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電阻
來(lái)源:作者:日期:2015-01-14 11:25:49點(diǎn)擊:6939次

電阻,物質(zhì)對(duì)電流的阻礙作用就叫該物質(zhì)的電阻。電阻小的物質(zhì)稱為電導(dǎo)體,簡(jiǎn)稱導(dǎo)體。電阻大的物質(zhì)稱為電絕緣體,簡(jiǎn)稱絕緣體。

電阻簡(jiǎn)介

在物理學(xué)中,用電阻(resistance)來(lái)表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).電[1]阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。 
電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān),衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù),其定義為溫度每升高1°C時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。 
電阻是所有電子電路中使用最多的元件。 
導(dǎo)體的電阻通常用字母R表示,電阻的單位是歐姆(ohm),簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)是Ω(希臘字母,音譯成拼音讀作 ōu mì gǎ ),1Ω=1V/A。比較大的單位有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)(兆=百萬(wàn),即100萬(wàn))。 
電阻器簡(jiǎn)稱電阻(Resistor,通常用“R”表示)是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件,電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用,對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō), 交流與直流信號(hào)都可以通過(guò)電阻。 
KΩ(千歐), MΩ(兆歐),他們的換算關(guān)系是: 
1TΩ=1000GΩ 1GΩ=1000MΩ 1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω (也就是一千進(jìn)率) 
電阻的阻值標(biāo)法通常有色環(huán)法,數(shù)字法。色環(huán)法在一般的的電阻上比較常見(jiàn)。由于手機(jī)電路中的電阻一般比較小,很少被標(biāo)上阻值,即使有,一般也采用數(shù)字法,即: 
10^1——表示100Ω的電阻; 10^2——表示1KΩ的電阻; 10^3——表示10KΩ的電阻; 10^4——表示100KΩ的電阻; 10^6——表示10MΩ的電阻; 10^7——表示100MΩ的電阻。 
如果一個(gè)電阻上標(biāo)為22*10^3,則這個(gè)電阻為22KΩ。 
數(shù)碼法 
用三位數(shù)字表示元件的標(biāo)稱值。從左至右,前兩位表示有效數(shù)位,第三位表示10n(n=0~8)。當(dāng)n=9時(shí)為特例,表示10^(-1)。塑料電阻器的103表示10*10^3=10k。片狀電阻多用數(shù)碼法標(biāo)示,如512表示5.1kΩ。電容上數(shù)碼標(biāo)示479為47*10^(-1)=4.7pF。而標(biāo)志是0或000的電阻器,表示是跳線,阻值為0Ω。數(shù)碼法標(biāo)示時(shí),電阻單位為歐姆,電容單位為pF,電感一般不用數(shù)碼標(biāo)示。 
電阻器的電氣性能指標(biāo)通常有標(biāo)稱阻值,誤差與額定功率等。 
它與其它元件一起構(gòu)成一些功能電路,如RC電路等。 
電阻是一個(gè)線性元件。說(shuō)它是線性元件,是因?yàn)橥ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在一定條件下,流經(jīng)一個(gè)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比——即它是符合歐姆定律:I=U/R 
常見(jiàn)的碳膜電阻金屬膜電阻器在溫度恒定,且電壓和電流值限制在額定條件之內(nèi)時(shí),可用線性電阻器來(lái)模擬。如果電壓或電流值超過(guò)規(guī)定值,電阻器將因過(guò)熱而不遵從歐姆定律,甚至還會(huì)被燒毀。線性電阻的工作電壓與電流的關(guān)系如圖1所示。 電阻的種類很多,通常分為碳膜電阻,金屬電阻,線繞電阻等:它又包含固定電阻可變電阻,光敏電阻壓敏電阻,熱敏電阻等。 
通常來(lái)說(shuō),使用萬(wàn)用表可以很容易判斷出電阻的好壞:將萬(wàn)用表調(diào)節(jié)在電阻擋的合適擋位,并將萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆放在電阻的兩端,就可以從萬(wàn)用表上讀出電阻的阻值。應(yīng)注意的是,測(cè)試電阻時(shí)手不能接觸到表筆的金屬部分。但在實(shí)際電器維修中,很少出現(xiàn)電阻損壞。著重注意的是電阻是否虛焊,脫焊。 
作用: 
主要職能就是阻礙電流流過(guò) ,應(yīng)用于限流、分流、降壓、分壓、負(fù)載與電容配合作濾波器及阻匹配等.數(shù)字電路中功能有上拉電阻和下拉電阻。

