Рабочая температура резистора. Параметры резисторов: температурный коэффициент, мощность рассеяния и другие важные характеристики

Каковы основные параметры резисторов. Как температура влияет на сопротивление резистора. Что такое температурный коэффициент сопротивления. Какую мощность может рассеивать резистор. Как зависит допустимая мощность рассеяния от температуры окружающей среды.

Температурный коэффициент сопротивления резисторов

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — один из важнейших параметров резисторов. Он показывает, насколько изменяется сопротивление резистора при изменении его температуры на 1°C. ТКС измеряется в миллионных долях (ppm) на градус Цельсия.

Для большинства резисторов характерны следующие значения ТКС:

• Металлопленочные резисторы: 50-100 ppm/°C
• Углеродные пленочные резисторы: 200-500 ppm/°C
• Проволочные резисторы: 20-100 ppm/°C

Чем меньше ТКС, тем стабильнее сопротивление резистора при изменении температуры. Это особенно важно для прецизионных схем.

Мощность рассеяния резисторов

Мощность рассеяния — это максимальная мощность, которую резистор может рассеять в виде тепла без повреждения. Типичные значения для разных типов резисторов:

• SMD-резисторы: 0.05 — 0.25 Вт
• Углеродные резисторы: 0.125 — 2 Вт
• Металлопленочные резисторы: 0.25 — 5 Вт
• Проволочные резисторы: 1 — 100 Вт и более

При выборе резистора следует учитывать, что реальная допустимая мощность рассеяния зависит от температуры окружающей среды.

Зависимость допустимой мощности рассеяния от температуры

Максимальная мощность рассеяния резистора указывается для определенной температуры окружающей среды, обычно 70°C. При повышении температуры допустимая мощность снижается. Это называется дерейтингом мощности.

Типичная кривая дерейтинга выглядит следующим образом:

• До 70°C — 100% от номинальной мощности
• 70-100°C — линейное снижение до 50%
• 100-125°C — линейное снижение до 0

Чтобы обеспечить надежную работу, рекомендуется выбирать резистор с запасом по мощности 2-3 раза.

Максимальное рабочее напряжение резисторов

Максимальное рабочее напряжение — это наибольшее напряжение, которое можно приложить к резистору без риска пробоя. Оно определяется конструкцией резистора и обычно составляет:

• Для маломощных резисторов: 200-300 В
• Для резисторов средней мощности: 300-500 В
• Для мощных резисторов: 500-1000 В и более

При высоких напряжениях необходимо учитывать возможность поверхностного пробоя между выводами резистора.

Частотные свойства резисторов

На высоких частотах резисторы проявляют паразитные индуктивные и емкостные свойства. Это приводит к отклонению их импеданса от номинального сопротивления. Наилучшие частотные характеристики имеют:

• SMD-резисторы: до сотен МГц
• Углеродные композиционные резисторы: до десятков МГц
• Металлопленочные резисторы: до единиц МГц

Проволочные резисторы имеют наихудшие частотные свойства из-за значительной индуктивности намотки.

Шумовые свойства резисторов

В резисторах возникают тепловые шумы, уровень которых зависит от сопротивления и температуры. Среднеквадратичное напряжение теплового шума определяется формулой:

U = √(4kTRΔf)

где k — постоянная Больцмана, T — абсолютная температура, R — сопротивление, Δf — полоса частот.

Кроме тепловых шумов в резисторах возникают токовые шумы, связанные с неоднородностью структуры. Наименьший уровень шумов имеют металлопленочные и проволочные резисторы.

Долговременная стабильность резисторов

Со временем сопротивление резисторов может изменяться из-за старения материалов. Долговременная стабильность характеризуется коэффициентом старения — относительным изменением сопротивления за 1000 часов работы.

Типичные значения коэффициента старения:

• Металлопленочные резисторы: 0.1-0.5%
• Углеродные пленочные: 0.5-2%
• Проволочные: 0.02-0.1%

Наилучшую долговременную стабильность имеют прецизионные проволочные и металлофольговые резисторы.

