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史上最全的电阻基础知识,赶快分享给小伙伴吧!

 goandlove 2016-10-31

2016-08-27 

电阻器的分类及命名方法

一、种类

电阻种类多样,下面主要讲解一些常用的电阻

  1. 碳膜电阻:它在目前电子电路中使用量最大,价格最便宜,品质稳定性高,噪声小,应用值范围:1ohm---10Mohm

    阻值范围:阻值范围宽,一般为2.1Ω~10M。

    标称阻值:E-96

    极限电压高

    极好的长期稳定性,电压的改变对阻值的影响极小,且具有负温度系数(阻值随温度的升高而减小)。

    价格低,制作容易,生产成本低,价格便宜,但体积较大。

    包装方式有带装、散装

    高频特性好,可制成高频电阻器和超高频电阻器。

    使电阻值变大:取一只比需要阻值稍小的电阻,刮去表面漆膜,一直刮到碳膜,边刮边测,待达到所需阻值时即可停手.理想的'增值'范围应控制在原电阻阻值的20%以内,如1kΩ刮至1.2kΩ即可,增加阻值过多会影响电阻的稳定性.

  2. 合成碳膜电阻:合成碳膜电阻可细分为高阻合成碳膜电阻器,高压合成碳膜电阻器和真空兆欧合成碳膜电阻器等多种。这种电阻器电阻阻值变化范围宽,价格低廉,但是噪声大,频率特性差,电压稳定性低,抗湿性差,主要用来制造高压,高阻电阻器。

  3. 金属膜电阻器:金属膜电阻器又分为普通金属膜电阻器,半精密金属膜电阻器,高精密金属膜电阻器,高压金属膜电阻器等多种。这种电阻器与碳膜电阻器相比,体积小,噪声小,稳定性高,温度系数小,耐高温,精度高,但脉冲负载稳定性差。阻值范围:0.1欧姆---620M欧姆。

    金属膜电阻器是膜式电阻器(Film Resistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将镍铬或类似的合金紧密附在瓷棒表面形成皮膜,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。由于它是引线式电阻,方便手工安装及维修,用在大部分家电、通讯、仪器仪表上。

    金属膜电阻器就是以特种金属或合金作电阻材料,用真空蒸发或溅射的方法,在陶瓷或玻璃基本上形成电阻膜层的电阻器。这类电阻器一般采用真空蒸发工艺制得,即在真空中加热合金,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。它的耐热性、噪声电势、温度系数、电压系数等电性能比碳膜电阻器优良。金属膜电阻器的制造工艺比较灵活,不仅可以调整它的材料成分和膜层厚度,也可通过刻槽调整阻值,因而可以制成性能良好,阻值范围较宽的电阻器。

    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,常常作为精密和高稳定性的电阻器而广泛应用,同时也通用于各种无线电电子设备中

  4. 金属氧化膜电阻器:他除了具有金属膜电阻器的特点之外,比金属膜电阻器的抗氧化性和热稳定性高,功率大(可达50KW),但是阻值范围小,主要用来补充金属膜电阻器的低阻部分。阻值范围:1欧姆---200K欧姆。

    这种电阻器的主要特点是耐高温,工作温度范围为+140~235℃在短时间内可超负荷使用;电阻温度系数为±3×10-4/℃;化学稳定性好。这种电阻器的电阻率较低,小功率电阻器的阻值不超过100千欧,因此应用范围受到限制,但可用作补充金属膜电阻器的低阻部分

  5. 合成实心电阻器:它的机械强度高,过负载能力较强,可靠性高,体积小,但噪声大,分布参数大,对电压和温度的稳定性差,,阻值范围:4.7欧姆---22M欧姆

  6. 线绕低感电阻器:主要特点有耐热性优,温度系数小,重量qing,耐短时间过负载,低噪声,阻值变化小,寄生电感小。

    线绕电阻器是用电阻丝绕在绝缘骨架上构成的。电阻丝一般采用具有一定电阻率的镍铬、锰铜等合金制成。绝缘骨架是由陶瓷、塑料、涂覆绝缘层的金属等材料制成管形、扁形等各种形状。电阻丝在骨架上根据需要可以绕制一层,也可绕制多层,或采用无感绕法等。

    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,阻值 可精确到0.001欧,价格较贵,多用于医疗设备,额定功率一般在1瓦以上。

    线绕电阻数值精确,从理论上说,除非是做充电器输出电压基准外,一般的充电器都不用线绕电阻。充电器电路为SMPS开关电源电路,高电压端信号产生电路的要求很高,不可能采用线绕电阻,否则会导致自激,而影响震荡频率,从而使输出波动较大,只有低电压端的采样基准电路可能会用线绕电阻。

    磨损会引起局部线径变细,在长期使用通电的情况下,电流的长期作用使线的内在成分发生了变化,从而使阻值变小。

  7. 涂敷线绕电阻:阻值低,体积小,负荷大,性能稳定。涂敷线绕电阻器主要在线路中应用于分压以及功率负载。

  8. 精密电阻器:所谓的精密电阻器是指电阻的阻值误差、电阻的热稳定性、电阻器的分布参数等指标达到一定标准的电阻器。金属膜精密电阻器的精度较高,但是阻值温度系数和分布参数指标略低,精密测量仪器中常用到这种电阻器。线绕精密电阻器的阻值精度和温度系数指标很高,但是分布参数指标偏低。线绕精密电阻器的匝数较多时,往往采用无感绕制,即正向绕制的匝数和反向绕制的匝数相同,以尽量减小分布电感。金属箔精密电阻器的精度,阻值温度系数和分布参数各项指标都很高,但是价格在这三种电阻中是最高的。

  9. 高频负载电阻器:它为终端负载电阻器,使用在具有高功耗的高频电路中,安装在散热器上,在高频功率下有较低的驻波比

    电阻器的主要参数和识别方法

一.主要参数

  1. 电阻器允许偏差参数

在实际生产电阻器中,由于考虑到技术的水平和成本的约束,实际生产的电阻器的阻值有一定的误差值,所以,就规定了一个允许误差参数。在不同的电路中,由于对电路性能的要求不同,也就可以选择不同的偏差的电阻器,这当然是出于成本的考虑,误差大的电阻器成本低。常用的电阻器的允许误差为±5%,±10%,±20%等等

  1. 电阻器额定功率参数:指在规定的大气压力下和特定的环境温度范围内,电阻器所允许承受的最大功率,单位用W来表示。对于电阻器而言,它所能够承受的功率负荷与环境温度有关,电阻器在高温下容易烧毁。

  2. 温度系数:是指电阻器在每变化1摄氏度所引起的电阻值的相对变化。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,温度系数越小,则电阻器的稳定性越好。

  3. 噪声:噪声是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电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。噪声越小越好。对于低噪声设计可以采取的措施是:

           3.1、使用低阻值。

           3.2、电阻类型的考虑优先顺序为线绕电阻,其次是金属膜、金属氧化、碳膜,最后是                 碳芯。但是需要注意的是大阻值的线绕电阻不多见,而且附带电感,在某些情况                 下它会导致设计的不稳定。

           3.3、使用大瓦数的电阻(线绕电阻除外),越大的几何材料产生的接触噪音会越少。

           3.4、保持流过电阻的交/直流电流小,接触噪音是和电流成正比关系。

           3.5、使用导电塑料元素的电位器,低阻值,大功率。

4、最高工作电压:他是 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。

5、电压系数:他是规定的电压范围内,电压每变化1V时,电阻器的相对变化量。它越小越好。

6、老化系数(稳定时间):它是电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它表示电阻器的寿命长短的参数。

7、高频特性:电阻器使用在高频条件下,要考虑其固定有电感和固有电容的影响。这时,电阻器变为一个直流电阻(R0)与分布电感串联,然后再与分布电容并联的等效电路,非线绕电阻器的 LR=0.01-0.05 微亨,CR=0.1-5 皮法,线绕电阻器的 LR 达几十微亨,CR 达几十皮法,即使是无感绕法的线绕电阻器,LR 仍有零点几微亨。


二.常用电阻器的标志方法

一般电子元器件的标注应反映出它们的种类、材料及主要电气参数。电阻器常用的标注方法有直标法、文字符号法和色标法三种。

1.电阻器的在电路中的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。

a、直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上,其允许偏差则用百分数表示,未标偏差值的即为±20%.

b、数码标示法主要用于贴片等小体积的电路,在三为数码中,从左至右第一,二位数表示有效数字,第三位表示10的倍幂或者用R表示(R表示0.)如:472 表示 47×102Ω(即4.7KΩ);  104则表示100KΩ、;R22表示0.22Ω、 122=1200Ω=1.2KΩ、 1402=14000Ω=14KΩ、 R22=0.22Ω、17R8=17.8Ω、000=0Ω、 0=0Ω.

如果色环电阻器用五环表示,前面三位数字是有效数字,第四位是10的倍幂.   第五环是色环电阻器的误差范围.


d、SMT精密电阻的表示法

SMT精密电阻的表示法,通常也是用3位标示。一般是2位数字和1位字母表示,两个数字是有效数字,字母表示10的倍幂,但是要根据实际情况到精密电阻查询表里出查找

X表示10^-1,58表示392,所以X58=392*10^-1=392*0.1=39.2R

1.10 SMT电阻的尺寸表示:用长和宽表示(如0201,0603,0805,1206等,具体如02表示长为0.02英寸宽为0.01英寸)。


电阻器的电路模型

当电阻器的工作频率不是很高时,由于电感L的电感量很少而相当于通路,这样的感抗很小可以不加考虑。同时,电容的容量很小,它的容抗很大相当于开路,也可以不做考虑。所以通常情况下,电阻器只考虑它的电阻特性,等效为一只纯电阻。

当电阻器工作在很高的频率的电路中时要求选用分布参数小的电阻器。


电阻器选型应用要点

1、高频电路应选用分布电感和分布电容小的非线绕电阻。

2、普通线绕电阻常用于低频电路或中作限流电阻、分压电阻、泄放电阻或大功

率管的偏压电阻。精度较高的线绕电阻多用于固定衰减器、电阻箱、计算机及各

种精密电子仪器中。所选电阻的电阻值应接近应用电路中计算值的一个标称值,

应优先选用标准系列的电阻。一般电路使用的电阻允许误差为± 5%~ ± 10% 。

精密仪器及特殊电路中使用的电阻,应选用精密电阻。

3、根据电阻在实际工作电路中的实际承受的负载功耗来选择电阻的额定功耗。

注意环境温度超出额定环境温度时,参照降功耗曲线,降低使用负载功耗,且电

阻的额定功率要符合应用电路中对电阻功率容量的要求,一般不应随意加大或减

小电阻的功率,若电路要求是功率型电阻,则其额定功率可高于实际应用电路要

求功率的 1~2 倍

4、电阻使用应考虑使用于高脉冲电流的或有浪涌电流的情况,或电路中的其他

元件可能的串扰电流的情况,应事先与厂家商量;考虑是否使用阻燃电阻,一般

的电阻不阻燃,在过负荷使用时可能发生燃烧,气体,烟雾,赤热等现象,而阻

燃电阻在使用功率超过规定值时一般会发生烟雾,赤热,但不会出现火焰和燃烧。

5、根据工作电路的需要选定电阻的精度和标称阻值,标称阻值的选定最好能符

合标称阻值系列中的数值。

6、电阻时要注意其元件的极限电压是否满足要求,以免出现元件极限电压的限

制而发生击穿。

7、装接前要测量核对,尤其是要求较高时,还要人工老化处理,提高稳定性。

8、电路工作频率选择不同类型的电阻。

9、0 欧姆电阻的作用

* 在电路中没有任何功能,只是在PCB 上为了调试方便或兼容设计等原因。可

以做跳线用,

* 如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)

* 在匹配电路参数不确定的时候,以0 欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,

再以具体数值的元件代替。

* 想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm 电阻,接上电流表,这样方

便测耗电流。

* 在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0 欧的电阻

* 在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解

决EMC 问题。如地与地,电源和IC Pin 间

* 单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独

立系统。)

* 熔丝作用

* 跨接时用于电流回路,当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,

信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易

干扰/被干扰。在分割区上跨接 0 欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。

* 配置电路,一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易

引起误会,为了减少维护费用,应用 0 欧电阻代替跳线等焊在板子。空置跳线

在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。

* 其他用途,布线时跨线;调试/测试用;临时取代其他贴片器件;作为温度补

偿器件;更多时候是出于 EMC 对策的需要。另外,0 欧姆电阻比过孔的寄生

电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

* 把各种'地'短接起来

电阻器主要功能电路

电阻器的两个基本功能为:一是为电路中某节点提供电压,而是为电路中某回路提供电流。

两种基本的连接方式:串联和并联。

一、主要作用

1、限流作用

为使通过用电器的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值,以保证用电器的

正常工作,通常可在电路中串联一个可变电阻。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。

2、分压作用

一般用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

器直接接在电源上。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。我们称这样的电阻为分压电阻。

3、分流作用

当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时,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'。

