這是把單位時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)與試驗(yàn)總數(shù)之比稱(chēng)為失效密度f(wàn)(t)，它也是時(shí)間t的函數(shù)：

其中，△n(t)是在t～t+△t時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)，這樣，f(t)在0～t時(shí)間內(nèi)的積分應(yīng)等于：

失效密度用來(lái)反映產(chǎn)品在全部工作時(shí)間失效的分布情況。產(chǎn)品工作到t時(shí)刻后，在單位時(shí)間內(nèi)失效的概率稱(chēng)為失效率λ(t)，可用下式表示：

失效率比失效密度能更確切地反映產(chǎn)品出現(xiàn)失效的可能性，它是標(biāo)志產(chǎn)品可靠性的常用數(shù)量特征之一。失效率越低，可靠性越高。失效率可用％／103小時(shí)作單位。對(duì)高可靠性產(chǎn)品可用10-9／小時(shí)作單位，稱(chēng)為非特。
電阻器產(chǎn)品在正常條件下使用的失效可分為三種類(lèi)型，即早期失效、偶然失效和耗損失效。圖1所示是電阻器失效率與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。從曲線(xiàn)上可看出三種失效的三個(gè)階段。由于偶然失效出現(xiàn)在產(chǎn)品可靠工作的時(shí)期，研究這一時(shí)期的失效因素有重要意義。要提高產(chǎn)品的可靠性，必須加強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)各種"應(yīng)力"所能耐受的強(qiáng)度。這里所謂的"應(yīng)力"是指對(duì)產(chǎn)品功能有影響的各種因素，如溫度、電壓電流、機(jī)械力等。

3.1 加速早期失效以提高可靠性

早期失效出現(xiàn)在產(chǎn)品開(kāi)始工作后的較早時(shí)期，其特點(diǎn)是失效率高，且失效率隨時(shí)間增加迅速下降。早期失效由制造工藝缺陷、原料缺陷、設(shè)備故障、質(zhì)量檢驗(yàn)不嚴(yán)等因素造成。

首先，對(duì)原材料和工藝的嚴(yán)格檢驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量管理可對(duì)工藝制造過(guò)程中導(dǎo)致的早期失效產(chǎn)品進(jìn)行有效控制。

其次可采用脈沖直流功率負(fù)荷的老化篩選方法來(lái)提高產(chǎn)品的可靠性。在脈沖負(fù)荷情況下，由于瞬時(shí)負(fù)荷較大，功率集中在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)發(fā)生，它對(duì)電阻器的作用比連續(xù)負(fù)荷更為強(qiáng)烈。事實(shí)上，導(dǎo)電元件的瞬時(shí)過(guò)熱是重要的。從熱的觀點(diǎn)看，電阻器可分為主動(dòng)部分和被動(dòng)部分，主動(dòng)部分為電阻絲，被動(dòng)部分為被加熱部分如基體、保護(hù)層和引出線(xiàn)等。在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，主動(dòng)部分產(chǎn)生的熱量來(lái)不及分散到被動(dòng)部分，會(huì)使主動(dòng)部分迅速升溫，然后在脈沖時(shí)間內(nèi)，主動(dòng)部分積蓄的熱量會(huì)向被動(dòng)部分傳送，從而使溫度逐漸回到一個(gè)穩(wěn)定值。圖2所示是主動(dòng)部分的溫度變化曲線(xiàn)。

主動(dòng)部分在脈沖持續(xù)時(shí)間τi內(nèi)的溫升△ti可表示為：

其中：α為主動(dòng)與被動(dòng)部分交界處的散熱系數(shù)；S為主動(dòng)部分與被動(dòng)部分交界處的面積；c為主動(dòng)部分的比熱；m為主動(dòng)部分的質(zhì)量；αS/cm為主動(dòng)部分的溫度時(shí)間常數(shù)；t為室溫；t1為脈沖起始溫度；為峰值功率下的主動(dòng)部分溫度：為峰值功率。

