电阻,这篇是讲全了!

面包板社区 2021-06-14 17:00

什么是电阻?简单来说,电阻就是指电流在电路中所遇到的阻力,或者说是指物体对电流的阻碍才能。电阻越大,电流所遭到的阻力就越大,因而电流就越小。反之,电阻越小,电流所遭到的阻力就越小,因而电流就越大。

电阻的符号是“R”。电阻的单位为欧姆,简称欧,用字母“Q”表示。

任何物体都存在电阻,导体也不例外。大家可能有这样的体验,电饭煲在煮饭的时分,导线会有些许发热,究其缘由就是由于制造导线的铜存在电阻,固然电阻很小,但是在煮饭的大电流状况下仍会耗费局部电能,以热的方式分发出来,如图1-7所示。

那么电阻是不是尽善尽美呢?当然不是。正由于有电阻的存在,我们才能够控制电流的大小。为了让电流依照人们的意愿做功,人们创造了电阻器。


电阻器

电阻器是限制电流的元件,通常简称为电阻,是一种最根本最常用的电子元件,普遍应用在各种各类电子电路中。

常用电阻器如图21所示。

由于制造资料和构造不同,电阻器有许多品种,常见的有碳膜电阻器、金属膜电阻器、有机实芯电阻器、线绕电阻器、额定抽头电阻器、可变电阻器、滑线式变阻器和片状电阻器等。

在电子制造中普通常用碳膜或金属膜电阻器。碳膜电阻用具有稳定性较高、高频特性好、负温度系数小、脉冲负荷稳定及本钱低廉等特性,应用普遍。金属膜电阻用具有稳定性高、温度系数小、耐热性能好、噪声很小、工作频率范围宽及体积小等特性,应用也很普遍。


怎样识别电阻器

电阻器的文字符号为“R”,图形符号好像2-2所示。

电阻器的型号命名由4局部组成,如图2-3所示。

第一局部用字母"R"表示电阻器的主称,第二局部用字母表示构成电阻器的资料,第三局部用数字或字母表示电阻器的分类,第四局部用数字表示序号。电阻器型号的意义见表2-1。



比如,某电阻器型号为RT11,表示这是普通碳膜电阻器。某电阻器型号为RJ71,表示这是精细金属膜电阻器。


电阻器有什么特点

电阻器的特性是对直流和交流厚此薄彼,任何电流经过电阻器都要遭到一定的障碍和限制,并且该电流必然在电阻器上产生电压降,如

图2-4所示。

怎样理解电阻器的参数

电阻器的主要参数有电阻值额定功率

(1)电阻值

电阻值简称阻值,根本单位是欧姆,简称欧(Ω)。常用单位还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ)。它们之间的换算关系是1MΩ=loookΩ,1kQ-1000Ω。   电阻器上阻值的标示办法有两种。

一是直标法,行将电pn值直接印刷在电阻器上。例如,在5.1Ω的电阻器上印有“5.1”或“5R1”字样,在6.8kΩ的电阻器有“6.8k”或“6k8”字样,如图2-5所示。

二是色环法,即在电阻器上印刷4道或5道色环来表示阻值等,阻值的单位为Ω。

关于4环电阻器,第l、2环表示两位有效数字,第3环表示倍乘数,第4环表示允许偏向,如图2-6所示。   关于5环电阻器,第l、2、3环表示三位有效数字,第4环表示倍乘数,第5环表示允许偏向,如图2-7所示。

色环普通采用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银12种颜色,它们的意义见表2-2。例如,某电阻器的4道色环依次为“黄、紫、橙、银”,则其阻值为47kΩ,误差为±10%。某电阻器的5道色环依次为“红、黄、黑、橙、金”,则其阻值为240kQ,误差为+5%。

在电子制造中,选用4环或5环电阻均可。在选频同路、偏置电路等电路中,应尽量选用误差小的电阻,必要时可用欧姆表检测选择。

(2)额定功率

定功率是电阻器的另一主要参数,常用电阻器的功率有1/8W、1/4W、)/2W、1W、2W、5W等,其符号如图2-8所示,大于5W的直接用数字注明。

运用中应选用额定功率等于或大十电路请求的电阻器。电路图中不作标示的表示该电阻器工作中耗费功率很小,可不用思索。例如,大局部业余电子制造中对电阻器功率都没有请求,这时可选用l/8W或1/4W电阻器。


电阻的分类

电阻,英文名resistance,通常缩写为R,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说,I=U/R,那么R=U/I,电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示,有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。师傅对徒弟说:“找一个100欧的电阻来!”,指的就是一个“电阻值”为100欧姆的电阻器,欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ)。

电阻是最容易理解的元件、也是应用最广泛的电子元器件,大约占所有电子元器件的35%。

  

名称

  

简介

应用


  


  

