Materiały oporowe występują zwykle w postaci stopów, można je podzielić na:

materiały na rezystory pomiarowe

materiały na rezystory regulacyjne

materiały na rezystory grzejne

materiały na rezystory specjalne

Wymagania stawiane materiałom oporowym sa zróżnicowane i zależne od ich przeznaczenia. Aby ocenić ich przydatność do różnych zastosowań należy rozpatrywać ich własności:
- elektryczne (rezystywność, temperaturowy współczynnik rezystywności,
stabilność własności elektrycznych, obciążalność prądowa)
- mechaniczne (wytrzymałość na rozerwanie, obrabialność, skłonność do
rekrystalizacji)
- cieplne (dopuszczalna temperatura pracy ciągłej, wydłużalność)
- chemiczne (odporność na korozję, skłonność do tworzenia tlenków,
własności powstałych tlenków)

Rezystory pomiarowe:

wzorce oporności
oporniki precyzyjne
mostki pomiarowe
oporniki do przyrządów pomiarowych

Stopy oporowe na oporniki precyzyjne powinny się odznaczać:
-stałą w czasie i odpowiednio wysoką opornością właściwą,
-małym temperaturowym współczynnikiem oporności,
-małą siłą termoelektryczną względem miedzi,
-dobrymi własnościami wytrzymałościowymi i dobrą plastycznością.

Rezystory pomiarowe wykonuje się z taśm lub drutów, gołych lub izolowanych.

Materiałem na rezystory pomiarowe:
stopy miedź-mangan (z dodatkiem niklu lub aluminium)
manganin, izabelin, inmet
stopy miedź-nikiel; konstantan

Rezystory regulacyjne:

rezystory suwakowe laboratoryjne
rezystory rozruchowe
rezystory regulacyjne
regulatory oświetlenia

Do wyrobu laboratoryjnych rezystorów suwakowych konstantanu a rezystorów

. Rodzaje zestyków

• rozłączne (przerywowe)- składają się z dwu styków, stykając się zamykają obwód, oddalając się otwierają

• ślizgowe - występują w trakcji elektrycznej, służąc do zbierania prądu z przewodu lub szyny oraz w maszynach elektrycznych, gdzie służą do łączenia uzwojeń wirników elektrycznych z obwodami zewnętrznymi.

Styki rozłączne

Jeśli wzięlibyśmy dwa pręty z tego samego materiału przewodzącego, jeden przecięty a drugi jednolity, i przyłożyli do nich napięcie, to okaże się że ich rezystancje są różne - jednolitego jest mniejsza od przeciętego, przy czym różnicę stanowi rezystancja zestyku.

W miarę upływu czasu i liczby zadziałań rezystancji zestyku ulega zmianom, z powodu:
- opalania się styków,
- wędrówki materiału stykowego,
- erozji mechanicznej,
- tworzenia się warstw nalotowych

. Czynniki wpływające na rezystancje przewężenia i rezystancje warstw nalotowych?
Rezystancja przewężenia - wywołana nierównościami powierzchni stykowych (zmniejszaniem rzeczywistego przekroju dla przepływu prądu), wpływają na nią:

• siła docisku - przy zbyt dużym docisku następuje odkształcenie plastyczne

• temperatura - z jej wzrostem zwiększa się rezystywność i plastyczność materiału

• dokładność obróbki powierzchni stykowych.

Rezystancja warstw nalotowych - (tlenki, siarczki) tworzą się one na powierzchniach zestyków w czasie, gdy są one rozłączone; intensywność ich powstawania zależy od:

• materiału zestyku

• agresywności środowiska

• temperatury.

Wpływ powstałej warstwy na rezystancję zestyku może być różny, zależnie od powstałych na powierzchni związków

. Materiały stosowane na zestyki rozłączne
Od styków wymaga się, aby spełniały swe zadania w sposób niezawodny i długotrwale. O zastosowaniu określonych materiałów decydują ich warunki pracy, a przede wszystkim: częstość łączeń, napięcie i prąd roboczy, rodzaj przerywanego prądu.

