Шпоры по ФОЭ - файл n1.doc

Шпоры по ФОЭ
скачать (77.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc352kb.31.08.2006 02:45скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5
1.Резисторы. Классификация Резистор (R) – это пассивный элемент РЭА, предназначенный для создания в электрической цепи сопротивления определен­ной величины и обеспечивающее перераспределение и регулирование эл. энергии между элементами схемы. Используются в качестве делителей напряжения, нагрузок, шунтов, элементов фильтров. Существующие в настоящее время резисторы можно классифицировать по назначению и материалу резистивного элемента.

Классификация резисторов по материалу резистивного элемента (РЭ) Резистивный элемент – это основа резисторов, выполняемая их специальных резистивных материалов

Требования к резистивным материалам:

Минимальная зависимость удельного сопротивления материала (?) от внешних факторов (температуры, влажности, давления, освещенности и т.п.), кроме датчиков физических величин.

Стабильность свойств материала в процессе эксплуатации.

Коррозионная устойчивость

Резисторы: А)Проволочные Б)металофольговые В )непроволочные: Тонкослойные(1. Металлоокисные 2. Метализированные 3. Металодиэл-е 4. Углеродистые) толстопленочные(1. Лакоплен 2. Керметные) объемные(1.с органич. диэл 2. с неорган. диэл) композиционные

У композиционных резисторов - резистивный элемент представляет собой композицию, полученную механическим смещением проводящего компонента с органическим или неорганическим диэлектриком наполнительным, классификаторами отвердителями.

2.Резисторы. Классификация Резистор (R) – это пассивный элемент РЭА, предназначенный для создания в электрической цепи сопротивления определен­ной величины и обеспечивающее перераспределение и регулирование эл. энергии между элементами схемы. Используются в качестве делителей напряжения, нагрузок, шунтов, элементов фильтров. Существующие в настоящее время резисторы можно классифицировать по назначению и материалу резистивного элемента.

.Классификация резисторов по назначению: А) Постоянные: 1) общего 2) спец-ого: 1. прецизионные 2. ВЧ 3. Высоковольтные Б) переменные: 1) подстрочные 2) регулиров: 1. С линейной ФХ 2. С нелин-ой ФХ В) датчики физических величин 1). Терморезисторы 2) Фоторезисторы 3) Варисторы 4) Магниторезист. ФХ – функциональная характеристика

Постоянные резисторы - это резисторы, сопротивление которых задается при изготовлении остается неизменным в допустимых пределах в процессе эксплуатации. Переменные резисторы – резисторы, сопротивление которых может изменяться в некоторых пределах с помощью подвижного контакта. Датчики физических величин - это резисторы, сопротивление которых повышенной чувствительностью к одному из физических параметров.

3.Основные параметры постоянных резисторов.

1.Номинальное электрическое сопротивление (RH) [Ом, кОм, МОм]. Величина RH – стандартизована для каждого типа R и должна соответствовать 1 из 6 рядов: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96. Е192 (ГОСТ 10.318-80) Е6 m = 6? 10 = 1,47 Е12 m = 12? 10 = 1,21 Е24 m = 24? 10 = 1,1 Номер ряда соответствует количеству номиналов в каждом интервале.Каждый следующий ряд включает количество предыдущего ряда. Номиналы, стоящие в рядах представляют геометрическую прогрессию со знаменателем m. Ее – знаменатель можно рассчитать по формуле: Каждый член ряда можно рассчитать по формуле:

N=mb где N = Rн; b = 0,1… (а-1); а – номер ряда. результат округляют до 2 или 1 значащего этапа. Каждый ряд обладает следующими свойствами: значение любого номинала ряда с max допуском равно следующему значению того же ряда с min допуском.

Ряд


Номиналы рядов

Допус

тимые

отклонения

Е6


1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4.7; 6,8

+ 20%

Е12

1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8

1,2; 1,8; 2,7; 3,9; 5,6; 8,2

+10%

Е24

1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8

1,1; 1,6; 2,4; 3,6; 5,1; 7,5

1,2; 1,8; 2,7; 3,9; 5,6; 8,2

1,3; 2,0; 3,0; 4,3; 6,2; 9,1

+ 5%

Допустимые отклонения. Допустимые значения отклонения сопротивлений от номинального значения Rн [ %] нормализованы рядом на ГОСТ 9664-74.

Доп.Откл.%

+ 0,001

+ 0,002

+ 0,005

+ 0,01

+ 0,02

+ 0,05




Обоз.