碳膜电阻

  

(RT)

碳氢化合物在高温和真空中分解,沉积在瓷棒或者瓷管上,形成一层结晶碳膜。改变碳膜厚度和长度可以得到不同的阻值。

  

优点:碳膜电阻成本较低。

  

缺点:稳定性差、误差大。它是电子、电器、资讯产品中使用量最大的一种电阻元件,碳膜电阻色彩较暗。

允许误差主要有:

  

±5%、±10%、±20%多用于要求不高的电路场合。


  


  

金属膜电阻

  

(RJ)

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。改变金属膜的厚度可以控制阻值。这种电阻和碳膜电阻相比:

  

体积小、噪音低、稳定性好,但成本较高,金属膜电阻色彩亮丽,又可细分为高频、高压、精密等多种类型。

允许误差有:±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1%多应用在精度要求较高的场合。

金属氧化膜电阻(RY)

用锡和锑等金属盐溶液喷雾到炽热的陶瓷骨架表面经水解沉积而形成。这类电阻抗氧化和热稳定性好,额定功率范围1/8W~50KW。

适用于不燃、耐温变、耐湿等场合。


  

线绕电阻

  

(RX)

线绕电阻器阻值精确、工作稳定、温度系数小、耐热性能好、功率较大但其电阻值较小,分布电感和分布电容较大,制作成本也较高。

适用于低频且精确度要求高的电路。

大功率线绕电阻(RX)

用康铜或者镍铬合金电阻丝在陶瓷骨架上线绕而成。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1W以上。


  


  

有机实心电阻(RS)

有机实心电阻器是把颗粒状导电物、填充料和黏合剂等材料混合均匀后热压在一起,然后装在塑料壳内组成的电阻器,它的引线直接压塑在电阻体内。由于这种电阻器导体截面较大,因此具有很强的过负荷能力,且可靠性高、价格低。其主要缺点是精度低。

这种电阻器一般用在负载不能断开且工作负荷较大的地方,如音频输出接耳机的电路


  


  


  


  

熔断电阻

  

(RF)

熔断电阻又称为保险丝电阻,是一种具有电阻和保险丝双重功能的元件。熔断电阻大多为灰色,用色环或数字表示电阻值,额定功率由电阻尺寸所决定。在正常情况下使用时,它具有普通电阻的电器特性,一旦电路发生故障就会在规定的时间内熔断,从而起到保护其他重要元件的作用。目前,国内外一般采用的是不可修复(一次性)的保险丝电阻,其额定功率有0.25W、0.5W、1W、2W和3W等规格,阻值可做到0.22~5.1K。

与价值高、需保护的电路元器件相串联使用,常用在电源和二次电源电路内。


  


  

水泥电阻

  

(RX)

水泥电阻也是一种熔断电阻器,将电阻线绕在耐热瓷件上,外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀的材料保护固定而成。水泥型电阻是把电阻体放入长方形瓷器框内,用特殊不燃性热水泥充填密封而成。它在电路过流的情况下会迅速熔断,以保护电路。

与价值高、需保护的电路元器件相串联使用,常用在电源和二次电源电路内。


  

零欧姆电阻

插件式:电阻阻值为零,电阻上没有任何字,中间有一道黑线。零欧姆符号标示

  

贴片式:上面标示数字“0”。

PCB板布线时难免使走线交叉,为防止走线兜圈,可采用加装零欧姆电阻进行桥接。

功率型线绕无感电阻

  

(铝壳电阻)

采用特别的线绕方式,使得电感量仅为一般线绕电阻的几十人之一。采用金属外壳利于散热。

适用于大功率电路且磁场恶劣的环境下,故又常称为功率电阻。


  


  


  

排阻

排阻(Network Resistor),即网络电阻器(Wire-wound Resistor)。排阻是将若干个参数完全相同的电阻集中封装在一起,组合制成的。它们的一个引脚都连到一起,作为公共引脚。其余引脚正常引出。所以如果一个排阻是由n个电阻构成的,那么它就有n+1只引脚,一般来说,最左边的那个是公共引脚。它在排阻上一般用一个色点标出来。排阻具有装配方便、安装密度高等优点,目前已大量应用在电视机、显示器、电脑主板、小家电中。排阻通常都有一个公共端,在封装表面用一个小白点表示。其颜色通常为黑色或黄色。排阻一般应用在数字电路上,比如:作为某个并行口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。

排阻就是一排电阻的简称,是一种厚膜电阻网络,又多种一脚方式。排阻一般应用于数字电路、仪表电路和计算机电路中,例如仪表电路中的衰耗器。



  

按用途不同分类

  


