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電阻的介紹

2016-9-27 18:51:52 點擊:
 電阻器(Resistor)在日常生活中一般直接稱為電阻。是一個限流元件,將電阻接在電路中后,電阻器的阻值是固定的一般是兩個引腳,它可限制通過它所連支路的電流大小。阻值不能改變的稱為固定電阻器。阻值可變的稱為電位器或可變電阻器。理想的電阻器是線性的,即通過電阻器的瞬時電流與外加瞬時電壓成正比。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上,緊壓著一至兩個可移金屬觸點。觸點位置確定電阻體任一端與觸點間的阻值。
電阻器(Resistor)在日常生活中一般直接稱為電阻。是一個限流元件,將電阻接在電路中后,電阻器的阻值是固定的一般是兩個引腳,它可限制通過它所連支路的電流大小。阻值不能改變的稱為固定電阻器。阻值可變的稱為電位器或可變電阻器。理想的電阻器是線性的,即通過電阻器的瞬時電流與外加瞬時電壓成正比。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上,緊壓著一至兩個可移金屬觸點。觸點位置確定電阻體任一端與觸點間的阻值。
電阻器(Resistor)在日常生活中一般直接稱為電阻。是一個限流元件,將電阻接在電路中后,電阻器的阻值是固定的一般是兩個引腳,它可限制通過它所連支路的電流大小。阻值不能改變的稱為固定電阻器。阻值可變的稱為電位器或可變電阻器。理想的電阻器是線性的,即通過電阻器的瞬時電流與外加瞬時電壓成正比。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上,緊壓著一至兩個可移金屬觸點。觸點位置確定電阻體任一端與觸點間的阻值。

基本原理
電阻器由電阻體、骨架和引出端三部分構成(實芯電阻器的電阻體與骨架合而為一),而決定阻值的只是電阻體。對于截面均勻的電阻體,電阻值為式中ρ為電阻材料的電阻率(歐/厘米);L為電阻體的長度(厘米);A為電阻體的截面積(厘米)
薄膜電阻體的厚度d很小,難于測準,且ρ又隨厚度而變化,故把視為與薄膜材料有關的常數,稱為膜電阻。實際上它就是正方形薄膜的阻值,故又稱方阻(歐/方)。對于均勻薄膜
薄膜阻值
式中W為薄膜的寬度(厘米)。通常Rs應在一有限范圍內,Rs太大會影響電阻器性能的穩定。因此圓柱形電阻體以刻槽方法,平面形電阻體用刻蝕迂回圖形的方法來擴大其阻值范圍,并進行阻值微調。

參數與特性  表征電阻特性的主要參數有標稱阻值及其允許偏差、額定功率、負荷特性、電阻溫度系數等。
標稱阻值 用數字或色標在電阻器上標志的設計阻值。單位為歐(Ω)、千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)、太歐(TΩ)。阻值按標準化優先數系列制造,系列數對應于允許偏差

如何使用上表:四環電阻:一環數字(十位)二環數字(個位)*倍乘數
例;紅橙黑金=23*10^0=23Ω(±5%)
五環電阻:一環數字(百位)二環數字(十位)三環數字(個位)*倍乘數
例:紅藍綠黑棕=265*10^0=265Ω(±1%)
允許偏差 實際阻值與標稱阻值間允許的最大偏差,以百分比表示。常用的有±5%、±10%、±20%,精密的小于±1%,高精密的可達0.001%。精度由允許偏差和不可逆阻值變化二者決定。
額定功率 電阻器在額定溫度(最高環境溫度)tR下連續工作所允許耗散的最大功率。對每種電阻器同時還規定最高工作電壓,即當阻值較高時即使并未達到額定功率,也不能超過最高工作電壓使用。
負荷特性  當工作環境溫度低于tR時,電阻器也不能超過其額定功率使用,當超過tR時,必須降低負荷功率。對每種電阻器都有規定的負荷特性。此外,在低氣壓下負荷允許相應降低。在脈沖負荷下,脈沖平均功率遠低于額定功率,一般另有規定。
碳膜電阻器

