РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РЕЗИСТОРОВ

На надежность, долговечность и сохраняемость резисторов влияют различные внешние факторы, климатические и механические нагрузки: температура, влажность, атмосферное давление, вибрация, одиночные и многократные удары, биологические факторы, акустические шумы и др.

Повышенная температура и ее циклическое изменение способствуют старению проводниковых, контактных и изоляционных материалов, нарушению герметичности паяных соединений и тем самым вызывают необратимые изменения параметров резисторов. Сочетание повышенной температуры и электрической нагрузки усиливает указанные процессы.

При низких температурах ухудшаются механические свойства изоляционных материалов, что также может вызвать нарушение герметичности и прочности контактных узлов.

Повышенная влажность вызывает коррозию металлических частей и контактов резисторов и ухудшает электрические свойства изолирующих материалов; увеличивается сопротивление резисторов (особенно чувствительны углеродистые, металлодиэлектрические, металлоокисные, высокоомные).

Пониженное атмосферное давление создает благоприятные условия для электрического пробоя между проводящими деталями резисторов и ухудшает теплоотвод, а повышенное давление улучшает теплоотвод.

Из механических нагрузок наиболее опасными для резисторов являются вибрационные, совпадающие с их собственными резонансными частотами.

Механические нагрузки, превышающие предельно допустимые значения, могут вызвать обрывы выводов, разрушение паяных соединений и нарушение герметичности корпусов.

При воздействии эксплуатационных факторов происходит необратимое изменение (уменьшение или увеличение) сопротивления резисторов, так называемое старение резисторов. Более устойчивыми к старению являются все проволочные резисторы (изменение сопротивления 1 ... 3 %), а также непроволочные: тонкослойные металло-диэлектрические и металлоокисные. Менее устойчивыми — композиционные лакосажевые.

При работе на номинальной мощности нагрузки тонкослойные резисторы обычно увеличивают свое сопротивление, а при недогрузке — уменьшают. У толстопленочных композиционных резисторов вначале (после 300... 500 ч работы) уменьшается сопротивление, а к концу срока службы увеличивается.

При работе резисторов в электрических цепях переменного тока высокой частоты и импульсных устройствах наносекундного диапазона должна учитываться зависимость их полного сопротивления Z=R_a+jR_p (где R_a — активное и R_p — реактивное сопротивления) от частоты из-за наличия собственных емкостей и индуктивностей. Для непроволочных резисторов с сопротивлением выше 1 кОм оно определяется собственной емкостью, для низкоомных — индуктивностями арматуры и нарезки резистивного элемента.

Резисторы, применяемые в колебательных контурах, усилителях высокой частоты, аттенюаторах, должны обладать только активным сопротивлением, т. е. не изменять свое сопротивление в рабочем диапазоне частот. Допустимое значение частотной погрешности СВЧ резисторов нормируется в определенном диапазоне частот. Граничная частота, на которой может работать резистор, зависит от его номинального сопротивления R_н и собственной емкости С: f_гр=1/4πRС. Например, собственные емкости непроволочных резисторов (ВС, МТ, ОМЛТ, С2-6, С2-13, С2-14, С2-23, С2-33) находятся в интервале 0,1...1,1 пФ.

Наименьшие значения реактивного сопротивления имеют металлодиэлектрические и металлопленочные резисторы. У проволочных резисторов гораздо большие собственные емкости и индуктивности, поэтому их граничные частоты на два-три порядка ниже, чем непроволочных. Для уменьшения реактивной составляющей резисторов применяют различные способы намотки резистивного элемента (бифилярная, перекрестная, встречное включение) и различные методы компенсации. Частотные свойства проволочных резисторов характеризуются постоянной времени =L/R—СR, которая не зависит от частоты в определенном диапазоне при ω≤ω₀=1/√LС, где (ω₀ — круговая частота цепи переменного тока и (ω₀ — собственная круговая частота резистора.

При работе на частотах до сотен килогерц используют низкоомные резисторы (до 10 кОм) с однослойной намоткой, у которых = 0,1... 1 мкс; высокоомные резисторы с многослойной намоткой используются на частотах до 10...50 кГц, у и них = 10...100 мкс.

При работе в импульсном режиме через резистор протекают периодические импульсы тока, мгновенные значения которых могут значительно превышать значения в непрерывном режиме, а импульсная мощность может значительно превышать мощность рассеяния в непрерывном режиме. Допустимая амплитуда импульсного напряжения не должна превышать предельного импульсного напряжения, указанного в ТУ и определяемого напряжением пробоя изоляционных материалов и воздушных зазоров, имеющихся в резисторах.

При работе в импульсном режиме средняя мощность не должна превышать номинальную. Например, при воздействии прямоугольных импульсов средняя мощность определяется из выражения P_cр=U²t_нF_и/R_н, где t_н - длительность импульса, F_и — частота следования импульсов. При работе проволочных резисторов с однослойной намоткой мгновенная мощность может превышать мощность рассеяния в непрерывном режиме.

Проволочные резисторы, имеющие многослойную намотку, могут работать с импульсным напряжением, не превышающим номинальное. Для всех резисторов при импульсной мощности, не превышающей номинальную, допускается работа без ограничения длительности импульсов.