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什么是电阻?
什么是电阻?简言之,电阻是指电路中电流遇到的电阻,或物体对电流的电阻。电阻越大,电流受到的电阻越大,电流越小。相反,电阻越小,电流受到的电阻越小,电流越大。
电阻(Resistor)它是所有电子电路中使用最多的部件。电阻的主要物理特征是将变电能转化为热能,也可以说是一个能耗元件,电流通过它产生热能。电阻通常在电路中发挥分压和分流的作用。对于信号,交流和直流信号可以通过电阻。
电阻的定义: 比值定义法 和 决定式 ρ
电阻符号为R。电阻单位为欧姆,简称欧姆,用字母Ω”表示。
注:电阻是一种能力,电阻是一种组件。
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电阻器的分类
根据材料用途,电阻器可分类如下:
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电阻的高频特性
为什么要单独提出这一特性?当电阻在高频场合使用时,必须考虑电阻固有电感和固有电容的影响。此时,电阻器的等效电路相当于直流电阻Ro 与分布电感LR 串联,然后与分布式电容器串联,CR 并联,如图1所示。非线绕电阻器的高频分布参数一般较小, LR 为0.01- 0.09μH,CR 为0.1-5pF 。线绕电阻高频分布参数大, LR 几十微亨, CR 几十种皮法。
在高频场合使用电阻时,必须考虑电阻器固有电感和固有电容的影响。此时,电阻的等效电路相当于直流电阻Ro 与分布电感LR 串联,然后与分布式电容器串联,CR 并联,如图1所示。
图1高频场合电阻器等效电路
整个电阻的阻抗可以根据电阻的等效电路图轻松计算:
Z = jwL 1/(jwC 1/R)
下图描绘了电阻的阻抗绝对值与频率的关系,正像看到的那样,低频时电阻的阻抗是R,然而,当频率上升并超过一定值时 寄生电容的影响主要是导致电阻抗下降。当频率继续上升时,由于引线电感的影响,总阻抗上升,引线电感代表高频下的开路线或无限大阻抗。
电阻值的标记方法:
1、色环标记法:
1、直标法:
直标法分为数字标记法和文字符号标记法
数字法一般有三个数字, 前两位数字是有效数字, 第三位数字倍率10X(倍率X=0~8)X为9时,表示为10-1
例如:103=10*103Ω=10K471=47*101Ω=470Ω
2R2=2.2Ω R15=0.15Ω
文字标记法是用阿拉伯数字和文字符号的定期组合标称阻值,其允许误差也用文字符号表示。
例如:1R5J=1.5Ω±5% 2K7M=2.7KΩ±20%
R1F=0.1Ω±1% 2.2GK=2200MΩ±10%
文字符号 |
表示单位 |
误差符号 |
误差值 |
Ω |
欧姆(Ω) |
M |
±20% |
KΩ |
千欧姆(103Ω) |
K |
±10% |
MΩ |
兆欧姆(106Ω) |
J |
±5% |
GΩ |
吉欧姆(109 Ω) |
G |
±2% |
TΩ |
太欧姆(1012 Ω) |
F |
±1% |
D |
±0.5% |
电阻误差
在具体的电路应用中, 电路对电阻值的要求是无限的, 但工厂生产的电阻不能满足用户对电阻参数的所有要求。为了保证使用者能在一定范围内选择合适的电阻器, 其电阻值需要按一定规律科学设计,也方便厂家生产。通过数学分析,电阻的标称电阻包括: E6、E12、E24、E48、E96和E192 该系列适用于允许误差± 20%(M)、±10%(K)、±5%(J)、±2%(G)、± 1%(F)、± 0.5%(D) 的电阻器。
E6中“E代表指数间隔的意思(Exponential Spacin 后面的首字母 6”表示只有6 数字系列。
E6的基本值: 1.0 、1.5 、2.2 、3.3 、4.7 、6.8 。
E6 公比系数为=1.4687≈1.56 系列电阻规定了几个基本系数,
这些系数乘以10n( n为整数) ,即特定电阻的电阻值。 1.5 ×102=150Ω。
额定电阻
名称 |
额定功率(W) |
绕线电阻 |
0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、40、50、75、150、250 |
非绕线电阻 |
0.05、0.125、0.25、0.1、2、5、10、16、250 |
电阻额定功率符号标示法:
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电阻器的选型
在电子电路设计的时候,应根据电子设备的技术指标、电路的具体要求和电阻的特性参数“因地制宜”地来选用电阻的型号和误差等级;额定功率应大于实际消耗功率的1.5-2倍;电阻装接前要测量核对,尤其是要求较高时,还要人工老化处理,提高稳定性。下面是有关电阻的选型基本原则。
归一化选型原则只是针对电阻选型的一个“轮廓”,根据以往工程师的选型经验总结出来的,具有大众化的选型意义,在要求严格的电路设计中,还需要根据具体电路设计中的电器要求对电阻选型进行进一步的考量。
1W以下功率优选金属膜电阻;1W及1W以上功率优选金属氧化膜电阻;
不推荐使用。反应速度慢,不可恢复。建议使用反应快速、可恢复的器件,以达到保护的效果,并减少维修成本。
a.阻值偏差:实际生产中电阻器的阻值会偏离标称阻值,此偏离应在阻值允许偏差范围内。
b.工作温度:电阻器的阻值会随温度变化而变化。此特性用TCR值即电阻温度系数来衡量。
c.电压效应:电阻器的阻值与其所加电压有关,变化可以用电压系数来表示。电压系数是外加电压每改变 1 V时电阻器阻值的相对变化量。
d.频率效应:随着工作频率的提高,电阻器本身的分布电容和电感所起的作用越来越明显。
e.时间耗散效应:电阻器随工作时间的延长会逐渐老化,电阻值逐渐变化(一般情况下增大)。
外加应力下电阻值漂移应在电路要求的范围内,同时还应考虑老化因素。应给出设计裕度(一般为电路要求变化范围的一半,如电路要求可在±10%范围内变化,应选择在±5%内变化的电阻器)。
目前TCR小的电阻器只有薄膜电阻,一般情况下,碳膜与陶瓷电阻器TCR为负,对于低TCR设计,首选推荐10ppm。不同材料电阻的TCR有很大的变化,大致范围可以从下表看出:
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