езистивного матеріалу
У процесі роботи резистор нагрівається і температура його перегріву? T щодо навколишнього середовища визначається співвідношенням:
, K, (3.1)
де? T=Т R - Т 0, Т R - температура резистора,
° С; Т 0 »20 ° C - температура навколишнього середовища;
P R =I 2 R - потужність електричного струму, що розсіюється резистором, Вт;
I - струм через резистор, А;
R - електричний опір резистора, Ом;
S - площа поверхні резистора, м2;
? 15-20 Вт/К * м2 - коефіцієнт тепловіддачі з одиниці площі поверхні резистора, для звичайного сухого повітря.
Нормальною температурою нагріву резистора при його роботі вважається 40? 50 ° C.
? T=50-20=30K;
З формули (3.1) висловимо площа поверхні резистора:
Температура максимального нагріву зменшується зі збільшенням розмірів резистора і залежить від теплостійкості матеріалів, застосовуваних для його виготовлення, складової зазвичай 105? 120 ° C. Перевищення максимальної температури нагріву веде до руйнування резистора.
З формули розрахунку потужності: P=U * I=/ R знаходимо максимальний струм і напруга для заданої потужності розсіювання:
P=1 Вт,=10 кОм,
P=/ R, 1=/ 10000 U=100 В
Взаємозв'язок конструктивних і технологічних параметрів тонкоплівкового резистора встановлюється основним рівнянням для їх розрахунку:
(3.3)
де R - опір резистора; ?- Питомий опір матеріалу резистивної плівки; l - довжина резистора; b - ширина резистора; h - товщина резистивної плівки.
(3.4)
де N - відношення довжини резистора до його ширини або число квадратів резистора.
Необхідний опір R=10кОм. Розмір завданих резистивного елемента був вибраний виходячи з площі поверхні резистора, а ширина становить 10 мм, а довжина всієї секції 166,7 мм.
Підставляємо значення у формулу (3.2) і розраховуємо значення питомого опору необхідного від резистивного сплаву:
В якості резистивного шару візьмемо PC - 3710 raquo ;, тому питомий опір квадрата входить в діапазон для даного сплаву, і при товщині приблизно 200 нм ми отримуємо наше питомий опір квадрата
.
Найменування фізичних і електричних параметрів РС3710 Об'ємні зразки Температура плавлення,? З 1250 ± 15Плотность, г/см 3 4,6-5,0 Питомий електричний опір, 10 - 4 Ом. см5-7 Температурний коефіцієнт опору в інтервалі температур 20-150? С, 10 - 4 град - 1 15-25 Плівки Питомий поверхневий опір, кОм/квадрат 0,05-2,00Толщіна, нм15-300Температурний коефіцієнт опору в інтервалі температур від мінус 60 до плюс 125? С, 10 - 4 град - 1, не більше ± 2 Допустима потужність розсіювання, Вт/см 2, що не более5
ТКС: К - 1
Знаючи силу струму через поперечний переріз провідника і площа поперечного перерізу S, знайдемо щільність струму:
.
Для стабільних резисторів рекомендоване значення j lt; 1-2 A/mm ?, розраховане значення входить в цей діапазон.
3.2 Вибір і розрахунок рухомого контакту
Ширину контактного елемента візьмемо рівною ширині нанесеного резистивного шару - h (контакту)=1 см=м. В якості елемента виберемо сплав - паладію, срібла і міді. Характеристики:
МатеріалУдельное опір, ТКС, 1/град. Т. Е.Д.С. отн. міді,
Твердість по Віккерсу, Межа міцності Платина-рутеній0,46- - 240-
3.3 Розрахунок корпусу
В якості підкладки для резистивної плівки я використовував ситалл:
Сіталл (СТ - 50-1) являє собою склокерамічний матеріал на основі скла, що відрізняється від останнього кристалічної структурою, подібною керамічної, але з більш дрібними кристалами і більш щільною їх упаковкою, що виключає яку-небудь пористість матеріалу.
Геометричні розміри - 170х15х0,7мм
Щільність - 2,65 г/см3 ± 0,05
Мікротвердість - 705 кгс/мм2
Термостійкість - 210 ° С
Діелектрична проникність Е при частоті 1,0 МГц - 8,5 ± 0,5
Питомий об'ємний електричний опір при температурі 100 ° С - 1 014 Ом. см
Температурний коефіцієнт лінійного розширення Альфа х 10 7Л - 1 в інтервалі температур від 20 до 300 ° С - 52 ± 2,0
Електрична міцність - 47 кВ/мм ...