Е

L

R

P

И

Х




+ 0,1

+ 0,25

+ 0,5

+ 1

+ 2

+ 5

+ 10

+ 20

+ 30

В

С

Д

F

G

I

R

M

N

Номинальная мощность рассеивания Номинальная мощность рассеивания (Pн) – это максимально допустимая мощность, которую резистор рассеивает в течение гарантированного срока службы при сохранении его параметров в установленных пределах, если температуры окружающей среды не больше некоторого заданного значения (Тн)- (указывается в справочных данных).Тн – температура, соответствующая номинальной мощности рассеивания. Нормируется согласно ряду: 25, 40, 70, 85, 100, 125, 1550С. Значения номинальной мощности (Рн) нормированы ГОСТ 24013-80 Рнт] : 0,01; 0,25; 0,05; 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 1,2; 3,4; 5; 8; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 160; 250; 500.Для нормальной работы резистора необходимо, чтобы мощность выделения на нем в данной электрической цепи не превышала Рн. Рн = J2RH; PH = U2/Rн ? Рн Часто для увеличения срока службы резистора при проектировании РЭА номинальную мощность резистора Рн выбирают в 3-10 раз больше найденного расчетного значения рассеиваемой мощности. С увеличением температуры окружающей среды рассеиваемая мощность снижается. Если резистор рассеивает мощность равную 10-20% от Рн, то срок его эксплуатации увеличивается в 8-10 раз.

Предельное рабочее напряжение. Предельное рабочее напряжение в непрерывном резисторе работы – это максимальное рабочее напряжение, в котором резистор может работать длительное время без потери своих свойств.К резистору с номинальным сопротивлением Rн и номинальной рассеиваемой мощностью Рн в нормальных условиях может быть приложено напряжение Umax = . Если температура окружающей среды больше номинальной температуры Тср > Тн, то Umax = =

Температурный коэффициент сопротивления (ТСК) ТСК характеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на t0C. ТСК = ?R/R0?t [1/0С = 0С -1] R0 – сопротивление при t0 (для отечественных t0= 20+10С, для заруб. t0 = 250С) Изменение сопротивления материала резистивного элемента при изменении температуры в первую очередь зависит от функциональной зависимости р = f (t0). Характер этой зависимости в различных диапазонах температур может быть различным. При этом определение ТСК производится отдельно для каждого диапазона. ТСК характеризует обратимые изменения сопротивления в резистивном элементе. Иногда ТСК определяют в полном диапазоне температур, при этом используют значения tmin и tmax, заданные для данного типа резисторов в справочной литературе.

4.Частотные свойства резисторов В эквивалентную схему резистора для высоких частот входит емкость и индуктивность. Это обусловлено тем, что любой резистор индуктивность, обусловленную индуктивностью выводов, витковой индуктивностью (для проволочных резисторов) и емкость между зернами структуры резистивного элемента (для композиционных резисторов). Место включения емкости в схему замещения определяется конкретной конструкцией резистора. Поскольку индуктивность и емкость изменяют величину сопротивления резистора их называют паразитными. На высоких частотах необходимо учитывать полное сопротивление резистора Z. С ростом частоты индуктивная составляющая Хl=wL увеличивается, а емкость Xc=1/wc падает, поэтому полное сопротивление может как возрастать, так и уменьшаться. Поэтому учет паразитных индуктивностей и емкости необходим. Для резисторов, применяемых в колебательных контурах, величины индуктивности и емкости приводятся в справочнике, для других резисторов эти значения приводятся редко.Приемлемым считается если полное сопротивление на переменном токе не отличается от сопротивления на постоянном токе более чем на 10%. При этом граничная частота на которой может работать резистор f гр определяется по формуле: fгр= 1 / 4 ?*Rн*C, где С – величина собственной емкости резистора. На высоких частотах увеличение сопротивления резистора может также обуславливаться влиянием поверхностного эффекта. В этом случае происходит вытеснение тока в приповерхностный слой резистивного элемента. Глубина проникновения тока в резистивный материал определяется: ∆= 5030 ? ?/f [см] ? – удельное сопротивление [Ом, см] f – частота [Гц] При постоянном токе сопротивление резистора определяется по формуле R= ? l/Sф Sф = ? dф2 /4 (площадь поперечного сечения для проволочных резисторов).

На переменном токе сопротивление рассчитывается: Rl = ? l/Sакт , Sакт = ?/4 (2dф ∆-∆2 ) Поверхностный эффект проявляется при частотах несколько десятков кГц, а при нескольких МГц, его влияние значительно.При выборе проволочных резисторов для работы на высоких частотах необходимо, чтобы диаметр проволоки был d ?2∆, при этом поверхностный эффект проявляться не будет. Этот эффект можно также не учитывать в тонкопленочных резисторах и у композиционных резисторов, т.к. глубина проникновения значительно больше толщины пленки и размеры зерна структуры резистивного элемента.