電阻溫度系數 在規定的環境溫度范圍內,溫度每改變1℃時阻值的平均相對變化,用ppm/℃表示。 除了以上幾種參數外,還有非線性(電流與所加電壓特性偏離線性關系的程度)、電壓系數(所加電壓每改變、伏阻值的相對變化率)、電流噪聲(電阻體內因電流流動所產生的噪聲電勢的有效值與測試電壓之比,用電流噪聲指數來表示)、高頻特性(由于電阻體內在分布電容和分布電感的影響,使阻值隨工作頻率增高而下降的關系曲線、長期穩定性(電阻器在長期使用或貯存過程中受環境條件的影響阻值發生不可逆變化的過程)等技術指標。

電阻器按材料分類
a、線繞電阻器由電阻線繞成電阻器 用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成,外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。繞線電阻具有較低的溫度系數,阻值精度高,穩定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點是高頻性能差,時間常數大。
b、碳合成電阻器由碳及合成塑膠壓制成而成。
c、碳膜電阻器在瓷管上鍍上一層碳而成,將結晶碳沉積在陶瓷棒骨架上制成。碳膜電阻器成本低、性能穩定、阻值范圍寬、溫度系數和電壓系數低,是目前應用最廣泛的電阻器。
d、金屬膜電阻器在瓷管上鍍上一層金屬而成,用真空蒸發的方法
保險電阻

保險電阻
將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。
金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高,穩定性好,噪聲,溫度系數小。在儀器儀表及通訊設備中大量采用。
e、金屬氧化膜電阻器在瓷管上鍍上一層氧化錫而成,在絕緣棒上沉積一層金屬氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高溫下穩定,耐熱沖擊,負載能力強 按用途分,有通用、精密、高頻、高壓、高阻、大功率和電阻網絡等。
特殊電阻器
1、保險電阻:又叫熔斷電阻器,在正常情況下起著電阻和保險絲的雙重作用,當電路出現故障而使其功率超過額定功率時,它會像保險絲一樣熔斷使連接電路斷開。保險絲電阻一般電阻值都小(0.33Ω~10KΩ),功率也較小。保險絲電阻器常用型號有:RF10型、RF111-5 保險絲電阻器的符號型、RRD0910 型、RRD0911 型等。
2、敏感電阻器:是指其電阻值對于某種物理量(如溫度、濕度、光照、電壓、機械力、以及氣體濃度等)具有敏感特性,當這些物理量發生變化時,敏感電阻的阻值就會隨物理量變化而發生改變,呈現不同的電阻值。根據對不同物理量敏感,敏感電阻器可分為熱敏、濕敏、光敏、壓敏、力敏、磁敏和氣敏等類型敏感電阻。敏感電阻器所用的材料幾乎都是半導體材料,這類電阻器也稱為半導體電阻器。
熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化,溫度升高阻為負溫度系數(NTC)熱敏電阻。應用較多的是負溫度系數熱敏電阻,又可分為普通型負溫度系數熱敏電阻;穩壓型負溫度系數熱敏電阻;測溫型負溫度系數熱敏電阻等。 光敏電阻是電阻的阻值隨入射光的強弱變化而改變,當入

電阻器

射光增強時,光敏電阻的減小,入射光減弱時電阻值增大。

選用
1、固定電阻器的選用有多種類型,選擇哪一種材料和結構的電阻器,應根據應用電路的具體要求而定。高頻電路應選用分布電感和分布電容小的非線繞電阻器,例如碳膜電阻器、金屬電阻器和金屬氧化膜電阻器,薄膜電阻器,厚膜電阻器,合金電阻器,防腐蝕鍍膜電阻器等。高增益小信號放大電路應選用低噪聲電阻器,例如金屬膜電阻器、碳膜電阻器和線繞電阻器,而不能使用噪聲較大的合成碳膜電阻器和有機實心電阻器。
所選電阻器的電阻值應接近應用電路中計算值的一個標稱值,應優先選用標準系列的電阻器。一般電路使用的電阻器允許誤差為±5%~±10%。精密儀器及特殊電路中使用的電阻器,應選用精密電阻器,對精密度為1%以內的電阻,如0.01%,0.1%,0.5%這些量級的電阻應采用捷比信電阻。所選電阻器的額定功率,要符合應用電路中對電阻器功率容量的要求,一般不應隨意加大或減
熔斷電阻器