Выбор резисторов для различных применений

При выборе резисторов следует учитывать все их параметры в комплексе. Для разных применений оптимальными будут разные типы:

• Для силовых цепей — проволочные и металлопленочные резисторы большой мощности
• Для прецизионных схем — металлопленочные и металлофольговые с малым ТКС
• Для ВЧ-схем — углеродные композиционные и SMD-резисторы
• Для общего применения — углеродные и металлопленочные резисторы

Правильный выбор типа и номинала резистора с учетом всех его параметров позволяет обеспечить надежную работу электронных устройств.

ПАРАМЕТРЫ РЕЗИСТОРОВ | Лаборатория домашней безопасности

Есть идеи или полезные схемы? Рады будем опубликовать! Присылайте:   [email protected]
		Мощность, выделяемая в резисторе в виде тепла, определяется величиной приложенного к нему напряжения U и протекающего тока I и равна PВЫД = UI ( 2.8 ) Мощность, рассеиваемая резистором в окружающую среду, пропорциональна разности температур резистора TR и окружающей среды ТO (2. 9) и зависит от условий охлаждения резистора, определяемых величиной теплового сопротивления Rт то тем меньше, чем больше поверхность резистора и теплопроводность материала резистора. Из условия баланса мощностей можно определить температуру резистора, что наглядно отображено на рис. 2.8а. (2.10) Следовательно, при увеличении мощности, выделяемой в резисторе, возрастает его температура TR , что может привести к выходу резистора из строя. Для того чтобы этог не произошло, необходимо уменьшить RT , что достигается увеличением размеров резистора. Для каждого типа резистора существует определенная максимальная температура Tmax , превышать которую нельзя.  Температура TR , как рекомендуется из вышеизложенного, зависит также от температуры окружающей среды. Если она очень высока, то температура TR можетпревысить максимальную, чтобы этого не произошло, необходимо уменьшать мощность, выделяемую в резисторе ( 2. 8, б ). Для всех типов резисторов в ТУ оговариваются указанные зависимости мощности от температуры окружающей среды ( рис.2.8,в ).Номинальные мощности стандартизованы ( ГОСТ 9663–61 ) и соответствуют ряду: 0,01; 0,025; 0,05; 0,121; 0,25; 0,5; 1; 1,2; 5; 8; 10; 16; 25; 50; 75; 100; 160; 250; 500. Предельное рабочее напряжение UПРЕД определяет величину допустимого напряжения, то может быть приложено к резистору. Для резисторов с небольшой величиной сопротивления ( сотни ОМ ) эта величина определяется конструкцией резистора и рассчитывается по формуле: (2.11) Для остальных резисторов предельное рабочее напряжение определяется конструкцией резистора и ограничивается возможностью электрического пробоя, который, как правило, происходит по поверхности между выводами резистора или между витками спиральной нарезки. Напряжение пробоя зависит от длины резистора и давления воздуха. При длине резистора, не превышающей 5 см, оно определяется по формуле: (2.12)  где Р — давление в мм рт. ст., l — длина резистора в см. Величина Uпред указывает в ТУ, она всегда меньше Uпроб. При испытании резисторов на них подают испытательное напряжение Uисп, то больше Uпред и меньше Uпроб. Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) характеризует относительное изменение сопротивления при изменении температуры (2.13) Он может быть как положительным, так и отрицательным. Если резистивная пленка толстая, то она ведет себя как объемное тело, сопротивление того с ростом температуры возрастает. Если же резистивная пленка тонкая, то она состоит из отдельных «островков», сопротивление такой пленки с ростом температуры уменьшается, так как улучшается контакт между отдельными «островками». Параметры резисторов характеризуют эксплуатационные возможности применения конкретного типа резистора в конкретной электрической схеме. Номинальное сопротивление Rном и его допустимое отклонение от номинала ±R являются основными параметрами резисторов. Номиналы сопротивлений стандартизованы в соответствии с ГОСТ 10318–74, а допустимые отклонения — в соответствии с ГОСТ 9664–74. Для резисторов общего назначения ГОСТ предусматривает шесть рядов номинальных сопротивлений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96 и Е192. Цифра указывает количество номинальных значений в данном ряду, которые согласованы с допустимыми отклонениями (см. табл.2.1). Таблица 2.1 Е24 Е12 Е6 1,0 1,0 1,0 1,1 - - 1,2 1,2 - 1,3 - - 1,5 1,5 1,5 1,6 - - 1,8 1,8 - 2,0 - - 2,2 2,2 2,2 2,4 - - 2,7 2,7 - 3,0 - - 3,3 3,3 3,3 3,6 - - 3,9 3,9 - 4,3 - - 4,7 4,7 4,7 5,1 - - 5,6 5,6 - 6,2 - - 6,8 6,8 6,8 7,5 - - 8,2 8,2 - 9,1 - - Номинальные значения сопротивлений определяются числовыми коэффициентами, входящими в табл. 2.1, которые умножаются на 10n, где п -целое пложительное число. Так к примеру, числовому коэффициенту 1,0 соответствуют резисторы с номинальным сопротивлением, равным 10, 100, 1000 Ом и т.