按照电阻体材料分类

线绕型


薄膜型

合成型

碳膜型

金属膜型

金属氧化膜型

玻璃釉膜型

合成碳膜型

金属箔型

有机实心型

无机实心型

通用电阻器



精密电阻器






高阻电阻器







功率型电阻器







高压电阻器








高频电阻器









按照电阻的材料分类解释:

1、碳膜电阻器
碳膜电阻器是将通过真空髙温热分解的结晶碳沉积在柱形或管形的陶瓷骨架上制成的。用控制碳膜的厚度和刻槽来控制电阻值。碳膜电阻器的外形和结构如图2所示。

碳膜电阻器

碳膜电阻器有良好的稳定性,负温度系数小,高频特性好,受电压和频率影响较小,噪声电动较小,脉冲负荷稳定,阻值范围宽,制作工艺简单,生产成本低,所以非常广泛地应用在各种电子产品中。
金属膜电阻器
金属膜电阻器是将金属或合金材料用真空加热蒸发在瓷基体上形成一层薄膜而制成的, 也有采用高温分解、化学沉积和烧渗等方法制成的,外形和结构如图3所示。

图3    金属膜电阻器


金属膜电阻器稳定性和耐热性能好,温度系数小,工作频率范围大,噪声电动势很小,常在 高频电路中使用。
金属氧化膜电阻器
金属氧化膜电阻器是用锡和锑等金属盐溶液(四氯化锡和三氧化锑)喷雾到约为550°C的加热炉内的炽热陶瓷骨架表面上,沉积后而制成的。这种电阻器的导电膜层均匀,膜与骨架基体结合牢固,有些性能优于金属膜电阻器。金属氧化膜电阻器外形如图4所示。普通金属氧化膜电阻器的外形与金属膜电阻器基本相同,其结构多为圆柱形并为轴向式引出线。

图4  金属氧化膜电阻器


金属氧化膜电阻器比金属膜电阻器抗氧化能力强,抗酸、抗盐的能力强,耐热性能好。金属氧化膜电阻器的缺点是由于材料的特性和膜层厚度的限制,阻值范围小,其阻值范围为1Ω~200 kΩ;额定功率为1/8~10 W;25 W~50 kW。

合成碳膜电阻器
合成碳膜电阻器是将炭黑、填料和有机粘合剂配成悬浮液,涂复在绝缘骨架上,经加热聚合而成。它的阻值范围高,可以达到10~106 MΩ;额定功率为1/4~5 W;最高工作电压为 35kV。其缺点是抗湿性差,电压稳定性低,频率特性不好,噪声大。这种电阻器不适合用于通用电阻器。这种电阻器主要适用于高压和高阻用电阻器,并常用玻璃壳封装,制成真空兆欧电阻器,用于微电流测试。它的外形如图5所示。

图5   合成碳膜电阻器


有机合成实心电阻器
有机合成实心电阻器是将炭黑、石墨等导电物质和填料与有机粘合剂混合成粉料,经专用设备热压后装入塑料壳内制成的。实心电阻器的引线压塑在电阻体内,一种是无端帽的电阻器,另一种是有端帽并把端帽作为电极的电阻器。有机实心电阻器外形和结构如图6所示。

图6   有机合成实心电阻器


这种电阻器机械强度高,可靠性好,具有较强的过负荷能力;体积小,价格低廉;固有噪声大,分布参数较大,电压和温度稳定性差,阻值范围4.7Ω~22 MΩ;工作电压为250~500 V;额定功率为1/4~2 W。这种电阻器不适合用于要求较高的电器电路中。目前常见的有机合成实心电阻器有RS11型和RS型。RS型有机实心电阻器常用于汽车仪表(机油压力表)上。

玻璃釉电阻器
玻璃釉电阻器是由金属银、铑、钌等金属氧化物和玻璃釉粘合剂混合成浆料,涂复在陶瓷骨架体上,经高温烧结而成。目前多用氧化钌和玻璃釉粘合剂制成电阻器。金属玻璃釉电阻器有普通型和精密型。玻璃釉电阻器的外形和结构如图7所示。


这种电阻器耐高温,耐湿性好,稳定性好,噪声小,温度系数小,阻值范围大,阻值范围为4.7Ω~200 MΩ;额定功率有1/8 W、l/4 W、l/2 W、1 w、2 W,大功率有 500 W;最高电压为15 kV。

线绕电阻器

线绕电阻器是用髙比电阻材料康铜、锰铜或镍铬合金丝缠绕在陶瓷骨架上制作而成的电阻器。这种电阻器有的表面被覆一层玻璃釉,常称作玻璃釉线绕电阻器;有的表面被覆一层保护有机漆或清漆,称为涂漆线绕电阻器;还有的是由没有保护的裸线绕制的,称作裸式线绕电阻器。表面涂敷保护层的线绕电阻器,除了对电阻器起保护作用外,也有利于在工作环境条件变化时保持其阻值的稳定性。线绕电阻器外形如图8所示。