Система условных обозначений резисторов I. До 1968 года единой системой условных обозначений резисторов не существовало, они группировались и обозначались по различным признакам. МЛТ – металлопленочные, лакированные, теплостойкие. ПКВ – проволочные, керамические, влагостойкие. СПО – сопротивления переменные, объемные. ППБ – проволочные, переменные, бескаркасные. УЛИ – углеродистые лакированные, измерительные. КВМ – композиционные вакуумные, мегаомные

II. ГОСТ 13.453 – 68 (действия до 1980г.)

Система обозначений из трех компонентов 1-й буква или буквосочетание определяет тип резистора.

С – постоянные резисторы. СП – переменные резисторы. СТ – терморезисторы. ФР – фоторезисторы. СН – нелинейные. 2-й – цифра определяет тип материала резисторного элемента.

1. – углеродистые, боруглеродные, тонкослойные. 2. – металлодиэлектрические, металлооксидные, тонкослойные. 3. – композиционные пленочные. 4. – композиционные объемные. 5. – проволочные 6 – тонкослойные металлизированные. 3-й - пишутся через дефис – определяют порядковый номер разработки (число). Например, СП .5 – 40.

III. Современная система условных обозначений.(Сокращенное обозначение и полное обозначение)

Сокращенное обозначение состоит из трех элементов:

1-й – подкласс резисторов. Р – постоянные. РП – переменные

РН – набор резисторов. 2-й - группа по материалу резисторного элемента:1. – непроволочные 2. – проволочные или металлофольговые 3-й (через дефис) регистрационый номер

Полное обозначение обычно используют в конструкторской документации (КД). В этом случае к сокращенному обозначению добавляют основные параметры резистора, записанные в определенном порядке:1. Номинальное мощность рассеивания Рн [Вт] 2. Номинальное сопротивление Rн с обозначением единиц измерения Ом, кОм и т.д.3. Допуск в % 4. Группа по уровню шумов (А или Б) 5. Группа по величине ТКС (от А до Е) указывается редко 6. Климатическое исполнение (В – всепогодное, Т – тропическое) 7. Обозначение документа на поставку

Величина ТКС возрастает согласно ряду ТКС х 10-6 [1/0C] в интервале температур


Обознач.

А

Б

В

Г

Д

Е

-60-+20 0С

±75

±150

±300

±500

±800

±1200

+20-155 0С

±25

±50

±100

±200

±500

±1000


5.Собственные шумы резисторов. Шум резистора представляет собой случайное колебание напряжения на его выводах. Шумы создают колики для прохождения сигнала в РЭА и ограничивают их чувствительность.

Собственные шумы резистора делятся на тепловые и токовые. Тепловые шумы – (белый шум) присущи всем видам резисторов. Они возникают в результате теплового хаотического движения носителей заряда в резистивном элементе. При этом изменяется объемная пульсация напряжения на резисторе. Среднюю мощность тепловых шумов определяют по формуле Найквиста. Рш = U2ш / Rн = 4КТ ?f; К = 1,38 * 10-23 Дж/Кл – постоянная Больцмана;

Т – абсолютная температура в К; ?f – полоса частот в которой определяется мощность шума. Uш = ? 4КТR ?f при Т = 293 К – (НУ) эта формула преобретает вид

Uш = 0,127 ? R ?f R [кОм]; ?f [кГц] ; Иш [мкВ] Тепловые шумы невелики, величина Uш составляет единицы мкВ.

Токовые шумы. Токовые шумы резистора зависят от материала и конструкции резистивного элемента. Они возникают обычно в резисторах с зернистой структурой проводящего через тоководящий слой носит случайный характер и наиболее вероятно там, где в данный момент соприкасаемость зерен повышена. Это приводит к появлению случайной составляющей напряжения на выводах резистора. Ее величина пропорциональна приложенному сопротивлению. Токовые шумы отдельно не измеряются, они измеряются вместе с тепловыми шумами и в сумме называются собственными шумами резистора. Уровень собственных шумов Д определяется отношение действующего значения переменной составляющей напряжения шумов на резисторе,, измеренной в полосе частот ∆f к постоянному напряжению на нем: Д=Ucш/U [мкВ/В], По уровню собственных шумов резисторы делятся на 2 группы: А (Д ?1 мкВ/В) Б (Д ?5 мкВ/В)– часто не указывается в условном обозначении У проволочных резисторов (постоянных) уровень шумов не превышает десяти доли мкВ/В. У регулируемых резисторов величина Д может составлять 50 мкВ/В и выше.Уровень шумов для резисторов с номинальным сопротивлением меньше 10 к Ом практически не нормируется. При расчете суммарного шума электрической цепи, содержащей несколько резисторов используют формулу:Uсш? = ?Uсш12 + Uсш22 + …Uсшn2

Диапазон рабочих температур большинства резисторов составляет -60? t0?+ 1550 С Минимальная наработка на отказ отечественных резисторов составляет 30 тыс. часов

