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電阻的應(yīng)用
2020.07.13

電阻器(Resistance,通常用“R”表達(dá)),是一個(gè)標(biāo)量,在物理學(xué)中表達(dá)電導(dǎo)體對電流阻礙作用的的大小。電導(dǎo)體的電阻器越大,表達(dá)電導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。電阻器一般用“R”、“RN”、“RF”、“FS”等符號來表達(dá)。


該電阻器由電導(dǎo)體兩邊的工作電壓u和根據(jù)電導(dǎo)體的電流量即R=U/I。因而,當(dāng)電導(dǎo)體兩端的電壓不變時(shí),電阻越大,流過的電流越小;相反,電阻越小,流過它的電流就越大。


不同電導(dǎo)體的電阻器按其性質(zhì)的不同還可劃分為二種類別。一種稱作線性電阻器或歐姆電阻,滿足歐姆定律;另一種稱作非線性電阻器,不滿足歐姆定律。


電阻器元器件的電阻值的大小通常與溫度,原材料,長短,以及橫截面積相關(guān),衡量電阻器受溫度影響的大小的標(biāo)量是溫度系數(shù),其界定為溫度每上升1℃時(shí)電阻值產(chǎn)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻器的關(guān)鍵物理特性是變電能為熱能,也可說它是一個(gè)能耗元器件,電流經(jīng)過它就發(fā)生內(nèi)能。


電阻器種類

(1)按電阻值特性分:固定電阻器、可調(diào)電阻、特種電阻器(熱敏電阻器)


電阻值不可以轉(zhuǎn)變的稱作固定電阻器。電阻值可變的稱作電位器或可變電阻器。


(2)按制造原材料分:碳膜電阻、金屬膜電阻、無感電阻、線繞電阻等;


(3)按封裝的方式分:插件電阻器、貼片電阻;


(4)按功能分:負(fù)載電阻、采樣電阻器、分流電阻器、保護(hù)電阻器


不同類別電阻器其特性參數(shù)均有一些的不同,在電源電路使用時(shí)必須考慮的點(diǎn)也不同。電阻器的電阻值是固定的通常是2個(gè)引腳,它可限定經(jīng)過它所連支路的電流的大小。


理想電阻是線性的,流經(jīng)電阻的瞬時(shí)電流與施加的瞬時(shí)電壓成正比。用于分壓的可變電阻器。在外露的電阻器體上,壓緊著1到2個(gè)可移金屬觸點(diǎn)。觸點(diǎn)位置確定電阻器體任一端與觸點(diǎn)間的電阻值。


電阻的作用


電阻在電源電路中用作分壓器、分流器、限流器和負(fù)載電阻。它可以與電容器一起形成濾波器和延遲電路,并用作電源電路或控制電路中的采樣電阻。用作半導(dǎo)體管電源電路中的偏置電阻,以確定工作點(diǎn)等。


電阻器的系數(shù)


1、允許誤差:標(biāo)稱電阻值(指電阻器上所標(biāo)示的電阻值)與實(shí)際電阻值的差值跟標(biāo)稱電阻值之比的百分?jǐn)?shù)稱電阻值偏差,它表達(dá)電阻器的精度。允許誤差與精度等級對應(yīng)關(guān)系如下所示:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%、±10%、±20%?。?


2、額定功率和耐受電壓值:


1)額定功率:指在常規(guī)的大氣壓力90-106.6KPa及環(huán)境溫度為-55℃~+70℃的條件下,電阻器長期工作所允許耗散的大功率。


(1)非線繞電阻器額定功率系列為(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100


(2)線繞電阻器額定功率系列為(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500)耐受電壓值(大工作電壓):允許的大連續(xù)工作電壓。低壓工作時(shí),高工作電壓較低。


如:


電源電路中流過電阻器的電流為100mA,電阻值為100Ω,那么在電阻器上的功率消耗為1W,挑選比較常見的貼片電阻,如封裝為0805或1206等是不合適的,會因?yàn)殡娮杵黝~定功率小而出現(xiàn)問題。因而,當(dāng)挑選電阻器的額定功率達(dá)到1W以上(電路設(shè)計(jì)挑選電阻器的功率馀量通常為2倍以上)時(shí),電阻器消耗的功率會使電阻器溫度過高而出現(xiàn)問題。


同樣的,耐壓值挑選不合適的情況下,也會由于電阻器被擊穿而導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計(jì)的失敗。在設(shè)計(jì)時(shí)通常會采用并接一個(gè)或2個(gè)MΩ級阻抗的電阻器進(jìn)行能量泄放,而輸入端是高壓,即電阻器兩端是要承受高壓的,當(dāng)電阻器的耐壓值低壓輸入端高壓的情況下,便會發(fā)生失效。


如下所示表一是比較常見SMT厚膜電阻器的參數(shù),終選型時(shí)需與選購器件的廠家核實(shí)(此表來源于網(wǎng)上):

3、溫度系數(shù):溫度每變化1℃所引發(fā)的電阻值的相對變化。溫度系數(shù)越小,電阻器的穩(wěn)定性越好。電阻值隨溫度上升而增大的為正溫度系數(shù),相反為負(fù)溫度系數(shù)。


4.老化系數(shù):電阻器在額定功率和長期負(fù)載下電阻值相對變化的百分比,是表示電阻器壽命的參數(shù)。


5、噪聲:發(fā)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏,包括熱噪聲和電流噪聲兩部分,熱噪聲是由于電導(dǎo)體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運(yùn)動,使電導(dǎo)體任意兩點(diǎn)的電壓不規(guī)則變化。


電阻器識別


1.參數(shù)識別:電阻的單位為歐姆(Ω),倍率單位有:千歐(KΩ),兆歐(MΩ)等。換算方法是:1兆歐=1000千歐=1000000歐


2.電阻器的參數(shù)標(biāo)注方法有3種,即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。


a.數(shù)標(biāo)法關(guān)鍵用于貼片等小體積的電源電路,如:472表達(dá)47×100Ω(即4.7K);104則表達(dá)100K


b.色環(huán)標(biāo)注法使用多,現(xiàn)舉例如下所示:


記憶:棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍(lán)6,紫7,灰8,

c.萬用表歐姆檔測量:
(1)將開關(guān)置于歐姆檔適當(dāng)?shù)牧砍?br />

(2)數(shù)字萬用表可直接測量電阻值兩端;如是機(jī)械萬用表將表筆短接后調(diào)零,再測量!

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