4、将电能转化为内能的作用

电流通过电阻时,会把电能全部(或部分)转化为内能。用来把电能转化为内能

的用电器叫电热器。如电烙铁、电炉、电饭煲、取暖器等等

5、0 欧姆电阻的作用

* 在电路中没有任何功能,只是在PCB 上为了调试方便或兼容设计等原因。可

以做跳线用,

* 如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)

* 在匹配电路参数不确定的时候,以0 欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,

再以具体数值的元件代替。

* 想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm 电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。

* 在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0 欧的电阻

* 在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解

决EMC 问题。如地与地,电源和IC Pin 间

* 单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独

立系统。)

* 熔丝作用

* 跨接时用于电流回路,当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,

信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易

干扰/被干扰。在分割区上跨接 0 欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。

* 配置电路,一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易

引起误会,为了减少维护费用,应用 0 欧电阻代替跳线等焊在板子。空置跳线

在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。

* 其他用途,布线时跨线;调试/测试用;临时取代其他贴片器件;作为温度补

偿器件;更多时候是出于 EMC 对策的需要。另外,0 欧姆电阻比过孔的寄生

电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

* 把各种'地'短接起来。

二.电阻在电路中的典型作用分析

 

在分析电阻电路时不必分别考虑该电阻对直流电和交流电的情况,也不必考虑频率高低的影响,只需要分析该电阻阻值大小对电流大小的影响,因为电阻器对这些电信号所呈现的阻值特性一样,下面是电阻在电路中的典型作用。

1、为三极管提供偏置电压


   三极管的基极需要直流工作电压,此时可以用一只电阻接在直流工作电压与该三极管基极之间,电源通过电阻R给基极提供偏置电压,电阻R1的大小决定了偏置电压的大小,这种电阻在电路中一般称为偏置电阻。

2、降低电路中某一点电压


  在电源与电路的A之间接入电阻时,A点的电压就比电源电压低,可以为发光二极管提供合适的电压。电阻R1同时限制该条支路的电流,保护发光二极管不会因为电流太大而烧坏,这种电阻在电路中一般称为降压电阻或者是限流电阻。

3、将电路中的两部分子电路隔离


   在电路中的子电路A和子电路B之间接入隔离电阻,就能将这两部分电路隔离,在黑白电视机电路中通常把电源电路和扫描等电路隔离就采用这种电路结构,这种电阻在电路中一般称为隔离电阻。

4、将电流转换成电压


  当电流流过电阻时,就在电阻两端产生电压,如图集电极负载电阻R2就是起到这个作用的,将流过电阻R2的电流转换成电压从UO输出,这种电阻在电路中一般称为集电极负载电阻。

5、分压作用


  当一个电压U1太高时,可以用两只电阻构成分压电路,降低电压为U2U2符合电阻分压公式U2=U1*R2/(R1+R2) ,这种电阻在电路中一般称为分压电阻。

6、分流作用


 当流过一只元器件的电流太大时,可以用一只电阻与之并联,起到分流作用,符合电流分流公式:I=I1+I2,这种电阻在电路中一般称为分流电阻。

7、限流保护作用


  电阻R1用来限制电路中电流,防止可变电阻器阻值调到最小时,使得三极管VT1基极电压等于电源电压VCC,那样会因为VT1基极电流太大而损坏VT1,这种电阻在电路中一般称为保护电阻。

8、退耦作用


  在多级放大器电路中,直流电压供电电路中需要R1C1这样的退耦电路,他可以防止多级放大器之间的有害低频干扰,这种电阻在电路中一般称为退耦电阻。

9、消振作用


 
在一些性能要求较高的放大器中,采用这样的耦合电路,即在耦合回路中串联一只小电阻R1,可以防止电路可以出现的高频振荡,这种电阻在电路中一般称为消振电阻。

   10、阻尼作用


  LC谐振电路中接入电阻R1,可以降低Q值,起阻尼作用,这种电阻在电路中一般称为阻尼电阻。

11RC电路


  电路中电阻与电容组合在一起的电路称为RC电路,图中R1C1构成了RC串联电路,R2C2构成了RC并联电路。

12、负反馈作用


  电阻器可以构成多种形式的负反馈电路,电路中的电阻R1构成了一种负反馈电路的反馈支路,这种电阻在电路中一般称为反馈电阻。




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