简述电阻器的主要技术参数(电阻器的介绍与应用)

1、电阻器

电阻器简介

  • 电阻器(Resistor)一般直接称为电阻。是一个限流元件。将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的。电阻器一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。
  • 理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。其端电压与电流有确定函数关系,体现电能转化为其他形式能力的二端器件,用字母R来表示,单位为欧姆(Ω)。电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。
  • 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。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。

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电阻器分类

  • 按照电阻值是否可变区分:

阻值不能改变的称为固定电阻器。

阻值可变的称为电位器或可变电阻器。

  • 按照性质区分:

线性电阻(欧姆电阻),特性上满足欧姆定律。

非线性电阻,特性上不满足欧姆定律。

  • 按照电阻器材质区分常见的主要如下:

线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。

薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。

实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。

敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器等。

电阻器的单位

电阻的单位在国际单位制中是欧姆(Ω),简称欧。

1Ω=1V/A,比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ,兆=百万,即100万)

1TΩ=1000GΩ;1GΩ=1000MΩ;1MΩ=1000KΩ;1KΩ=1000Ω

电阻的倒数1/R称为电导,也是描述导体导电性能的物理量,用G表示,电导的国际单位制(SI)单位是西门子(S),简称西。

欧姆定律

标准式:I=U/R

  • 部分电路公式:I=U/R,或I=U/R=P/U(I=U:R) 。由欧姆定律的推导式【U=IR;R=U/I】不难得到,电压即为电流与电阻之积;电阻即为电压与电流的比值。所以,这些变形公式仅作计算参考,并无具体实际意义。)
  • 欧姆定律成立时,以导体两端电压为横坐标,导体中的电流I为纵坐标,所做出的曲线,称为伏安特性曲线。这是一条通过坐标原点的直线,它的斜率为电阻的倒数。具有这种性质的电器元件叫线性元件,其电阻叫线性电阻或欧姆电阻。 欧姆定律不成立时,伏安特性曲线不是过原点的直线,而是不同形状的曲线。把具有这种性质的电器元件,叫作非线性元件。
  • 全电路公式:I=E/(R r) E为电源电动势,单位为伏特(V);R是负载电阻,r是电源内阻, 单位均为欧姆符号是Ω.I的单位是安培(A).
  • 詹姆斯·麦克斯韦诠释欧姆定律为,处于某状态的导电体,其电动势与产生的电流成正比。因此,电动势与电流的比例,即电阻,不会随着电流而改变。在这里,电动势就是导电体两端的电压。

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电阻的相关计算公式

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色环表示法的参数读取

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四色环电阻器的读取

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五色环电阻器的读取

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贴片电阻器读取

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电阻器的主要参数

  • 标称阻值:电阻器标示的电阻值,单位为欧姆。
  • 误差(精度):用百分比来表示。表示对应电阻器和其标称的阻值的误差范围。常规主要见到的精度一般为0.1%,0.5%,1%,5%,10%等。
  • 温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。用ppm来表示。
  • 额定功率。单位为瓦特(W),有2W,1W,1/2W,1/4W,1/8W,1/10W,1/16W,1/20W,1/32W等。
  • 额定电压,由阻值和额定功率换算出来额电压值,单位为伏特(V)。
  • 最高工作电压:允许的最大连续工作电压。低气压工作时最高工作电压较低。单位为伏特(V)
  • 老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。
  • 电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
  • 噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
  • 工作温度范围,单位一般为摄氏度。
  • 封装,比如0805,0603,0402,0201等。
  • 包装,比如编带包装等。

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电阻器在电路中的作用

  • 分压

当电阻和负载在电路中处于串联时,流过电阻和负载的电流相同,电阻和负载各自的电压之和等于它们之间作为整体时两端的总电压,此时,电阻起到分压的作用。

  • 分流

当电阻和负载处于并联时,电阻和负载两端电压相同,流过电阻的电流和流过负载的电流等于流过电阻和负载的总电流。此时,电阻起到分流的作用。

  • 阻抗匹配

通过添加电阻使负载阻抗和激励源内部阻抗适配。主要应用在传输线上。

  • 滤波

主要应用在积分电路,微分电路,去耦电路和定时电路中。

电阻器的射频特性

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影响电阻成本的主要因素

  • 材质
  • 精度
  • 是否标准阻值(定制)
  • 封装
  • 包装
  • 温度系数和温度范围
  • 是常规电阻还是射频电阻
  • 承受功率
  • 品牌
  • 是否为特殊电阻器(比如HIFI音响专用)
  • 专利

电阻的选型

  • 阻值:主要根据电路要求决定。
  • 功率:电阻上需要承受的热功率,一般需要预留50%或者以上的余量。
  • 封装形式:射频电路一般选用贴片封装形式的电阻,降低引线分布电感。
  • 材质:射频电路一般选用金属膜、金属氧化物膜、金属玻璃釉电阻器。
  • 工作频率:根据电路工作频率选用。
  • 承受电压:电阻承受的最大电压,一般需要预留50%以上的余量。
  • 精度:根据电路需求和关键RF物料的容差决定,一般选用1%精度的电阻器。
  • 温度范围:根据电路的最大工作温度决定,一般需要预留50%或者以上的余量。
  • 温度系数:根据电路需求决定。

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