книги / Электрооборудование электровакуумного производства

ных факторов (изменяющееся напряжение, температура, влажность и т. д.) происходит изменение основного па­ раметра — сопротивления.

Изменение сопротивления в процессе работы зависит от материала проводящего элемента, конструкции и технологии изготовления резистора. Изменение сопро­ тивления зависит от прилагаемого напряжения и ха­ рактеризуется коэффициентом напряжения, показываю­ щим эту зависимость. Большое влияние на работоспособ­ ность резистора оказывают температура и влажность окружающей среды. Изменение сопротивления резистора при изменении температуры на 1°С характеризуется

температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Способность резистора работать в течение длитель­ ного времени в среде с повышенной влажностью назы­ вается влагоустойчивостью. Влагоустойчивость резисто­ ра определяется относительным изменением сопротивле­ ния резистора при его работе в течение определенного времени в камере влажности, температура в которой поддерживается на уровне 40±2°С, а относительная влажность — на уровне 95—98%. Существует ряд спосо­ бов повышения влагоустойчивости резисторов. С этой целью их покрывают специальными эмалями и лаками, впрессовывают в пластмассу или помещают в гермети­

зированный корпус.

Способность резистора работать в широком интер­ вале температур или при частых ее колебаниях назы­ вается термостойкостью. Термостойкость резистора в первую очередь зависит от свойств материала прово­ дящего элемента и в большой степени от технологии изготовления резистора. Определяется термостойкость по изменению сопротивления при работе в течение опре­ деленного времени в условиях искусственно созданных резких колебаний температур в термокамерах. Одним из методов повышения термостойкости резисторов явля­ ется подбор для проводящего элемента соответствую­ щих материалов со стабильными физическими свойства­ ми. Термостойкость резисторов имеет существенное зна­ чение при разработке схем электрооборудования произ­ водства вакуумных приборов в связи с тем, что большое количество испытательного и технологического оборудо­ вания работает в условиях повышенных температур или при резких колебаниях температур. С целью повы­ шения надежности аппаратуры рекомендуется исполь­

11

зовать резисторы в облегченных режимах работы, без превышения какого-либо из параметров. В большинстве случаев использования резисторов следует применять коэффициент 0,5—0,7 по основным параметрам, а в осо­ бо ответственных случаях, например при использовании резисторов в измерительных цепях, снижать коэффи­ циент загрузки по мощности до уровня 0,1—0,2.

Резисторы малогабаритные открытого и закрытого исполнения, предназначенные для использования в пе­ чатном монтаже, резисторы обычного исполнения с угло­ вым вращением и движковые, с линейной, логарифми­ ческой и другими функциональными зависимостями образуют большую группу переменных резисторов, весь­ ма разнообразных по конструкции и обладающих раз­ личными электрическими характеристиками.

Кроме постоянных и переменных резисторов, основ­ ным назначением которых является создание заданного сопротивления электрической цепи, существуют резисто­ ры, обладающие зависимостью изменения величины со­

полупроводниковые резисторы, принцип действия кото­ рых основан на изменении сопротивления полупровод­ никовых материалов под воздействием температуры, электрического напряжения и электромагнитного излу­ чения.

Полупроводниковые терморезисторы, основной характеристикой которых является температурная зависимость сопротивления, выпус­

у которых изменение сопротивления вызывается выделившейся мощ­ ностью или изменением температуры окружающей среды, а также косвенного подогрева, у которых изменение сопротивления вызывает­ ся нагреванием с помощью специальных подогревателей. Терморе­ зисторы, обладающие отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), выполняются из полупроводниковых материа­ лов на основе смесей окислов металлов, например, медно-марганце­ вых (ММТ и СТ2), кобальто-марганцевых (К.МТ и СТ1) и медно- кобальто-марганцевых (СТЗ) оксидных полупроводников. Для терморезисторов, обладающих положительным ТКС, используется ти­ тано-бариевая керамика.

