1、什么是電阻?
與電流、電壓一樣,電阻是電路的基本參數。電阻在電路中是用得最多的一種元器件。
顧名思義,電阻是阻礙電流動的一種元器件,與電流是“死對頭”。當我們在導體上施加電壓時,電荷會以特定方向流過導體,電荷流動過程中會產生電荷碰撞,從而導致能量損耗,限制了通過的電流量。就像反對運動的機械摩擦一樣,電阻反對電荷(電流)的運動。
電路中的電流與管道中的水流類似,如果管道足夠長,水流會變得足夠慢,就是因為有阻力的存在。電阻同理,在導體中,如果我們增加導體的長度,則電荷碰撞的次數會增加,電荷的運動會進一步減少。
2、電阻的工作原理是什么?
在物理學中,用電阻來表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體,電阻通常不同,電阻是導體本身的一種特性。
電阻元件是對電流呈現阻礙作用的耗能元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可說它是一個耗能元件,電流經過它就產生熱能。
導體的電阻值大小一般與溫度、材料、長度和橫截面積有關。如在同樣條件下,導體越長,電阻越大;橫截面積越大,電阻越小。
3、不同材料導體的電阻有什么區別?
絕緣體:絕緣體是一種對電流具有很高電阻的材料。由于其高電阻,它不允許電流通過,屬于電的不良導體。用于覆蓋電纜的塑料材料是一種絕緣體,可防止電擊。
電導體:電導體是對電流流動阻力非常低的材料。金屬是電的優良導體,例如銀、銅和金等,它們被拉伸成電線以傳輸電流。
半導體:電阻率介于導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。它們的電阻在不同情況下會發生變化,它可能像導體或絕緣體一樣工作。半導體材料如硅和鍺用于構造二極管、晶體管、IC等。
超導體:超導體是一種電阻為零的導體。當導體過冷超過其臨界溫度時,其電阻會突然降至零。它是一種沒有功率損耗的理想導體。
4、電阻在電路中的作用是什么?
阻力并不一定是壞事。
電阻的主要作用是限流與降壓(串聯分壓,并聯分流),另外,電阻還與幫助我們走路、開車等的摩擦力一樣,可以將電能轉化為熱量,為我們提供各種便利。
限流
電阻器在電路中限制電流的經過,電阻值越大電流越小。
降壓
電流經過電阻器時必然會產生電壓降,電阻值越大,電壓降越大。
分壓
基于電阻的降壓作用,電阻器還能夠用作分壓器。
產生熱量
電阻可將電能轉化為熱量,比如加熱器中的線圈利用其電阻產生熱量,用于烹飪和加熱房間;還有白熾燈泡有一個小鎢絲線圈,也是由于電阻而點亮。
5、電阻有哪些分類?
電阻的分類,來源:華秋商城
從結構上分有固定電阻和可變電阻。
固定電阻的基本參數是阻值和公差。公差是指由于溫度和光照變化而引起的變化。
可變電阻包括可變電阻器和物理量電阻傳感器。可變電阻器包括可調電位器和滑動變阻器。物理量電阻傳感器包括熱敏傳感器,光敏傳感器,壓敏傳感器和磁敏傳感器。
從制造材料上分,包括碳電阻,碳膜電阻,金屬膜電阻,厚薄膜電阻,箔電阻,繞線電阻。
碳電阻是比較老的結構。精度較低,通常用于產生高能脈沖的地方。
繞線電阻是最老的一種結構。阻值精確,通常用于高功率應用。小阻值仍舊很可靠。
現在,使用較多的是金屬和金屬氧化物電阻器。阻值和公差較穩定,溫度系數也比較好。
6、電阻都有哪些參數?怎么理解?
電阻器的主要參數有電阻值和額定功率。
①電阻值
電阻值簡稱阻值,根本單位是歐姆,簡稱歐(Ω)。常用單位還有千歐(KΩ)和兆歐(MΩ)。它們之間的換算關系是1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω。電阻器上阻值的標示辦法有3種,即直標法、色標法和數標法。
在電子制造中,選用4環或5環電阻均可。在選頻同路、偏置電路等電路中,應盡量選用誤差小的電阻,必要時可用歐姆表檢測選擇。
②額定功率
額定功率是電阻器的另一主要參數,常用電阻器的功率有1/8W、1/4W、)/2W、1W、2W、5W等。
運用中應選用額定功率等于或大于電路請求的電阻器。電路圖中不作標示的表示該電阻器工作中耗費功率很小,可不用思索。
③電阻的精度
電阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等。0.1%的價格大約是1%的十倍,1%的價格大約是5%的1.3倍。
④電阻的耐壓值
電阻兩端能夠施加的電壓,一個是由額度功率決定,要保證功率不超過額度功率,另外就是電阻的耐壓值了。雖然電阻體的功率不超過額度功率,但是過高的電壓會導致電阻不穩定、電阻引腳間爬電等故障,在使用時需根據使用的電壓選擇合理的電阻。部分封裝的耐壓值包括:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V,1/4W插件=250V。而且,在長時間的應用中,電阻上的電壓應該比額度耐壓值小20%以上,不然時間一長就容易出問題了。
⑤電阻的溫度系數
電阻溫度系數是描述電阻隨溫度變化的參數。這個主要由電阻的材料決定的,一般厚膜片式電阻0603以上的封裝都可以做到100ppm/℃,意思就是該電阻環境溫度變化25攝氏度時,電阻值有可能變化了0.25%。
在要求更高的精密儀表,會使用金屬膜電阻,他們的溫漂做到10至20ppm是容易的,當然也就貴點。總之,在儀表類的精密應用中,溫度系數絕對是很重要的一個參數,電阻不精準可以在校準時調整參數,而電阻隨外界溫度的變化是控制不了的。
7、常用的電阻計算公式都有哪些?
