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电子元器件之---电阻器二(特性、串并联、检测)

 我们爱读好书 2020-03-07

电阻器的特性与作用:

电阻器在电路中的作用主要是限流,分流和降压

电阻器的限流作用

为使通过元器件的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值,以保证元器件正常工作,通常可在电路中串联一个电阻。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的大小的电阻叫做限流电阻,如图所示电流部分流过发光二极管的电流被限流为:

              ID=12/1000A=0.012A

另外,外给蓄电池充电的电路中,为了使充电电流不超过规定值,可在电路中接入限流电阻。在充电过程中,适当调节接入电阻的大小、可使电流的大小保持稳定。再如在可调接入电阻的大小、来控制电路中电流的大小,从而控制灯泡的亮度。

电阻器的分流作用

当在电路中需要同时接入几个额定电流不同的元器件时,可以在额定电流较小的元器件两端并联一个电阻,这个电阻的作用是“分流”。例如,有A、B两个灯泡,额定电流分别是0.3A和0.6A,显然两灯泡不能直接串联接入同一电路。但若在A灯两端并联一个合适的分流电阻,则当开关闭合时,A、B两灯便能正常工作了。如图所示。

电阻器的降压作用

在一个电路中,如果元器件需要的工作电压比电路中的供电电压低,则不可把元器件直接接在电源上。在这种情况下,可给元器件串联一个合适阻值的电阻,让它分担一部分电压,元器件便能在额定电压下工作,我们称这样的电阻为降压电阻(也叫分压电阻)。如图所示的电路中,当接入合适是降压电阻后,额定电压为3V的电灯便可接电压为12V的电源。

电阻的串联和并联

电阻的串联

电阻器头尾相接的连接方式称为串联,其形式如图所示。

串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。即:RAB=R1+R2+R3

.此时串联的三个电阻等效于一个电阻,流过每一个串联电阻的电流是相同的。各串联电阻上的电压之和等于总电压,即:UAD=U1+U2+U3

如图所示:设:R1=1KΩ,R2=2kΩ、R2=3kΩ,它们串联后接入12V电源,则通过计算可以知道:

(1)电流中的串联总电阻等于串联各电阻之和。

        即:R=R1+R2+R3=1kΩ+2kΩ+3kΩ=6kΩ

(2)该电路中的总电流 I=U/R=12V/6kΩ=2mA(根据欧姆定律)。

(3)在串联电路中,流过每个电阻的电流是相同的,即:I1=I2=I3电路中的总电流等于流过每个电阻上的电流,即:I=I1=I2=I3=2mA

(4)每个电阻上的电压降等于各电阻上流过的电流乘以该电阻阻值。每个电阻上的电压降分别为;

             U1=I1xR1=2mAx1kΩ=2V

              U2=I2xR2=2mAX2kΩ=4V

              U3=I3xR3=2mAx3kΩ=6V

各电阻上的电压降之和就等于AD间的总电压,即电源电压为12V,即

U1+U2+U3=UAD

(5)根据P=IU可得,每个电阻消耗的功率如下:

PR1=I1xU1=2mAx2V=4mW

PR2=I2xU2=2mAx4V=8mW

PR3=I3xU3=2mAx6V=12mW

 I1=I2=I3 所以有:U1 /R1=U2/R2=U3/R3,也可写成U1/U2=R1/R2。意即:串联各电阻上的电压之比与电阻之比相等

为方便分析,将图中的电路图画成横向,并将电源省略,用“O”表示电源正极;“-”表示电源负极(即接地)电路图变为上第三幅图所示的电路图

电阻的串联分压

第三幅图中,因A点与电源正极相连,D点与电源负极相连,故AD两点之间的电压差就是电源电压,用UAD来表示(UAD=12V)。在这里,D 点表示电压的参考点,A在D的前面,表示A点相对D点为正。如果写成UDA则表示D点对比A点为正。应D点与电源负极相连,一般可省略不写,UAD可写成UA

U2表示R2两端的电压,用UBC表示。其中C不可省略。如果表示B点对D点的电压差,可用UBD来表示,D可以省略。根据上述分析,图中的各点的电压关系可表示如下:

UA=UAB+UBC+UC          UB=UBC+UC

根据图中所给数据,可得

UA=12V        UB=10V        UC=6V

电阻的并联

各电阻头与头相接,尾与尾相接的连接方式称为并联,其形式如图所示。

在并联电路中,总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。

即:    1/R=1/R1+1/R2

各并联电阻的上电压相等,即:U1=U2=U3=UAB;且流过每个电阻的电流之和等于总电流即:I1+I2=I

如图所示;设:R1=2kΩ,R2=3kΩ,将它们并联后接入12V直流电源,则通过计算可以知道:

(1)根据1/R=1/R1+1/R2可得电路中的总电阻为

               R=R1xR2/(R1+R2)=2x3/(2+3)=1.2kΩ

(2)根据 I=U/R 得电路中的总电流为I=U/R=12V/1.2kΩ=10mA

(3)各电阻上的电压为 U1=U2=UAB=12V

(4)根据 I=U/R 得流过每个电阻的电流分别为:

