Расчет проволочного переменного резистора

Расчет переменных резисторов

Варианты: 1. Расчет проволочного переменного резистора

2. Расчет непроволочного переменного резистора.

Задача– расчет размеров резистора и его токопроводящего элемента при заданных R,P и виде функциональной характеристики с учетом допустимого перегрева.

Для практических занятий предлагается упрощенный расчет, не учитывающий контактных явлений, влияния , неравномерности теплового поля; не выполняются требования точности и стабильности, механических элементов и использующего контакта.

1.  Расчет проволочного переменного резистора

(для работы на постоянном токе и низких частотах, т.к. не учитываются  и спиновой - эффект)

а) Расчет резистора с линейной функциональной характеристикой.

Такие резисторы выполняют на каркасах равномерного сечения и с постоянным шагом намотки. И расчет не отличается от расчета однослойных постоянных резисторов (учитывая форму каркаса)

Исходные данные:  (или - рис. б); требования к стабильности, тип конструкции (а, б, в)

1-  выбор материала провода.

2-  Определение тока через резистор ().

3-  Определение диаметра и его выбор по ГОСТ (j=(1…10)A/mm²)

4-  Определение длины провода.

5-  Определение требуемой поверхности охлаждения.

6-  Определение поверхности каркаса.

(С 1-6 п. см. №1)

для

рис. а  - задается наружный диаметр D и рассчитываются по  учитывая размеры каркаса (высота и ширина (h, a))

Учитывая, что

рис. б – рассчитывается диаметр, т.н.

рис. в – задается диаметр и толщина кольца   и рассчитывается высота кольца.

т.к. , то

7-  рассчитывается длина и число витков

                        

8-  рассчитывается шаг намотки

для а)  и б)

т.к.    ,

то                      

д.б. иначе необходимо увеличить  (-б; - а, в) и  наилучшие - (в изоляции)  при

б) особенности расчета для заданной зависимости . Помимо данных для предыдущей задачи задается зависимость

Второй способ удобнее и позволяет выполнять намотку сплошь. Приращение длины ветка удобнее реализовать в конструкции рис.в, изменяя соответствующим образом высоту каркаса . Величину  для каждого изменения угла поворота можно рассчитать по требуемой  в соответствии с функциональной характеристикой приращению

На рис. показана развертка кольцевого каркаса резистора с диаметром D. Текущие положение движка (угол) обозначим  или. Напомню, что или .

Повороту движка от положения до (т.е. на ) соответствует приращение сопротивление

Изменение длины провода на участке

(считая, что ). Если намотка выполнена плотно (виток к витку) и , то , в свою очередь -это часть длины окружности

 (- в радианах)

Выполняя подстановки в , получим

Отсюда находим величину  на участке :

Как известно из курса «ВМ», при  , поэтому

Очевидно, что

при

причем для монотонно возрастающих функций -

Соотношение , поэтому можно записать

Зная заданную зависимость R(), находим и  затем значения для промежуточных значений углов поворота,  что удобно делать по формуле:

при этом

Число промежуточных значений (и ) зависит от требуемой точности. Зависимость  м.б. задана формулой или графиком.

Затем проверка по теплу. Удобно считать по .

Пример расчета параметров переменных резисторов