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電阻器(Resistor)

 經(jīng)緯之略 2015-05-11
電阻器(Resistor)
        電阻器(Resistor)在日常生活中一般稱為電阻。它是用電阻材料制成的、有一定結(jié)構(gòu)形式、 能在電路中起限制電流通過作用的二端電子元件。一般是兩個引腳,它可限制通過它所連支路的電流大小。其阻值不能改變的稱為固定電阻器。其阻值可變的稱為電位器可變電阻器。實(shí)際器件如燈泡,電熱絲,電阻器等均可表示為電阻器元件。
        電阻,英文名resistance,通常縮寫為R, 歐姆定律說,I=U/R,那么R=U/I,電阻的基本單位是歐姆,用希臘字母“Ω”表示(常用單位還有千歐kΩ,兆歐MΩ,毫歐m Ω),定義為:導(dǎo)體上加上一伏特電壓時,產(chǎn)生一安培電流所對應(yīng)的阻值。電阻元件的電阻值大小一般與溫度,材料,長度,還有橫截面積有關(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℃時電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,它是一個耗能元件,電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對信號來說,交流與直流信號都可以通過電阻。

一.電阻器的基本原理
       電阻器由電阻體、骨架和引出端三部分構(gòu)成(實(shí)芯電阻器的電阻體與骨架合二為一),而決定阻值的只是電阻體。對于截面均勻的電阻體,電阻值為
電阻值電阻值
式中ρ為電阻材料的電阻率(歐·厘米);L為電阻體的長度(厘米);A為電阻體的截面積(平方厘米)。
       薄膜電阻體的厚度d很小,難于測準(zhǔn),且ρ又隨厚度而變化,故把與薄膜材料有關(guān)的常數(shù),稱為膜電阻。實(shí)際上它就是正方形薄膜的阻值,故又稱方阻(歐/方)。對于均勻薄膜
薄膜阻值薄膜阻值
式中W為薄膜的寬度(厘米)。通常Rs應(yīng)在一有限范圍內(nèi),Rs太大會影響電阻器性能的穩(wěn)定。
因此圓柱形電阻體以刻槽方法,平面形電阻體用刻蝕迂回圖形的方法來擴(kuò)大其阻值范圍,并進(jìn)行阻值微調(diào)。
        伏安特性是用圖形曲線來表示電阻端部電壓和電流的關(guān)系,當(dāng)電壓與電流成比例時(特性為直線),稱為線性電阻,否則稱為非線性電阻。

二.電阻器的分類及標(biāo)識方法
      
 電阻器按其結(jié)構(gòu)可分為固定電阻器、半可調(diào)電阻器和電位器三大類。在電路中,固定電阻器、半可調(diào)電阻器的符號是R,電位器的符號是RP
       為了區(qū)別不同種類的電阻,常用幾個拉丁字母表示電阻類別,如圖1所示。第一個字母R表示電阻,第二個字母表示導(dǎo)體材料,第三個字母表示形狀性能。上圖是碳膜電阻,下圖是精密金屬膜電阻。表1列出電阻的類別和符號。表2是常用電阻的技術(shù)特性。

                                                           圖1

表1 電阻的類別和符號

順序

類別

名稱

簡稱

符號

第一個字母

主稱

電阻器
電位器


R
W

第二個字母

導(dǎo)體材料

碳膜
金屬膜
金屬氧化膜
線繞




T
J
Y
X

第三個字母

形狀性能等

大小
精密
測量
高功率




X
J
L
G

表2 常用電阻的技術(shù)特性

電阻類別

額定功率
(W)

標(biāo)稱阻值范圍
(Ω)

溫度系數(shù)
(1/℃)

噪聲電勢
(uV/V)

運(yùn)用頻率

RT型
碳膜電阻

0.05
0.125
0.25
0.5
1.2

10~100×103
5.1~510×103
5.1~910×103
5.1~2×106
5.1~5.1×106

-(6~20)×10-4

1~5

10兆赫以下

RU型
硅碳膜電阻

0.125、0.25
0.5
1.2

5.1~510×103
10~1×106
10~10×106

±(7~12)×10-4

1~5

10兆赫以下

RJ型
金屬膜電阻

0.125
0.25
0.5
1.2

30~510×103
30~1×106
30~5.1×106
30~10×106

±(6~10)×10-4

1~4

10兆赫以下

RXYC型
線繞電阻

2.5~100

5.1~56×106

   