д.Допустимые отклонения от номинала для ряда Е6 составляют ±20%, для ряда Е12 — ± 10%, для ряда Е24 — ± 5%. Это значит, что резистор с сопротивлением 1,5к0м из ряда Е12 может обладать сопротивлением в пределах от 1,35 до 1,65к0м, а тот же резистор из ряда Е6 — в пределах от 1,2 до 1,8 кОм. Числовые коэффициенты, определяющие номинальные значения сопротивлений, подобраны так, что образуется непрерывная шкала сопротивлений, т.е. максимально возможное сопротивление какого-либо номинала совпадает (или несколько больше) с минимальной величиной сопротивления соседнего номинала. Прецизионные резисторы имеют отклонения от номинала ±2%; ±1%;±0,5%; ±0,2%; ±0,1%; ±0,05%; ±0,02% и ±0,01%. Номинальная мощность рассеивания Рном определяет допустимую электрическую нагрузку, которую способен выдержать резистор в течение длительного времени при заданной стабильности сопротивления. Как уже отмечалось, протекание тока через резистор связано с выделением в нем тепла, то должно рассеиваться в окружающую среду. У различных резисторов эта величина лежит в пределах  (7–12)10–4. Коэффициент старения bR характеризует изменение сопротивления, то вызывается структурными изменениями резистивного элемента за счет процессов окисления, кристаллизации и т.д. (2.15) В ТУ обычно указывается относительное изменение сопротивления в процентах за определенное время (1000 или 10000 ч). Коэффициент напряжения Кн характеризует влияние величины приложенного напряжения на сопротивление. В некоторых типах резисторов при высоких напряжениях изменяется величина сопротивления. В непроволочных резисторах это обусловлено уменьшением контактного сопротивления между отдельными зернами резистивной пленки. В проволочных резисторах это обусловлено дополнительным разогревом проволоки при повышенных напряжениях: (2. 15) где R100– сопротивление резистора при напряжении UПРЕД, R10 -сопротивление резистора при напряжении 0,1 Uпред. ЭДС шумов резистора. Электроны в резистивном элементе находятся в состоянии хаотического теплового движения, в результате того между любыми точками резистивного элемента возникает случайно изменяющееся электрическое напряжение и между выводами резистора появляется ЭДС тепловых шумов. Тепловой шум характеризуется непрерывным, широким, практически равномерным спектром. Величина ЭДС тепловых шумов определяется соотношением: (2.16) где К = 1,38 · 10 -23 Д ж/град — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура в градусах шкалы Кельвина, R — сопротивление. Ом, f — полоса частот, в той измеряются шумы. При комнатной температуре (Т =300° К) ( 2. 17 ) Если резистор включен на входе высокочувственного усилителя, то на его выходе будет слышен присущий шум. Уменьшить уровень этих шумов можно лишь уменьшая величину сопротивления R или температуру 7. Помимо тепловых шумов существует токовый шум, возникающий при протекании через резистор тока. Этот шум обусловлен дискретной структурой резистивного элемента. При протекании тока возникают местные перегревы, в результате которых изменяются контакты между отдельными частицами токопроводяще-го слоя и, следовательно, флюктуирует (изменяется) величина сопротивления, что ведет к появлению между выводами резистора ЭДС токовых шумов Еi . Токовый шум, также как и тепловой, имеет непрерывный спектр, но интенсивность его увеличивается в области низких частот. Поскольку величина тока, протекающего через резистор, зависит от величины приложенного напряжения U, то в первом приближении можно считать, что Ei=K,U (2. 18) где Кi — коэффициент, зависящий от конструкции резистора, свойств резистивного слоя и полосы частот. Величина , Кi указывает в ТУ и лежит в пределах от 0,2 до 20 мкВ/В. Чем однороднее структура, тем меньше токовый щум. У металлопленочных и углеродистых резисторов величина Кi 1,5 мкВ/В, у композиционных поверхностных Кi  40 мкВ/В, у композиционных объемных Кi 45 мкВ/В. У проволочных резисторов токовый шум отсутствует. Токовый щум измеряется в полосе частот от 60 до 6000 Гц. Его величина значительно превышает величину теплового шума..   Указатель   Назад   Вперед         При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна! Правообладатели статей являются их правообладателями. Информация получена из открытых источников.

