这10个问题让你一次性看懂电阻 什么是电阻


这10个问题让你一次性看懂电阻 什么是电阻

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什么是电阻?
与电流、电压一样,电阻是电路的基本参数 。电阻在电路中是用得最多的一种元器件 。
顾名思义,电阻是阻碍电流动的一种元器件,与电流是“死对头” 。当我们在导体上施加电压时,电荷会以特定方向流过导体,电荷流动过程中会产生电荷碰撞,从而导致能量损耗 , 限制了通过的电流量 。就像反对运动的机械摩擦一样,电阻反对电荷(电流)的运动 。
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电路中的电流与管道中的水流类似,如果管道足够长,水流会变得足够慢,就是因为有阻力的存在 。电阻同理,在导体中,如果我们增加导体的长度,则电荷碰撞的次数会增加,电荷的运动会进一步减少 。
电阻的工作原理是什么?
在物理学中 , 用电阻来表示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 。不同的导体,电阻通常不同,电阻是导体本身的一种特性 。
电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件 。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能 。
导体的电阻值大小一般与温度、材料、长度和横截面积有关 。如在同样条件下,导体越长,电阻越大;横截面积越大 , 电阻越小 。
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不同材料导体的电阻有什么区别?
绝缘体:绝缘体是一种对电流具有很高电阻的材料 。由于其高电阻,它不允许电流通过,属于电的不良导体 。用于覆盖电缆的塑料材料是一种绝缘体 , 可防止电击 。
电导体:电导体是对电流流动阻力非常低的材料 。金属是电的优良导体 , 例如银、铜和金等 , 它们被拉伸成电线以传输电流 。
半导体:电阻率介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体 。它们的电阻在不同情况下会发生变化,它可能像导体或绝缘体一样工作 。半导体材料如硅和锗用于构造二极管、晶体管、IC等 。
超导体:超导体是一种电阻为零的导体 。当导体过冷超过其临界温度时,其电阻会突然降至零 。它是一种没有功率损耗的理想导体 。
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电阻在电路中的作用是什么?
阻力并不一定是坏事 。
电阻的主要作用是限流与降压(串联分压 , 并联分流) , 另外,电阻还与帮助我们走路、开车等的摩擦力一样,可以将电能转化为热量,为我们提供各种便利 。
限流
电阻器在电路中限制电流的经过,电阻值越大电流越小 。
降压
电流经过电阻器时必然会产生电压降,电阻值越大 , 电压降越大 。
分压
基于电阻的降压作用 , 电阻器还能够用作分压器 。
产生热量
电阻可将电能转化为热量,比如加热器中的线圈利用其电阻产生热量,用于烹饪和加热房间;还有白炽灯泡有一个小钨丝线圈,也是由于电阻而点亮 。
电阻有哪些分类?
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电阻的分类,来源:华秋商城
从结构上分有固定电阻和可变电阻 。
固定电阻的基本参数是阻值和公差 。公差是指由于温度和光照变化而引起的变化 。
可变电阻包括可变电阻器和物理量电阻传感器 。可变电阻器包括可调电位器和滑动变阻器 。物理量电阻传感器包括热敏传感器,光敏传感器,压敏传感器和磁敏传感器 。
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从制造材料上分,包括碳电阻,碳膜电阻,金属膜电阻,厚薄膜电阻,箔电阻,绕线电阻 。
碳电阻是比较老的结构 。精度较低,通常用于产生高能脉冲的地方 。
绕线电阻是最老的一种结构 。阻值精确,通常用于高功率应用 。小阻值仍旧很可靠 。
现在,使用较多的是金属和金属氧化物电阻器 。阻值和公差较稳定,温度系数也比较好 。
电阻都有哪些参数?怎么理解?
电阻器的主要参数有电阻值和额定功率 。
①电阻值
电阻值简称阻值 , 根本单位是欧姆,简称欧(Ω) 。常用单位还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ) 。它们之间的换算关系是1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω 。电阻器上阻值的标示办法有3种,即直标法、色标法和数标法 。
在电子制造中,选用4环或5环电阻均可 。在选频同路、偏置电路等电路中,应尽量选用误差小的电阻 , 必要时可用欧姆表检测选择 。
②额定功率
额定功率是电阻器的另一主要参数,常用电阻器的功率有1/8W、1/4W、)/2W、1W、2W、5W等 。
运用中应选用额定功率等于或大于电路请求的电阻器 。电路图中不作标示的表示该电阻器工作中耗费功率很小,可不用思索 。
③电阻的精度
电阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等 。0.1%的价格大约是1%的十倍 , 1%的价格大约是5%的1.3倍 。
④电阻的耐压值
电阻两端能够施加的电压,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:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V , 1/4W插件=250V 。而且,在长时间的应用中,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 。
⑤电阻的温度系数
电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数 。这个主要由电阻的材料决定的,一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃,意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时,电阻值有可能变化了0.25% 。
在要求更高的精密仪表 , 会使用金属膜电阻,他们的温漂做到10至20ppm是容易的,当然也就贵点 。总之,在仪表类的精密应用中,温度系数绝对是很重要的一个参数,电阻不精准可以在校准时调整参数,而电阻随外界温度的变化是控制不了的 。