電阻的分類

a.按阻值特性

固定電阻可調(diào)電阻、特種電阻(敏感電阻) . 
不能調(diào)節(jié)的,我們稱之為定值電阻固定電阻,而可以調(diào)節(jié)的,我們稱之為可調(diào)電阻.常見(jiàn)的可調(diào)電阻是滑動(dòng)變阻器,例如收音機(jī)音量調(diào)節(jié)的裝置是個(gè)圓形的滑動(dòng)變阻器,主要應(yīng)用于電壓分配的,我們稱之為電位器.

b.按制造材料

碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻,無(wú)感電阻薄膜電阻等. 
薄膜電阻 
用蒸發(fā)的方法將一定電阻率材料蒸鍍于絕緣材料表面制成。主要如下: 
碳膜電阻器 
 碳膜電阻(碳薄膜電阻)為最早期也最普遍使用的電阻器,利用真空噴涂技術(shù)在瓷棒上面噴涂一層碳膜,再將碳膜外層加工切割成螺旋紋狀,依照螺旋紋的多寡來(lái)定其電阻值,螺旋紋愈多時(shí)表示電阻值愈大。最后在外層涂上環(huán)氧樹(shù)脂密封保護(hù)而成。其阻值誤差雖然較金屬皮膜電阻高,但由于價(jià)錢便宜。碳膜電阻器仍廣泛應(yīng)用在各類產(chǎn)品上,是目前電子,電器,設(shè)備,資訊產(chǎn)品之最基本零組件。 
金屬膜電阻器。 
金屬膜電阻(金屬拍攝電阻)同樣利用真空噴涂技術(shù)在瓷棒上面噴涂,只是將炭膜換成金屬膜(如鎳鉻) ,并在金屬膜車上螺旋紋做出不同阻值,并且于瓷棒兩端度上貴金屬。雖然它較碳膜電阻器貴,但低雜音,穩(wěn)定,受溫度影響小,精確度高成了它的優(yōu) 勢(shì)。因此被廣泛應(yīng)用于高級(jí)音響器材,電腦,儀表,國(guó)防及太空設(shè)備等方面。 
金屬氧化膜電阻器 
某些儀器或裝置需要長(zhǎng)期在高溫的環(huán)境下操作,使用一般的電阻會(huì)未能保持其安定性。在這種情況下可使用金屬氧化膜電阻(金屬氧 
化物薄膜電阻器) ,它是利用高溫燃燒技術(shù)于高熱傳導(dǎo)的瓷棒上面燒附一層金屬氧化薄膜(用錫和錫的化合物噴制成溶液,經(jīng)噴霧送入500~500℃的恒溫爐,涂覆在旋轉(zhuǎn)的陶瓷基體上而形成的。材料也可以氧化鋅等) ,并在金屬氧化薄膜車上螺旋紋做出不同阻值,然后于外層噴涂不燃性涂料。其性能與金屬膜電阻器類似,但電阻值范圍窄。它能夠在高溫下仍保持其安定性,其典型的特點(diǎn)是金屬氧化膜與陶瓷基體結(jié)合的更牢,電阻皮膜負(fù)載之電力亦較高。耐酸堿能力強(qiáng),抗鹽霧,因而適用于在惡劣的環(huán)境下工作。它還兼?zhèn)涞碗s音,穩(wěn)定,高頻特性好的優(yōu)點(diǎn)。 