熔斷電阻器
小電阻器的功率。
若電路要求是功率型電阻器,則其額定功率可高于實際應用電路要求功率的1~2倍。2、熔斷電阻器的選用
熔斷電阻器具有保護功能的電阻器。選用時應考慮其雙重性能,根據電路的具體要求選擇其阻值和功率等參數。 既要保證它在過負荷時能快速熔斷,又要保證它在正常條件下能長期穩定的工作。電阻值過大或功率過大,均不能起到保護作用。
電阻器選用的三項基本原則:
選擇通過認證機構認證的生產線制造出的執行高水平標準的電阻器。
選擇具備功能優勢、質量優勢、效率優勢、功能價格比優勢、服務優勢的制造商生產的電阻器。
選擇能滿足上述要求的上型號目錄的制造商,并向其直接訂購電阻器。
注意事項
電阻在使用前要進行檢查,檢查其性能好壞就是測量實際阻值與標稱值是否相符,誤差是否在允許范圍之內。方法就是用萬用表的電阻檔進行測量。
電阻器

電阻器
測量時要注意兩點
1、要根據被測電阻值確定量程,使指針指示在刻度線的中間一段,這樣便于觀察。
2、確定電阻檔量程后,要進行調零,方法是兩表筆短路(直接相 碰),調節“調零”電器使指針準確的指在Ω刻度線的“0”上,然后再測電阻的阻值。另外,還要注意人手不要碰電阻兩端或接觸表筆的金屬部分。否則會引起測試誤差。
用萬用表測出的電阻值接近標稱值。就可以認為基本上質量是好的,如果相差太多或根本不通,就是壞的。
檢測
1、外觀檢查
對于固定電阻首先查看標志清晰,保護漆完好,無燒焦,無傷痕,無裂痕,無腐蝕,電阻體與引腳緊密接觸等。對于電位器還應檢查轉軸靈活,松緊適當,手感舒適。有開關的要檢查開關動作是否正常。
2、萬用表檢測
①固定電阻的檢測
用萬用表的電阻擋對電阻進行測量,對于測量不同阻值的電阻選擇萬用表的不同倍乘擋。對于指針式萬用表,由于電阻擋的示數是非線性的,阻值越大,示數越密,所以選擇合適的量程,應使表針偏轉角大些,指示于1/3~2/3滿量程,讀數更為準確。若測得阻值超過該電阻的誤差范圍、阻值無限大、阻值為0或阻值不穩,說明該電阻器已壞。
在測量中注意拿電阻的手不要與電阻器的兩個引腳相接觸,這樣會使手所呈現的電阻與被測電阻并聯,影響測量準確。另外,不能帶電情況下用萬用表電阻擋檢測電路中電
電阻器

