Резистор

 

O ll И С А Н И Е 0ц6549бЗ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Р, ь." т Осе". ских сОыз .;r,èñòè èKèõ

РесптСлик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.08.74 (21) 2054326/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,03.79. Бюллетень ¹ 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51) Я Кл е

Н 01С 3/00

Госудгрстееииый комитет (53) УДК 621.316.84 (088.8) по лелем иесееетеиий и Отк ыт и (72) Авторы изобретения

Р, Л. Барласов и М. Г. Березина (71) Заявитель (54) РЕЗИСТОР

Q = ст (t, — t,), Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве балластного сопротивления в импульсном режиме в силовых цепях питания.

Известен резистор для уменьшения тока в цепи, представляющий собой намотанную на цилиндрический каркас остеклованную проволоку (п. 1), высокоомный сеКционированный резистор, представляющий собой каркас с намотанной на него проволокой, 10 высокоомный резистор, представляющий собой спирально намотанную на каркас из окиси бериллия металлическую проволоку.

Недостатком известного устройства является недостаточное количество гасимого в 15 резисторе тепла.

Количество тепла Q, поглощаемое в таком резисторе в импульсном режиме, определяется по формуле где m — масса проводника;

1 — начальная температура проводника, 25

tq — конечная температура проводника, с — удельная теплоемкость материала проводника.

Таким образом, все поглощаемое резистором тепло невелико, так как определяет- 30 ся его теплоемкостью и допустимой температурой проводника.

Целью изобретения является увеличение количества гасимого в резисторе тепла.

Из этого следует, что при одном и том же количестве гасимого тепла можно получить снижение веса резистора или уменьшение его габаритов или снижение температуры его нагрева.

Кроме того, во всех этих случаях достигается стабильность температуры нагрева резистора в определенном интервале времени (во время плавления вещества) .

Указанная цель достигается тем, что в известном резисторе, представляющем собой металлический проводник, намотанный на каркас, проводник выполнен в виде трубки, заполненной веществом с температурой плавления ниже рабочей температуры проводника.

Как известно, во время плавления вещества, т. е. при переходе его из твердой фазы в жидкую, поглощается количество тепла

Я,„= i.т„„, где Х вЂ” удельная теплота плавления, m,„— масса расплавляемого вещества.

При этом температура вещества остается постоянной. Это свойство использовано в резисторе с фазным переходом.

654963

Поглощение тепла в нем происходит за счет теплоемкости и скрытой теплоты плавления:

Q = c@m>(t, — t,)+ Q где c@ — удельная теплоемкость материала резистора с фазовым переходом; т, — масса проводника с наполнителем.

Для предотвращения вытекания расплавленного наполнителя из трубки она должна быть герметизирована, например запаяна с двух сторон.

На фиг. 1 изображен предлагаемый резистор, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — график изменения температуры резистора во времени.

Предлагаемый резистор содержит трубчатый проводник 1, обладающий электропроводностью и имеющий температуру плавления выше температуры плавления вещества 2, заполненный веществом 2, имеющим температуру фазового перехода от твердого состояния к жидкому ниже допустимой рабочей температуры проводника, и намотанный спиралью на каркас 3. Концы трубчатого проводника во избежание вытекания расплавленного вещества при температуре, равной или превышающей температуру его плавления, расплющены и пропаяны припоем 4. Для присоединения выводных концов к трубчатому проводнику в расплющенных его концах предусмотрены отверстия 5.

Устройство работает следующим образом.

При протекании электрического тока через проводник 1 происходит нагрев проводника 1 с находящимся в нем веществом 2 за счет их теплоемкости. По достижении ими температуры, равной температуре плавления 4л вещества 2, рост температуры прекращается, и все поступающее тепло расходуется на расплавление вещества 2 до тех пор, пока вся масса вещества не перейдет в жидкое состояние. После этого происходит дальнейший нагрев проводника 1 с расплавленным веществом за счет их теплоемкости. При температуре 4, равной допустимой температуре проводника

1, но не превышающей температуру кипения расплавленного вещества 2, устройство должно быть выключено.

Затем происходит обратный процесс— остывание проводника 1 с расплавленным

ЗО

35 веществом 2 от температуры 4 до температуры t ïåðåõîä вещества в твердое состояние и дальнейшее остывание проводника

1 с веществом 2 до исходной температуры

t или до любой температуры ниже 4,„после чего устройство вновь готово к поглощению следующего импульса тепла.

Наибольший эффект снижения веса резистора достигается применением материаланаполнителя с высокими теплофизическими характеристиками: удельной теплоемкостью и теплотой плавления.

Был произведен расчет резистора, где в качестве проводникового материала использован нихром, наиболее часто применяемый для высокоомных резисторов. В качестве наполнителя использован гидрид лития (LiH), который плавится при температуре

650 С. 1 кг гидрида лития при нагреве от

0 С до 700 С поглощает за счет теплоемкости и теплоты плавления 3600 кДж тепла.

Расчет показал, что такой резистор с фазовым переходом, весящий 52 кг, способен поглотить количество тепла Q = 35000 кДж, в то время как нихромовый резистор без фазового перехода того же веса поглотит

Q = 16200 кДж. Для поглощения того же количества тепла Q = 35000 кДж потребуется резистор из нихрома весом 110 кг.

Как видно из приведенных данных, при правильном выборе вещества-наполнителя поглощаемое количество тепла в резисторе с фазовым переходом может быть увеличено более чем в 2 раза или соответственно снижен его вес более чем в 2 раза по сравнению с резистором без фазового перехода.

Формула изобретения

Резистор, состоящий из каркаса, на котором спирально намотан резистивный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения количества поглощаемой энергии, резистивный элемент выполнен в виде трубки, например из нихрома, заполненной веществом, имеющим температуру плавления ниже рабочей температуры резистивного элемента, например гидридом лития, концы трубки герметизированы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 174250, кл. Н 01С 3/02.

2. Патент Великобритании № 1135639, кл. Н 1S, 1968.

654963

7

Я г.!

/ 7 ,0 р г

+ пл

Т,, !ин

Pl а р

Составитель В. Чернова

Редактор Ю. Челюканов Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Добровольская и P. Беркович

Заказ 182/3 Изд. № 226 Тираж 922 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и откоытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2