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电阻:电阻(Resistor)导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种特性。导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号为Ω。
电阻是描述导体导电性能的物理量,用R表示。电阻由导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值来定义,即
。电阻的量值与导体的材料、形状、体积以及周围环境等因素有关。
电阻率是描述导体导电性能的参数。对于由某种材料制成的柱形均匀导体,其电阻R与长度
成正比,与横截面积
成反比,即
。式中
为比例系数,由导体的材料和周围温度所决定,称为电阻率。它的国际单位制(SI)是欧姆.米(Ω.m)。常温下一般金属的电阻率与温度的关系为:
,式中
为0℃时的电阻率;
为电阻的温度系数;温度t的单位为摄氏温度。半导体和绝缘体的电阻率与金属不同,它们与温度之间不是按线性规律变化的。当温度升高时,它们的电阻率会急剧地减小。呈现出非线性变化的性质。影响导体电阻大小的因素有:温度、导体长度、横截面积、材料等。
电阻的单位换算:1MΩ(兆欧)=
KΩ(千欧)=
Ω(欧)=
mΩ(毫欧)=
uΩ(微欧)
电阻的功率:
电阻:有效值关系式:
,相位关系:
。
电阻的伏安特性曲线:理想的电阻伏安特性曲线是流过电阻的电流与电阻两端的电势差成正比。
理想电阻的伏安特性曲线*金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。自由电子在运动中要与金属正离子频繁碰撞,每秒钟的碰撞次数高达
左右。这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动,表示这种阻碍作用的物理量叫作电阻。不但金属导体有电阻,其他物体也有电阻。导体的电阻是由它本身的物理条件决定的,金属导体的电阻是由它的材料性质、长短、粗细(横截面积)以及使用温度决定的。
电阻串联公式:
电阻的串联:电阻首尾依次相连(串联电流相等),见下图所示:
电阻串联电阻并联公式:
电阻的并联:电阻的首与首、尾与尾依次相连(并联电压相等),见下图所示:
电阻并联*超导现象:20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在1.39K(-.76℃)以下,铅在7.20K(-.95℃)以下,电阻就变成了零。这就是超导现象,用具有这种性能的材料可以做成超导材料。已经开发出一些“高温”超导材料,它们在K(-℃)左右电阻就能降为零。
电阻的高频特性:下图是电阻在高频时候的等效示意图,其中的并联电容C1是电阻内部的寄生电容,L1、L2是电阻两端的寄生电感。对于插件电阻,寄生电感很大,贴片电阻的话,会相对小很多。电容C2是电阻两个引脚之间的外部寄生电容。
电阻的高频等效电路图电阻的标志法:
1.直标法:是将电阻器的类别及主要技术参数的数值直接标注在电阻器表面上。通常用3位阿拉伯数字来标注片状电阻的阻值,其中第1位数代表阻值的第1位有效数字,第2位数代表阻值的第二位有效数字,第3位数代表阻值倍率,即阻值1、2位有效数之后0的个数。而4位数标注与3位数标注的差别只是多了一位有效数,其余与3位标注法相同。
2.文字符号法:一般仅有三位数字标注电阻器的数值,精度等级不再表示出来。具体规定如下:
(1)元件表面涂以黑颜色表示电阻器;
(2)电阻器的基本标注单位是欧姆,其数值大小用三位数字标注;
(3)对于十个基本标注单位以上的电阻器,前两位数字表示数值的有效数字,第三位数字表示数值的倍率;
(4)对于十个基本标注单位以下的电阻器,第一位、第三位数字表示数值的有效数字,第二位用字母“R”表示小数点。
3.色标法:是将电阻器类别及主要技术参数的数值用颜色(色环或色点)标注在它的表面上。颜色相距近的一端为第一环。间距大的为倍率。
电阻的分类:
按材料分为:
1.碳膜电阻:是膜式电阻器(FilmResistors),中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小,通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。碳膜电阻亦称“热分解碳膜电阻”。碳氢化合物在真空中高温热分解的碳沉积在基体上的一种碳膜电阻。价格低廉,性能稳定,阻值与功率范围宽。碳膜电阻实物具体见下图所示。
碳膜电阻2.金属膜电阻:是膜式电阻器(FilmResistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将镍铬或类似的合金紧密附在瓷棒表面形成皮膜,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值,然后加适当接头切割,并在表面涂上环氧树脂密封保护而成。由于它是引线式电阻,方便手工安装及维修,用在大部分家电、通讯、仪器仪表上。它的耐热性、噪声电势、温度系数、电压系数等电性能比碳膜电阻器优良。这种电阻和碳膜电阻相比,体积小、噪声低、稳定性好,但成本较高,常常作为精密和高稳定性的电阻器而广泛应用,同时也通用于各种无线电电子设备中。金属膜电阻实物具体见下图所示。
