Rezistorul cu film de carbon

Rezistoarele cu film de carbon

Unul dintre cele mai utilizate "dispozitive pasive" într-un circuit electric sau electronic este, fără îndoială, rezistorul. Deoarece are o gamă largă de aplicații, acestea se găsesc în diferite formate si constructii. În funcție de tipul constructiv, aceste dispozitive sunt adesea clasificate ca rezistoare fixe sau variabile. Cu toate acestea, rezistoarele, fie fixe, fie variabile, nu sunt bazate pe aceleasi materiale și sunt denumite în funcție de tipul lor de construcție.
Unul dintre aceste tipuri de rezistoare este rezistorul cu film de carbon, despre care vom si discuta în acest articol.

Ce este un rezistor cu film de carbon?

Este evident din denumirea acestuia,"rezistor cu film de carbon", că acest rezistor este fabricat din peliculă de carbon. Filmul de carbon este infasurat pe un filtru din ceramică. Acesta este de fapt un tip de rezistor fix, ceea ce înseamnă că oferă doar o singură valoare de rezistență. Aici filmul de carbon joacă rolul de material rezistiv care limitează fluxul de curent într-un circuit.
Astfel, într-o singură linie putem defini un rezistor de film de carbon ca:
Rezistența filmului de carbon este un rezistor fix care folosește un film de carbon care este infasurat pe un suport din ceramică, pentru a restricționa curgerea curentului.
In figura de mai jos putem vedea cum arată un rezistor cu film din carbon.

Rezistor cu film de carbon 

Precizia rezistenței oferite de acest rezistor se datorează tăierii elicoidale a peliculei de carbon. Aceasta și alte caracteristici ale construcției sunt discutate în secțiunea "Construcție" a articolului.
Acest rezistor nu are un simbol special pentru reprezentarea in schemele electrice. De fapt, simbolul este identic cu cel al unui rezistor normal, al unei linii zig-zag sau al unei cutii dreptunghiulare (standardul IEC).
Cu toate acestea, pentru a diferenția că rezistorul utilizat în circuit este un rezistor cu film de carbon, valoarea rezistenței rezistorului este notata cu prefixul "CR". De exemplu, dacă am folosit un rezistor de 120kΩ cu film de carbon, atunci vom scrie ca CR120kΩ, pentru a indica același lucru.

Rezistoarele cu film de carbon - Construcție

Rezistențele filmului de carbon sunt construite sau fabricate utilizând un procedeu de depunere. Așa cum am menționat mai devreme, un film de carbon este depus pe un substrat ceramic. Acest film de carbon restricționează fluxul și, prin urmare, este partea importanta a acestui rezistor. Din acest motiv rezistorul a si primit denumirea de "Deristor cu film de carbon". O hidrocarbură, cum ar fi metanul sau benzenul, este cracată la o temperatură ridicată de 1000 de grade C, în jurul unui suport ceramic. Deoarece doar grafit pur(Carbon), este utilizat pentru distribuția pe substratul ceramic, zgomotul produs de rezistorul de film de carbon este scăzut.
Rolul substratului ceramic este acela al unui izolator la căldură sau electricitate. Prin urmare, prezența sa face ca acest rezistor să reziste la temperaturi ridicate fără a se deteriora valorile prestabilote.
Figura de mai jos prezintă o schemă a construcției rezistorului de carbon.

Rezistor cu film de carbon

Aici observăm că filmul de carbon are o formă elicoidală. Așa cum am menționat deja, ajută la obținerea unei valori exacte a arezistenței pentru acest rezistor. Acest lucru ajută la creșterea lungimii efective a rezistenței, în timp ce lățimea rezistorului va scadea. Valoarea rezistenței este ajustată prin creșterea / micșorarea lungimii traseului elicoidal (deoarece rezistența este direct proporțională cu lungimea). Un strat de epoxidic este dat filmului de carbon pentru protecția acestuia.
Cele două capace de capăt prezentate în figură sunt de fapt metalice, iar cei doi conductori de legătură din cupru sunt atasati la cele două capete ale acestor capace metalice.
Deci, cum ajută stratul de film de carbon să limiteze fluxul de electroni?
De fapt depinde de lățimea stratului de film de carbon. Pentru o valoare de rezistență ridicată, se alege un strat subțire. Deoarece lățimea este mai mică, există mai puțin spațiu pentru deplasarea electronilor liberi. În mod similar, pentru o valoare scăzută a rezistenței, se alege un strat gros. Deoarece lățimea este mai mare, există mai mult spațiu pentru curgerea electronilor liberi; prin urmare, restricția fluxului curent este mai mică decât cea cu strat subțire.
Datorită utilizării carbonului pur, acest rezistor are un coeficient de toleranta temperatură  ridicat și se situează în intervalul de 2,5 × 10 -4 -4 Ω / ° C și -8 × 10 -4 -4 Ω / ° C.

Rezistoarele cu film de carbon - Avantaje și dezavantaje

Atunci când rezistoarele cu film de carbon sunt comparate cu alte rezistoare, primele au avantajul unui zgomot mai mic indus in circuit. De asemenea, au o toleranță mai mică.
Sunt de asemenea mai acesibile la pret, deoarece costurile de productie sunt mai mici.
Are o gamă largă de operare și, prin urmare, este utilizat pe scară largă.
Cu toate acestea, coeficientul său de rezistență la temperatura ridicat face ca rezistența să se schimbe cu ușurință cu o schimbare a temperaturii. O creștere a temperaturii ar scădea rezistența acestui rezistor, acesta este cu siguranță un dezavantaj uriaș.

Rezistoarele cu film de carbon - Utilizări și aplicații

După cum am menționat deja, aceste rezistoare pot rezista la temperaturi ridicate și la tensiuni înalte, prin urmare se gasesc numeroase aplicații în care aceste condiții trebuie îndeplinite.
Temperaturile de funcționare pot fi până la 350 de grade C și o tensiune de 15kV. Domeniile de aplicare a rezistoarelor cu film de carbon include surse de alimentare de mare putere, raze X, sisteme RADAR și laser.

Rezumat

Rezistoarele cu film de carbon sunt acele tipuri de rezistoare fixe în care un film de carbon este utilizat pentru funcția rezistivă.Se utilizează procesul de depunere pentru construcție, iar filmul de carbon, care este de obicei tăiat în formă elicoidală, este depus pe un substrat ceramic. Acest substrat acționează ca un izolator care ajută la rezistența la rezistență la temperaturi ridicate și la tensiuni înalte. Lătimea filmului de carbon determină valoarea rezistenței oferită de acest rezistor. În cazul în care lățimea este mai mică, adică dacă se folosește un strat subțire de carbon, rezistorul oferă o valoare ridicată de rezistență. În mod similar, dacă se folosește un strat gros de carbon, valoarea rezistenței rezistorului va fi scăzută. De asemenea, forma elicoidală a filmului de carbon poate fi de asemenea ajustată astfel încât lungimea efectivă a filmului de carbon să se schimbe în funcție de valoarea rezistenței. Lungimea efectivă este direct proporțională cu rezistența.
De asemenea, are un coeficient de temperatură negativ ridicat, care este, de asemenea, un dezavantaj major al acestui rezistor, datorită utilizării de carbon pur în construcția sa.
Majoritatea acestor rezistoare sunt utilizate în aplicații de înaltă temperatură și de înaltă tensiune, cum ar fi raze X, surse de alimentare cu energie înaltă.