线绕电阻器的噪声小,甚至无电流噪声;温度系数小,热稳定性好,耐高温,工作温度可达到315°C;功率大,能承受大功率负荷;阻值范围为0.1Ω~5 MΩ;额定功率1/8~500 W。缺点是高频性能差。


按照电阻的用途分类解释:

(1)普通型。指能适应一般技术要求的电阻,额定功率范围为0.05、√2W,阻值为1 Q~22MQ,允许误差±5070、±10%、±20020等。

(2)精密型。有较高精密度及稳定性的电阻,功率一般不大于2W,标称值在O.OIQ~20MQ,之间,精度在±2020~±O.OOloZo之间分挡。

(3)高频型。电阻自身电感量极小,常称为无感电阻。用于高频电路,阻值小于lkQ,功率范围宽,最大可达lOOWo

(4)高压型。用于高压装置中的电阻,功率在0.5-15W之间,额定电压可达35kV以上,标称阳值可达lGQo

(5)高阻型。阻值在10MQ以上,最高可达l014Qo

(6)电阻网络(电阻排)o综合掩膜、光刻、烧结等工艺技术,在一块基片上制成多个参数、性能一致的电阻,连接成电阻网络,也叫集成电阻

(7)敏感电阻。各类敏感电阻,按其信息传输关系可分为缓变型和突变型两种,广泛应用于检测和自动化控制等技术领域。

1)压敏电阻。主要有氧化锌、碳化硅和氧化锌压敏电阻。

2)湿敏电阻。湿敏电阻由感湿层、电极、绝缘体组成。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小,缺点为测试范围小、特性重复性不好、受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低、阻值受温度影响大,较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越,可长期使用,受温度影响小.,阻值与湿度变化呈线性关系。

3)光敏电阻。光敏电阻大多是由半导体材料制成的,它利用半导体的光导电特性使电阻器的阻值随入射光线的强弱发生变化。当入射光线增强时,电阻值明显减小;当入射光线减弱时,阻值显著增大占

4)气敏电阻。气敏电阻利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。

5)力敏电阻。力敏电阻是一种阻值随压力变化丽变化的电阻,可制成各种力矩计、半导体话筒、压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器、硒碲合金力敏电阻器,相对而言,合金力敏电阻器具有更高灵敏度。

6)热敏电阻。热敏电阻的电阻值会随着本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性。热敏电阻按照温度系数的不同分为正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)和负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)o超过一定的温度(居里温度)时,PTC热敏电阻的电阻值随着温度的升高呈阶跃性增高。

一般情况下,有机高分子PTC热敏电阻适用于过流保护,陶瓷PTC热敏电阻可适用于各种用途。

NTC热敏电阻的电阻值随着温度的升高呈阶跃性减小o NTC热敏电阻以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成。温度低时,这些氧化物材料的载流子数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。

7)熔断电阻器。熔断电阻器俗称熔丝电阻器,是一种具有熔断丝及电阻器作用的双功能元件。在正常情况下具有普通电阻器的功能,一旦电路出现故障时,该电阻器因过负荷会在规定的时间内熔断开路,从而起到保护其他电路的作用。熔断电阻器多为灰色,用色环或数字表示电阻值。熔断电陧的熔断时间一般为10So熔断电阻器的常用型号有RF10、RF11、RRD0910.RRD0911等o RF10型表面涂有灰色不燃涂料,其电阻值用色环表示oRF11的阻值用字母表示,也有的只标功率不标阻值。

与传统的熔断器和其他保护装置相比,熔断电阻器具有结构简单、使用方便、熔断功率小、熔断时间短等优点,广泛用于电子设备中。

8)磁敏电阻。磁敏电阻是利用磁电效应能改变电阻器的电阻值的原理制成的,其阻值会随穿过它的磁通量密度的变化而变化。它的显著特点是,在弱磁场中阻值与磁场强度的关系呈平方关系,并有很高的灵敏度。


电阻器有哪些用途

电阻器的主要作用是限流降压。

(1)限流

电阻器在电路中限制电流的经过,电阻值越大电流越小。

如图2-9所示发光二极管电路中,R为限流电阻。从欧姆定律I=U/R可知,当电压U一定时,流过电阻器的电流J与其阻值R成反比。由于限流电阻R的存在,将发光二极管VD的电流限制在10mA,保证VD正常工作。

调整晶体管的工作点是电阻器用作限流的一个例子。如图2-10所示为晶体管放大电路,晶体管集电极电流Ic(工作点)由其基极电流Ib决议。改动晶体管基极电阻Rb的阻值,即可改动Ib,也就是改动了Ic,即改动了晶体管的工作点。