金属膜电阻3.金属氧化膜电阻:是以特种金属或合金作电阻材料,用真空蒸发或溅射的方法,在陶瓷或玻璃基本上形成氧化的电阻膜层的电阻器。英文名为MetalOxideFilmResistor。它的耐热性、噪声电势、温度系数、电压系数等电性能比碳膜电阻优良。金属氧化膜电阻实物具体见下图所示。
金属氧化膜电阻4.半导体电阻:半导体电阻器是所有电子电路中使用最多的元件。
按阻值是否可调分为:
1.固定电阻:电阻值是固定不变的,阻值大小就是它的标称阻值。
固定阻值贴片电阻2.可调电阻:也叫可变电阻,其电阻值的大小可以人为调节。
压敏电阻:是一种具有非线性福安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压钳位,吸收多余的电流以保护敏感器件。英文名称叫VoltageDependentResistor。压敏电阻的电阻材料是半导体,所以它是半导体电阻器的一个品种。当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时,流过它的电流极小,它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说,当加在它上面的电压低于其阈值时,它相当于一个断开状态的开关。当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时,流过它的电流激增,它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说,当加在它上面的电压高于其阈值时,它相当于一个闭合状态的开关。
压敏电阻热敏电阻:是一种传感器电阻,其阻值随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻(PTC,即PositiveTemperatureCoefficientThermistor)和负温度系数热敏电阻(NTC,即NegativeTemperatureCoefficientThermistor)。正温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而增大,负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小,它们同属于半导体器件。
热敏电阻光敏电阻:又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器和可见光光敏电阻器。
光敏电阻贴片电阻的封装尺寸与功率关系:
一般取最大电流70%,预留30%的余量。
电阻的标称阻值系列:E6、E12、E24、E48、E96、E。
E6(误差±20%)系列的标称阻值只能是:1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8。它表示电阻阻值的有效数字必须从这个系列的标称阻值中选取,具体可以放大或缩小10的整数倍。即公比为:
。
E12(误差±10%)系列的标称阻值只能是:1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、3.0、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2。即公比为:
。
E24(误差±5%)系列的标称阻值只能是:1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1。即公比为:
。
E48(误差±2%)系列的标称阻值只能是:、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、。即公比为:
。
E96(误差±1%)系列的标称阻值只能是:即公比为:
。
E96系列阻值倍数代码表:
E(误差±0.5%)系列的标称阻值只能是:即公比为:
:。
电阻的主要电性能参数:
1.标称阻值:通常是指电阻器上标注的阻阻值。
2.额定功率:是指电阻器在交流或直流电路中,在特定条件下(在一定大气压下和产品标准所规定的温度下)长期工作时所能承受的最大功率(即最高电压和最大电流的乘积)。电阻器的额定功率值也有标称值,一般分为1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、4W、5W、10W等。
3.允许偏差:电阻器的实际值与标称值之间的偏差。普通电阻器的允许偏差为5%、10%、20%,而高精度电阻器的允许偏差则为1%、0.5%。
4.温度系数:是电阻的温度系数,指温度每变化1摄氏度所对应的电阻值的相对变化量。通常用PPM(百万分之一)为单位。
5.耐压值:耐压值一般比较少提,特别是新手,往往没有什么概念,以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电阻的电压,一个是由额度功率决定,要保证功率不超过额度功率,另外就是电阻的耐压值了。虽然电阻体的功率不超过额度功率,但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障,在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。部分封装的耐压值包括:=50V,=V,至=V,1/4W插件=V。而且,时间应用中,电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上,不然时间一长就容易出问题了。
6.热噪声:(ThermalNoise)通信设备中无源器件如电阻、馈线由于电子布朗运动而引起的噪声。又称电阻噪声,亦称白噪声。