Ряды стандартизованных значений сопротивлений

Ряды стандартизованных значений сопротивлений

После того, как произведен расчет сопротивления того или иного резистора в схеме, необходимо выбрать ближайшее к нему стандартное значение промышленного компонента. Эти стандартизованные значения сопротивлений образуют последовательности (нормали), которые известны под названием Е-серий или Е-рядов (например, серии Е6, Е12, Е24, Е48 и Е96). Точные значения сопротивлений, образующих каждую из серий номинальных значений резисторов, приведены в разделе Приложения. Каждая из серий характеризуется количеством тех номиналов, которые входят в один десятичный разряд величин сопротивлений. Например, значения сопротивлений, образующие серию резисторов Е6, составляют числовой ряд, включающий 6 значений в пределах одного десятичного разряда: 1; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8. В случае, если необходимо иметь набор резисторов, диапазон изменения величины сопротивлений которых изменяются от 1 Ом до 1 МОм (то есть изменение величины сопротивления достигает 7 порядков), то в результате необходимо будет иметь 43 номинальных значения для резисторов данного ряда (6 значений в каждом из 7 разрядов и значение 10 МОм в качестве первого значения нового разряда). То есть, например, числу 1,5 ряда Е6, будут соответствовать значения стандартных сопротивлений 1,5 Ом, 15 Ом, 150 Ом, 1,5 кОм и т. д. Для формирования полного набора номинальных значений резисторов, образующих серию Е24 (наиболее часто используемую на практике серию), понадобится 169 различных значений сопротивлений. Кроме величины номинального сопротивления, все радиокомпоненты, в том числе резисторы, обладают определенной точностью изготовления, которая для деталей, выпускаемых по нормалям рядов Е, чаще всего напрямую связана с количеством чисел в самой нормали. Так, например, резисторы серии Е6 имеют точность изготовления ±20%. Причина этого заключается в том, что величина сопротивления, соответствующего верхнему полю допуска, будет равно сопротивлению следующего по ряду значению, но имеющего нижнее поле допуска, что не приводит к перекрытиям в ряду. Правда, этот принцип несколько нарушается для резисторов серии Е24, где допуска +5%: (1,3 + 5%) < (1, 5 — 5%). Тепловые параметры резисторов При протекании электрического тока I через резистор R на нем (благодаря закону Ома) всегда падает некоторое напряжение V, а также электрическая энергия преобразуется в тепловую (благодаря закону Джоуля — Ленца), что приводит к рассеиванию на резисторе некоторой мощности Р. Количество энергии, выделяющееся в единицу времени, например в секунду, является той самой мощностью Р, которая, будучи выделенной на резисторе, приводит к увеличению его температуры. Для резистора, установленного в цепи, по которой проходит только слабый сигнал, выделяющаяся мощность окажется незначительной, зато на резисторе анодной нагрузки выделяющаяся мощность может достигать значительных величин и быть опасной для резистора. Ее можно, на первый взгляд, достаточно просто рассчитать, используя соотношение V2/R, и выбрать компонент, удовлетворяющий необходимым требованиям. На практике все обстоит не так просто, как кажется, и существует множество причин, по которым с помощью простой формулы будет получен неправильный результат. Производители обычно указывают мощность, которую способен рассеивать компонент при температуре 70 °С. Если оборудование эксплуатируется при стандартной температуре окружающей среды, составляющей 20 °С, то температура его компонентов должна быть выше, так как любое оборудование (особенно мощное) в процессе работы нагревается, поскольку потребляет электроэнергию, часть которой, выделяется в виде тепла на элементах устройства, так как