Курсовая работа: Резистор переменного сопротивления типа А

Намотку резистивного элемента произведём манганиновым проводом марки ПМТ - твёрдый, с изоляцией в один слой с высокотвердой эмали и диаметром жилы от 0,02 до 0,8 мм.

Так как резистор должен иметь ресурс работы 10⁵ вращений, то необходимо обеспечить хороший контакт пружины токосъема к резистивной проволоке при минимальном контактном усилии и надёжную фиксацию установленного сопротивления.

Для резистивного каркаса нужно выбирать плоский каркас, так как он имеет меньший объем чем цилиндрический.

Номинальная мощность будущего резистора равна 2 Вт, что относит его классу резисторов средней мощности, поэтому у него будет отсутствовать большой перегрев.

Производство резисторов - серийное. По этому нужно обеспечить простоту изготовления и использовать для него недорогие материалы.

2. Обзор аналогичных конструкций и выбор направления проектирования

Конструкция заданного проволочного переменного резистора в большей мере зависит от заданных характеристик. Следовательно, после анализа технического задания стало известно, что конструируемый резистор должен иметь плоский резистивный элемент с постоянным сечением в виде прямоугольника.

Так как резистор имеет большое сопротивление, а соответственно большие размеры резистивного элемента, то для уменьшения габаритных размеров следует сделать резистивный элемент подковообразной формы.

Аналогичными конструкциями для данного резистора являются конструкции проволочных резисторов с круговым перемещением подвижного контакта СП5-2, СП5-3, СП5-2Т и СП5-3Т. Эти резисторы, для приведения в движение скользящего контакта, используют червячную передачу, что нежелательно использовать в данном резисторе. Так как эта конструкция из-за своих малых размеров может выйти из строя раньше времени (за счет износа вала), не обеспечивает плавного изменения сопротивления и для создания определенного контактного усилия и фиксации установленного сопротивления требует дополнительных затрат.

Более подходящую конструкцию имеет малогабаритный построечный резистор СП15-16Б, в котором прижим контактной системы к токосъему осуществляется за счет пружины. Контактная пружина имеет вид консольной балки, что позволяет выбрать значения контактного усилия в довольно широких пределах. Но отрицательной стороной этих резисторов является их герметичность, что не позволяет делать разборку резистора. Общим неподходящим элементом этих конструкций для разрабатываемого резистора является то, что у них резистивный элемент является струнным и контактная пружина находится между держателем и резистивным элементом. Пружина, прижимающая контактную систему к токосъему, находится в середине корпуса, создавая усилия за счет своей упругости и жесткости материала корпуса.

Учитывая эти недостатки в существующих резисторах, относительно проектируемого выбираем следующие направления:

Вращение скользящего контакта производить с помощью пружин;

Фиксация установленного сопротивления с помощью пружин;

Создание контактного усилия с помощью пластинчатых пружин и стопорных шайб для возможности его регулировки;

Токосъем выполним в виде консольной пружины круглого сечения, а соединение контакта и вывода произведём в виде спирали;

Корпус резистора - открытый, то есть крышки не имеет, так как условия работы - лаборатории, жилые дома и другие подобные помещения.

3. Электрический и конструктивный расчет

3.1 Расчет резистивного элемента

Определение площади плоского каркаса резистивного элемента производится согласно формулы [1.73]:

, (3.1)

где S - площадь каркаса, мм^2, P -электрическая мощность рассеяния, Вт;

J-перегрев обмотки, равный разности между максимально допустимой температурой на обмотке и номинальной температуры окружающей среды, ˚C;

μ -средний коэффициент теплоотдачи резисторов, что лежит в пределах (5÷20) ·10^-5 Вт/мм² ·град [1.73];

Определение диаметра проволоки:

(3.2)

где d -диаметр проволоки, мм;

ρ -удельное электрическое сопротивление, Ом·мм² /м, для манганина составляет 0,46 Ом·мм² /м [1.39];

R -сопротивление обмотки, Ом;

к -коэффициент, числено равный отношению шага намотки к диаметру проволоки. Для резистивных элементов, с изолированной проволокой к = 1,05÷1,2 [1.73];

Определение длины проволоки L, мм: