選用可調電阻器時(shí)應注意的幾個(gè)問(wèn)題
可調電阻器的電壓和電流限制,當施加到可調電阻器兩端的電壓增至一定數值時(shí)會(huì )發(fā)生擊穿現象,導致電阻值不可逆的增大或開(kāi)路,因此必須對施加的電壓進(jìn)行限制。電阻器的擊穿現象發(fā)生在兩引出線(xiàn)之間或螺旋槽之間,引出線(xiàn)之間的擊穿電壓取決于引出線(xiàn)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。根據額定功耗和標稱(chēng)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,對于低阻電阻器,其接觸電阻所占比例很大,當電流通過(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必造成局部過(guò)熱,最終導至早期老化。另外,電路中若有高壓電脈沖,應選用玻璃釉膜型電阻器。
可調電阻的負荷功率,可調電阻是能量轉換元件,在工作時(shí)將電能轉變成熱能,在此轉換過(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溫度變化后電阻值也發(fā)生了變化,當溫度恢復后電阻值也恢復到原值,此物理變化過(guò)程用溫度系數來(lái)描述。而不可逆變化指的是當溫度變化后電阻值也發(fā)生了變化,當溫度恢復后電阻值不能恢復原值,此物理過(guò)程用 "老化" 來(lái)描述。電阻器的溫度系數和老化在一定程度上反映出電阻器的穩定性和可靠性,因此,電阻器的電負荷性能取決于在長(cháng)期工作時(shí)的容許發(fā)熱溫度。
(1) 可調電阻體的不均勻發(fā)熱
以上討論是假設可調電阻器各部均勻發(fā)熱的情況,實(shí)際上各部分發(fā)熱溫度是不均勻的,它與構成電阻器的基體、保護層、引出線(xiàn)結構及刻槽質(zhì)量有關(guān)。這些因素的影響是很復雜的,對局部過(guò)熱的計算也是很困難的,下面對電阻器的各種不均勻發(fā)熱現象進(jìn)行一些討論:
軸向不均勻發(fā)熱:小功率電阻器的熱傳導散熱起主要作用,而通過(guò)引出線(xiàn)傳導散熱卻是捷徑,從而造成接進(jìn)引線(xiàn)的兩端溫度比電阻體中部的溫度低,對于低阻值電阻器,如果帽蓋與電阻膜的接觸電阻過(guò)大,則可能出現在帽蓋處功耗過(guò)大及電流密度大的物理現象產(chǎn)生,最終導致此部位過(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,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,故內外溫差不大,但合成型電阻器內外溫差會(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(cháng)度、螺旋帶的均勻性、導電帶與槽的比例、刻槽的深度均為不均勻發(fā)熱的因素。
(2) 電阻體結構不均勻發(fā)熱
各種類(lèi)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構上產(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,導致負荷分布不均勻,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,導致負荷分布不均勻,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,各種型號的電阻器都通過(guò)試驗確定了相應的降功耗曲線(xiàn),因此在使用過(guò)程中,必須嚴格按照降功耗曲線(xiàn)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,當環(huán)境溫度低于額定溫度時(shí)(t < tR),可施加額定功耗。當環(huán)境溫度高于額定溫度時(shí)(t > tR )應施加降額功耗,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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