4 合成膜電阻 將導(dǎo)電合成物懸浮液涂敷在基體上而得,因此也叫漆膜電阻。 
由于其導(dǎo)電層呈現(xiàn)顆粒狀結(jié)構(gòu),所以其噪聲大,精度低,主要用他制造高壓, 高阻, 小型電阻器。 
繞線電阻 
用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成,外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。 
繞線電阻具有較低的溫度系數(shù),阻值精度高, 穩(wěn)定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點(diǎn)是高頻性能差,時(shí)間常數(shù)大。 
方形線繞電阻 
方形線繞電阻(鋼絲纏繞電阻)又俗稱為水泥電組,采用鎳,鉻,鐵等電阻較大的合金電阻線繞在無(wú)堿性耐熱瓷件上,外面加上耐熱,耐濕,無(wú)腐蝕之材料保護(hù)而成,再把繞線電阻體放入瓷器框內(nèi),用特殊不燃性耐熱水泥充填密封而成。而不燃性涂裝線繞電阻的差別只是外層涂裝改由矽利康樹(shù)脂或不燃性涂料。它們的優(yōu)點(diǎn)是阻值精確,低雜音,有良好散熱及可以承受甚大的功率消耗,大多使用于放大器功率級(jí)部份。缺點(diǎn)是阻值不大,成本較高,亦因存在電感不適宜在高頻的電路中使用。 
實(shí)芯碳質(zhì)電阻 
用碳質(zhì)顆粒壯導(dǎo)電物質(zhì)、填料和粘合劑混合制成一個(gè)實(shí)體的電阻器。 并在制造時(shí)植入導(dǎo)線。電阻值的大小是根據(jù)碳粉的比例及碳棒的粗細(xì)長(zhǎng)短而定。 
特點(diǎn):價(jià)格低廉,但其阻值誤差、噪聲電壓都大,穩(wěn)定性差,目前較少用。 
金屬玻璃鈾電阻 
將金屬粉和玻璃鈾粉混合,采用絲網(wǎng)印刷法印在基板上。 
耐潮濕, 高溫, 溫度系數(shù)小,主要應(yīng)用于厚膜電路。 
貼片電阻SMT 
貼片電阻(片式電阻)是金屬玻璃鈾電阻的一種形式,它的電阻體是高可靠的釕系列玻璃鈾材料經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)而成,特點(diǎn)是體積小,精度高,穩(wěn)定性和高頻性能好,適用于高精密電子產(chǎn)品的基板中。而貼片排阻則是將多個(gè)相同阻值的貼片電阻制作成一顆貼片電阻,目的是可有效地限制元件數(shù)量,減少制造成本和縮小電路板的面積。 
無(wú)感電阻 
無(wú)感電阻常用于做負(fù)載,用于吸收產(chǎn)品使用過(guò)程中產(chǎn)生的不需要的電量,或起到緩沖,制動(dòng)的作用,此類電阻常稱為JEPSUN制動(dòng)電阻或捷比信負(fù)載電阻。