電阻器
阻器的阻值。在線檢測應首先斷電,再將電阻從電路中斷開出來,然后進行測量。
②保險絲電阻和敏感電阻的檢測
保險絲電阻一般阻值只有幾到幾十歐,若測得阻值為無限大,則已熔斷。也可在線檢測保險絲電阻的好壞,分別測量其兩端對地電壓,若一端為電源電壓,一端電壓為0伏,保險絲電阻已熔斷。
敏感電阻種類較多,以熱敏電阻為例,又分正溫度系數和負溫度系數熱敏電阻。對于正溫度系(PTC)熱敏電阻,在常溫下一般阻值不大,在測量中用燒熱的電烙鐵靠近電阻,這時阻值應明顯增大,說明該電阻正常,若無變化說明元件損壞,負溫度系熱敏電阻則相反。
光敏電阻在無光照(用手或物遮住光)的情況下萬用表測得阻值大,有光照表針指示電阻值有明顯減小。若無變化,則元件損壞。
③可變電阻和電位器的檢測
首先測量兩固定端之間電阻值是否正常,若為無限大或為零歐,或與標稱相差較大,超過誤差允許范圍,都說明已損壞;電阻體阻值正常,再將萬用表一只表筆接電位器滑動端,另一只表筆接電位器(可調電阻)的任一固定端,緩慢旋動軸柄,觀察表針是否平穩變化,當從一端旋向另一端時,阻值從零歐變化到標稱值(或相反),并且無跳變或抖動等現象,則說明電位器正常,若在旋轉的過程中有跳變或抖動現象,說明滑動點現電阻體接觸不良。
3、用電橋測量電阻
如果要求精確測量電阻器的阻值,可通過電橋(數字式)進行測試。將電阻插入電橋元件測量端,選擇合適的量程,即可從顯示器上讀出電阻器的阻值。例如,用電阻絲自制電阻或對固定電阻器進行處理來獲得某一較為精確的電阻值時,就必須用電橋測量自制電阻的阻值。
應用
不同的使用場合,應用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同,因而對壓敏電阻的要求也不相同,注意區分這種差異,對于正確使用是十分重要的。根據使用目的的不同,可將壓敏電阻區分為兩大類:保護用壓敏電阻,電路功能用壓敏電阻。
保護用壓敏電阻
1、區分電源保護用,還是信號線,數據線保護用壓敏電阻器,它們要滿足不同的技術標準的要求。
電位器

電位器
2、根據施加在壓敏電阻上的連續工作電壓的不同,可將跨電源線用壓敏電阻器可區分為交流用或直流用兩種類型,壓敏電阻在這兩種電壓應力下的老化特性表現不同。
3、根據壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同,可將壓敏電阻區分為浪涌抑制型,高功率型和高能型這三種類型。
浪涌抑制型:是指用于抑制雷電過電壓和操作過電壓等瞬態過電壓的壓敏電阻器,這種瞬態過電壓的出現是隨機的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數壓敏電阻器都屬于這一類。
高功率型:是指用于吸收周期出現的連續脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開關電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現,且周期可知,能量值一般可以計算出來,
壓敏電阻器

壓敏電阻器
電壓的峰值并不大,但因出現頻率高,其平均功率相當大。
高能型:指用于吸收發電機勵磁線圈,起重電磁鐵線圈等大型電感線圈中的磁能的壓敏電壓器,對這類應用,主要技術指標是能量吸收能力。
壓敏電阻器的保護功能,絕大多數應用場合下,是可以多次反復作用的,但有時也將它做成電流保險絲那樣的一次性保護器件。例如并接在某些電流互感器負載上的帶短路接點壓敏電阻。
展望
電阻器的發展方向是:
1、小型化、高可靠性;
2、分立的小型電阻器仍有廣泛的用處,但將進一步縮小體積,提高性能,降低價格;
金屬箔電阻器