его КПД меньше 100%. Наиболее вероятной внутри работающего устройства на электронных лампах будет средняя температура, составляющая около 40 °С, хотя отдельные элементы схемы (те же лампы) могут иметь гораздо более высокую температуру. Если учесть, что некоторые люди считают для себя комфортной более высокую температуру окружающей среды, чем 20 °С, то можно принять, что даже температура 35 °С не будет являться чем-то уж очень необычным. Но при этих условиях возрастет и температура внутри корпуса аппаратуры. По законам физики тепло всегда переходит от более нагретого предмета к более холодному, это позволяет провести некоторые аналогии с электротехникой. Разность температур ΔT(°С) может считаться эквивалентной разности потенциалов. Выделяющаяся тепловая мощность q (Вт) может в первом приближении считаться эквивалентной электрическому току. Тепловое сопротивление R0(°С/Вт) может считаться эквивалентным электрическому сопротивлению. Используя данные аналогии можно выразить своего рода тепловой «закон Ома» для тепловой цепи: В соответствии с этим законом превышение температуры на тепловом сопротивлении, имеющем определенное значение, над температурой окружающей среды будет тем больше, чем больше будет рассеваемая мощность. В технических паспортах резисторов приводится значение теплового сопротивления R0, однако, следует учитывать, что значения приведены для случая, когда поток воздуха, охлаждающий резистор за счет конвекционных потоков, не имеет никаких препятствий на своем пути перемещения. На практике же резистор практически всегда монтируется на печатной плате, которая в значительной мере препятствует конвекционным потокам, особенно, если плата устанавливается горизонтально. Даже в случае вертикальной установки платы на ней могут находиться крупные детали или компоненты, например, конденсаторы, которые препятствуют свободному обтеканию резистора воздухом. Если учесть всю совокупность аргументов, которые ограничивают протекание воздушных потоков, и возможное увеличение температуры окружающей среды, то общепринятой является рекомендация, чтобы рабочая температура резистор не превышала указанного номинального значения 70 °С, за исключением тех случаев, когда имеется возможность провести полный тепловой расчет схемы. Даже при этой оговорке, резистор, работающий при условии выделения одной трети от номинального значения мощности, будет нагрет значительно сильнее других окружающих его элементов. Поэтому, если изменяется его температура, то следует ожидать изменения его электрических параметров, вплоть до отказа. И они действительно будут наблюдаться. Электрическое сопротивление резистора изменяется с изменением его температуры в соответствии с температурным коэффициентом сопротивления, обычно приводимого в миллионных долях изменения полного сопротивления, приходящегося на изменение температуры в один градус Цельсия. Несмотря на то, что такие изменения кажутся очень незначительными, увеличение температуры на 30 °С может привести к значительному изменению сопротивления резистора. Следовательно, если приходится использовать достаточно дорогие резисторы, имеющие точность изготовления 0,1 %, в наиболее ответственных за качество сигнала цепях схемы, то следует позаботиться о том, чтобы на таких резисторах не происходило значительного тепловыделения, с тем, чтобы значение этого резистора оставалось неизменным при работе схемы. При этом максимальное допустимое рассеяние, часто рекомендуемое разработчиками, и составляющее одну девятую от номинального значения выделяемой мощности, не кажется таким уж очень нереальным требованием. Дополнительно к этому следует всегда убедиться, что такой резистор не будет нагреваться за счет близко расположенных и сильно нагретых соседних элементов.