6.Особенности работы резисторы в импульсивных режимах. В импульсивной технике применяются импульсы различной формы: прямоугольные, треугольные, пилообразные, трапециидальной и др. Импульсивный сигнал характеризуется рядом параметров. Рассмотрим их На примере сигнала с формой импульсов, близкой к прямоугольной. U max – амплитуда импульса tu – ширина импульса Tu – период следования импульсов fu=1/Tu

Реальный импульс tu – активная длительность импульса часто изменяется по уровню 0,5 Umax tфр – длительность фронта импульса ср – длительность среза. При работе в импульсивной технике мощность рассеиваемая резистором Рu может значительно превышать номинальную Рн. q = Pu/Pн – допустимая перегрузка резистора. Величина перегрузки для различных резисторов может иметь значение 10, 100 и 1000, так как хотя величина импульсивных токов и напряжений больше номинальных, но время им пульса значительно меньше периода исследования Т и теплового повреждения резистивного элемента не происходит. Допустимая амплитуда напряжения Umax указывается документация и может быть вычислена по формуле: Umax = ?qPнRн Величина q определяется в зависимости от величины средней рассеиваемой мощности Pср, которая определяется в зависимости от формы импульса: Pср=1/Т P(t)dt

1. для импульсов прямоугольной формы Р ср = U2max * t n * Sn/RH

2. для импульсов треугольной формы Pcp = U2max * tn * Sn/3 RH

7.8.Резисторы общего назначения Это резисторы к которым не предъявляются особые требования, они имеют наибольшие допуски (±2% ±20%), диапазон сопротивлений Rн (1 Ом ч 10 Мом), номинальную мощность qн (0,125 Втч100 Вт), ТКС 10-3 1/ 0С. Частотный диапазон (О ч десятки МГц).

Разделяются на 2 большие группы: 1.Резисторы постоянные непроволочные, реализуются двумя основными конструктивными использованиями: 1.1. Резистивный элемент поверхностного типа 1. Цилиндрическое основание (стержень или трубка) керамика, стекло и т.п. 2. Резистивный элемент – тонкий, доли мкм проводящий слой, может быть сплошной или со спиральной нарезкой. 3. Гидрофобная эмаль – наносится на резистивный элемент для защиты от окружающей среды 4. Защитные колпачки, обычно выполняющиеся из латуни. 5. Выводы

1.2.Резистивный элемент объемного типа

1.Резистивный элемент из проводящего материала (может иметь круглое, квадратное или прямоугольное сечение) 2. Оболочка стеклоэмалевая или стеклокерамическая. 3. Покрытие из эмали или лака 4.Выводы. Такая конструкция выводов дает повышенную механическую прочность при вибрации
Сопротивление

Множи

тель

Код

новый

Код

старый

1

R

E

10 3

K

K

10 6

M

M

10 9

G

Г

10 12

T

T

Допуск

Допуск +/- %

Код новый

Код старый

0,1

В

Ж

0,25

C

У

0,5

D

Д

1

F

Р

2

G

Л

5

J

И

10

K

С

20

M

В

30

N

Ф

Примеры обозначения

Полное обозначение

Код новый

Код старый

3,9 Ом +/-5%

3R9J

3Е9И

215 Ом +/-2%

215RG

215 ЕЛ

1 кОм +/-5%

1 KOJ

1 КОИ

12,4 кОм+/-1%

12K4F

12К4Р

10 кОм +/-5%

10KJ

10КИ

100 кОм +/-5%

M100J

М100И

2,2 Мом +/-10%

2M2R

2М2С

6,8Мом +/-20%

6G8M

3Г8В

Цветовая маркировка резисторов и конденсаторов Международная маркировка цветом резисторов и конденсаторов

Цвет

кольца

(точки)

Ци

фра

1 и 2

Мн

тель


%

Ном.напр.

Черный

0

1

-

-

Коричневый

1

10

±1

100

Красный

2

102

±2

200

Оранжевый

3

103

-

300

Желтый

4

104

-

400

Зеленый

5

105

-

500

Синий

6

106

-

600

Фиолетовый

7

107

-

700

Серый

8

108

-

800

Белый

9

109

-

900

Золотой

-

10-1

±5

1000

Серебряный

-

10-2

±10

2000

Нет символа

-

10-3

±20

5000

Пояснение




Красная полоска соответствует цифре 2; черная-0; желтая означает, что число, полу-ченное из цифр 1 и 2 нужно умножить на соответствующий этому цвету множитель – 104, то есть на 10000; и наконец, серебристый цвет указывает, что отклонение в сопротивлении данного резистора может быть в пределе ±10%.

Первая полоска наносится у самого вывода резистора, поэтому считать следует именно оттуда. Иногда четвертая полоска не наносится, этому соответствует последняя строка в таблице.








































Цветовая маркировка резисторов

  1   2   3   4   5


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации