下面用三个篇章解释
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# 漫画篇
图片取自网络
# 文字篇
电阻,作为最基础的无源器件之一,在电子电路中的应用十分广泛。
1、电阻器与欧姆定律
电阻器(Resistor),泛指所有用以产生电阻的电子或电机配件。电阻器的运作跟随欧姆定律,其电阻值定义为其电压与电流相除所得的比值。
其中
・I 是流过导体的电流,单位是安培(A)。
・V 是导体两端的电位差,单位是伏特(V)。
・R 是导体的电阻,单位是欧姆(Ω)。
2、电阻单位和转换
采用国际单位制,电阻的单位为欧姆(Ω,Ohm)。电阻的倒数为电导 G,单位为西门子(S)。
其还有其他转换单位:千欧 (KΩ) 、兆欧 (MΩ)
单位转换:1 兆欧 (MΩ) = 1000 千欧 (KΩ) = 1000000 欧姆 (Ω)
3、电阻器的电路标志
4、电阻器的主要用途
・在放大器中,他被用做有源器件的负载、偏置电路或反馈元件;
・它与电容结合使用即可形成时间常数,并作为滤波器使用;
・它也可由于设置工作电流与信号电平;
・在电源电路中用于损耗功率,以减少相应电压;
・也用于测量电流以及在电源撤去后使电容放电;
・还用于在精准电路中建立电流,提供准确的电压比,以及设置准确的增益值;
・在逻辑电路中,作为总线和线路终端以及 “上拉” 与 “下拉” 电阻;
・在高压电路中,用于测量电压与均衡串接中的二极管或电容的泄漏电流;
・在射频电路中,甚至可以用来作为线圈,取代电感。
5、电阻的串联与并联
・以下是一列串联起来的电阻器:
电路两端的总电阻值为各电阻器的电阻之和,即
因此,利用电阻的串联,总可以得到一个阻值较大的电阻。
・以下是一组并联的电阻器:
由于所有电阻的电压相同,根据欧姆定律,它们的电流与电阻成反比,故
因此,利用电阻的并联,总可以得到一个阻值较小的电阻。
・在对电子电路进行分析时,我们往往更喜欢利用对电路的直觉与简化来分析问题,而不是习惯于复杂的代数公式
当简要分析电路是,对于串并联的分析,我们可以简化成:一个较大的电阻与一个较小的电阻串联(或并联)后其阻值接近于较大的(或较小)的电阻
而为了培养我们的直觉,我们也使用 电导 G = 1 /R 一词来理解记忆,一个较小的电阻反而是一个较大的电导,在所加的电压作用下可通过较大的电流
6、电阻色环阻值
7、电阻种类
・碳膜电阻(主要是在陶瓷棒上形成一层碳混合物膜)
・金属膜电阻(主要是利用真空沉积技术在陶瓷棒上形成一层镍铬合金镀膜)
・金属氧化膜电阻(主要是在陶瓷棒形成一层锡氧化物膜)
・绕线电阻(是将镍铬合金导线绕在氧化铝陶瓷基底上,一圈一圈控制电阻大小)
・可变电阻(可经由滑动而改变滑动端与两个固定端间电阻值的电子零件)
・压敏电阻(电阻值会随外部电压而改变)
・光敏电阻(利用光电导效应的一种特殊的电阻,与入射光的强弱有直接关系)
・热敏电阻(其阻值随温度的变化有极为显著的变化)
8、电阻参数
・标称阻值:电阻器上面所标示的阻值
・允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度
・额定功率:在正常的大气压力 90-106.6KPa 及环境贴片电阻参数温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的较大功率
・额定电压:由阻值和额定功率换算贴片电阻参数出的电压
・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
・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,贴片电阻,贴片电阻参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,包括热噪声贴片电阻,贴片电阻参数和电流噪声两部分,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
平常我们一般只关注阻值、精度、额度功率,这三个指标合适即可。在数字电路中,我们无需关注太多的细节,毕竟只有 1 和 0 的数字里面,不必计较其微乎其微的影响;但是在模拟电路中,当我们使用精准的电压源,或者对信号进行模数转换,又或者放大一个微弱的信号时,阻值的小小变动都会带来很大的影响了
9、0 欧电阻
・可以做跳线调试用
・在高频信号下,充当电感或电容用
・单点接地(模拟地和数字地单点接地)
・熔丝作用
・配置电路(eg:STM32 的 BOOT)
・布线时作跨线处理(1206 封装的电阻)
10、上拉电阻和下拉电阻
・上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平,电阻同时起限流作用!下拉同理
・上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流
・上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的,一般说法是拉电流;下拉电阻是用来吸收电流的,也就是我们通常所说的灌电流
・弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分
11、纯阻性负载电压电流的超前滞后
首先要提醒,相位的概念是针对正弦信号而言的,直流信号、非周期变化信号等都没有相位的概念
对于接上了正弦波的阻性负载,通过接上理想的直流电压表、直流电流表,可以观察到波形超前滞后的现象
如果还表现的还不够生动,可以用动态图演示,其用红色表示电压,蓝色表示电流:
纯阻性负载其超前角是 0 度,这个时候功率因数为 1