Основными характеристиками терморезистора являются темпера­ турная зависимость сопротивления, статическая вольт-амперная ха­ рактеристика, а для терморезистора косвенного подогрева — зависи-

12

мость, связывающая сопротивление терморезистора с мощностью подогрева. Эти характеристики позволяют определить статическое и динамическое сопротивления терморезистора в любой точке вольтамперной кривой. Эти характеристики и основные параметры термо­ резисторов, такие, как номинальное сопротивление, ТК.С, максималь­ ная и минимальная мощности рассеивания, максимальная рабочая температура, постоянная времени, коэффициент энергетической чув­ ствительности и др., приводятся в справочниках. Терморезисторы конструктивно оформляются в виде цилиндрических стержней (КМТ-1, ММТ-1), дисков (СТ1-17), миниатюрных бусинок (СТ1-18), плоских прямоугольников (CT3-23) и т. д. Защита от внешних воз­ действий осуществляется покрытием специальными лаками и эма­ лями либо герметизацией корпуса. Терморезисторы косвенного по­ догрева помещаются в стеклянный баллон с октальным цоколем.

Варисторы — нелинейные полупроводниковые резисторы объем­ ного типа, сопротивление которых изменяется в зависимости от при­ ложенного напряжения. Основной характеристикой является вольтамперная, основными параметрами — коэффициент нелинейности, классификационные ток и напряжение, номинальная мощность рас­ сеяния, температурный коэффициент тока (приводятся в справочни­ ках). Варисторы имеют различное конструктивное оформление (стержни, диски и т. д.), выполняются на основе карбида кремния или селена, покрываются защитными лаками.

Фоторезисторы — полупроводниковые резисторы, изменение элек­ трического сопротивления которых происходит под действием элек­ тромагнитного излучения. Светочувствительный элемент фоторезисто­ ра выполняется из полупроводниковых материалов на основе серни­ стого или селенистого свинца и кадмия в виде тонкой пленки на стеклянной подложке или прессованной таблетки. Основными харак­ теристиками фоторезистора являются спектральная, люкс-амперная, вольт-амперная и частотная. К основным параметрам относятся кратность изменения сопротивления, темновой и световой фототок, номинальная мощность рассеяния, рабочее напряжение, постоянная времени и др. Фоторезисторы выпускаются в пластмассовых и ме­ таллических корпусах, а конструктивное исполнение некоторых типов позволяет устанавливать их в стандартные ламповые панели.

Втабл. 1-3 приведены отдельные наиболее часто употребляемые условные графические изображения различных резисторов в схемах по единой системе конструкторской документации (ЕСКД. ГОСТ 2.728-74).

Всоответствии с государственным стандартом (ГОСТ 11076-64. Обозначение емкости и сопротивления) в зависимости от размеров резисторов и вида технической документации применяются как пол­

ные, так и сокращенные (кодированные) обозначения. Сокращенные обозначения, предназначенные для малогабарит­

ных резисторов и малоформатных многоэлементных схем, состоят из слитно расположенных цифр, указывающих номинальную величину сопротивления; буквы, обозначающей единицу измерения сопротив­ ления и одновременно указывающей положение запятой десятичной дроби; буквы, обозначающей допускаемое отклонение сопротивления от номинального значения.

В табл. 1-4 приведены полные и сокращенные обозначения но­ минальных значений и единиц измерения сопротивления. Кодирован­ ные обозначения допускаемых отклонений приведены в табл. 1-5.

13

Т а б л и ц а 1-3

Условные графические обозначения резисторов

Резисторы постоянные

14

Т а б л и ц а 1-4

Обозначения номинальных значений и единиц измерения сопротивлений

16

ЭЛ ЕКТРИ Ч ЕСКИ Е КО Н Д ЕН СА ТО РЫ

Электрическим конденсатором называют систему ив двух или более проводников, разделенных диэлектри­ ком, обладающую способностью накапливать заряды. Основной характеристикой конденсаторов является их электрическая емкость. В зависимости от возможности изменять емкость конденсаторы подразделяют на три группы: конденсаторы с постоянной, переменной и полупеременной емкостью.

Конденсатором постоянной емкости называется кон­ денсатор, емкость которого не может быть изменена в процессе работы.

Конденсатором переменной емкости (переменным конденсатором) называется конденсатор, емкость кото­ рого может быть плавно изменена в определенном диа­ пазоне.