I1=U/R1=12V/2kΩ=6mA         I2=U/R2=12V/3kΩ=4mA

因各电阻上的电压相等,即:I1R1=I2R2 可得:I1/I2=R2/R1

意即:并联各电阻上的电流之比与电阻反比相等

电阻器的检测及好坏判断

电阻器好坏 的判定方法有多种,最简单易行的方法是用万用表电阻挡检测。

电阻器的检测方法

对普通电阻器的检测主要使用万用表的欧姆挡,通过测量阻值来判别是否出现断路、短路及阻值变化等故障。

一般检测电路中的电阻器可以采用两种方法,一种是在路检测,一种是开路检测

1、在路检测

这种检测方法无须将元器件卸下,而是使用万用表直接对电路板上的电阻器进行检测。这种检测方法较为简便,但有时会因电路中其元器件的干扰,而造成测量值的偏差。因此,在使用在路检测时,一定要考虑电步骤中元器件对电阻器的干扰。

在路检测的具体操作如下:

1)首先将电路板的电源断开。

2)对电阻器进行观察,看待测电阻器是否损坏或爆裂,看有无烧焦、引脚断裂、引脚铜箔断路或虚焊等情况。

3)根据电阻器的标称阻值,调整万用表的量程到合适的电阻挡,并将万用表的两只表笔分别放到待测电阻器的两个引脚,测量一个阻值R1。

4)将万用表的两只表笔对调,然后再测量一阻值R2。

5)最后比较两次测量的阻值。取较大的作为参考值(如R1)。如果R1等于或十分接近被测电阻的标称阻值,可以断定该电阻正常;如果R1大于被测电的标称阻值,可以断定该阻值损坏;如果R1远小于标称阻值(即有一定阻值),此时并不能确定该电阻损坏,还有可能是由于电路中并联有其他小阻值电阻,这时就需要采用脱开电路板检测的方法进一步检测证实。

2、开路检测

开路检测的方法有两种,一种是使用电烙铁将电阻一端引脚焊下,脱开电路板,然后再测量另一种是切断电阻器一端引脚的铜箔线,然后再测量。开路检测方法主要是对单独的电阻器进行独立检测。与在路检测有效地避免了电路中的干扰,从而确保测量的准确性。

开路检测的具体操作步骤如下:

1)首先将电阻器从电路板中焊下。

2)对电阻器进行观察,看待测电阻器是否损坏或爆裂,看有无烧焦、引脚断裂、引脚铜箔线断路或虚焊等情况。

3)根据电阻器的标称阻值,调整万用表的量程到合适的电阻挡,并将万用表的两只表笔分别放到待测电阻器的两个引脚,测量一个阻值R。

4)将测量的阻值与电阻器的标称阻值进行比较。如果R等于或十分接近被测电阻的标称阻值,可以断定该电阻正常;如果R大于被测电阻的标称阻值,可以断定该电阻损坏;如果R远小于标称阻值(即有一定阻值)或为0,则可断定此电阻内部短路损坏。

用指针式万用表检测电阻

用指针式万用表检测电阻的方法如下:

1)首先选择测量挡位及量程。将万用表功能旋转到“Ω”挡(即电阻挡)任一量程(x1、x10、x100、x1k或10K)。通常情况下,100Ω以下电阻选择x1或x10量程。1~10k电阻选择x10或x100量程,10~100k电阻选择x1k或10k量程,100k 以上电阻选择x10k量程。

2)调零。用一只手将两支表笔金属棒短接(用手将表笔金属棒捏在一起),一只手调节“调零旋钮”,万用表指针指示在刻度盘右端“0”为。

3)测量。万用表两支表笔分别稳定接触电阻器的两个电极,并从欧姆刻度盘上读取指针指示的数据,将数据乘以量程值,所得结果为该电阻阻值。

注意:若指针向右偏转就换一个稍低量程重测。若指针向右偏转太少,就换一个稍高的量程重测。尽量使指针指示在刻度盘的中间部位。每换一次量程,都需要重新“调零”。

4)判断好坏。所测得的结果与电阻的标注值进行比较。所测结果与标注值约相等,说明该电阻正常,是好的。否则,若相差太大,远远超过其精度允许范围,说明该电阻已坏。若在各量程测试时,指针均不偏转,说明电阻已开路损坏。

注意:测量高值电阻时,尽量不要用手直接接触电阻的两电极,以防人体电阻引起测量误差。

用数字万用表检测电阻

用数字万用表检测电阻的方法如下:

1)首先选择测量挡位及量程。一般200Ω以下电阻选择“200”量程,200Ω~2kΩ电阻选择“2k”量程,2~200Ω电阻选择“200k”量程,大于200kΩ电阻选择“2M”量程,大于2MΩ电阻选择“20M”量程,大于20MΩ电阻选择“200M”量程。

2)测量,将万用表笔分别稳定接触电阻的两个电极,在显示屏上会显示一个数字,该数字即为电阻的电阻。

3)判断好坏。所测结果与该电阻标注值相近,说明该电阻是好的;若相差太大,则说明有问题。

注意:在测量时,若显示“1.”(表示“溢出”),可选一个高量程挡重测,若无论哪个量程测量时,显示屏都显示“1”,表明该电阻已开路损坏。若显示“00.0”,可能是量程选得太大了,可选一个更低点的量程重测。对于高值电阻,可能会出现数字有跳变的现象,读取一个最小值即可;若数字大范围跳变,说明该电阻质量不可靠,不能再用。

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