4. Основные конструкции постоянных резисторов

Самая распространенная конструкция постоянных резисторов – спиральная. На керамический цилиндр с внутренним отверстием распыляется тонкая пленка резистивного элемента (нихром, константан, сплавы типа МЛТ). Затем на поверхности цилиндра изготавливают спиралеобразную канавку, после чего с торцов цилиндра запаивают контактные крышки (рис.1.3 а). Безиндуктивные резисторы изготовляют аналогично, но спиральную канавку не прорезают, это уменьшает индуктивность конструкции (рис.1.3 б).

Объемные композитные резисторы изготовляют из объемных материалов, а контакты выводят с торцов резистора (рис.1.3 в).

Проволочные резисторы изготовляют намоткой высокоомным проводом на керамическом цилиндре. Концы провода закрепляют чашками или запаивают на выводах резистора (рис.1.3 г).

Резисторы для поверхностного монтажа изготавливают напылением плоской спирали из высокоомного материала на поверхность керамической пластины, а торцы такой пластины металлизируют для создания контактов (рис.1.3 д).

Выводные резисторы устанавливают в отверстия печатных плат с последующей пайкой выводов. SMD−резисторы (для поверхностного монтажа) припаивают к контактным площадкам на поверхности печатной платы.

4. Методика расчета резистивного делителя напряжения

Рассмотрим методику расчета резистивного делителя напряжения, схема которого приведена на рис.1.4. Входными данными являются входное напряжение U_Вх, выходное напряжение U_Вых и ток нагрузки I_H. Необходимо определить номиналы сопротивлений делителя и мощности рассеивания резисторов R1 и R2, а также необходимый ток источника входного напряжения I₁.

Расчет проводят в следующем порядке.

1. Определяют сопротивление нагрузки:

(1.1)

2. Значение сопротивления резистора R2 выбирают из ряда значений номинального сопротивления, так чтобы его номинал был 5…10 раз меньше сопротивления нагрузки R_Н.

3. Значение сопротивления резистора R1 находят из соотношения:

, (1.2)

где − обозначает сопротивление при параллельном соединении данных резисторов.

4. Находят ток источника входного напряжения:

. (1.3)

5. Значение тока через резистор R2 находят из соотношения:

. (1.4)

6. Мощность рассеивания резисторов R1 и R2 находят из соотношений:

или , (1.5)

где P_R, U_R, I_R, R – мощность рассеивания, напряжение, ток и сопротивление конкретного резистора, соответственно.

7. Согласно рассчитанным значениям сопротивлений выбирают ближайшее номинальное значение сопротивлений резисторов R1 и R2 из соответствующего ряда номинальных значений Е24, Е48 или Е96. Аналогично мощность резисторов выбирают ближайшей из ряда рекомендованных мощностей.

8. Проверяют полученные расчеты подстановкой выбранных значений номинальных сопротивлений резисторов R1 и R2 в соотношение (1.1).

Контрольные вопросы

1. Приведите классификацию резисторов.

2. Назовите основные параметры резисторов.

3. Как обозначаются и маркируются постоянные резисторы?

4. Приведите конструкции постоянных резисторов.

5. Приведите методику расчета резистивных делителей напряжения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОСТОЯННЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

Цель работы: ознакомление со свойствами, маркировкой и конструкцией основных типов постоянных конденсаторов, используемых в РЭА, а также методикой расчета RC-фильтров.

Лабораторная схема

Схема лабораторного стенда приведена на рис.2.1. Она включает в себя 16 дискретных конденсаторов различного типа. Приведенные радиокомпоненты являются основными типами, используемыми в РЭА как для объемного, так и для поверхностного монтажа.

Домашнее задание

1. Изучить основные параметры и маркировку постоянных конденсаторов.

2. Изучить методику расчета RC-фильтров низких и высоких частот.

3. Подготовить протокол лабораторной работы, в котором начертить схему лабораторного стенда.

Задание к лабораторной работе

1. Срисуйте маркировку, нанесенную на корпусе каждого конденсатора.

2. Расшифруйте значение номинальной емкости С_Н, допуска ΔС_Н, ТКЕ, а также дополнительные сведения, обозначенные в маркировке на корпусе конденсатора.

3. Замеряйте значение емкости С_Э каждого конденсатора.

4. Определите отклонение замеренной емкости от номинального значения ΔС_Э и сравните с допуском данного конденсатора.

5. Исходя из геометрических размеров, внешнего вида или маркировки определите тип конденсатора.

6. Полученные данные занесите в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Параметры исследуемых конденсаторов постоянной емкости

Обо-зна-че-ние	Маркировка на корпусе конденсатора	Марки-ровка		Экспе- римент		ТКЕ, %	Рабочее напряже-ние, В	Примечание
		СН, нФ	ΔСН, %	СЭ, нФ	ΔСЭ, %
Дискретные постоянные конденсаторы
С1
С2
С3
С4
С5
С6
С7
С8
С9
С10
С11
С12
С13
С14
С15
С16

7. Рассчитайте частоту и угол сдвига фаз, при которых выходное напряжение RC-фильтр высокой или низкой частоты уменьшится на –3 дБ, −6 дБ, −12 дБ. Номиналы элементов фильтра и тип фильтра возьмите согласно и варианту задания, приведенного в таблице 2.2. Методика расчета приведена в разделе 7. Для этого сначала, используя выражение (2.5), найдите отношение. Затем из выражений (2.7) или (2.10) рассчитайте соответствующую частоту сигнала, при которой достигается заданное ослабление. Затем, используя выражения (2.8) и (2.11) найдите угол фазового сдвига φ(ω) между входным и выходным сигналами. Рассчитанные данные занесите в табл.2.2.

8. Нарисуйте схематично временные диаграммы синусоидального напряжения входного и выходного сигналов.

9. Сделайте выводы по работе, в которых осветите применение указанных типов постоянных конденсаторов.

Таблица 2.2 – Варианты заданий для расчета RC-фильтра высокой и низкой частот

Вариант	R, кОм	C, нФ	Тип фильтра	Ослабление выходного сигнала
				−3 дБ			−6 дБ			−12 дБ
				К(jω)	f, Гц	φ, град	К(jω)	f, Гц	φ, град	К(jω)	f, Гц	φ, град
1	1	10	ФВЧ
2	10	1	ФНЧ
3	5	10	ФВЧ
4	10	5	ФНЧ
5	10	1	ФВЧ