(2)降压

电流经过电阻器时必然会产生电压降,电阻值越大,电压降越大。

如图2-11所示继电器电路中,R为降压电阻。电压降U的大小与电阻值R与电流I的乘积成正比,即U=IR。应用电阻器R的降压作用,能够使较高的电源电压顺应元器件工作电压的请求。如图2-11电路中,继电器工作电压6V、工作电流60mA,而电源电压为12V,必需串接一个100Ω的降压电阻R后,方可正常工作。

放大器的负载电阻也是应用电阻器的降压作用的例子。如图2-12所示晶体管放大电路中,集电极电阻R,即是负载电阻。输人信号Ui使晶体管集电极电流Ic相应变化,由于Rc的降压作用,从VT集电极即可得到放大后的输出电压Uo(与Ui反相)。

(3)分压

基于电阻的降压作用,电阻器还能够用作分压器。

如图2-13所示,电阻器R1和R2构成一个分压器,由于两个电阻串联,经过这两个电阻的电流J相等,而电阻上的压降U=IR,R1上压降为1/3U,R2上压降为2/3U,完成了分压(负载电阻必需远大于R1、R2),分压比为R1/R2。

RC滤波网络是一种特殊的分压器。如图2-14所示整流滤波电路中,R与C2可了解为分压器,输出电压Uo取自C2上的压降。关于直流C2的容抗无限大,而关于交流C2的容抗远小于R,因而C2上直流压降很大,而交流压降很小,到达扩滤波的目的。

怎样选用电阻器

常用电阻器主要有碳膜电阻器、金属膜电阻器、有机实芯电阻器、玻璃釉电阻器、线绕电阻器、水泥电阻器、熔断电阻器等,下面逐一引见。

(1)碳膜电阻器

碳膜电阻器是较常用的电阻器之—,构造如图2-15所示,它是在陶瓷骨架上构成一层碳膜作为电阻体,再加上金属帽盖和引线制成的,表面涂有绝缘维护漆。

碳膜电阻器的性能特性是稳定性良好,受电压影响小,负温度系数小,适用频率较宽,噪声较小,价钱低廉。碳膜电阻器的阻值范围通常为1~loXl060,在各种电子电路中应用非常普遍。

(2)金属腰电阻器

金属膜电阻器是最常用的电阻器之一,构造如图2-16所示,在陶瓷骨架上构成一层金属或合金薄膜作为电阻体,两端加上金属帽盖和引线,表面涂有绝缘维护漆。

金属膜电阻器的性能特性是稳定性高,受电压影响更小,温度系数小,耐热性能好,噪声很小,工作频率范围宽,高频特性好,体积比相同功率的碳膜电阻器小许多。金属膜电阻器的阻值范围通常为1~109Ω,应用十分普遍。

(3)有机实芯电阻器

有机实芯电阻器构造如图2-17所示,其电阻体是用炭黑、石墨等导电物质粉末,混合有机黏合剂制成的实芯圆柱体,两端加上引线,外面有趣料外壳。

有机实芯电阻器的性能特性是机械强度高,过负荷才能较强,牢靠性较好,体积小,价格低廉,但噪声较大,稳定性差。有机实芯电阻器的阻值范围通常为4.7~22X106Ω,普通用于请求不太高的电路中。

(4)玻璃釉电阻器

玻璃釉电阻器构造如图2-18所示,在陶瓷骨架上涂覆一层金属氧化物和玻璃釉黏合剂的混合物作为电阻体,经高温烧结而成。

玻璃釉电阻器的性能特性是耐高温和耐高湿性好,稳定性好,噪声和温度系数小,牢靠性高。玻璃釉电阻器的阻值范围通常为4.7~20Xl07Ω,常用于高阻、高压、高温等场所。

(5)线绕电阻器

线绕电阻器也是较常用的电阻器之一,构造如图2-19所示。线绕电阻器的电阻体是电阻丝,将电阻丝绕在陶瓷骨架上,衔接好引线,外表涂覆一层玻璃釉或绝缘漆即制成线绕电阻器。

线绕电阻器的性能特性是噪声极小,耐高温,功率大,稳定性好,温度系数小,精细度高,但高频特性较差。线绕电阻器的阻值范围通常为0.1-5X106Ω,特别适用于高温和大功率场所。

(6)水泥电阻器

水泥电阻器是陶瓷密封功率型线绕电阻器的习气称谓,构造如图2-20所示。线绕电阻体放置在陶瓷外壳中,并用封装填料密封,仅留两端引线在外。

水泥电阻器的性能特性是功率大,耐高温,绝缘性能好,稳定性和过载才能较好,并具有良好的阻燃、防爆性能。水泥电阻器的阻值范围通常为0.1-4300Ω,主要应用于大功率低阻值场所。