Параметры резистора

Google Ads

• Изучив этот раздел, вы должны уметь:
• • Опишите важные параметры, относящиеся к резисторам
• Температурный коэффициент.
• Частотная характеристика.
• Рассеиваемая мощность.
• Снижение мощности.
• Максимальная температура.
• Максимальное напряжение.
• Символы безопасности.

Не только Ом

При рассмотрении резисторов важно учитывать не только сопротивление. Как и любой другой компонент, здесь необходимо учитывать ряд важных моментов. Вот несколько основных параметров. Для получения полной информации о любом резисторе (или фактически о любом другом компоненте) вам следует искать надежный источник информации, что в идеале означает загрузку паспорта производителя для любого конкретного компонента. они широко доступны практически для любого компонента, указанного на веб-сайте любого производителя или поставщика компонентов.

Температурный коэффициент

Значение резистора зависит от длины, площади поперечного сечения и удельного сопротивления резистивного материала, из которого он изготовлен. Однако указанное значение резистора на самом деле дается как «Столько-то омов при определенной температуре». Это связано с тем, что температура резистора также влияет на его значение.

Изменение сопротивления из-за изменения температуры обычно очень мало в определенном диапазоне температур. Это связано с тем, что производитель выбрал материал, удельное сопротивление которого не сильно зависит от температуры. То есть материал (а значит и резистор) имеет низкий ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ. Другими словами, изменение значения на °C незначительно. Это изменение значения обычно указывается в частях на миллион (ppm), поэтому типичный резистор будет иметь в своей спецификации указанный температурный коэффициент, например;

Температурный коэффициент: 50 ppm/°C

Это означает, что изменение значения из-за изменения температуры на 1°C не будет превышать 50 Ом на каждый 1 МОм номинала резистора (или 0,05 Ом на каждый 1 кОм его номинала) .

Приведенный выше температурный коэффициент является типичным для металлопленочного резистора. Типы с углеродной пленкой обычно имеют температурный коэффициент от 200 до 500 частей на миллион/°C

Изменение номинала резистора при изменении температуры не сильно зависит от изменений размеров компонента, поскольку он расширяется или сжимается из-за изменений температуры. Это связано главным образом с изменением удельного сопротивления материала, вызванным активностью атомов, из которых состоит материал.

Частотная характеристика

В идеале резисторы должны работать как чистые резисторы, без каких-либо характеристик компонентов других типов, и когда они используются в цепях постоянного тока, они таковыми и являются. Однако в цепях переменного тока некоторые резисторы могут иметь характеристики, которые делают их непригодными для определенной цели. На высоких частотах некоторые резисторы также имеют характеристики емкости и/или индуктивности. Из-за этого они будут иметь свойство, называемое реактивным сопротивлением, подобное сопротивлению, но зависящее от частоты сигналов переменного тока, проходящих через компонент. Частотная характеристика резистора говорит нам, на каких частотах резистор все еще действует как чистый резистор, без каких-либо значительных эффектов, связанных с этими другими типами частотно-зависимых компонентов. По этой причине этот параметр в основном представляет интерес для людей, работающих с высокочастотными цепями переменного тока, таких как инженеры по радиочастотам (RF).

Резисторы из углеродного состава, хотя и уступают пленочным резисторам по большинству других параметров, действуют как чистые резисторы на частотах в диапазоне мегагерц (МГц) (по крайней мере, резисторы с сопротивлением ниже примерно 10 кОм).

Пленочные резисторы со спиральной конструкцией имеют тенденцию проявлять свойства катушек индуктивности (которые в основном представляют собой спирально намотанные катушки проволоки), но обычно это не проблема, пока они не используются на частотах в диапазоне МГц. Пленочные резисторы, не имеющие спиральной дорожки, такие как резисторы для поверхностного монтажа, остаются чисто резистивными до сотен МГц.

