close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16016

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
H 01C 17/00
(2006.01)
РЕЗИСТОР ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА В ИМПУЛЬСНОМ
РЕЖИМЕ
(21) Номер заявки: a 20091417
(22) 2009.10.05
(43) 2011.06.30
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Автор: Говор Геннадий Антонович
(BY)
BY 16016 C1 2012.06.30
BY (11) 16016
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси
по материаловедению" (BY)
(56) BY 11016 C1, 2008.
RU 2120146 C1, 1998.
RU 2152099 C1, 2000.
SU 1035646 A, 1983.
DE 4029106 A1, 1992.
JP 4192503 A, 1992.
ГОВОР Г.А. и др. Актуальные проблемы физики твердого тела. Сборник
докладов Международной научной
конференции. - Минск: Издательский
центр БГУ, 2009. - Т. 1.
(57)
Резистор для ограничения тока в импульсном режиме, содержащий стержень и металлические выводы, причем стержень выполнен из композиционного проводящего материала, полученного из спрессованного и спеченного порошка железа, частицы которого
покрыты оксидами алюминия и карбидами железа, с исходным составом
80Fe + 5,35 Al + 5,35 C или 80 Fe + 5,25 Al + 5,25 C, удельным сопротивлением от 10-4 до
10-3 Ом/м и позисторной характеристикой температурной зависимости удельного сопротивления.
Фиг. 1
Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно - к разработке элементов,
предназначенных для работы в электрических схемах, и может быть использовано в различной радиоаппаратуре для ограничения тока в импульсном режиме.
BY 16016 C1 2012.06.30
Известен пленочный металлический резистор, представляющий собой тонкую пленку
металла с удельным сопротивлением 10-7-10-6 Ом/м, напыленную на керамический сердечник, на концы сердечника надеты металлические колпачки с проволочными выводами.
Иногда, для повышения сопротивления, в пленке прорезается канавка. Это наиболее распространенный тип резисторов [1].
Недостатком указанного резистора является невысокая надежность, связанная с относительно небольшим допустимым превышением импульсного тока над номинальным,
равным 1,3-1,4.
Наиболее близким решением по технической сущности к предлагаемому изобретению
является проволочный резистор, представляющий собой отрезок проволоки, намотанной
на какой-либо стержень [2]. Удельное сопротивление проволочных резисторов составляет
величину порядка 10-7-10-6 Ом/м.
Недостатком указанного резистора наряду с невысокой надежностью является значительная паразитная индуктивность, связанная с большим числом витков намотки, и относительно большие габаритные размеры.
Задачей настоящего изобретения является увеличение надежности, упрощение конструкции, снижение паразитной емкости и уменьшение габаритных размеров резистора.
Предложен резистор для ограничения тока в импульсном режиме, содержащий стержень и металлические выводы.
Новым, по мнению авторов, является то, что стержень резистора выполнен из композиционного проводящего материала, полученного из спрессованного и спеченного порошка железа, частицы которого покрыты оксидами алюминия и карбидами железа, с
исходным составом 80 Fe + 5,35 Al + 5,35 C или 80 Fe + 5,25 Al + 5,25 C, удельным сопротивлением, равным 10-4-10-3 Ом/м, и позисторной характеристикой температурной зависимости удельного сопротивления.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1-2. На фиг. 1 показан общий вид резистора из
композиционного материала, на фиг. 2 - температурные зависимости удельного сопротивления композиционного материала для разных капсулирующих составов, на фиг. 3 - сравнительные размеры предложенного резистора из композиционного материала в сравнении
с известным проволочным резистором.
Композиционный материал выполнен из спрессованного и спеченного порошка железа, частицы которого покрыты оксидами алюминия и карбида железа.
На фиг. 1 показан резистор из композиционного материала, состоящий из объемного
тела 1 и выводов 2.
Температурная зависимость удельного сопротивления композиционного проводящего
материала с исходным составом 80 Fe + 5,5 Al + 5,5 C (1), 80 Fe + 5,35 Al + 5,35 C (2),
80 Fe + 5,25 Al + 5,25 C (3) приведена на фиг. 2.
Для изготовления резистора применяется композиционный материал с позисторной
зависимостью удельного сопротивления от температуры (кривые 2 и 3 на фиг. 2). В этом
случае при протекании тока через резистор и его разогреве происходит увеличение сопротивления резистора и, как следствие, уменьшение тока через резистор.
Преимущества предложенного резистора можно представить из нижеприведенного
примера.
Мощность, выделяемая на проводнике при протекании импульса тока:
Q = I2. R.t,
(1)
I - ток через проводник, R - сопротивление, t - время.
Сопротивление, в свою очередь, определяется:
R = p. I/S,
(2)
P - удельное сопротивление, I - длина проводника, S - сечение проводника.
Из приведенного выражения следует, что с увеличением удельного сопротивления для
создания одного и того же значения сопротивления уменьшается длина проводника и уве2
BY 16016 C1 2012.06.30
личивается его сечение. В силу малости удельного сопротивления для металлов p =
= 10-7-10-6 Ом/м, известные резисторы выполняются в пленочном исполнении или намоткой провода малого сечения и длиной несколько метров.
В предлагаемом изобретении за счет увеличения удельного сопротивления композитного проводника на три-четыре порядка резистор выполняется в виде стержня большого
сечения и малой длины.
Удельный объем резистора на единицу длины L = 1, необходимый для создания требуемой величины сопротивления:
V/I = p/R,
(3)
или удельный вес резистора для создания требуемой величины сопротивления:
G/I = g. p/R.
(4)
Для композиционного резистора и проволочного резистора (прототип) для создания
одной и той же величины сопротивления при одинаковой плотности вещества отношение
удельных весов определяется отношением удельных проводимостей:
G1/G2 = p1/p2 = 103-104,
(5)
G1 - удельный вес композиционного резистора, G2 - удельный вес проволочного резистора.
Вес композиционного резистороа на единицу длины на три порядка превосходит вес
металлического проводника.
Тепловая энергия, требуемая для плавления проводника, определяется:
Q = G. ∆H.
Из этого следует, что тепловая энергия плавления композиционного проводника превышает теплоту плавления металлического проводника на три-четыре порядка.
Поскольку ток в формуле (1) входит в квадратичной форме, то для композиционного
резистора в сравнении с металлическим резистором ток предельный увеличится в
50-100 раз.
Пример. Изготовлен образец резистора сопротивлением 10 Ом и мощностью 10 Вт.
Для сравнения на фиг. 3 приведены резистор проволочный типа ПЭВ-10 (РФ), резистор
проволочный SQP-10W-10-18J (Китай) и резистор заявляемый 11 Ом 10 Вт из композитного материала.
Из приведенного рисунка видны массогабаритные преимущества предложенного резистора из композиционного материала. Импульсный ток превышает номинальный больше чем в 50 раз. При этом величина сопротивления возрастает в 1,5-2 раза. Емкость
резистора минимальна, поскольку резистор объемный и витки отсутствуют.
Источники информации:
1. Резисторы: Справочник / Под ред. И.И. Четверткова, В.М. Терехова. - М.: Радио и
Связь, 1987. - 352 с.
2. Аксенов А.И., Нефедов А.В. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры: Справочник. - М.:Радио и Связь, 1995. - 272 с.
3
BY 16016 C1 2012.06.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
507 Кб
Теги
by16016, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа