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电阻器

[ 浏览次数:约472次 ] 发布日期:2016-10-27

电阻器(Resistor)在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件,将电阻接在电路中后,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。

电阻器

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。




目录
分类
主要参数
识别方法
计算公式
相关信息

电阻的分类


a.按阻值特性


  固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻) . 

  不能调节的,我们称之为定值电阻或固定电阻,而可以调节的,我们称之为可调电阻.常见的可调电阻是滑动变阻器,例如收音机音量调节的装置是个圆形的滑动变阻器,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器.


b.按制造材料


  碳膜电阻金属膜电阻、线绕电阻,无感电阻,薄膜电阻等. 

  薄膜电阻 

  用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下: 

  1 碳膜电阻器 

   碳膜电阻(碳薄膜电阻)为最早期也最普遍使用的电阻器,利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂一层碳膜,再将碳膜外层加工切割成螺旋纹状,依照螺旋纹的多寡来定其电阻值,螺旋纹愈多时表示电阻值愈大。最后在外层涂上环氧树脂密封保护而成。其阻值误差虽然较金属皮膜电阻高,但由于价钱便宜。碳膜电阻器仍广泛应用在各类产品上,是目前电子,电器,设备,资讯产品之最基本零组件。 

  2 金属膜电阻器。 

  金属膜电阻(金属拍摄电阻)同样利用真空喷涂技术在瓷棒上面喷涂,只是将炭膜换成金属膜(如镍铬) ,并在金属膜车上螺旋纹做出不同阻值,并且于瓷棒两端度上贵金属。虽然它较碳膜电阻器贵,但低杂音,稳定,受温度影响小,精确度高成了它的优 势。因此被广泛应用于高级音响器材,电脑,仪表,国防及太空设备等方面。 

  3 金属氧化膜电阻器 

  某些仪器或装置需要长期在高温的环境下操作,使用一般的电阻会未能保持其安定性。在这种情况下可使用金属氧化膜电阻(金属氧 

  化物薄膜电阻器) ,它是利用高温燃烧技术于高热传导的瓷棒上面烧附一层金属氧化薄膜(用锡和锡的化合物喷制成溶液,经喷雾送入500~500℃的恒温炉,涂覆在旋转的陶瓷基体上而形成的。材料也可以氧化锌等) ,并在金属氧化薄膜车上螺旋纹做出不同阻值,然后于外层喷涂不燃性涂料。其性能与金属膜电阻器类似,但电阻值范围窄。它能够在高温下仍保持其安定性,其典型的特点是金属氧化膜与陶瓷基体结合的更牢,电阻皮膜负载之电力亦较高。耐酸碱能力强,抗盐雾,因而适用于在恶劣的环境下工作。它还兼备低杂音,稳定,高频特性好的优点。 

  4 合成膜电阻 将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得,因此也叫漆膜电阻。 

  由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大,精度低,主要用他制造高压, 高阻, 小型电阻器。 

  绕线电阻 

  用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。 

  绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高, 稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。 

  方形线绕电阻 

   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。而不燃性涂装线绕电阻的差别只是外层涂装改由矽利康树脂或不燃性涂料。它们的优点是阻值精确,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。 

  实芯碳质电阻 

   用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。 并在制造时植入导线。电阻值的大小是根据碳粉的比例及碳棒的粗细长短而定。 

  特点:价格低廉,但其阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用。 

  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。而贴片排阻则是将多个相同阻值的贴片电阻制作成一颗贴片电阻,目的是可有效地限制元件数量,减少制造成本和缩小电路板的面积。 

  无感电阻 

  无感电阻常用于做负载,用于吸收产品使用过程中产生的不需要的电量,或起到缓冲,制动的作用,此类电阻常称为JEPSUN制动电阻或捷比信负载电阻。

C.按安装方式

  插件电阻、贴片电阻  

d.按功能分

  负载电阻,采样电阻,分流电阻,保护电阻等

按伏安特性分类

       对大多数导体来说,在一定的温度下,其电阻几乎维持不变而为一定值,这类电阻称为线性电阻。有些材料的电阻明显地随着电流(或电压)而变化,其伏—安特性是一条曲线,这类电阻称为非线性电阻。非线性电阻在某一给定的电压(或电流)作用下,电压与电流的比值为在该工作点下的静态电阻,伏—安特性曲线上的斜率为动态电阻。表达非线性电阻特性的方式比较复杂,但这些非线性关系在电子电路中得到了广泛的应用。[1] 

