18+ Некоторые материалы сайта могут содержать информацию, запрещенную для детей.

Запись от AZM на субдомене electronics-and-mechanics
Все записи на субдомене: Электроника и механика (записки от AZM)

О резисторах - дополнительные и паразитные параметры резисторов: мощность ватт, паразитная индуктивность, ёмкость
Резистор - деталь, которая обладает омическим сопротивлением, то есть если её подключить к источнику тока с постоянным напряжением U, через неё потечёт ток равный
U/сопротивление_резистора
или
I=U/R
При этом на резисторе будет выделяться мощность равная U*I.
Поясню на примере:
Если к батарейке с напряжением 9 вольт подключить резистор 51 Ом, то через этот резистор потечёт ток равный 9/51 = 0,18 ампера и на этом резисторе будет выделяться мощность 9*0,18 = 1,62 ватта тепла, которые будут нагревать этот резистор.
Если точнее то мощность будет 1,588235294117647 ватта (цифры я округлял, вот и итог).

На деле, в электронных конструкциях кроме постоянного напряжения есть ещё и переменное, пульсирующее и импульсное.
А у резистора, на том же самом деле, кроме омического сопротивления R есть ещё паразитная индуктивность L и паразитная ёмкость C, а значит индуктивное и ёмкостное сопротивление, которое, как известно, зависит от частоты (омическое от частоты не зависит).
Проще говоря - подключив резистор на 51 Ом к источнику переменного напряжения частотой 27 Мгц через него может течь ток 0,18 ампера, а может и существенно меньше или чуть больше, зависит от типа резистора.

Паразитная индуктивность резисторов
Обычно решающий параметр при выборе резистора, так как большинство мощных или старого типа резисторов, подстроечных или переменных обладают значительной индуктивностью, а большинство современных электронных устройств работают в импульсном режиме (импульсные блоки питания, усилители класса D) или вообще с переменным напряжением (радиоприёмники, радиопередатчики, радиостанции, УНЧ).
В некоторых случаях заметить наличие индуктивной составляющей у резистора можно не вооруженным глазом, например, у резистора ОМЛТ-2, чётко видна спиральная канавка, которая, по сути, разрывает токопроводящий слой резистора превращая его в катушки индуктивности:
Фотография резистора ОМЛТ-2

Аналогичная канавка есть в конструкции резисторов МЛТ, ОМЛТ и ряда других других.

Рассматривая другой тип резисторов, например ПЭВ-10, никакой спиральной канавки не видно:
Фотография резистора ПЭВ-10

у этих резисторов дело обстоит ещё хуже, эти резисторы в принципе выполнены проволокой из материалов с высоким удельным сопротивлением, то есть по принципу своей конструкции - катушки индуктивности.

Кроме самого конструктива, у резисторов есть ещё и выводы, которые тоже имеют индуктивность и в зависимости от длины, того как сформованы могут вносить свой вклад.

У так называемых "ЧИП-резисторов" или SMD резисторов паразитная индуктивность намного меньше, по простым и понятным причинам - малые габариты; отсутствие выводов:
Фотография SMD резисторов, ЧИП-резисторы


Чем плоха паразитная индуктивность резисторов?
• Чем больше паразитная индуктивность и чем выше частота в цепи, где будет работать такой резистор, тем больше его фактическое сопротивление для токов этой частоты, а это непредсказуемость.
Что может быть: захотели вы нагрузить передатчик 433 Мгц на 50 Ом резистор, взяли ПЭВ, вроде резистор мощный, а нагрузили по факту на 612 Ом, с учётом индуктивного сопротивления, выходные каскады взяли и сгорели с чёрным дымом.
• Паразитная индуктивность создаёт паразитные магнитные поля.
Что может быть: поставили вы 2 резистора МЛТ параллельно рядышком на частоте 144Мгц, один в базе транзистора, другой в эмиттере, и усилительный каскад начал самовозбуждаться, собранное устройство засвистело и зашипело вместо нормальной работы.

Как уменьшить паразитную индуктивность резисторов?
- Соединить параллельно несколько резисторов;
- При самостоятельном изготовлении проволочных резисторов мотать бифилярно, то есть сложить провод пополам и мотать "в два провода", при этом токи в рядом расположенных проводах текут в разные стороны и компенсируют друг друга (не полностью, индуктивность рассеивания никто не отменял).

Паразитная ёмкость резисторов
Паразитная ёмкость резисторов как правило мала и о ней стоит заботиться в меньшей степени, но она есть, в частности:
- Ёмкость между выводами резистора (как бы к резистору параллельно подключен конденсатор).
- Ёмкость между резистором и окружающими его деталями и частями конструкции (как бы к его выводам подключены конденсаторы, другие концы которых подключены к ножкам окружающих деталей и проходящих рядом дорожек).

Паразитная ёмкость SMD деталей в связи с их способом монтажа весьма заметна на частотах выше 200 Мгц, в случае если под деталью проходит токоведущая дорожка.
Она мала - 0,1 пф и менее, но она есть, что логично, учитывая тот факт, что SMD детали своими поверхностями буквально лежат на плате, при этом от платы их отделяет лишь тонкий слой диэлектрика, которым они покрыты (особенно конденсаторы).

Рабочее напряжение резисторов
Параметр, о котором легко можно забыть, так как обычно ни в схемах, ни в описаниях к схемах, про него никто ничего не говорит, а зря.
Чем это чревато?
Если включить в схему с напряжением питания 310 вольт (например, импульсный блок питания) SMD резистор типоразмера 0603, сопротивлением 1 мегаом, то по задумке, через него должен потечь ток 310 микроампер и на нём выделиться мощность всего 96 милливатт (0,096 ватта) но на деле будет синяя вспышка и придётся ремонтировать только что собранное устройство, так как для SMD резисторов типоразмера 0603 рабочее напряжение всего 50 вольт!

Мощность резисторов
Этот параметр указывают даже в схемах, по ГОСТ-у по крайней мере должны, так что тут вроде всё понятно, но сколько же я видел за свою жизнь почерневших резисторов, даже в качественных устройствах созданных инженерами именитых компаний и не сосчитать...
Чем чревато?
Чёрный резистор, дым, оплавленный пластик рядом с резистором, отпаявшийся резистор, выход устройства из строя.

"Экзотические" резисторы
Существуют резисторы специального назначения, например мощные, предназначенные для работы на ВЧ и СВЧ, используемые для изготовления эквивалентов нагрузки, например: Р1-3 (Р1-3 - 10; Р1-3 - 25; Р1-3 - 50), у которых паразитная индуктивность и ёмкость сведена к минимуму.

Напоследок, на всякий случай повторю:
паразитная индуктивность/ёмкость меньше/мала, это не означает что "совершенно отсутствует" и на высоких частотах или коротких и (или) крутых по фронтам и спадам импульсах об этом следует помнить.
Если в эмуляторе, в математике у вас всё должно работать, это совсем не означает, что точно так будет на реальных деталях.
Мы не сферические кони в вакууме!

Полезные справочники по резисторам
Технические характеристики SMD резисторов (мощность, рабочее напряжение).

Резисторы. Импортные (полосатые), русские, прецизионные, подстроечные, переменные - рабочее напряжение, мощность.


Назад к оглавлению: Радиодетали - дополнительные и паразитные параметры радиодеталей, то о чём нужно знать и помнить при сборке электроники по принципиальной схеме

Добавлено: 2050 дн 0 час 35 мин 20 сек назад | Внесений правок: 9 | Последняя правка: 2049 дн 14 час 22 мин 3 сек назад



Электроника и механика (записки от AZM)