Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности

                 

Федеральное Агентство по Образованию

Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

Ижевский Государственный Технический Университет

им. М.Т.Калашникова

Факультет «Управление качеством»

Кафедра: «Мехатронные системы»

 

 

 

 

 

 

Реферат

Тема: «Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности»

 

 

 

 

 

 

                                                                  

 

 

 

                                                                 Выполнил: студент гр. 7-35-1

Р. З. Мадыхов

                                                        Проверил: к.т.н., доцент

С. А.Трефилов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2012

 

Содержание

 

1. Резисторы…………………………………………………………………...…….3

- Классификация резисторов…………………………………………….…..…..3

- Система обозначения резисторов……………………………………….….….4

- Условно графические обозначения…………………………………….……...4

- Основные параметры резисторов……………………………………….……..5

- Схема замещения резистора…………………………………………….……..5

- Особенности резисторов……………………………………………….………6

- Специальные резисторы…………………………………………….….………6

- Терморезисторы………………………………………………………….……..7

- Магниторезисторы………..…………………………………………….………7

 

2. Конденсаторы……………………………………………………….……………7

- Классификация конденсаторов……………………………………….………..8

- Система обозначений…………………………………………………….……..8

- Условные графические обозначения…………………………………………..9

- Основные параметры…………………………………………………………...9

- Схема замещения конденсатора………………………………………………10

- Особенности конденсаторов………………………………..…………………11

 

3. Катушки индуктивности………………………………...……………………...11

- Схема замещения конденсатора………………...…………………………….12

- Условно графические обозначения………………………………………...…12

- Основные параметры катушек индуктивности……………………..……….13

- Схема замещения катушки…………………………………...………………..14

- Особенности катушек индуктивности……………………………………..…15

- Экранированные катушки индуктивности…………………….……………..16

 

Список литературы…………………………………………………...………….17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.

 

Резисторы.

 

Резистор – элемент электронной аппаратуры, предназначенный для создания  в электрической цепи заданной величины активного сопротивления.

(в нем  электрическая энергия  преобразуется в тепловую и  рассеивается).

 

 

Классификация резисторов.

 

По постоянству значения  сопротивления.

а). Постоянные (сопротивление не меняется);

 В свою очередь постоянные  делятся на:

• Общего применения:
• Прецизионные;
• Высокочастотные;
• Высоковольтные;
• Высокоомные;

б). Переменные (сопротивление  меняется при эксплуатации);

• Подстроечные;
• Регулировочные;
• Линейные;
• Нелинейные;

в). Специальные резисторы;

• Варисторы;
• Терморезисторы;
• Фоторезисторы;
• Магниторезисторы;

2. По принципу создания резистивного элемента.

 а). Проволочные;

 б). Непроволочные;

• Пленочные;
• Объемного типа;

 

Система обозначения резисторов.

 

Различают две системы обозначения до и после 80-го года.

1. Система до 80-го года.

А) Буква С – сопротивление;

    СП – переменный резистор;

    СТ – терморезистор;

    СН – варистор;

    СР – фоторезистор;

 

Б) Материал резистивного элемента.

1. углеродистый (пиролитический углерод);
2. металлоокисные или металлопленочные;
3. пленочные композиционные;
4. объемные композиционные;
5. проволочные резисторы;

В) Номер разработки.

Пример обозначения: С2-1.

 

2. Система после 80-го года.

А) Буква Р – резистор постоянный;

     РП – переменный;

   ТР – терморезистор;

   ТРП – позистор;

   ВР – варистор;

Б) Цифра 1- непроволочный;

       2- проволочный;

(эти цифры указываются для  Р и РП.)

В)  Порядковый номер разработки.

Пример обозначения: Р1-26

  ТР- 7 

 

Условно графические обозначения.

 

R- позиционное обозначение резисторов.

1.Резистор постоянный.

 

 

В схеме можно указывать номинальную мощность.

                                                      2.Резистор с отводом.

 

        

 

 

3. Реостат (резистор переменный)

а) регулировочный    б) подстроечный

4.Потенциометр

5.Специальные резисторы (в место  буквы t указывается параметр который влияет на сопротивление).

Основные параметры резисторов.

 

 

1. Номинальное сопротивление Rном .

 Различают шесть рядов сопротивлений:

Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192.Число указывает на число номиналов в ряде.

2. Допуск на номинальное сопротивление  - это разница между номинальным и действительным значением. Выражается в процентах. Всего существует 11 допусков:

±0,01 % ............. ±5%, ±10%, ±30%.

3. Номинальная мощность рассеяния- это мощность которую может рассеивать резистор в течении длительного времени.
4. Уровень собственных шумов.

Различают собственные шумы и шумы скольжения (Характерны для переменных резисторов (при регулировке). Уровень этого шума существенно выше токовых шумов.). Собственные делятся на тепловые(обусловленные хаотичным движением электронов. Имеют непрерывный широкий спектр , их уровень практически не зависит от материала , но зависит от температуры. Существуют, не зависимо есть или нет ток.) и токовые (обусловленные дискретной (зернистой) структурой резистора. При прохождении тока возникает пробой он и есть источник шума. Зависят от материала резистора. Уровень токовых шумов существенно больше тепловых.).

 

Собственные шумы измеряются в мкВ/В.

= Е/U [мкВ]/[В].

5. Температурный коэффициент сопротивления – показатель температурной стабильности. Показывает относительное изменение сопротивления при изменении температуры на один градус.

 

aR= DR/ Dt *1/R0

 

6. Функциональная характеристика (кривая регулирования) – зависимость сопротивления от угла поворота.

