень мал и практически не учитывается; коэффициент влагостойкости непроволочных резисторов достигает не­скольких процентов, причем у высокоомных резисторов он значительно больше, чем у низкоомных.

Для защиты резисторов от воздействия влаги применяют покрытие их лаками, эмалями, опрессовку пластмассами и герметизацию. Благодаря этим мерам современные рези­сторы допускают нормальную работу при относительной влажности до 90—98%.

Старение стечением времени происходит измене­ние сопротивления резистора, которое вызывается структур­ными изменениями резистивного элемента за счет кри­сталлизации, окисления и различных электрохимических процессов, а также за счет изменения свойств переходных контактов.

Эти явления, называемые старением, особенно проявляются в непроволочных резисторах; под их воздей­ствием сопротивление может измениться на несколько процентов. В проволочных резисторах явления старения не имеют практического значения.

Процессы старения ускоряются в условиях повышен­ных температур, влажности и при электрической нагрузке.

Их действие оценивается рядом коэффициентов, пред­ставляющих собой относительное изменение сопротивления резистора по сравнению с первоначальным при различ­ных условиях проявления старения.

В технических данных указывается относительное изме­нение сопротивления резистора к концу срока хранения - коэффициент сохранности; после опреде­ленного теплового воздействия - коэффициент теплостойкости; после совместного воздействия повышенной температуры и электрической нагрузки — коэффициент старения и т. д.