• srebro - stos. w obwodach przekaźnikowych, pracujących dorywczo, przy małych prądach napięciach

• platyna utwardzona irydem - stos. w obw. małej mocy ale przy dużej częstości łączeń (iskrzenie)

• mosiądz - stos. w ob. niskiego napięcia średniej mocy(kilka do kilkunastu amperów)

• miedź - stos. w obwodach dużej mocy(kilkanaście do kilkudziesięciu amperów)

W przypadku szczególnie trudnych warunków pracy (aparatura dźwigowa, łączniki wys. napięcia) stos. się nakładki styków nalutowane na podłoże miedziane, a wykonane ze spieków wolframu a nasycane miedzią srebrem (łączą zalety miedzi- wysoka konduktywność; z zaletami wolframu- odporność na wysokie temp.)

. Styki ślizgowe

Materiały stosowane na zestyki ślizgowe.
Na zestyki ślizgowe (,,szczotki'') wykorzystywane są:

• metalografit - (proszki grafitu spiekane w temp. < 1000°C z proszkami miedzi lub srebra),

srebrowo-grafitowe - urządzenia specjalne

ze zmienną zawartością miedzi - maszyny niskonapięciowe

brązowo-grafitowe - silniki i prądnice wysokiego napięcia

• węglografit (proszki grafitu, sadzy i koksów z lepiszczami, wypalane w temp. >1000°C)

twarde - do pracy w trudnych warunkach

średniej twardości - do prądnic i silników średniej i małej mocy

• grafit - (proszki grafitu prasowane i wypalane w temp. od 200°C do powyżej 1000°C) - zależnie od technologii i materiału lepiszcza: grafitowe, elektrografitowe,

• elektrografit - SEG - (skład jak węglografit, proces grafityzacji prowadzony powyżej 3000° C) - wykonuje się: miekkie, twarde i średnio twarde;

Materiały, w których występują silne zjawiska fizyczne, zwane termoelektrycznymi, nazwano materiałami termoelektrycznymi. Zjawiska termoelektryczne powstają wskutek wzajemnej zależności między procesami cieplnymi i elektrycznymi.

Najbardziej znanym z grupy zjawisk termoelektrycznych jest zjawisko Seebecka (1821 r.). Jeśli z dwóch różnych metali, A i B, wykonać zamknięty obwód elektryczny - kontaktowe różnice potencjałów wzajemnie skompensują się i żaden prąd w obwodzie nie popłynie.

Jeśli natomiast każde z łączy będzie mieć różne temp. powstanie w obwodzie prąd elektryczny, a w przypadku przerwania obwodu można zmierzyć między jego końcówkami różnicę potencjałów elektrycznych. Jest to tzw. siła termoelektryczna (STE), której wielkość zależy od różnicy temperatur gorącego i zimnego łącza oraz od rodzaju materiałów tworzących obwód. W określonym zakresie temperatur, gdy z wystarczającą dokładnością można przyjąć proporcjonalność między siłą termoelektryczną UT a różnicą temp. łączy , mamy

Przeciwieństwem efektu Seebecka jest efekt Peltiera (1834 r.), w którym prąd przepływający przez złącze dwu różnych metali powoduje wydzielanie lub absorpcję ciepła.

Analiza termodynamiczna tych dwóch efektów przeprowadzona przez Thomsona (1854 r.) pozwoliła mu przewidzieć trzeci efekt - pojawienia się siły termoelektrycznej w przypadku istnienia gradientu temperatury wzdłuż przewodnika (porywanie elektronów przez ruch fononów z gorącego końca przewodu do zimnego).

Termoelektryczność jest szeroko stosowana do pomiarów temperatur. Jeśli jedno ze złącz obwodu wykonanego z różnych metali utrzymywać w standardowej temperaturze (np. 00C) wówczas siła elektromotoryczna występująca w obwodzie może być wykorzystana do określenia temperatury drugiego złącza.

Wymagania stawiane materiałom termoelektrycznym.
1- Prostoliniowa zależność od temp.,
2-odporność na korozję,
3-na wysokie temp.,
4-stabilność własności termoelektrycznych.

Zalety termopar:

• nie wymagają zewnętrznego zasilania

• niewielkie rozmiary

• niska pojemność cieplna

• mała bezwładność czasowa

• szeroki zakres pomiarowy

• prostota budowy

• duża niezawodność

1

---