按材料分类

      a、线绕电阻器由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。

      b、碳合成电阻器由碳及合成塑胶压制成而成。

      c、碳膜电阻器在瓷管上镀上一层碳而成,将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。

      d、金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而成,用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。

金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声,温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。

      e、金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成,在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强 按用途分,有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。

特殊电阻器

1、保险电阻:又叫熔断电阻器,在正常情况下起着电阻和保险丝的双重作用,当电路出现故障而使其功率超过额定功率时,它会像保险丝一样熔断使连接电路断开。保险丝电阻一般电阻值都小(0.33Ω~10KΩ),功率也较小。保险丝电阻器常用型号有:RF10型、RF111-5 保险丝电阻器的符号型、RRD0910 型、RRD0911 型等。

2、敏感电阻器:是指其电阻值对于某种物理量(如温度、湿度、光照、电压、机械力、以及气体浓度等)具有敏感特性,当这些物理量发生变化时,敏感电阻的阻值就会随物理量变化而发生改变,呈现不同的电阻值。根据对不同物理量敏感,敏感电阻器可分为热敏、湿敏、光敏、压敏、力敏、磁敏和气敏等类型敏感电阻。敏感电阻器所用的材料几乎都是半导体材料,这类电阻器也称为半导体电阻器。

热敏电阻的阻值随温度变化而变化,温度升高阻为负温度系数(NTC)热敏电阻。应用较多的是负温度系数热敏电阻,又可分为普通型负温度系数热敏电阻;稳压型负温度系数热敏电阻;测温型负温度系数热敏电阻等。 光敏电阻是电阻的阻值随入射光的强弱变化而改变,当入

射光增强时,光敏电阻的减小,入射光减弱时电阻值增大。

电阻器2

主要参数


   a. 标称阻值:标称在电阻器上的电阻值称为标称值.单位: Ω, kΩ, MΩ.标称值是根据国家制定的标准系列标注的,不是生产者任意标定的. 不是所有阻值的电阻器都存在 

  b.允许误差:电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差.误差代码:F 、 G 、 J、 K… (常见的误差范围是:0.01[%],0.05[%],0.1[%],0.5[%],0.25[%],1[%],2[%],5[%] 等) 

  c. 额定功率:指在规定的环境温度下,假设周围空气不流通,在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下,电阻器上允许的消耗功率.常见的有1/16W 、 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W 

  阻值和误差的标注方法 

  a.直标法—将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上. 

  eg: 5.1k Ω 5[%] 5.1k Ω J 

  b.文字符号法—将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数. 

  eg: 0.1Ω=Ω1=0R1, 3.3Ω=3Ω3=3R3,3K3=3.3KΩ 

  c.色标法—用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般有4环表示,精密电阻用5环. 

  d.数码法 

  用三位数字表示元件的标称值。从左至右,前两位表示有效数位,第三位表示10^n(n=0~8)。当n=9时为特例,表示10^(-1)。 

  0-10欧带小数点电阻值表示为XRX,RXX. eg : 

  471=470Ω 105=1M 2R2=2.2Ω 

  塑 料电阻器的103表示10*10^3=10k。片状电阻多用数码法标示,如512表示5.1kΩ。电容上数码标示479为47*10^(-1)=4.7pF。而标志是0或000的电阻器,表示是跳线,阻值为0Ω。数码法标示时,电阻单位为欧姆,电容单位为pF,电感一般不用数码标示。 

  色环电阻第一环如何确定 

  请参照色标法图片 

  a.四环电阻: 

  因表示误差的色环只有金色或银色,色环中的金色或银色环一定是第四环. 

  b.五环电阻:此为精密电阻 

  (1)从阻值范围判断:因为一般电阻范围是0-10M,如果我们读出的阻值超过这个范围,可能是第一环选错了. 

  (2)从误差环的颜色判断:表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕.如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色,则可确定为第一环. 


识别方法


  识别色环电阻的阻值 

  目前,电子产品广泛采用色环电阻,其优点是在装配、调试和修理过程中,不用拨动元件,即可在任意角度看清色环,读出阻值,使用方便。一个电阻色环由4部分组成[不包括精密电阻] 

  四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表10的幂;第四环代表误差。 

  下面介绍掌握此方法的几个要点: 

  (1)熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆: 

  棕=1 

  红=2, 

  橙=3, 

  黄=4, 

  绿=5, 

  蓝=6, 

  紫=7, 

  灰=8, 

  白=9, 

  黑=0。 

  此乃基本功,多复诵,一定要记住!!!!!!! 

