电阻的选型简介

第1章 电阻的选型简介
电阻(Resistance,通常用“R”表示),在物理学中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,电阻越小,电子流通量越大,反之亦然。电阻是导体本身的一种特性,不同的导体,电阻一般不同。电阻的决定式,计算式。注意:金属的电阻随温度的升高而增大,半导体随温度的增加而减小,大多数金属在温度降到一定数值时,电阻突然将为零,出现超导现象。   
1.1 电阻的种类旋转喷嘴
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普通电阻:薄膜电阻(包括碳膜电阻、合成碳膜电阻、金属氧化膜电阻、化学沉积膜电阻、玻璃釉膜电阻和金属氮化膜电阻)、线绕电阻(包括通用线绕电阻、功率线绕电阻、高频线绕电阻和精密线绕电阻)、实心电阻(包括无机合成实心碳质电阻和有机合成实心碳质电阻)
特种电阻:湿敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻、磁敏电阻、力敏电阻、气敏电阻。
另外常听说的电阻有厚膜电阻和薄膜电阻。厚膜与薄膜的区别主要是从生产工艺上区分的。厚膜价格相对便宜,但精度相对较低。一般常见的普通贴片电阻都是厚膜电阻,5%的精度。
1.2 电子电路中常用的电阻的结构和特点
电阻种类
电阻结构和特点
实物图片
碳膜电阻
气态碳氢化合物在高温和真空中分解,碳沉积在瓷棒或者瓷管上,形成一层结晶碳膜。改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度,可以得到不同的阻值。碳膜电阻成本较低,性能一般。
金属膜电阻
在真空中加热合金,合金蒸发,使瓷棒表面形成一层导电金属膜。刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。这种电阻和碳膜电阻相比,体积小,噪声低,稳定性好,但成本较高。
碳质电阻
把碳黑、树脂、粘土等混合物压制后经过热处理制成。在电阻上用环表示它的阻值。这种电阻成本低,阻值范围宽,但性能差,因此很少使用该种电阻。
合成膜电阻
合成碳膜电阻是用有机粘合剂将碳墨、石墨和填充料配成悬浮液涂覆于绝缘基体上,经加热聚合而成。它的电性能和稳定性较差,一般不适于作通用电阻器。但由于它容易制成高阻值的膜,所以主要用作高阻或高压电阻器。合成碳膜电阻器的特点是阻值范围宽,价格低,但噪声大,频率特性不好,故多用于要求不高的电路中,如高阻电阻箱等。
线绕电阻
用康铜或者镍铬合金电阻丝,在陶瓷骨架上绕制成。这种电阻分固定和可变两种。它的特点是工作稳定,耐热性能好,误差范围小,适用于大功率的场合,额定功率一般在1瓦以上。
方形线绕电阻
测量电池内阻方形线绕电阻(钢丝缠绕电阻)又俗称为水泥电组,采用镍,铬,铁等电阻较大的合金电阻线绕在无碱性耐热瓷件上,外面加上耐热,耐湿,无腐蚀之材料保护而成,再把绕线电阻体放入瓷器框内,用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成。它的优点是阻值精确,低杂音,有良好散热及可以承受甚大的功率消耗,大多使用于放大器功率级部份。缺点是阻值不大,成本较高,亦因存在电感不适宜在高频的电路中使用。
金属玻璃铀电阻
将金属粉和玻璃铀粉混合,采用丝网印刷法印在基板上。耐潮湿,高温,温度系数小,主要应用于厚膜电路贴片电阻SMT贴片电阻(片式电阻)是金属玻璃铀电阻的一种形式,它的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成,特点是体积小,精度高,稳定性和高频性能好,适用于高精密电子产品的基板中。
光敏电阻
光敏电阻是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,又称为光电导探测器,入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。还有另一种入射光弱,电阻减小,入射光强,电阻增大。
热敏电阻
热敏电阻是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大,负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低,它们同属于半导体器件。
压敏电阻
