Методические указания по лабораторным работам “Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы”, “Электроэлементы ЭВА”, страница 10

                                         Рис.5.1

    Здесь  R  - активное сопротивление резисто­ра;

              LO -паразитная индуктив­ность;

              CO -паразитная емкость.

     Полное сопротивление резистора на частоте   W  может быть оп­ределено по известной формуле

      .                                                   (5.1)

     Преобразовав (5.1) для выявления более наглядной зависимости от частоты его активной составляющей и полного сопротивления, по­лучим

    .                (5.2)

    Таким образом, хорошо видна зависимость полного сопротивления резистора от частоты.

    Частотные свойства резисторов характеризуется постоянной вре­мени  , которая определяется выражением 

     ,                                                                            (5.3)

где  в сек.

     Чем меньше значение , тем на более высокой частоте пол­ное сопротивление резистора не отличается от его номинального зна­чения. При проектировании резисторов это можно обеспечить решением прямой или обратной задачи. Прямая задача расчета частотных харак­теристик проволочных резисторов предполагает выбор конструкции и материалов, габаритных размеров, числа витков и диаметра резистивной проволоки, обеспечивающих необходимое значение    или допус­тимую частотную погрешность. При решении обратной задачи следует определить Z и  для предложенных конструктивных вариантов резисторов с целью выбора наиболее оптимального    из них. Так как ре­шение прямой задачи сопряжено со значительными трудностями, то на практике чаще применяют обратную задачу, когда определяют С₀ и  резисторов для различных вариантов данного номинального сопротивления.

       Следует иметь в виду, что при проектировании высокочастотных проволочных резисторов (с малым значением )  можно использовать два метода:

        1) компенсации, когда составляющие от емкости и индуктивноcти
компенсируют друг друга;                          

        2) независимого уменьшения  и . Его применяют чаще, так как первый метод сложен и трудоемок, особенно если резистор работает в диапазоне частот.

        В данной работе исследуют зависимость паразитной емкости от длины и диаметра намотки однослойного проволочного резистора ме­тодом теории многофакторного эксперимента.

Для таких резисторов с каркасами круглого сечения из диэлектрика со значением диэлектрической проницаемости е в пределах 1-2 величина паразитной емкости С₀ может быть определена из выражения

,                                    (5.4)

где   - в пФ;                                      
         D-диаметр намотки резистивного элемента, см;

         - шаг  намотки, мм;

 - диаметр провода намотки без изоляции, мм;

      В (5.4) значение  материала каркаса в явном виде не вхо­дит, но величина  резистора существенно зависит от нее. С уче­том этого параметра полная собственная емкость резистора мо­жет быть определена по формуле

                                                                                    (5.5)

где      - в пФ;

     m- коэффициент, зависящий от типа намотки. Его значение может быть взято из [,с.230].          

5.3. Сущность работы

В процессе выполнения данной работы студенты уясняют парамет­ры проволочных резисторов, конструктивные способы изменения той или иной электрической характеристики проволочного резистора. При­меняют практику планирования   многофакторного эксперимента и на основе его проведения получают количественные характеристики пара­зитных параметров проволочного резистора.

        5.4. Описание лабораторной установки

В работе используется набор проволочных резисторов и измери­тель добротности типа  Е9 -4, принцип работы которого описан в прил.3.

Принцип измерения   проволочных резисторов заключается в следующем. К клеммам прибора " LX " подключают резистор, образую­щий с измерительным конденсатором прибора колебательный контур (резистор выполняет роль катушки индуктивности), который настраи­вается в резонанс на частоте  при величине измерительной емкос­ти внутреннего генератора =50пф. Затем устанавливают час­тоту /2 и измерительным конденсатором снова добиваются резонанса (емкость  С₂).

   Паразитную емкость резистора   определяют по формуле