  大家都记得彩虹的颜色分布吧,一句话,很好记:红橙黄绿蓝靛(diàn)紫,去掉靛,后面添上灰白黑,前面加上棕,对应数字1开始。 

  从数量级来看,在体上可把它们划分为三个大的等级,即:金、黑、棕色是欧姆级的;红是千欧级,橙、黄色是十千欧级的;绿是兆欧级、蓝色则是十兆欧级的。这样划分一下也好记忆。所以要先看第三环颜色(倒数第2个颜色),才能准确。 

  第四环颜色所代表的误差:金色为5%;银色为10%;无色为20%。 

  下面举例说明: 

  例1四个色环颜色为:黄橙红金 

  读法:前三颜色对应的数字为432,金为5[%],所以阻值为43X10*2=4300=4.3KΩ,误差为5[%]。


计算公式


串联:电阻计算公式串联

并联:电阻计算公式并联,特别地,两个电阻并联式也可表示为  。

定义式:电阻计算公式定义式

 

决定式:电阻计算公式决定式(ρ表示电阻的电阻率,是由其本身性质决定,L表示电阻的长度,S表示电阻的横截面积)。


相关信息


选用


1、固定电阻器的选用有多种类型,选择哪一种材料和结构的电阻器,应根据应用电路的具体要求而定。高频电路应选用分布电感和分布电容小的非线绕电阻器,例如碳膜电阻器、金属电阻器和金属氧化膜电阻器,薄膜电阻器,厚膜电阻器,合金电阻器,防腐蚀镀膜电阻器等。高增益小信号放大电路应选用低噪声电阻器,例如金属膜电阻器、碳膜电阻器和线绕电阻器,而不能使用噪声较大的合成碳膜电阻器和有机实心电阻器。

所选电阻器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器。一般电路使用的电阻器允许误差为±5%~±10%。精密仪器及特殊电路中使用的电阻器,应选用精密电阻器,对精密度为1%以内的电阻,如0.01%,0.1%,0.5%这些量级的电阻应采用捷比信电阻。所选电阻器的额定功率,要符合应用电路中对电阻器功率容量的要求,一般不应随意加大或减小电阻器的功率。

若电路要求是功率型电阻器,则其额定功率可高于实际应用电路要求功率的1~2倍。2、熔断电阻器的选用

熔断电阻器具有保护功能的电阻器。选用时应考虑其双重性能,根据电路的具体要求选择其阻值和功率等参数。 既要保证它在过负荷时能快速熔断,又要保证它在正常条件下能长期稳定的工作。电阻值过大或功率过大,均不能起到保护作用。

电阻器选用的三项基本原则:

选择通过认证机构认证的生产线制造出的执行高水平标准的电阻器。

选择具备功能优势、质量优势、效率优势、功能价格比优势、服务优势的制造商生产的电阻器。

选择能满足上述要求的上型号目录的制造商,并向其直接订购电阻器。


注意事项


电阻在使用前要进行检查,检查其性能好坏就是测量实际阻值与标称值是否相符,误差是否在允许范围之内。方法就是用万用表的电阻档进行测量。

测量时要注意两点

1、要根据被测电阻值确定量程,使指针指示在刻度线的中间一段,这样便于观察。

2、确定电阻档量程后,要进行调零,方法是两表笔短路(直接相 碰),调节“调零”电器使指针准确的指在Ω刻度线的“0”上,然后再测电阻的阻值。另外,还要注意人手不要碰电阻两端或接触表笔的金属部分。否则会引起测试误差。

用万用表测出的电阻值接近标称值。就可以认为基本上质量是好的,如果相差太多或根本不通,就是坏的。


检测


1、外观检查

对于固定电阻首先查看标志清晰,保护漆完好,无烧焦,无伤痕,无裂痕,无腐蚀,电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检查转轴灵活,松紧适当,手感舒适。有开关的要检查开关动作是否正常。

2、万用表检测

①固定电阻的检测

用万用表的电阻挡对电阻进行测量,对于测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘挡。对于指针式万用表,由于电阻挡的示数是非线性的,阻值越大,示数越密,所以选择合适的量程,应使表针偏转角大些,指示于1/3~2/3满量程,读数更为准确。若测得阻值超过该电阻的误差范围、阻值无限大、阻值为0或阻值不稳,说明该电阻器已坏。