(7)熔断电阻器

熔断电阻器又称为保险电阻器,是一种兼有电阻器和熔丝双重功用的特殊元件。熔断电阻器的文字符号为“RF”,图形符号如图2-21所示。

熔断电阻器的阻值—般较小,其主要功用还是保险。运用熔断电阻器能够只用一个元件就能同时起到限流和保险作用。

如图2-22所示为大功率驱动晶体管应用熔断电阻器得例子。电路工作正常时熔断电阻器RF起着限流电阻的作用。一旦负载电路发作过载或者短路,熔断电阻器RF就疾速熔断,起到维护晶体管得作用。


怎样检测电阻器

电阻器的好坏可用指针式万用表数字万用表的电阻挠检测。

(1)指针式万用表检测

检测时,首先依据电阻器阻值的大小,将指针式万用表(以下简称万用表)上的挡位旋钮转到恰当的“Q”挡位,如图2-23所示。

由于万用表电阻挠普通按中心阻值校准,而其刻度线又是非线性的,因而丈量电阻器应防止表针指在刻度线两端。普通丈量100Ω以下电阻器可选“RXI”挡,100~1000Ω电阻器可选“RX10”挡,1~10kΩ电阻器可选“RX100”挡,10~100KΩ,电阻器可选“RXlk"挡,lOOkΩ,以上电阻器可选“RXlOk”挡。

测量挡位选定后,还需对万用表电阻挠停止校零。如图2-24所示将万用表两表笔相互短接,转动“调零”旋钮使表针指向电阻刻度的“0”位(满度)。需求特别留意的是丈量中每改换一次挡位,均应重新对该挡停止校零。

将万用表两表笔(不分正、负)分别与待测电阻器的两端引线相接,如图2-25所示,表针应指在相应的阻值刻度上。如表针不动、指示小稳定或指示值与电阻器上标示值相差很大,则阐明该电阻器已损坏。

在测量几十千欧以上阻值的电阻器时,留意不可用手同时接触电阻器的两端引线,如图2-26所示,以免接入人体电阻带来丈量误差。

(2)数字万用表检测

数字万用表测量电阻器前不用校零,将挡位旋钮转到恰当的“O”挡位,翻开电源开关即可测量。

选择测量挡位时应尽量使显现屏显现较多的有效数字,普通测量200Ω以下电阻器可选“200Ω”挡,200~1999Ω电阻器可选“2kΩ”挡,2~19. 99kΩ,电阻器可选“20kQ”挡,20~199. 9kΩ电阻器可选“200kΩ”挡,200~1999kΩ电阻器可选“2MΩ”挡,2~19. 99MQ电阻器可选“20MΩ”挡,20~199. 9MΩ电阻器可选“200MΩ”挡。200MΩ以上电阻器因已超出最高量程而无法丈量(以DT890B数字万用表为例)。   测量时,两表笔(不分正、负)分别接被测电阻器的两端,LCD显现屏即显现出被测电阻R的阻值,如图2-27所示。如显现“000”(短路)、仅最高位显现“1”(断路)、或显现值与电阻器上标示值相差很大,则阐明该电阻器已损坏。


大功率电阻用途

功率不同,电阻器就有着不同作用和应用。它是一个限流元件,将电阻接在路中后,电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上,紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。

端电压与电流有确定函数关系,体现电能转化为其他形式能力的二端器件,用字母R来表示,单位为欧姆Ω。实际器件如灯泡,电热丝,电阻器等均可表示为电阻器元件。电涡流位移传感器商家产品资料显示电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。

小功率电阻器通常为封装在塑料外壳中的碳膜构成,而大功率的电阻器通常为绕线电阻器,通过将大电阻率的金属丝绕在瓷心上而制成。如果一个电阻器的电阻值接近零欧姆(例如,两个点之间的大截面导线),则该电阻器对电流没有阻碍作用,并联这种电阻器的回路被短路,电流无限大。如果一个电阻器具有无限大的或很大的电阻,则串接该电阻器的回路可看作开路,电流为零。

工业中常用的电阻器介于两种极端情况之间,它具有一定的电阻,可通过一定的电流,但电流不像短路时那样大。电阻器的限流作用类似于接在两根大直径管子之间的小直径管子限制水流量的作用。电阻,英文名resistance,通常缩写为R,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说,I=U/R,那么R=U/I,电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示,有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ),毫欧(m Ω)。


电阻的工艺与结构

电阻的工艺种类繁多,可以根据阻值是否可以变化,分成两大类介绍:

  • 固定电阻

  • 可变电阻

2.1 固定电阻

固定电阻,顾名思义就是电阻值是定值,不可变。大多数时候,我们使用的电阻都是固定值的。可以根据封装的不同大致再分类。

2.1.1 轴向引线电阻(Axial Leaded Resistor)

轴线引线电阻通常都是圆柱形,两个外电极是圆柱体两端的轴向导线,根据材料和工艺的不同还可以再分为多种。

绕线电阻(Wire Wound Resistor)