Неудивительно, что резисторы с наихудшей частотной характеристикой имеют проволочную обмотку, поскольку их конструкция на самом деле представляет собой катушку из проволоки, как у катушки индуктивности. Поэтому эффекты индуктивности и реактивности необходимо учитывать при использовании проволочных резисторов в любой цепи, работающей на частотах выше нескольких сотен герц (Гц). Резисторы с проволочной обмоткой используются для приложений с большой мощностью и доступны с сопротивлением до нескольких кОм. При более высоких сопротивлениях можно использовать металлопленочные резисторы большой мощности, хотя они не имеют такой высокой номинальной мощности, как некоторые типы с проволочной обмоткой, но имеют гораздо лучшую частотную характеристику.

Рассеиваемая мощность

Это мера мощности, которую резистор может рассеивать, не вызывая его перегрева. Резисторы производятся со стандартной номинальной мощностью, и в основном это доли 1 Вт, а некоторые более крупные углеродные и металлические резисторы доступны от 1 Вт до примерно 5 Вт. Резисторы с проволочной обмоткой обычно доступны с номинальной мощностью до 25 Вт, а производители компонентов изготавливают специальные типы с проволочной обмоткой с гораздо более высокой номинальной мощностью, часто в соответствии со спецификациями заказчика (производителя оборудования).

Снижение номинальной мощности

Рис.

2.4.1 Кривая снижения мощности

Типичные максимальные температуры для резисторов из углеродного состава составляют от 100 до 120°C, а для металлических и оксидно-пленочных типов — около 150°C. Резисторы с проволочной обмоткой могут работать при более высоких температурах, примерно до 300°C. Для мощных резисторов, в качестве альтернативы указанной максимальной температуре, производители часто указывают «кривую снижения номинальной мощности», аналогичную показанной на рис. 2.4.1, которая показывает, как должна быть уменьшена указанная номинальная мощность резистора. (ухудшение характеристик) при различных температурах выше нормального рабочего диапазона.

Максимальная температура

Резисторы предназначены для работы в определенном диапазоне температур. В пределах этого диапазона такие параметры, как допуск и температурный коэффициент, соответствуют заявленным, но за пределами этого диапазона они не гарантируются. Наиболее вероятным пределом диапазона температур, который будет достигнут в большинстве применений, будет максимум из-за тепла, выделяемого рабочим контуром, в дополнение к любой температуре окружающей среды.

В то время как очень низкие температуры могут возникать в таких цепях, как аэрокосмическое оборудование, высокие температуры могут возникать очень локально почти в любом электрическом оборудовании из-за того, что резистор установлен рядом с каким-либо другим компонентом, выделяющим тепло. Долговременное воздействие высоких рабочих температур на резистор заключается в том, что значение его сопротивления будет постепенно увеличиваться. Это особенно заметно на резисторах с высоким сопротивлением. Когда резисторы используются в ситуациях с большой мощностью, это увеличение сопротивления (R) приведет к увеличению напряжения (V), развиваемого на нем, поскольку V = IR. Поскольку мощность (P), рассеиваемая в виде тепла, зависит от этого напряжения, умноженного на ток (I), который уменьшится из-за увеличения сопротивления. Однако ток, вероятно, не уменьшится пропорционально, потому что другие компоненты в цепи также будут влиять на величину тока, проходящего через резистор. Поскольку (P=VI), мощность, рассеиваемая резистором, увеличивается, а вместе с ним и выделяемое тепло. В конце концов (при отсутствии каких-либо мер безопасности) резистор сгорит и/или повредит другие компоненты в цепи.

Максимальное напряжение

Напряжение, возникающее на резисторе при протекании через него тока, создает электрическую нагрузку на материалы, из которых изготовлен резистор. Если это напряжение превышает допустимый максимум, существует вероятность внезапного пробоя резистора и скачка напряжения. Максимальное напряжение сильно различается между различными типами резисторов: от нескольких вольт для некоторых типов поверхностного монтажа до нескольких тысяч вольт для некоторых специализированных высоковольтных резисторов.