定義式:R=U/I。(U表示電壓,I表示電流)。
定義公式:R=ρL/S。(ρ表示電阻的電阻率,是由其本身性質決定,L表示電阻的長度,S表示電阻的橫截面積)。
電阻串聯:R=R1+R2+R3+...+Rn。(R1...Rn表示n個電阻,電阻值是由其本身性質決定)。
電阻并聯:1/R=1/R1+1/R2+1/R3+..+1/Rn。(R1...Rn表示n個電阻,電阻值是由其本身性質決定)。
與電功率相關公式:R=U2/P;R=P/I2。(U表示電壓,I表示電流,P表示電功率)。
與電能(電熱)相關公式:R=U2t/W;R=W/I2t。(U表示電壓,I表示電流,t表示時間,W表示電熱)。
8、電阻的失效模式與失效機理都有哪些?
失效模式:各種失效的現象及其表現的形式。
失效機理:是導致失效的物理、化學、熱力學或其他過程。
電阻器的主要失效模式與失效機理為:
1)開路:主要失效機理為電阻膜燒毀或大面積脫落,基體斷裂,引線帽與電阻體脫落。
2)阻值漂移超規范:電阻膜有缺陷或退化,基體有可動鈉離子,保護涂層不良。
3)引線斷裂:電阻體焊接工藝缺陷,焊點污染,引線機械應力損傷。
4)短路:銀的遷移,電暈放電。
9、如何測量電阻?如何檢測電阻的好壞?
可用萬用表來測量電阻阻值,以及判定電阻的好壞。
將兩表筆(不分正負)分別與電阻的兩端引腳相接即可測出實際電阻值。為了提高測量精度,應根據被測電阻標稱值的大小來選擇量程。若測量結果與電阻器上的標示值相差很大,則說明該電阻器已損壞。(模擬萬用表測量前需校0,數字萬用表不用)
另外,電阻受多種因素影響。因此,在測量電阻時必須考慮以下因素:
電路中的組件:如果該組件位于電路內部,則其電阻可能會受到任何其他并聯組件的影響。
通過電路供電:如果有電源供應給電路或任何帶電的電容器,它會影響讀數,因為歐姆表是根據流過儀表的電流工作的。
電路中的二極管:如果電路中有二極管,如果探頭相互交換,電路的電阻會發生變化。這是因為二極管不允許一個方向的電流。
手指接觸導線:如果手指接觸導線,會因身體漏電流而影響讀數。測量電阻時不要觸摸引線的尖端。
溫度:當電流通過它們時,大多數元件的溫度會升高。最好不要在熱的時候測量電阻,因為溫度會影響電阻。
10、什么是零歐姆電阻?有什么作用?
電路設計中常見到0歐的電阻,大家往往會很迷惑:既然是0歐的電阻,那就是導線,為何要裝上它呢?(事實上,零歐姆電阻的阻值并非“0Ω”,只是非常小,幾乎為0。)
原因很多。
首先,零歐姆電阻可用于模擬地和數字地單點接地。電路板上的所有地都需要接到一起,但如果把模擬地和數字地大面積直接相連,會導致互相干擾。而利用零歐姆電阻短接所有地,可解決此問題。
其次,零歐姆電阻可用于PCB設計代替電線和跳線。
比如在PCB量產中使用零歐姆電阻可降低成本。在PCB生產過程中,我們會使用自動插裝機對二極管、電容、電感、電阻等元器件進行取放,以降低生產成本,這里就可用零歐姆電阻代替電線和跳線。但如果沒有零歐姆電阻,我們將不得不開啟另一臺自動電線放置機,或者不得不手動放置電線,導致生產成本高昂、生產時間變長。
再比如,零歐姆電阻可有效降低PCB設計被抄襲的風險。有些人會使用逆向工程策略復制別人的PCB設計,在這種情況下,零歐姆電阻是最好的替代電線,它會混淆和防止PCB被抄襲。設計人員和制造商會將0-Ω電阻放置在沒有標記阻值的位置或使用不同的電阻顏色代碼。
最后,零歐姆電阻還有熔絲、布線時跨線、調試/測試用、作為溫度補償器件等作用。
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