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。绕线电阻可以制作为精密电阻,容差可以到0.005%,同时温度系数非常低,缺点是绕线电阻的寄生电感比较大,不能用于高频。绕线电阻的体积可以做的很大,然后加外部散热器,可以用作大功率电阻。

碳合成电阻(Carbon Composition Resistor)


碳合成电阻主要是由碳粉末和粘合剂一起烧结成圆柱型的电阻体,其中碳粉末的浓度决定了电阻值的大小,在两端加镀锡铜引线,最后封装成型。碳合成电阻工艺简单,原材料也容易获得,所以价格最便宜。但是碳合成电阻的性能不太好,容差比较大(也就是做不了精密电阻),温度特性不好,通常噪声比较大。碳合成电阻耐压性能较好,由于内部是可以看作是碳棒,基本不会被击穿导致被烧毁。

特点:

1、适用于高压大功率应用

2、短时间可承受高能量

3、已经在通常场景不再使用,因为价格


应用场景:

1、接地电阻

2、气体断路器

3、大型电机

4、感性加热器


碳膜电阻(Carbon Film Resistor)

碳膜电阻主要是在陶瓷棒上形成一层碳混合物膜,例如直接涂一层,碳膜的厚度和其中碳浓度可以控制电阻的大小;为了更加精确的控制电阻,可以在碳膜上加工出螺旋沟槽,螺旋越多电阻越大;最后加金属引线,树脂封装成型。碳膜电阻的工艺更加复杂一点,可以做精密电阻,但由于碳质的原因,还是温度特性不太好。

碳膜电阻器是膜式电阻器(FilmResistors)中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜,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。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小,通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。


特点:

1.性能稳定、阻值范围广、极限电压较高;

2.表面涂为土黄色面漆,小型化为土黄色或粉红色;

3.使用环境温度:-55℃~+125℃;

4.精度范围:±5%,±2%。


金属膜电阻(Metal Film Resistor)


与碳膜电阻结构类似,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,然后在镀膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。金属膜电阻可以说是性能比较好的电阻,精度高,可以做E192系列,然后温度特性好,噪声低,更加稳定。

金属膜电阻是是用镍铬或类似的合金真空电镀技术,着膜于白瓷棒表面,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值。金属膜电阻器提供广泛的阻值范围,有着精密阻值,公差范围小的特性。亦可应用于金属膜保险丝电阻器。而碳膜电阻是 目前电子、电器、资讯产品使用量最大,价格最便宜,品质稳定性信赖度高。其是从高温真空中分离出有机化合物之碳,紧密附着于瓷棒表面之碳膜体,而加以适当 之接头后切割调适而成,并在其表面涂上环氧树脂密封以保护。碳膜电阻从外观上,金属膜的为五个环(1%),碳膜的为四环(5%)。金属膜的为蓝色,碳膜的 为土黄色或是其他的色。

特点:

金属膜电阻,稳定,误差小,精度高, 体积小。

碳膜电阻,反之。


金属氧化物膜电阻(Metal Oxide Film Resistor)

与金属膜电阻结构类似,金属氧化物膜主要是在陶瓷棒形成一层锡氧化物膜,为了增加电阻,可以在锡氧化物膜上加一层锑氧化物膜,然后在氧化物膜上加工出螺旋沟槽来精确控制电阻。金属氧化物膜电阻最大的优势就是耐高温。


特点:

1、低噪声

2、高频特性好

3、工作稳定

2.1.2 片状电阻

金属箔电阻(Metal Foil Resistor)

金属箔电阻是通过真空熔炼形成镍铬合金,然后通过滚碾的方式制作成金属箔,再将金属箔黏合在氧化铝陶瓷基底上,再通过光刻工艺来控制金属箔的形状,从而控制电阻。金属箔电阻是目前性能可以控制到最好的电阻。


厚膜电阻(Thick Film Resistor)


厚膜电阻采用的丝网印刷法,就是再陶瓷基底上贴一层钯化银电极,然后在电极之间印刷一层二氧化钌作为电阻体。厚膜电阻的电阻膜通常比较厚,大约100微米。具体工艺流程如下图所示。


厚膜电阻是目前应用最多的电阻,价格便宜,容差有5%和1%,绝大多数产品中使用的都是5%和1%的片状厚膜电阻。

薄膜电阻(Thin Film Resistor)


薄膜电阻就是氧化铝陶瓷基底上通过真空沉积形成镍化铬薄膜,通常只有0.1um厚,只有厚膜电阻的千分之一,然后通过光刻工艺将薄膜蚀刻成一定的形状。Thin Film工艺在此前电容和电感的文章中已经提到过多次了,光刻工艺十分精确,可以形成复杂的形状,因此,薄膜电容的性能可以控制的很好。