C.按安裝方式

插件電阻、貼片電阻 

d.按功能分

負(fù)載電阻,采樣電阻,分流電阻,保護(hù)電阻

電阻的主要參數(shù)

a. 標(biāo)稱阻值:標(biāo)稱在電阻器上的電阻值稱為標(biāo)稱值.單位: Ω, kΩ, MΩ.標(biāo)稱值是根據(jù)國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)注的,不是生產(chǎn)者任意標(biāo)定的. 不是所有阻值的電阻器都存在 
b.允許誤差:電阻器的實(shí)際阻值對(duì)于標(biāo)稱值的最大允許偏差范圍稱為允許誤差.誤差代碼:F 、 G 、 J、 K… (常見(jiàn)的誤差范圍是:0.01[%],0.05[%],0.1[%],0.5[%],0.25[%],1[%],2[%],5[%] 等) 
c. 額定功率:指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,假設(shè)周圍空氣不流通,在長(zhǎng)期連續(xù)工作而不損壞或基本不改變電阻器性能的情況下,電阻器上允許的消耗功率.常見(jiàn)的有1/16W 、 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W 
阻值和誤差的標(biāo)注方法 
a.直標(biāo)法—將電阻器的主要參數(shù)和技術(shù)性能用數(shù)字或字母直接標(biāo)注在電阻體上. 
eg: 5.1k Ω 5[%] 5.1k Ω J 
b.文字符號(hào)法—將文字、數(shù)字兩者有規(guī)律組合起來(lái)表示電阻器的主要參數(shù). 
eg: 0.1Ω=Ω1=0R1, 3.3Ω=3Ω3=3R3,3K3=3.3KΩ 
c.色標(biāo)法—用不同顏色的色環(huán)來(lái)表示電阻器的阻值及誤差等級(jí).普通電阻一般有4環(huán)表示,精密電阻用5環(huán). 
d.數(shù)碼法 
用三位數(shù)字表示元件的標(biāo)稱值。從左至右,前兩位表示有效數(shù)位,第三位表示10^n(n=0~8)。當(dāng)n=9時(shí)為特例,表示10^(-1)。 
0-10歐帶小數(shù)點(diǎn)電阻值表示為XRX,RXX. eg : 
471=470Ω 105=1M 2R2=2.2Ω 
塑 料電阻器的103表示10*10^3=10k。片狀電阻多用數(shù)碼法標(biāo)示,如512表示5.1kΩ。電容上數(shù)碼標(biāo)示479為47*10^(-1)=4.7pF。而標(biāo)志是0或000的電阻器,表示是跳線,阻值為0Ω。數(shù)碼法標(biāo)示時(shí),電阻單位為歐姆,電容單位為pF,電感一般不用數(shù)碼標(biāo)示。 
色環(huán)電阻第一環(huán)如何確定 
請(qǐng)參照色標(biāo)法圖片 
a.四環(huán)電阻
因表示誤差的色環(huán)只有金色或銀色,色環(huán)中的金色或銀色環(huán)一定是第四環(huán). 
b.五環(huán)電阻:此為精密電阻 
(1)從阻值范圍判斷:因?yàn)橐话?/span>電阻范圍是0-10M,如果我們讀出的阻值超過(guò)這個(gè)范圍,可能是第一環(huán)選錯(cuò)了. 
(2)從誤差環(huán)的顏色判斷:表示誤差的色環(huán)顏色有銀、金、紫、藍(lán)、綠、紅、棕.如里靠近電阻器端頭的色環(huán)不是誤差顏色,則可確定為第一環(huán). 
識(shí)別色環(huán)電阻的阻值 
目前,電子產(chǎn)品廣泛采用色環(huán)電阻,其優(yōu)點(diǎn)是在裝配、調(diào)試和修理過(guò)程中,不用撥動(dòng)元件,即可在任意角度看清色環(huán),讀出阻值,使用方便。一個(gè)電阻色環(huán)由4部分組成[不包括精密電阻
四個(gè)色環(huán)的其中第一、二環(huán)分別代表阻值的前兩位數(shù);第三環(huán)代表10的冪;第四環(huán)代表誤差。 
下面介紹掌握此方法的幾個(gè)要點(diǎn): 
(1)熟記第一、二環(huán)每種顏色所代表的數(shù)??蛇@樣記憶: 
棕=1 
紅=2, 
橙=3, 
黃=4, 
綠=5, 
藍(lán)=6, 
紫=7, 
灰=8, 
白=9, 
黑=0。 
此乃基本功,多復(fù)誦,一定要記?。。。。。。。?nbsp;
大家都記得彩虹的顏色分布吧,一句話,很好記:紅橙黃綠藍(lán)靛(diàn)紫,去掉靛,后面添上灰白黑,前面加上棕,對(duì)應(yīng)數(shù)字1開(kāi)始。 
從數(shù)量級(jí)來(lái)看,在體上可把它們劃分為三個(gè)大的等級(jí),即:金、黑、棕色是歐姆級(jí)的;紅是千歐級(jí),橙、黃色是十千歐級(jí)的;綠是兆歐級(jí)、藍(lán)色則是十兆歐級(jí)的。這樣劃分一下也好記憶。所以要先看第三環(huán)顏色(倒數(shù)第2個(gè)顏色),才能準(zhǔn)確。 
第四環(huán)顏色所代表的誤差:金色為5%;銀色為10%;無(wú)色為20%。 
下面舉例說(shuō)明: 
例1四個(gè)色環(huán)顏色為:黃橙紅金 
讀法:前三顏色對(duì)應(yīng)的數(shù)字為432,金為5[%],所以阻值為43X10*2=4300=4.3KΩ,誤差為5[%]。