低頻

WTH型
碳膜電位器

0.5~2

470~4.7×106

5~10

5~10

幾百千赫以下

WX型
線繞電位器

1~3

10~20×103

   

低頻

       固定電阻器在電路圖中的符號用長方塊表示電阻體,兩邊短線分別表示電阻器的兩根引出線。凡是阻值固定不變的電阻器,都用圖(a)這個符號來表示,固定電阻器常用字母"R”表示。

可變電阻器在電路圖中的符號仍用長方塊來代表電阻體,用箭頭來形象地表示可以移動的滑動觸點(diǎn)。因?yàn)榭勺冸娮杵魇侵挥袃蓚€接線頭的變阻元器件,所以只用一根引線和一個帶箭頭的折線來表示,或用一個帶有箭頭的固定電阻器符號來表示,如圖(b)、(c)、(d)所示。

電位器符號兩邊的短線表示電阻體兩端的引出焊片,帶箭頭的折線代表電阻體上的滑動觸點(diǎn),如圖1-23 (e)所示。帶有開關(guān)的電位器符號如圖1-23(f)所示,其中左面部分表示開關(guān),中間虛線表示了開關(guān)與電位器是由同一轉(zhuǎn)軸控制的。通常音量控制采用帶開關(guān)電位器,所以一般電路圖中虛線往往不畫出來。電位器的文字符號常用字母“RP,’來表示。常用保險電阻器的符號如圖所示。

 電阻器的額定功率

      當(dāng)電流流過電阻的時候,電阻就會發(fā)熱。功率越大,發(fā)熱越厲害,過大就會燒毀電阻。電阻長時間正常工作所允許的最大功率叫做額定功率。

       電阻器的功率有1/8W(瓦),1/4,1/2,1w,2w,3w,4w,5w,10w,100w等。

     

3、電阻器的單位表示

       電流流過電阻器時,對電流有阻礙作用,其阻礙的大小,即為電阻值。其基本單位是歐姆(簡稱歐),符號用希臘文'Ω'表示,大小有千 歐,兆歐,其關(guān)系如下:

       1 kΩ =1000Ω,1MΩ=1000kΩ

4、電阻器在電路中的符號表示

              電路中常用‘R’表示電阻,‘C’表示電容,“L‘表示電感

 

5、各種電阻圖片

 6、電阻的串、并聯(lián)電路

       電阻器的串聯(lián):電阻串聯(lián)后,其總阻值等于各個串聯(lián)電阻阻值之和。因此,可用小電阻串聯(lián)后替代大電阻。

       電阻器的并聯(lián):電阻并聯(lián)后,其總阻值會變小,總阻值的倒數(shù)等于各個并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。

 7、可變電阻器(電位器)是一種阻值可以連續(xù)變化的電阻器。

 8. 各種電位器圖片

        參數(shù)與特性  表征電阻特性的主要參數(shù)有標(biāo)稱阻值及其允許偏差、額定功率、負(fù)荷特性電阻溫度系數(shù)等。
標(biāo)稱阻值 用數(shù)字或色標(biāo)在電阻器上標(biāo)志的設(shè)計阻值。 單位為歐(Ω)、千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)、太歐(TΩ)。阻值按標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)先數(shù)系列制造,系列數(shù)對應(yīng)于允許偏差。
電阻的阻值和允許偏差的標(biāo)注方法有直標(biāo)法色標(biāo)法文字符號法。
① 直標(biāo)法
       將電阻的阻值和誤差直接用數(shù)字和字母印在電阻上(無誤差標(biāo)示為允許誤差 ± 20%)。也有廠家采用習(xí)慣標(biāo)記法,如:
3 Ω 3 ?、?表示電阻值為3.3 Ω、允許誤差為 ± 5 %
1 K 8  表示電阻值為1.8 KΩ、允許誤差為 ± 20 %
5 M 1 ?、?表示電阻值為5.1 MΩ、允許誤差為 ± 10 %
② 色標(biāo)法
       將不同顏色的色環(huán)涂在電阻器(或電容器)上來表示電阻(電容器)的標(biāo)稱值及允許誤差,各種顏色所對應(yīng)的數(shù)值見表 B303。固定電阻器色環(huán)標(biāo)志讀數(shù)識別規(guī)則如圖T301所示。
 黑0,棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍(lán)6,紫7,灰8,白9
四環(huán)電阻的識別方法
顏色
第一環(huán)數(shù)字
第二環(huán)數(shù)字
倍乘數(shù)
誤差
0
0
10^0
———
1
1
10^1
———
2
2
10^2
———
3
3
10^3
———
4
4
10^4
———
5
5
10^5
———
藍(lán)
6
6
10^6
———
7
7
10^7
———
8
8
10^8
———
9
9
10^9
———
———
————
10^-1
±5%
———
————
10^-2
±10%
 