以上分析考慮了主動(dòng)部分的熱容量(cm)在脈沖功率的作用下吸收熱量使自身的溫度上升的情況，實(shí)際上，由于散熱(αS)作用，這個(gè)過(guò)程符合于一個(gè)指數(shù)規(guī)律，時(shí)間常數(shù)αS/cm表明了這個(gè)指數(shù)規(guī)律的特征。

脈沖負(fù)荷時(shí)電阻器的失效機(jī)理可分為以下幾種情況：

(1) 在峰值功率作用下，電阻器中導(dǎo)電元件瞬時(shí)過(guò)熱會(huì)造成(例如原料有缺陷、電阻絲花
線(xiàn)、并線(xiàn)、間距不均勻等缺陷)電阻器斷線(xiàn)、阻值漂移或嚴(yán)重老化。

(2) 在峰值電壓下，基體上纏繞的電阻絲電流密度過(guò)大或過(guò)熱，會(huì)造成(例如電阻絲有損壞或受機(jī)械損傷、米阻值不穩(wěn)定等缺陷)電阻器阻值無(wú)窮大、阻值漂移或損壞，這種情況通常在高阻時(shí)發(fā)生。 (3) 在峰值電流作用下，引線(xiàn)與電阻絲焊接部分的電流密度過(guò)大或過(guò)熱，會(huì)造成(例如電阻絲與引線(xiàn)的焊接虛焊、搭線(xiàn)等缺陷)電阻器斷線(xiàn)、阻值無(wú)窮大或電阻器損壞，這種情況通常在低阻時(shí)發(fā)生。

脈沖老練的目的一是剔除有內(nèi)在缺陷的器件，二是可使電阻器的性能更加穩(wěn)定。

3.2 降低偶然失效來(lái)提高可靠性

偶然失效可出現(xiàn)在整個(gè)工作期間，其特點(diǎn)是失效率低且近似為常數(shù)。偶然失效可看作是在某一時(shí)刻電阻器中所累積的"應(yīng)力"超過(guò)了本身所能耐受的強(qiáng)度所造成的。線(xiàn)繞電阻在繞制過(guò)程中由于電阻絲比較細(xì)。當(dāng)拉力較大時(shí)，容易被拉長(zhǎng)而發(fā)生不均勻的塑性變形。當(dāng)拉力小于屈服應(yīng)力時(shí)，電阻絲不發(fā)生塑性變形而產(chǎn)生彈性變形，電阻絲中保持著拉應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)影響阻值的穩(wěn)定性，另外，緊繞的繞組受骨架熱膨脹失配的影響也較大。

采用熱老化處理可使電阻絲在繞制過(guò)程中受的應(yīng)力及其它不穩(wěn)定因素在熱處理過(guò)程中提前恢復(fù)，從而使阻值達(dá)到穩(wěn)定。當(dāng)然，熱老化溫度一般低于電阻絲被覆層或骨架材料所能耐受的溫度，老化時(shí)間通常為24～48小時(shí)。

圖3所示為卡瑪線(xiàn)在不同拉力下繞制后，在190℃溫度熱老化過(guò)程中阻值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。拉力越大，阻值在熱老化時(shí)的變化也越大，這說(shuō)明熱處理是消除應(yīng)力影響的有效措施。

3.3 耗損失效

耗損失效一般出現(xiàn)在產(chǎn)品的使用后期，其特點(diǎn)是失效率隨時(shí)間的增加而上升。耗損失效主要是由于產(chǎn)品的老化和疲勞造成的。

4 結(jié)束語(yǔ)

新型環(huán)保線(xiàn)繞電阻器主要用來(lái)在低頻交流電路中發(fā)揮降壓、分流、負(fù)載、反饋、轉(zhuǎn)能、匹配等作用，或在電源電路中起到吸收器和分壓器的作用，也可用作震蕩回路和變壓器內(nèi)衰減調(diào)整及脈沖形成電路中的分流器。此外，也可用于整流器中濾波級(jí)電容器的放電和消火花。同時(shí)可廣泛應(yīng)用于家電、醫(yī)療設(shè)備、汽車(chē)行業(yè)、鐵路、航空、軍用設(shè)備儀器等領(lǐng)域。