Параметры переменных резисторов

Основные параметры переменных и подстроечных резисторов

Взглянем на переменный резистор… Что мы о нём знаем? Пока ничего, ведь мы ещё даже не знаем основных параметров этой весьма распространённой в электронике радиодетали. Так давайте же узнаем больше о параметрах переменных и подстроечных резисторов.



Для начала, стоит отметить то, что переменные и подстроечные резисторы являются пассивными компонентами электронных схем. Это значит, что они потребляют энергию электрической цепи в процессе своей работы. К пассивным элементам цепи также относят конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы.

Параметров, за исключением прецизионных изделий, которые используются в военной или космической технике, у них не слишком много:

• Номинальное сопротивление. Без сомнения, это основной параметр. Полное сопротивление может быть в пределах от десятков ом до десятков мегаом. Почему полное сопротивление? Это сопротивление между крайними неподвижными выводами резистора – оно не изменяется.
  
  С помощью регулирующего ползунка мы можем менять сопротивление между любым из крайних выводов и выводом подвижного контакта. Сопротивление будет меняться от нуля и до полного сопротивления резистора (или наоборот —  в зависимости от подключения). Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе с помощью буквенно-числового кода (М15М, 15k и т.п.)
  
  
• Рассеиваемая или номинальная мощность. В обычной электронной аппаратуре используются переменные резисторы мощностью: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 ватта и более.
  
  Стоит понимать, что проволочные переменные резисторы, как правило, мощнее тонкоплёночных. Да это и не мудрено, ведь тонкая проводящая плёнка может выдержать куда меньший ток, чем провод. Поэтому о мощностных характеристиках можно ориентировочно судить даже по внешнему виду «переменника» и его конструкции.
  
  
• Максимальное или предельное рабочее напряжение. Тут всё и так понятно. Это максимальное рабочее напряжение резистора, превышать которое не стоит. Для переменных резисторов максимальное напряжение соответствует ряду: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 Вольт. Предельные напряжения некоторых экземпляров:
  
  СП3-38 (а – д) на мощность 0,125 Вт — 150 В (для работы в цепях переменного и постоянного тока);
  
  СП3-29а – 1000 В (для работы в цепях переменного и постоянного тока);
  
  СП5-2 – от 100 до 300 В (в зависимости от модификации и номинального сопротивления).
  
  
• ТКС – температурный коэффициент сопротивления. Величина, показывающая изменение сопротивления при изменении температуры окружающей среды на 1⁰С. Для электронной аппаратуры, работающей в сложных климатических условиях, этот параметр очень важен.
  
  Например, для подстроечных резисторов СП3-38 величина ТКС соответствует ±1000 * 10^-6 1/⁰С (с сопротивлением до 100 кОм) и ±1500 * 10^-6 1/⁰С (свыше 100 кОм). Для прецизионных изделий значения ТКС лежит в интервале от 1 * 10^-6 1/⁰С до 100 * 10^-6 1/⁰С. Понятно, что чем меньше величина ТКС, тем термостабильнее резистор.
  
  
• Допуск или точность. Данный параметр аналогичен допуску у постоянных резисторов. Указывается в процентах %. У подстроечных и переменных резисторов для бытовой аппаратуры допуск обычно колеблется в пределах 10 – 30%.
  
  
• Рабочая температура. Температура, при которой резистор исправно выполняет свои функции. Обычно указывается как диапазон: -45 … +55⁰С.
  
  
• Износоустойчивость — число циклов передвижения подвижной системы переменного резистора, при котором его параметры остаются в пределах нормы.
  
  Для особо точных и важных (прецизионных) переменных резисторов износоустойчивость может достигать 10⁵ — 10⁷ циклов. Правда устойчивость к ударам и вибрации у таких изделий ниже. Регулировочные резисторы более устойчивы к механическим воздействиям, но их износостойкость меньше, чем у прецизионных, от 5000 до 100 000 циклов. Для подстроечных эта величина заметно меньше и редко превышает 1000 циклов.
  
  
• Функциональная характеристика. Немаловажным параметром является зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки или положения подвижного контакта (для ползунковых резисторов). Об этом параметре мало говорят, но он очень важен при конструировании звукоусилительной аппаратуры и других приборов. О нём и поговорим подробнее.
  
  

Дело в том, что переменные резисторы выпускаются с разными зависимостями изменения сопротивления от угла поворота ручки. Этот параметр называется функциональной характеристикой. Обычно её указывают на корпусе в виде буквы-кода.

Перечислим некоторые из этих характеристик:

• Линейная. Это когда сопротивление меняется равномерно при повороте ручки на один и тот же угол. То есть при повороте ручки, например, на угол 10⁰, сопротивление меняется на 10 Ом. Повернули ещё на 10⁰, и сопротивление опять изменилось ровно на 10 Ом.
  
  Поэтому такие резисторы имеют линейную или нормальную зависимость. Резисторы с линейной функциональной характеристикой можно применять, например, в качестве регулятора напряжения в самодельном блоке питания. В таком случае изменение выходного напряжения при регулировке будет равномерным, а шкала для прибора будет более удобной. На первом графике линейная характеристика обозначена буквой А.
  
  
• Логарифмическая. Такую зависимость лучше всего показать на графике. На рисунке вы видите три графика зависимости сопротивления от угла поворота ручки.
  
  
  
  Так вот буквой Б указана логарифмическая зависимость.
  
  При повороте ручки резистора с логарифмической характеристикой, сопротивление сначала меняется ровно, но вот ближе к середине оно резко меняется, а затем, к концу поворота ручки опять изменяется более-менее ровно. Таким образом, мы видим, что изменение сопротивления происходит нелинейно (неравномерно), а по определённому, логарифмическому закону.
  
  
• Показательная или обратно-логарифмическая. На рисунке выше график отмечен буквой – В. Показательную зависимость можно противопоставить логарифмической. Резисторы с такой характеристикой часто применяются в аудиоаппаратуре в качестве регуляторов громкости. Дело в том, что человеческое ухо с ростом громкости воспринимает звук тише (закон Вебера-Фехнера). Подробнее об этом можно прочесть здесь.
  
  В результате если в качестве регулятора громкости поставить переменный резистор с линейной зависимостью, то шкала регулировки громкости будет нелинейной. На средней и большой громкости нам придётся выкручивать ручку регулятора на больший угол, чтобы ощутить значительное изменение уровня звука. Из-за этого возникает неудобство. Шкала у регуляторов громкости получается неравномерной, да и на разном уровне громкости ручку приходится крутить по-разному.
  
  Поэтому в аудиоаппаратуре и применяются переменные резисторы с показательной зависимостью. Также в некоторых случаях могут применяться резисторы и с логарифмической зависимостью – всё зависит от схемотехнической реализации устройства.
  
  

Поэтому при подборе переменного резистора для самодельных электронных конструкций стоит обращать внимание и на функциональную характеристику!

 

Кроме указанных существуют и другие параметры переменных и подстроечных резисторов. Они в основном описывают электромеханические и нагрузочные величины. Вот лишь некоторые из них:

• Разрешающая способность;
  
  
• Разбаланс сопротивления многоэлементного переменного резистора;
  
  
• Момент статического трения;
  
  
• Шум скольжения (вращения);
  
  

Как видим, даже такая рядовая деталь обладает целым набором параметров, которые могут отразиться на качестве работы электронной схемы. Поэтому не забывайте о них.

Более детально о параметрах постоянных и переменных резисторов рассказано в справочнике «Резисторы».