В зависимости от назначения резисторы делят на такие группы: установочные, балластные, тормозные, пусковые, нагревательные, регулировочные, заземляющие, нагрузочные, разрядные.
Заземляющие, пусковые, тормозные и разрядные резисторы в основном работают в кратковременном режиме и должны иметь большую постоянную времени нагрева. Специфичных требований к стабильности резисторов нет. Остальные группы резисторов работают в длительном режиме и требуют хорошей поверхности охлаждения. Сопротивление резисторов должно быть стабильным. В зависимости от материалов проводника различают резисторы керамические, металлические, жидкостные и угольные. Наибольшее распространение металлические резисторы получили в промышленном электроприводе. Керамические резисторы (нелинейные) получили широкое распространение в высоковольтной аппаратуре – разрядниках.
Материалы резисторов
С целью сокращения массогабаритных показателей резисторов удельное сопротивление материала должно быть как можно больше. Рабочая температура резисторов также должна быть максимально высокой, что позволяет уменьшить массу и площадь охлаждения резистора.
Чтобы сопротивление резистора не зависело от температуры, температурный коэффициент сопротивления резистора должен быть как можно меньше.
В элементах, которые предназначены для работы на открытом воздухе, материал не должен при нагреве подвергаться коррозии, либо он должен образовывать защитную пленку. В таблице ниже приведена основная информация по сплавам, широко применяемым при изготовлении резисторов.
Сталь имеет небольшое удельное сопротивление. Сталь сильно окисляется на открытом воздухе, поэтому применяться она может только в масляных реостатах. Рабочая температура целиком и полностью определяется нагревом трансформаторного масла и не превышает 115 0С. Ее температурный коэффициент велик, поэтому сталь нельзя применять для резисторов, сопротивление которых должно быть постоянным. Единственное достоинство данного типа материала – цена.
Также в качестве материала для резисторов применяется электротехнический чугун. Он имеет относительно небольшой температурный коэффициент сопротивления и значительно большее, чем у стали, удельное сопротивление. Рабочая температура электротехнического чугуна достигает 400 0С. Элементы резистора льются из чугуна. Ввиду хрупкости чугуна, чтобы получить приемлемую механическую прочность изделий, сечение элементов должно быть большим. Именно поэтому резисторы из электротехнического чугуна имеют большую пропускную способность по току и применяются в системах большой мощности.
Ввиду недостаточной механической прочности (чугун хрупкий материал) такой вид резисторов не может быть использован в электроустановках с вибрациями и ударами, а только в спокойном стационарном режиме.
Листовая электротехническая сталь Э11 также может быть использована в качестве материала для резисторов. За счет присадки кремния ее удельное сопротивление почти в три раза выше по сравнению с обычной сталью. Зигзагообразные элементы из данного вида стали получают путем штамповки. Температурный коэффициент стали Э11 достаточно велик, именно поэтому ее применяют только для пусковых резисторов. Стальные элементы резисторов, как правило, помещают в трансформаторное масло.
Для реостатов, где необходимо постоянство сопротивления пусковых резисторов, могут применять материал под названием константан. Свое название данный материал получил благодаря малому температурному коэффициенту сопротивления. Также к плюсам константана можно отнести не подверженность коррозии и максимальную рабочую температуру в 500 0С. Создавать элементы малого габарита позволяет большое значение удельного сопротивления. Материал получил широкое распространение в форме ленты и проволоки.
Нихром обладает высокой рабочей температурой и высоким удельным сопротивлением, что позволяет использовать его в качестве нагревательных резисторов, где они могут полностью проявить свои рабочие характеристики.
Также для резисторов может применяться более дешевый жаростойкий сплав 0х23ю5. Его рабочая температура может достигать 850 0С, а удельное сопротивление в 2 раза выше, чем у константа.