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常用的电阻计算公式都有哪些?
定义式:R=U/I 。(U表示电压,I表示电流) 。
定义公式:R=ρL/S 。(ρ表示电阻的电阻率 , 是由其本身性质决定,L表示电阻的长度 , S表示电阻的横截面积) 。
电阻串联:R=R1+R2+R3+...+Rn 。(R1...Rn表示n个电阻,电阻值是由其本身性质决定) 。
电阻并联:1/R=1/R1+1/R2+1/R3+..+1/Rn 。(R1...Rn表示n个电阻,电阻值是由其本身性质决定) 。
与电功率相关公式:R=U2/P;R=P/I2 。(U表示电压,I表示电流,P表示电功率) 。
与电能(电热)相关公式:R=U2t/W;R=W/I2t 。(U表示电压,I表示电流,t表示时间,W表示电热) 。
电阻的失效模式与失效机理都有哪些?
失效模式:各种失效的现象及其表现的形式 。
失效机理:是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程 。
电阻器的主要失效模式与失效机理为:
1)开路:主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落,基体断裂 , 引线帽与电阻体脱落 。
2)阻值漂移超规范:电阻膜有缺陷或退化,基体有可动钠离子 , 保护涂层不良 。
3)引线断裂:电阻体焊接工艺缺陷,焊点污染,引线机械应力损伤 。
4)短路:银的迁移 , 电晕放电 。
如何测量电阻?如何检测电阻的好坏?
可用万用表来测量电阻阻值,以及判定电阻的好坏 。
将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值 。为了提高测量精度 , 应根据被测电阻标称值的大小来选择量程 。若测量结果与电阻器上的标示值相差很大,则说明该电阻器已损坏 。(模拟万用表测量前需校0 , 数字万用表不用)
另外,电阻受多种因素影响 。因此,在测量电阻时必须考虑以下因素:
电路中的组件:如果该组件位于电路内部,则其电阻可能会受到任何其他并联组件的影响 。
通过电路供电:如果有电源供应给电路或任何带电的电容器,它会影响读数,因为欧姆表是根据流过仪表的电流工作的 。
电路中的二极管:如果电路中有二极管,如果探头相互交换,电路的电阻会发生变化 。这是因为二极管不允许一个方向的电流 。
手指接触导线:如果手指接触导线 , 会因身体漏电流而影响读数 。测量电阻时不要触摸引线的尖端 。
温度:当电流通过它们时,大多数元件的温度会升高 。最好不要在热的时候测量电阻 , 因为温度会影响电阻 。
什么是零欧姆电阻?有什么作用?
电路设计中常见到0欧的电阻,大家往往会很迷惑:既然是0欧的电阻 , 那就是导线,为何要装上它呢?(事实上,零欧姆电阻的阻值并非“0Ω”,只是非常小,几乎为0 。)
原因很多 。
首先,零欧姆电阻可用于模拟地和数字地单点接地 。电路板上的所有地都需要接到一起,但如果把模拟地和数字地大面积直接相连 , 会导致互相干扰 。而利用零欧姆电阻短接所有地,可解决此问题 。
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其次,零欧姆电阻可用于PCB设计代替电线和跳线 。
比如在PCB量产中使用零欧姆电阻可降低成本 。在PCB生产过程中 , 我们会使用自动插装机对二极管、电容、电感、电阻等元器件进行取放,以降低生产成本,这里就可用零欧姆电阻代替电线和跳线 。但如果没有零欧姆电阻,我们将不得不开启另一台自动电线放置机,或者不得不手动放置电线 , 导致生产成本高昂、生产时间变长 。
再比如,零欧姆电阻可有效降低PCB设计被抄袭的风险 。有些人会使用逆向工程策略复制别人的PCB设计 , 在这种情况下,零欧姆电阻是最好的替代电线,它会混淆和防止PCB被抄袭 。设计人员和制造商会将0-Ω电阻放置在没有标记阻值的位置或使用不同的电阻颜色代码 。
【这10个问题让你一次性看懂电阻 什么是电阻】最后,零欧姆电阻还有熔丝、布线时跨线、调试/测试用、作为温度补偿器件等作用 。