Материалы для резисторов и электронагревательных элементов

Страница 1 из 2

Для эталонных резисторов и резисторов с большой мощностью рассеяния широко используются сплавы высокого сопротивления. Типичным сплавом для изготовления эталонных резисторов является манганин, состоящий из Си (85%), Мn (12%) и Ni (3%). Этот сплав выпускается двух марок: МНМцЗ-12 и МНМцАЖЗЗ-12-0,3-0,3. Свое название манганин получил от латинского слова manganum (марганец). Вследствие присутствия в сплаве марганца зависимость электрического сопротивления манганина от температуры имеет максимум вблизи комнатных температур и его удельное сопротивление в диапазоне температур от -100 до 100 °С меняется очень мало. Стабильность же свойств манганина во времени достигается путем специальной термической обработки (табл. 1).

Табл. 1. Свойства медно-никелевых сплавов

При изготовлении реостатов и электронагревательных элементов, работающих при температурах, не превышающих 450 °С, используется сплав, содержащий около 60 % меди и 40 % никеля. В рабочем диапазоне температур этот сплав отличается чрезвычайно высокой стабильностью удельного сопротивления, с чем и связано его название — константан. Характерной особенностью этого сплава является высокая термоэлектродвижущая сила в контакте с медью. Это препятствует его использованию в эталонных резисторах, зато позволяет с успехом применять для изготовления термопар, служащих для измерения температур (табл. 1).

Для изготовления контактных пружин находит применение нейзильбер. Это медно-никелевый сплав, отличающийся большим содержанием свинца, придающего нейзильберу (после холодной деформации) достаточно высокую упругость (табл. 1).

Для резисторов с большой мощностью рассеяния и электронагревательных элементов применяются нагревостойкие сплавы высокого сопротивления с рабочими температурами, превышающими 1000 °С. Из предназначения сплавов следует, что их ингредиенты подобраны таким образом, чтобы обеспечить высокое значение объемного коэффициента оксидации, означающего, что при нагреве на воздухе поверхность сплавов покрывается сплошной оксидной пленкой. Такими ингредиентами являются хром, никель и алюминий, однако в целях снижения стоимости сплавов в их состав часто вводят железо. С малым содержанием железа сплавы Fe-Ni-Cr называют нихромами, а с повышенным — ферронихромами. Сплавы Fe-Cr-Al называют соответственно фехралями и хромалями. Основные сведения о составах, областях применения и свойствах сплавов приведены в табл. 2 — 5.

Удельное электрическое сопротивление, или просто удельное сопротивление вещества характеризует его способность препятствовать прохождению электрического тока.

Единица измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см и Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в СИ: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 м².

В технике часто применяется в миллион раз меньшая производная единица: Ом·мм²/м, равная 10−6 от 1 Ом·м: 1 Ом·м = 1·106 Ом·мм²/м. Физический смысл удельного сопротивления в технике: сопротивление однородного куска проводника длиной 1 м и площадью токоведущего сечения 1 кв.мм.

Величина удельного сопротивления обозначается греческой буквой.

Сопротивление проводника с удельным сопротивлением, длиной и площадью сечения может быть рассчитано по формуле