電路中的電阻

串聯(lián)電路

在串聯(lián)電路中,在干路(主路)上的電阻等于在各支路(分路)上的電阻之和R=R’+R”……

并聯(lián)電路

在并聯(lián)電路中,在干路上的電阻的倒數(shù)等于在各支路上的電阻的倒數(shù)之和 
1/R=1/R’+1/R”……

常見(jiàn)導(dǎo)體的電阻率以及計(jì)算

物體電阻計(jì)算公式:R=ρL/S,其中,L為物體長(zhǎng)度,S為物體的橫截面積,比例系數(shù)ρ叫做物體的電阻系數(shù)或是電阻率,它與物體的材料有關(guān),在數(shù)值上等于單位長(zhǎng)度、單位面積的物體在20℃時(shí)所具有的電阻值。因此,我們知道道題的電阻與四個(gè)因素有關(guān):導(dǎo)體的長(zhǎng)度 導(dǎo)體的橫截面積 導(dǎo)體的種類(材料) 和溫度 
R=1/G, 其中G為物體電導(dǎo),導(dǎo)體的電阻越小,電導(dǎo)就越大,數(shù)值上等于電阻的倒數(shù)。單位是西門子,簡(jiǎn)稱西,符號(hào)s。 
初中要求掌握的影響電阻的因素: 
導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料相同時(shí),橫截面積越大,電阻越??; 
導(dǎo)體的橫截面積、材料相同時(shí),長(zhǎng)度越長(zhǎng),電阻越大; 
導(dǎo)體的橫截面積、長(zhǎng)度相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻大小不同。 
大多數(shù)金屬的電阻隨溫度的升高而增大。 
常見(jiàn)導(dǎo)體的電阻率 
材料 20℃時(shí)的電阻率 (µΩ• m) 
銀 0.016 
銅 0.0172 
金 0.022 
鋁 0.029 
鋅 0.059 
鐵 0.0978 
鉛 0.206 
汞 0.958 
碳 25 
康銅(54[[%]]銅,46[[%]]鎳) 0.50 
錳銅(86[[%]]銅,12[[%]]錳,2[[%]]鎳) 0.43 
照明燈泡 (工作) 100~2000

電阻的命名方法

根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)(SJ-73)規(guī)定,電阻器、電位器的命名由下列四部分組成:第一部分(主稱);第二部分:(材料);第三部分(分類特征);第四部分(序號(hào))。它們的型號(hào)及意義見(jiàn)下表。 

并聯(lián)等效電阻

電阻相并聯(lián)的電路,兩端外加電壓,總電流為I,各支路電流分別為I1,I2....In. 
根據(jù)KCL規(guī)律(基爾霍夫電流定律),I=I1+I2+....+In=U/R 還有一個(gè)R=(R1*R2)/(R1+R2)上乘下加 只適用于2個(gè)電阻并聯(lián) 
R為并聯(lián)電路的總電阻,稱為并聯(lián)等效電阻.

等效電阻

電阻相串聯(lián)的電路,兩端外加電壓,各電阻上流過(guò)同一電流. 
根據(jù)KVL規(guī)律,串聯(lián)電阻的總電阻就稱為串聯(lián)等效電阻
電路計(jì)算中,需把握電流相等這一原則. 
電阻計(jì)算的公式: 
串聯(lián):R=R1+R2+R3+......+Rn 
并聯(lián):1/R=1/R1+1/R2+.....+1/Rn 
定義式:R=U/I 
決定式:R=ρL/S 
生產(chǎn)電阻的廠家 
中國(guó)﹕BDC 
臺(tái)系﹕walsin,toyo............ 
日系﹕koa, ROHM.......... 
電阻的測(cè)量方法 
伏安法:又稱伏特計(jì)、安培計(jì)法,是一種較為普遍的測(cè)量電阻的方法,通過(guò)利用歐姆定律:R=U/I來(lái)測(cè)出電阻值。因?yàn)槭怯秒妷撼噪娏?,所以叫伏安法?nbsp;
器材:電壓表電流表、一個(gè)待測(cè)電阻 
兩種接法:外接法和內(nèi)接法。所謂外接內(nèi)接,即為電流表接在電壓表的外面或里面。 
伏安法測(cè)電阻雖然精度不很高,但所用的測(cè)量?jī)x器比較簡(jiǎn)單,而且使用也方便。是最基本的測(cè)電阻的方法,測(cè)電阻的方法還有替代法、惠斯通電橋法等多種。