 

А – линейная зависимость;

Б – логарифмическая;

В – показательная;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема замещения резистора.

RR  - сопротивление резистивного элемента;

RК  - сопротивление металлических контактов;

LR  - паразитная индуктивность (зависит от конструкции резистора);

CR - паразитная емкость;

RИЗ – сопротивление изоляции (оно обычно учитывается у высокоомных резисторов);

 

Особенности резисторов.

 

1. Непроволочные резисторы.

• широкая номенклатура R и P;

• малая величина L и C;
• малые габариты и стоимость;

Разновидности:

• углеродистые (пленочного типа).

Пленка пиролитического углерода (толщина сотые, десятые доли мкм).

Дешевые и высокостабильные, обладают низким уровнем шумов.

Недостаток это низкая стабильность высокоомных резисторов.

Пример резисторов – ВС, С1- 8.

• металлоокисные, металлопленочные (пленка сплава металла, либо окисла металла).

Достоинством таких резисторов является повышенная термостойкость и низкий уровень шумов. Недостаток это малая устойчивость к импульсным перегрузкам.

Пример резисторов – МЛТ, МТ.

• композиционные резисторы (смесь проводящего материала – углерода и диэлектрической связки).

Такие резисторы могут быть объемного типа и пленочного типа.

Достоинство – малая стоимость. Недостаток – зависимость сопротивления от напряжения и тока, высокий уровень шумов, низкая стабильность.

Пример резисторов –ТВО, С3- 2.

2. Проволочные резисторы.

(проволока из нихрома, константана  или манганина).

Достоинство:

• высокая стабильность;
• высокая термостойкость;
• малый уровень шумов;
• высокая перегрузочная способность;

Пример резисторов – ПЭВ, С5- 35.

3.Специальные резисторы.

• Варистор (сопротивление зависит от напряжения и тока);

 

 

Используется для стабилизации и ограничения напряжения (для стабилизации напряжения).

Основные параметры:

• классификационное напряжение UКЛ;
• классификационный ток IКЛ;
• коэффициент нелинейности;

 

 

b= RСТ / rДИН

 

 

4.Терморезисторы.

Как правило имеют отрицательный ТКС, хотя есть и позисторы с положительным ТКС. Терморезисторы характеризуются:

• номинальным сопротивлением при 20°С;
• ТКС;
• номинальная мощность рассеяния;
• постоянная времени t - характеризует тепловую инерционность: это время, в течении которого температура терморезистора изменяется на 63% при переносе его из воздушной среды при 0°С в воздушную среду с температурой 100°С.

5.Магниторезисторы.

Работают на основе магниторезистивного эффекта, это свойство полупроводникового устройства. Характеризуется зависимостью сопротивления от индукции магнитного поля ( В ). Строят график их зависимости, и рассматривают работу магниторезистора.

 

Конденсаторы.

 

Это элемент радиоэлектронной аппаратуры, обладающий сосредоточенной электрической емкостью, то есть способностью накапливать электрические заряды.

Классификация конденсаторов:

• по характеру изменения емкости:

постоянные;

переменные;

подстроечные;

специальные ( вариконды ) – нелинейные конденсаторы, емкость зависит от приложенного напряжения;

• по виду диэлектрика:

с органическими диэлектриками;

с неорганическими диэлектриками;

с газообразными диэлектриками;

с оксидными диэлектриками.

 

Система обозначений.

1. К – постоянный конденсатор;

КТ – подстроечный конденсатор;

КП – переменный конденсатор;

КН – вариконд.

2. число – обозначает тип диэлектрика:

10 керамический, с рабочим напряжением менее 1600В;

15 керамический, с рабочим напряжением более 1600В;

22 стекляннокерамический;

21 стеклянный;

31 слюдяной, малой мощности;

32 слюдяной, большой мощности;

40 бумажные, с рабочим напряжением менее 2 кВ;

41 бумажные, с рабочим напряжением более 2 кВ;

42 металлобумажные;

50 оксидные, электролитические алюминиевые;

51 оксидные, электролитические танталовые;

52 оксидные, объемно-пористые;

53 оксидные, полупроводниковые;

 

60 воздушные;

61 вакуумные;

71 полистирольные;

72 фторопластовые;

73. лавсановые.

Эти обозначения применимы для конденсаторов типа К, а для КП и КТ могут быть следующие обозначения:

1. вакуумные;

2 воздушные;

3 газообразные;

4. твердые.

3. номер разработки.

Например:

К50-6

КТ4-1.

 

Условные графические обозначения.

 

Позиционное обозначение:  С.

 

 

Основные параметры.

1.) Номинальная емкость.

, где:

x - диэлектрическая проницаемость;

S – площадь обкладок;

d – расстояние между обкладками.

У воздуха x=1, поэтому воздушные конденсаторы очень большие, для уменьшения их габаритов на обкладки добавляют какой-либо диэлектрик.

Все емкости стандартизованы по рядам номинальных ёмкостей:

Е3; Е6; Е12; Е24.

Е3  1; 2.2; 4.7

2.) Допуск на ёмкость.

Разность между номинальным и фактическим значением. Существует 14 допусков:

±0.1% - прецизионные;

-20% до +80% - последний класс точности.

3.) Номинальное рабочее напряжение.

Напряжение, при котором конденсатор работает в течение всего срока эксплуатации.

4.) Тангенс угла потерь.

tg(d) – тангенс угла диэлектрических потерь, из-за переполяризации диэлектрика, так как энергия рассеивается в виде тепла. Из-за наличия потерь угол между U и  I становиться меньше 90°.

Для оценки tg(d) можно:

, где Rп. – сопротивление потерь.