“压敏电阻"是一种具有非线性伏安特性的电阻器件,主要用于在电路承受过压时进行电压嵌位,吸收多余的电流以保护敏感器件。压敏电阻器的电阻体材料是半导,现在大量使用的"氧化锌"(ZnO)压敏电阻。其优点:多种浪涌承受能力(标准、高浪涌、超高浪涌)、大电流处理、能量吸收能力(单体通流量可达到70KA甚至更高)、快反应时间、低泄露电流。
0欧姆电阻
0欧姆电阻指阻值为零的电阻。电路板设计中两点不能用印刷电路连接,常在正面用跨线连接,这在普通板中经常看到,为了让自动贴片机和自动插件机正常工作,用零电阻代替跨线。
碳膜电位器
它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。碳膜电位器有大型、小型、微型几种,有的和开关一起组成带开关电位器。还有一种直滑式碳膜电位器,它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。
线绕电位器
用电阻丝在环状骨架上绕制成。它的特点是阻值范围小,功率较大。
1.3电阻的作用
举宫电阻在电路上的主要作用有分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)、阻抗匹配、将电能转化为内能等。
1.电阻的分压作用
一般电器上都标有额定电压值,若电源比用电器的额定电压高,则不可把用电器直接接在电源。在这种情况下,可给用电器串接一个合适阻值的电阻,让它分担一部分电压,用电器便能在额定电压下工作。如下图所示的电路,当接入合适的分压电阻后,额定电压为12V 的电灯便可接入电压为24V 的电源上。
2.电阻的限流作用
某些电气元件的电流不能超过额定值或实际工作需要的规定值,以保证电气元件的正常工作,通常可在电路中串联一个可变电阻器。当改变这个电阻的大小时,电流的大小也随之改变。我们把这种可以限制电流大小的电阻叫做限流电阻。
如在可调光台灯的电路中,为了控制灯泡的亮度,也可在电路中接入一个限流电阻(如下图所示),通过调节接入电阻的大小,来控制电路中电流的大小,从而控制灯泡的亮度。
3.电阻的分流作用
当在电路的干路上需同时串接几个额定电流不同的用电气元件时,可以在额定电流较小的用电器两端并联接入一个电阻,这个电阻的作用是“分流”。例如:有两个灯泡,分别是12V、12W和12V、24W,显然两灯泡不能直接串联接入同一电路。但若我们在甲灯两端破碎轨迹
并联一个合适的分流电阻(如下图所示),则甲、乙两灯便能直接串联接入同一电路正常工作。
4.电阻的滤波作用
ad视频矩阵电阻的滤波作用一般是和电容组成RC滤波电路,可分为低通和高通电路。
5.电阻与电容组成RC充放电电路
RC充放电电路是电阻应用的基础电路,在电子电路中会常常见到,RC充放电电路下图所示。图中开关S原来停留在B点位置,电容器C上没有电荷,它两端的电压等于零。当开关接到A点时,电源E通过R向电容器C充电,在电路接通的瞬间,电容器电压Vc=0,充电电流最大值等于Z/R。随着电容器两极上电荷的积累,Vc逐渐增大,电阻器R上的电压Vr=E-Vc,充电电流i=(E—Vc)/R且随着Vc的增大而越来越小,Vc的上升也越来越慢。当Vc=E时,i=0,充电过程结束。
试验证明,充电过程可用下面公式描述,即,式中:e-自然对数;t-时间。
                 
从公式中不难看出,充电过程中Vc和i是按指数规律变化的。而充电的快慢取决于电阻和电容的乘积,因此称RC为时间常数τ,即τ=RC。如果R和C的的单位取欧姆和法拉,则τ的单位为秒。当电路开关S在C充满电荷后由A端置于B端时,电容C上的电荷通过R放电,其放电也是按指数规律进行的。
利用RC充放电特性可组成很多应用电路,如积分电路、微分电路、去耦电路以及定时电路等。
6.电阻的阻抗匹配作用
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
右图中R为负载电阻,r为电源E的内阻,E为电压源。由于r的存在,当R很大时,电路接近开路状态;而当R很少时接近短路状态。显然负载在开路及短路状态都不能获得最大功率。
     
从上式可看出,当R=r时式中的式中分母中的(R-r)的值最小为0,此时负载所获取的功率最大。所以,当负载电阻等于电源内阻时,负载将获得最大功率。这就是电子电路阻抗匹配的基本原理。
下图是由电阻器组成的阻抗匹配衰减器、它接在特性阻抗不同的两个网络中间,可以起到匹配阻抗的作用。匹配器中电阻器的阻值可由下式确定。

本文发布于:2024-09-24 01:15:39,感谢您对本站的认可!

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