1.4. Основные электрические параметры и характеристики резисторов
1.4.1. Номинальное сопротивление и допуск
Номинальное сопротивление – значение сопротивление, на которое рассчитан резистор и которое указывается на резисторе и/или в нормативно-технической документации (НТД).
Номинальные значения сопротивления резисторов, выпускаемых отечественной промышленностью и зарубежными фирмами, стандартизированы в соответствии с рекомендациями МЭК (Международная электротехническая комиссия).
Значение допуска определяет класс точности резистора. Малогабаритные резисторы выпускаются по классам точности, представленным в табл. 1
Таблица 1
Классы точности малогабаритных резисторов
Класс точности |
I |
II |
III |
Допуск, % |
±5 |
±10 |
±20 |
В резисторах общего применения номиналы сопротивлений согласованы с допусками таким образом, что получается так называемая «безотходная» шкала: номиналы и допустимые сопротивления одного резистора примыкают к номиналу и допустимым сопротивлениям соседнего. Поэтому изготовленный резистор обязательно попадает в одну из групп. Таким образом, при массовом производстве резисторов общего назначения не ставится задача изготовления резисторов определенного номинала с определенным допуском.
1.4.2. Номинальная мощность рассеивания и рабочее напряжение
Под номинальной мощностью рассеивания (рассеяния) понимается наибольшая мощность, которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течение гарантированного срока службы при сохранении параметров в установленных пределах.
Мощность рассеивания резистора зависит от его размеров, конструкции и свойств резистивного элемента. Чем выше теплостойкость конструкционных и резистивных материалов, тем больше может быть рассеиваемая мощность для данного объема и площади охлаждения резистора. Часто пользуются характеристикой удельной мощности рассеивания резистора, Вт/см2
,
где Рном - номинальной мощностью рассеивания; S – площадь поверхности охлаждения резистора.
Тогда допустимый перегрев резистора
,
где k – коэффициент теплопередачи.
Ограничивающими факторами при работе резистора являются температура окружающей среды t0 и электрическая нагрузка, которая в конечном итоге создает дополнительный перегрев Т. В сумме эти составляющие определяют допустимую температуру нагрева tдоп = t0 + Т.
Таким образом, нагрев резистора происходит за счет мощности, выделяющейся при протекании электрического тока и тепловой энергии окружающей среды. С повышением температуры окружающей среды происходит дополнительный нагрев резистора, в результате чего появляется необходимость снижения электрической нагрузки, то есть уменьшения рассеиваемой мощности. Иными словами, фактическая мощность рассеяния связана с окружающей температурой и условиями эксплуатации. Под значением температуры окружающей среды или воздуха следует понимать:
- температуру на поверхности резистора, когда он, находясь под электрической нагрузкой, не рассеивает или почти не рассеивает тепла;
- температуру воздуха в точке, удаленной на расстояние 15-20 мм, от резистора, если другие тепловыделяющие элементы расположены на расстоянии не ближе 30 мм;
- температуру воздуха в средней точке между нагретыми элементами при плотном монтаже, когда расстояние между резисторами и другими элементами меньше 30 мм.
Напряжение, при котором резистор может работать, не должно превышать значения рабочего напряжения или величины, рассчитанной исходя из номинальной мощности Pном и номинального сопротивления R по формуле:
,
где Rном – номинальное сопротивление, Ом; Pном – номинальная мощность, Вт.
Рабочее напряжение – максимальное напряжение для данного типа резистора, которое устанавливается, исходя из его конструкции, размеров и обеспечении длительной работоспособности. Оно ограничивается в основном тепловыми процессами в токопроводящем элементе и электрической прочностью резистора.