金屬箔電阻器
3、在消費類亞博電子產品中,碳膜電阻器仍占優勢,而精密的電阻器則將以金屬膜電阻器為主,大部分小功率線繞電阻器將被取代;
4、為適應電路集成化、平面化的發展,對片狀電阻器的需要將明顯增加;通用型將傾向于發展厚膜電阻器,而精密型則仍將傾向于薄膜類中的金屬膜和金屬箔電阻器; 5、發展組合的電阻網絡;
理想電阻器
在一個理想的電阻器里,電阻值不會隨電壓或電流而改變,亦不會因電流的突然變動而改變。真實的電阻器無法達到這一點。現今的內部設計使電阻器在極端的電壓或電流(以至其他環境因素,例如溫度)下能表現相對小的電阻值變化。
現實電阻器的限制
每一個電阻器均有其承受的電壓或電流的上限(主要取決于電阻器的體積)。如果電壓或電流超出了這個范圍,首先電阻器的電阻值會改變(在一些電阻器中可以有劇烈的變動),繼而令電阻器因過熱等情況而損毀。大部份電阻器會標示額定的電功率,另外一些則會提供額定的電流或電壓。
另外,現實的電阻器本身除電阻外,亦擁有微量的電感或電容,使其表現與理想的電阻器有所差異。
4識別方法
色環電阻的識別方法
帶有四個色環的其中第一、二環分別代表阻值的前兩位數;第三環代表倍率;第四環代表誤差。快速識別的關鍵在于根據第三環的顏色把阻值確定在某一數量級范圍內,例如是幾點幾K、還是幾十幾K的,再將前兩環讀出的數”代”進去,這樣就可很快讀出數來。[2]
(1)熟記第一、二環每種顏色所代表的數。可這樣記憶:棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍6,紫7,灰8,白9,黑0。這樣連起來讀,多復誦幾遍便可記住。
  記準記牢第三環顏色所代表的 阻值范圍,這一點是快識的關鍵。具體是:
  金色:幾點幾 Ω
  黑色:幾十幾 Ω
  棕色:幾百幾十 Ω
  紅色:幾點幾 kΩ
  橙色:幾十幾 kΩ
  黃色:幾百幾十 kΩ
  綠色:幾點幾 MΩ
  藍色:幾十幾 MΩ
  從數量級來看,在體上可把它們劃分為三個大的等級,即:金、黑、棕色是歐姆級的;紅橙’、黃色是千歐級的;綠、藍色則是兆歐級的。這樣劃分一下是為了便于記憶。
  (3)當第二環是黑色時,第三環顏色所代表的則是整數,即幾,幾十,幾百 kΩ等,這是讀數時的特殊情況,要注意。例如第三環是紅色,則其阻值即是整幾kΩ的。
  (4)記住第四環顏色所代表的誤差,即:金色為5%;銀色為10%;無色為20%。
  下面舉例說明:
  例1當四個色環依次是黃、橙、紅、金色時,因第三環為紅色、阻值范圍是幾點幾kΩ的,按照黃、橙兩色分別代表的數”4″和”3″代入,,則其讀數為43 kΩ。第環是金色表示誤差為5%。
  例2當四個色環依次是棕、黑、橙、金色時,因第三環為橙色,第二環又是黑色,阻值應是整幾十kΩ的,按棕色代表的數”1″代入,讀數為10 kΩ。第四環是金色,其誤差為5%。
貼片電阻的識別方法
貼片元件具有體積小、重量輕、安裝密度高,抗震性強.抗干擾能力強,高頻特性好等優點,廣泛應用于計算機、手機、亞博電子辭典、醫療亞博電子產品、攝錄機、亞博電子電度表及VCD機等。貼片元件按其形狀可分為矩形、圓柱形和異形三類。按種類分有電阻器、電容器,電感器、晶體管及小型集成電路等。貼片元件與一般元器件的標稱方法有所不同。下面主要談談片狀電阻器的阻值標稱法。[3]
片狀電阻器的阻值和一般電阻器一樣,在電阻體上標明.共有三種阻值標稱法,但標稱方法與一般電阻器不完全一樣。
  1.數字索位標稱法(一般矩形片狀電阻采用這種標稱法)
  數字索位標稱法就是在電阻體上用三位數字來標明其阻值。它的第一位和第二位為有效數字,第三位表示在有效數字后面所加“0”的個數.這一位不會出現字母。
  例如:“472′’表示“4700Ω”;“151”表示“150”。
  如果是小數.則用“R”表示“小數點”.并占用一位有效數字,其余兩位是有效數字。
  例如:“2R4″表示“2.4Ω”;“R15”表示“0.15Ω”。
  2.色環標稱法(一般圓柱形固定電阻器采用這種標稱法)
  貼片電阻與一般電阻一樣,大多采用四環(有時三環)標明其阻值。第一環和第二環是有效數字,第三環是倍率(色環代碼如表1)。例如:“棕綠黑”表示”15Ω”;“藍灰橙銀”表示“68kΩ”誤差±10%。
  3.E96數字代碼與事母混合標稱法
  數字代碼與字母混合標稱法也是采用三位標明電阻阻值,即“兩位數字加一位字母”,其中兩位數字表示的是E96系列電阻代碼.具體見附表2。它的第三位是用字母代碼表示的倍率(如表3)。例如:“51D”表示“332×103;332kΩ”;“249Y”表示“249×10-2 ; 2.49Ω”。
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