五環(huán)電阻的識別
顏色
第一環(huán)數(shù)字
第二環(huán)數(shù)字
第三環(huán)數(shù)字
倍乘數(shù)
誤差
0
0
0
10^0
——
1
1
1
10^1
1%
2
2
2
10^2
2%
3
3
3
10^3
——
4
4
4
10^4
——
5
5
5
10^5
0.5%
藍(lán)
6
6
6
10^6
0.25%
7
7
7
10^7
0.1%
8
8
8
10^8
±20%
9
9
9
10^9
——
——
——
——
10^-1
±5%
——
——
——
10^-2
±10%

1.色環(huán)識別:( 黑0,棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍(lán)6,紫7,灰8,白9
      1)四環(huán)電阻:第一色環(huán),第二色環(huán)相應(yīng)地代表電阻值的第一位、第二位有效數(shù)字。第三色環(huán)表示第二位有效數(shù)字之后加的‘0’的個數(shù)。第四色環(huán)代表電阻值的允許誤差。棕色代表±1%,紅色代表±2%,金色代表±5%,銀色代表±10.
      2)五環(huán)電阻:第一色環(huán),第二色環(huán),第三色環(huán)相應(yīng)地代表電阻值的第一位、第二位,第三位有效數(shù)字。第四色環(huán)表示第三位有效數(shù)字之后加的‘0’的個數(shù)。第五色環(huán)代表電阻值的允許誤差。棕色代表±1%,紅色代表±2%,金色代表±5%,銀色代表±10.
例:紅橙黑金=23*10^0=23Ω(±5%)
例:紅藍(lán)綠黑棕=265*10^0=265Ω(±1%)
2.允許偏差 實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值間允許的最大偏差,以百分比表示。常用的有±5%、±10%、±20%,精密的小于±1%,高精密的可達(dá)0.001%。精度由允許偏差和不可逆阻值變化二者決定。
3.額定功率 電阻器在額定溫度(最高環(huán)境溫度)tR下連續(xù)工作所允許耗散的最大功率。對每種電阻器同時還規(guī)定最高工作電壓,即當(dāng)阻值較高時即使并未達(dá)到額定功率,也不能超過最高工作電壓使用。
電阻器額定功率的識別
  電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中,長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。有兩種標(biāo)志方法:2W以上的電阻,直接用數(shù)字印在電阻體上2W以下的電阻,以自身體積大小來表示功率。在電路圖上表示電阻功率時,采用如圖T302符號:[1] 
4.負(fù)荷特性  當(dāng)工作環(huán)境溫度低于tR時,電阻器也不能超過其額定功率使用,當(dāng)超過tR時,必須降低負(fù)荷功率。對每種電阻器都有規(guī)定的負(fù)荷特性。此外,在低氣壓下負(fù)荷允許相應(yīng)降低。在脈沖負(fù)荷下,脈沖平均功率遠(yuǎn)低于額定功率,一般另有規(guī)定。
5.電阻溫度系數(shù) 在規(guī)定的環(huán)境溫度范圍內(nèi),溫度每改變1℃時阻值的平均相對變化,用ppm/℃表示。 除了以上幾種參數(shù)外,還有非線性(電流與所加電壓特性偏離線性關(guān)系的程度)、電壓系數(shù)(所加電壓每改變、伏阻值的相對變化率)、電流噪聲(電阻體內(nèi)因電流流動所產(chǎn)生的噪聲電勢的有效值與測試電壓之比,用電流噪聲指數(shù)來表示)、高頻特性(由于電阻體內(nèi)在分布電容和分布電感的影響,使阻值隨工作頻率增高而下降的關(guān)系曲線、長期穩(wěn)定性(電阻器在長期使用或貯存過程中受環(huán)境條件的影響阻值發(fā)生不可逆變化的過程)等技術(shù)指標(biāo)。

 

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