Конденсатором полупеременным (подстроечным) на­ зывается конденсатор, емкость которого изменяют с по­ следующей фиксацией установленных значений.

Систему из конденсаторов постоянной емкости, по­ зволяющую фиксированно (ступенчато) изменять об­ щую емкость, называют магазином емкости.

В зависимости от свойств применяемых диэлектриков конденсаторы могут быть разделены на пять групп.

1. Конденсаторы с газообразным диэлектриком. К ним относятся воздушные, газонаполненные и ва­ куумные конденсаторы.

2.Конденсаторы с жидким диэлектриком. Это могут быть маслонаполненные конденсаторы и конденсаторы, наполненные специальными жидкостями.

3.Конденсаторы с твердым неорганическим диэлек­

триком. К ним относятся следующие виды конденсато­ ров: кварцевые, слюдяные, стеклянные и стеклоэмале­ вые, серные и керамические — фарфоровые или из спе­ циальной керамики.

4.Конденсаторы с твердым органическим диэлектри­ ком. К ним относятся бумажные конденсаторы, пропи­ танные твердым, жидким или полужидким диэлектри­ ком; пленочные конденсаторы с применением различных термостойких пленок.

5.Электролитические конденсаторы. К ним относят­ ся жидкостные и сухие полярные и неполярные конден­ саторы.

Иногда в особую группу выделяются получившие в последнее время большое распространение конденса­ торы с электрическим регулированием емкости: сегнетокерамические (вариконды) и полупроводниковые (ва­ рикапы) .

Конденсаторы принято разделять на низковольтные и высоковольтные, рассчитанные на работу под напря­ жением нескольких сотен или тысяч вольт; на маломощ­ ные и мощные, способные работать при значениях реак­ тивной мощности около нескольких киловольт-ампер.

Конденсаторы классифицируются также по режиму работы, для которой они предназначены. При этом основными режимами принято считать следующие:

постоянное или выпрямленное напряжение; переменное напряжение промышленной частоты

50Гц; переменное напряжение звуковой частоты в преде­

лах 100—10 000 Гц; переменное напряжение радиочастоты в пределах

•0,1—100 МГц; импульсные режимы.

Часто конденсаторы различают по их основному применению, отражая это в названиях:, импульсный, пусковой, фильтровый и т. д.

Условные обозначения конденсаторов в электриче­ ских схемах приведены в табл. 1-6.

Основные параметры. Основное свойство конденсато­ ров— емкость, т. е. способность накапливать на обклад­ ках электрический заряд. Емкость конденсатора С ха­ рактеризуется отношением заряда Q к напряжению U:

Емкость измеряется в фарадах (Ф). Однако фарада очень большая величина, поэтому на практике емкость конденсаторов выражают в производных единицах — микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пФ):

1 мкФ= 1 • 10"6 Ф; 1 п Ф = Ы 0 -6 мкФ=1-10-12 Ф.

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок, расстояния между ними и от свойств диэлектрика, по­ мещенного между проводящими обкладками:

18

2*

где С — емкость конденсатора; еа — абсолютная диэлек­ трическая проницаемость материала диэлектрика; d — расстояние между обкладками конденсатора; S — пло­ щадь обкладки конденсатора.

Конденсаторы в схемах часто применяются в парал­ лельном или последовательном соединениях. При парал­

Емкость конденсатора может отличаться от указан­ ного номинального значения на определенную величину. По точности значения емкости конденсаторы подразде­ ляются на пять классов.

Т а б л и ц а 1-7

Емкость конденсатора может изменяться в зависи­ мости от температурных условий его работы. Отклоне­ ние в этих случаях определяется свойствами диэлектри­ ка. В меньшей степени на изменение емкости влияет температурное увеличение площади обкладок. Однако при конструировании высокоточных цепей управления оборудованием это должно учитываться. Зависимость емкости конденсатора от температуры характеризуется температурным коэффициентом емкости (ТКЕ).

Применяемые при изготовлении конденсаторов ди­ электрики не идеальны, в них под действием приложен­ ного напряжения возникает ток утечки, который опре­ деляется сопротивлением изоляции конденсаторов.

20