Все вышеперечисленные параметры, а также другие, такие как количество генерируемых случайных электрических помех, возможно, потребуется принять во внимание при выборе резистора для конкретного применения. При выборе резисторов следует обращаться к надежному источнику информации, такому как каталог поставщика или паспорт производителя.

Рис. 2.4.2 Компонент безопасности

Символы.

При обслуживании оборудования рекомендуется по возможности использовать сменные компоненты, поставляемые оригинальным производителем. Кроме того, некоторые критические резисторы в любом элементе оборудования могут быть помечены как предохранительный компонент небольшим символом, подобным показанному на рис. 2.4.2. ТОЛЬКО в этих случаях подходит прямая замена производителя. Однако показанная маркировка не является общепринятой, поэтому при обслуживании любого электронного оборудования необходимо уделять пристальное внимание руководствам по обслуживанию конкретного оборудования, с которым работают.

Google Ads

техническое описание — Почему резистор 10 Вт нагревается, когда через него проходит всего 6,5 Вт?

спросил 6 лет, 3 месяца назад

Изменено 4 года, 7 месяцев назад

Просмотрено 12 тысяч раз

\$\начало группы\$

Я использую около 6,5 Вт через резистор 10 Вт. Номинальное сопротивление составляет 220 Ом, что соответствует сопротивлению схемы, рассчитанному примерно на 225 Ом.

Вот что проходит через мой резистор 220 Ом 10 Вт:

38,4 вольта
0,17 ампера
225,88 Ом
38,4 В * 0,17 А = 6,528 Вт

через пару минут он сгорел. Я в порядке, хотя, потому что я коснулся его только на секунду.

Но я ожидал, что он останется холодным, так как номинал резистора почти вдвое превышает мощность, проходящую через него. Электроники сказали мне, что он не должен нагреваться при двойной мощности.

Это нормально? Почему резистор греется? Кроме того, есть ли пожароопасность? p.s. Резистор лежит на кирпиче.

• резисторы
• паспорт
• тепло
• Вт
• Ом

\$\конечная группа\$

17

\$\начало группы\$

Сначала давайте проведем быстрый расчет:

6,528 Вт/10 Вт = 65% (от 10 Вт)

Ссылаясь на таблицу данных:

Существует около 165C повышение температуры. Не трогать! .

Что касается «Это безопасная температура для резистора?», обратитесь к следующему рисунку:

Я признаю, что график кривой снижения номинальных характеристик немного болит у меня в голове. Но если вы будете следовать кривой 10 Вт до 25C (около комнатной температуры), резистор должен выдерживать 100% от номинальной мощности. Обратите внимание, что я предполагаю, что температура окружающей среды составляет 25C ! Если он у вас лежит на кирпиче, то все в порядке. Похоже, что резистор может выдерживать температуру окружающей среды примерно до 115C при нагрузке 65% . Но это было бы доведено до максимума.

\$\конечная группа\$

9

\$\начало группы\$

Это нормальное поведение для мощного резистора такого размера, который вы используете. То, что он работает на 50% своего рейтинга, не означает, что он будет работать круто. Я посмотрел в техпаспорте резистор аналогичного размера на 10 Вт. У него была кривая, показывающая рост температуры в процентах от номинальной нагрузки. Для 50% (5 Вт) повышение температуры составляет 125°С, что больше, чем при кипячении воды.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вы подаете 6 Вт на резистор. Это означает 6 Дж тепла в секунду.

Используя калориметрическое уравнение Q=c.m.(T2-T1), где Q – общее количество тепла, c – удельная теплоемкость, m – масса, а T – температуры, можно получить P=dQ/dt=c.dT/dt.

Если вы используете ваши значения, вы увидите, что температура резистора повышается согласно P/(c.m). Благодаря небольшому весу повышение температуры происходит очень быстро.

Есть и обратный процесс: отвод тепла. Чем выше разница T-Ta, где T — температура резистора, а Ta — температура окружающей среды, тем выше тепловыделение.