選用可調(diào)電阻器時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
可調(diào)電阻器的電壓和電流限制,當(dāng)施加到可調(diào)電阻器兩端的電壓增至一定數(shù)值時(shí)會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象,導(dǎo)致電阻值不可逆的增大或開(kāi)路,因此必須對(duì)施加的電壓進(jìn)行限制。電阻器的擊穿現(xiàn)象發(fā)生在兩引出線之間或螺旋槽之間,引出線之間的擊穿電壓取決于引出線之間的距離、形狀和環(huán)境大氣壓力的大小。電阻器槽間的擊穿電壓取決于槽寬、刻槽質(zhì)量及涂敷絕緣材料的耐壓性能。根據(jù)額定功耗和標(biāo)稱阻值確定的電流值為額定電流。
額定功耗不變時(shí),電阻值越小,額定電流越大,對(duì)于低阻電阻器,其接觸電阻所占比例很大,當(dāng)電流通過(guò)時(shí)在此處耗散的功率越大,同時(shí)從接觸部份分析,由于此部位電流密度很大勢(shì)必造成局部過(guò)熱,最終導(dǎo)至早期老化。另外,電路中若有高壓電脈沖,應(yīng)選用玻璃釉膜型電阻器。
可調(diào)電阻的負(fù)荷功率,可調(diào)電阻是能量轉(zhuǎn)換元件,在工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)變成熱能,在此轉(zhuǎn)換過(guò)程中,自身溫度升高,周?chē)鷾囟纫搽S之增高,此過(guò)程引起電阻器性能的可逆性變化和不可逆性變化,所謂可逆性變化指的是當(dāng)溫度變化后電阻值也發(fā)生了變化,當(dāng)溫度恢復(fù)后電阻值也恢復(fù)到原值,此物理變化過(guò)程用溫度系數(shù)來(lái)描述。而不可逆變化指的是當(dāng)溫度變化后電阻值也發(fā)生了變化,當(dāng)溫度恢復(fù)后電阻值不能恢復(fù)原值,此物理過(guò)程用 "老化" 來(lái)描述。電阻器的溫度系數(shù)和老化在一定程度上反映出電阻器的穩(wěn)定性和可靠性,因此,電阻器的電負(fù)荷性能取決于在長(zhǎng)期工作時(shí)的容許發(fā)熱溫度。
(1) 可調(diào)電阻體的不均勻發(fā)熱
以上討論是假設(shè)可調(diào)電阻器各部均勻發(fā)熱的情況,實(shí)際上各部分發(fā)熱溫度是不均勻的,它與構(gòu)成電阻器的基體、保護(hù)層、引出線結(jié)構(gòu)及刻槽質(zhì)量有關(guān)。這些因素的影響是很復(fù)雜的,對(duì)局部過(guò)熱的計(jì)算也是很困難的,下面對(duì)電阻器的各種不均勻發(fā)熱現(xiàn)象進(jìn)行一些討論:
軸向不均勻發(fā)熱:小功率電阻器的熱傳導(dǎo)散熱起主要作用,而通過(guò)引出線傳導(dǎo)散熱卻是捷徑,從而造成接進(jìn)引線的兩端溫度比電阻體中部的溫度低,對(duì)于低阻值電阻器,如果帽蓋與電阻膜的接觸電阻過(guò)大,則可能出現(xiàn)在帽蓋處功耗過(guò)大及電流密度大的物理現(xiàn)象產(chǎn)生,最終導(dǎo)致此部位過(guò)熱。
徑向不均勻發(fā)熱:電阻體產(chǎn)生的熱量首先沿半徑方向傳導(dǎo),通過(guò)涂覆層向周?chē)h(huán)境散熱,薄膜型電阻器由于電阻膜和涂覆層的厚度薄,故內(nèi)外溫差不大,但合成型電阻器內(nèi)外溫差會(huì)很大。
刻槽型電阻器的不均勻發(fā)熱:在刻槽電阻器中,發(fā)熱主要集中在刻槽后的電阻膜,因此刻槽部分的長(zhǎng)度、螺旋帶的均勻性、導(dǎo)電帶與槽的比例、刻槽的深度均為不均勻發(fā)熱的因素。
(2) 電阻體結(jié)構(gòu)不均勻發(fā)熱
各種類型的電阻器在制造過(guò)程中由于工藝因素或其它因素不可避免的在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生不一致性,比如:膜層厚度不均勻(基體表面狀態(tài)不均勻、鍍膜時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)不均勻、鍍膜時(shí)基體過(guò)多、真空度不夠等因素均可造成膜層不均勻)將造成電阻值分布不均勻,導(dǎo)致負(fù)荷分布不均勻,形成局部過(guò)熱。電阻膜存在缺陷(基體表面存在孔洞、劃痕、污垢)將造成局部電阻值分布不均勻,導(dǎo)致負(fù)荷分布不均勻,形成局部過(guò)熱。在制造過(guò)程中如果膜受到?jīng)_擊也會(huì)形成缺陷,最終導(dǎo)致局部過(guò)熱。
(3) 降額
為了保證電阻器的正常工作,各種型號(hào)的電阻器都通過(guò)試驗(yàn)確定了相應(yīng)的降功耗曲線,因此在使用過(guò)程中,必須嚴(yán)格按照降功耗曲線使用電阻器。額定溫度(tR):容許施加額定功耗時(shí)的最高環(huán)境溫度,當(dāng)環(huán)境溫度低于額定溫度時(shí)(t < tR),可施加額定功耗。當(dāng)環(huán)境溫度高于額定溫度時(shí)(t > tR )應(yīng)施加降額功耗,即:P = PR *(tmax - t)/(tmax - tR)式中:PR:額定功耗,W; tR:額定環(huán)境溫度,°C; t:環(huán)境溫度,°C; tmax:零功耗時(shí)最高環(huán)境溫度,°C;。
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