 薄膜电阻和厚膜电阻是电阻类应用广泛,外型也极为相似,很多用户都将他们混淆或者直接把它们当成同一样的元器件,那么它们究竟是不是一样的呢?有什么区别呢?且听小编给大家解答。


两者的最大区别是:首先当然是膜厚的区别,厚膜电阻的膜厚通常大于10μm,而薄膜电阻通常小于10μm,而且大多更是小于1μm; 其次是制造工艺的区别,厚膜电阻通常是采用丝网印刷工艺制作而成,薄膜电阻采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法将具有一定电阻率的材料蒸镀于绝缘材料表面制成电阻器。再有就是厚膜电阻一般精度不如薄膜电阻高,厚膜电阻常见精度是10%,5%,1%等,而薄膜电阻精度可达到0.1%、0.01%等;同时,在温度系数上,厚膜电阻通常较大,而薄膜电阻的温度系数可以做到非常低,如5PPM/℃,10 PPM/℃等,因此薄膜电阻的阻值随温度变化小,更加稳定可靠。


综上所述,薄膜电阻具有更多的优点,价格也相对贵些,常用于各类仪器仪表,医疗器械,电源,电力设备,电子数码产品等。在电阻选型时,当然不能盲目的选择最贵的,而是根据实际需要选择合适的,当温度系数和精度要求高时,就使用薄膜工艺的电阻,如果是一般要求就可使用厚膜工艺的。

2.2 可变电阻

可变电阻就是电阻值可以变化,可以有两种:一是可以手动调整阻值的电阻;另一种就是电阻值可以根据其他物理条件而变化。

2.2.1 可调电阻

上中学的时候,应该都使用过滑动变阻器做实验,动一动滑动变阻器,小灯泡可以变亮或变暗。滑动变阻器就是可调电阻,原理都是一样的。

可调电阻,通常分成了三种:

  • Potentiometer

电位器或分压计,这是一种三端口器件。电位器被中间抽头分成两个电阻,通过中间抽头可以改变两个电阻的阻值,就可以改变分得的电压。

  • Rheostat

变阻器,其实就是电位器,唯一的区别就是变阻器只需要用到两个端口,纯粹一个可以精确调整阻值的电阻。


  • Trimmer

微调器,其实也是电位器,只不过不需要经常调整,例如设备出厂的时候调整一下即可,通常需要用螺丝刀等特殊工具才能调整。

2.2.2 敏感电阻

敏感电阻是一类敏感元件,这类电阻大都对某种物理条件特别敏感,该物理条件一变化,电阻值就会随着变化,通常可以用作传感器, 例如光敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻等等。在电路设计应用比较多的应该是热敏电阻和压敏电阻,常用作保护器件。

热敏电阻

PTC就是正温度系数电阻,通常有两种:一种是陶瓷材料,叫CPTC,适用于高电压大电流场合;另一种是高分子聚合物材料,叫PPTC,适用于低电压小电流场合。

陶瓷PTC,其电阻材料是一种多晶体陶瓷,是碳酸钡、二氧化钛等多种材料的混合物烧结而成。PTC温度系数具有很强的非线性,当温度超过一定阈值时电阻会变得很大,相当于断路,从而可以起到短路和过流保护的作用。

同时还有负温度系数电阻,即NTC。

压敏电阻

压敏电阻通常都是金属氧化物可变电阻,即Metal Oxide Varistor(MOV),其电阻材料是氧化锌颗粒和陶瓷颗粒混合后一起烧结成型。MOV的特性就是当电压超过一定阈值的时候,电阻迅速下降,可以通过大电流,因此可以用于浪涌防护和过压保护。

将氧化锌陶瓷采用和MLCC类似的工艺制作成多层型压敏电阻,即 MLV。MLV封装较小,通常是片状的,额定电压和通流能力都比MOV小很多,适用于低压直流场合。


—END—


#推荐阅读#

  • 瞬间功率很大,电阻会烧坏不?

  • I2C总线为什么要接上拉电阻

  • 0欧姆电阻

  • 电阻可以串联,为何二极管不适合串联?

  • 17种元器件PCB封装图鉴

  • 电路噪声原来是这么回事

  • 何谓EMC



 内容合作 视频、课程合作 | 开发板合作转载开白 

 请联系小助手微信:15889572951(微信同号)


点击阅读原文,下载《电路分析经典教程》

面包板社区 面包板社区——中国第一电子人社交平台 面包板社区是Aspencore旗下媒体,整合了电子工程专辑、电子技术设计、国际电子商情丰富资源。社区包括论坛、博客、问答,拥有超过250万注册用户,加入面包板社区,从菜鸟变大神,打造您的电子人脉社交圈!
评论 (0)
热门推荐
X
广告
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