在测量中注意拿电阻的手不要与电阻器的两个引脚相接触,这样会使手所呈现的电阻与被测电阻并联,影响测量准确。另外,不能带电情况下用万用表电阻挡检测电路中电阻器的阻值。在线检测应首先断电,再将电阻从电路中断开出来,然后进行测量。

②保险丝电阻和敏感电阻的检测

保险丝电阻一般阻值只有几到几十欧,若测得阻值为无限大,则已熔断。也可在线检测保险丝电阻的好坏,分别测量其两端对地电压,若一端为电源电压,一端电压为0伏,保险丝电阻已熔断。

敏感电阻种类较多,以热敏电阻为例,又分正温度系数和负温度系数热敏电阻。对于正温度系(PTC)热敏电阻,在常温下一般阻值不大,在测量中用烧热的电烙铁靠近电阻,这时阻值应明显增大,说明该电阻正常,若无变化说明元件损坏,负温度系热敏电阻则相反。

光敏电阻在无光照(用手或物遮住光)的情况下万用表测得阻值大,有光照表针指示电阻值有明显减小。若无变化,则元件损坏。

③可变电阻和电位器的检测

首先测量两固定端之间电阻值是否正常,若为无限大或为零欧,或与标称相差较大,超过误差允许范围,都说明已损坏;电阻体阻值正常,再将万用表一只表笔接电位器滑动端,另一只表笔接电位器(可调电阻)的任一固定端,缓慢旋动轴柄,观察表针是否平稳变化,当从一端旋向另一端时,阻值从零欧变化到标称值(或相反),并且无跳变或抖动等现象,则说明电位器正常,若在旋转的过程中有跳变或抖动现象,说明滑动点现电阻体接触不良。

3、用电桥测量电阻

如果要求精确测量电阻器的阻值,可通过电桥(数字式)进行测试。将电阻插入电桥元件测量端,选择合适的量程,即可从显示器上读出电阻器的阻值。例如,用电阻丝自制电阻或对固定电阻器进行处理来获得某一较为精确的电阻值时,就必须用电桥测量自制电阻的阻值。


应用


不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同,因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。根据使用目的的不同,可将压敏电阻区分为两大类:保护用压敏电阻,电路功能用压敏电阻。

保护用压敏电阻

1、区分电源保护用,还是信号线,数据线保护用压敏电阻器,它们要满足不同的技术标准的要求。

电位器

电位器

2、根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同,可将跨电源线用压敏电阻器可区分为交流用或直流用两种类型,压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。

3、根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同,可将压敏电阻区分为浪涌抑制型,高功率型和高能型这三种类型。

浪涌抑制型:是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器,这种瞬态过电压的出现是随机的,非周期的,电流电压的峰值可能很大。绝大多数压敏电阻器都属于这一类。

高功率型:是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器,例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻,这里冲击电压周期出现,且周期可知,能量值一般可以计算出来,电压的峰值并不大,但因出现频率高,其平均功率相当大。

高能型:指用于吸收发电机励磁线圈,起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏电压器,对这类应用,主要技术指标是能量吸收能力。

压敏电阻器的保护功能,绝大多数应用场合下,是可以多次反复作用的,但有时也将它做成电流保险丝那样的一次性保护器件。例如并接在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻。


展望


电阻器的发展方向是:

1、小型化、高可靠性;

2、分立的小型电阻器仍有广泛的用处,但将进一步缩小体积,提高性能,降低价格;3、在消费类电子产品中,碳膜电阻器仍占优势,而精密的电阻器则将以金属膜电阻器为主,大部分小功率线绕电阻器将被取代;

4、为适应电路集成化、平面化的发展,对片状电阻器的需要将明显增加;通用型将倾向于发展厚膜电阻器,而精密型则仍将倾向于薄膜类中的金属膜和金属箔电阻器; 5、发展组合的电阻网络;

理想电阻器

在一个理想的电阻器里,电阻值不会随电压或电流而改变,亦不会因电流的突然变动而改变。真实的电阻器无法达到这一点。现今的内部设计使电阻器在极端的电压或电流(以至其他环境因素,例如温度)下能表现相对小的电阻值变化。

现实电阻器的限制

每一个电阻器均有其承受的电压或电流的上限(主要取决于电阻器的体积)。如果电压或电流超出了这个范围,首先电阻器的电阻值会改变(在一些电阻器中可以有剧烈的变动),继而令电阻器因过热等情况而损毁。大部份电阻器会标示额定的电功率,另外一些则会提供额定的电流或电压。

另外,现实的电阻器本身除电阻外,亦拥有微量的电感或电容,使其表现与理想的电阻器有所差异。





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