什么是电阻器,它有什么作用?

电阻器是电子产品中使用最广泛的元件之一。这个名字很久以前就脱离了无线电爱好者术语的狭隘范围。对于任何对电子产品稍有兴趣的人来说,这个词都不应该引起混淆。

拉兹涅雷齐斯托里

 

什么是电阻

最简单的定义如下:电阻器是电路中为流过它的电流提供电阻的元件。元素的名称来自拉丁语“resisto”——“抵抗”,无线电爱好者通常称这部分为——抵抗。

让我们看看电阻是什么,需要什么电阻。回答这些问题需要熟悉电气工程基本概念的物理意义。

要解释电阻器的工作原理,可以使用水管的类比。如果我们以某种方式阻碍管道中的水流(例如,通过减小其直径),内部压力将会增加。通过消除障碍物,我们减轻了压力。在电气工程中,这种压力对应于电压——通过使电流更难流动,我们增加了电路中的电压;通过降低电阻,我们也降低了电压。

通过改变管道的直径,我们可以改变水流的速度,在电路中,通过改变电阻,我们可以调节电流的强度。电阻值与元件的电导率成反比。

电阻元件的特性可用于以下目的:

  • 将电流转换为电压,反之亦然;
  • 限制流动的电流以获得给定的电流值;
  • 创建分压器(例如,在测量仪器中);
  • 其他特殊用途(例如,减少无线电干扰)。

通过以下示例解释什么是电阻器以及它的用途。熟悉的 LED 以低电流发光,但其自身电阻非常小,如果将 LED 直接置于电路中,即使在 5 V 时,流过它的电流也会超过零件的允许参数。在这样的负载下,LED 将立即失效。因此,电路包括一个电阻器,在这种情况下,其目的是将电流限制在给定值。

所有电阻元件都是电路的无源元件,与有源元件不同,它们不为系统提供能量,而只是消耗它。

了解了电阻器是什么之后,有必要考虑它们的类型、名称和标记。

电阻器类型

电阻器的类型可以分为以下几类:

  1. 不可调(常数)——线绕、复合、薄膜、碳等。
  2. 可调(可变和修剪)。可调电阻器用于调整电路。可变电阻元件(电位计)用于调整信号电平。

一个单独的组由半导体电阻元件(热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等)表示。

电阻器的特性由其用途决定,并在制造过程中设置。其中的关键参数包括:

  1. 标称电阻。这是元件的主要特性,以欧姆(Ohm、kOhm、Mohm)为单位。
  2. 允许偏差为指定标称电阻的百分比。指指数的可能变化,由制造技术决定。
  3. 功耗 - 电阻器在长期负载下可以消耗的最大功率。
  4. 电阻温度系数——表示温度变化1°C时电阻器电阻相对变化的值。
  5. 工作电压限制(电气强度)。它是部件保持其规定参数的最大电压。
  6. 噪声特性 - 由电阻器引入信号的失真程度。
  7. 耐湿性和耐温性 - 湿度和温度的最大值,超过该值可能导致部件故障。
  8. 电压系数。考虑到电阻对施加电压的依赖性的值。

拉兹尼·雷齐斯托里

在超高频领域使用电阻器对附加特性非常重要:寄生电容和电感。

半导体电阻器

它们是具有两条引线的半导体器件,其电阻取决于环境参数 - 温度、光、电压等。使用掺杂有杂质的半导体材料,其类型决定了电导率对外部影响的依赖性制造这样的零件。

半导体电阻元件有以下几种:

  1. 线性电阻。该元件由低合金材料制成,在很宽的电压和电流范围内对外部作用的电阻依赖性低,最常用于集成电路的生产。
  2. 压敏电阻 - 元件,其电阻取决于电场的强度。压敏电阻的这一特性定义了它的应用范围:稳定和调节设备的电气参数,防止过压,用于其他用途。
  3. 热敏电阻。这种类型的非线性电阻元件具有根据温度改变其电阻的能力。有两种类型的热敏电阻:电阻随温度升高而减小的热敏电阻和电阻随温度升高的正电阻。热敏电阻用于对温度过程进行恒定控制很重要的地方。
  4. 光敏电阻。该器件的电阻在暴露于光时会发生变化,并且与施加的电压无关。铅和镉用于制造,在一些国家,由于环境原因,这导致这些部件被淘汰。今天,光敏电阻不如用于类似组件的光电二极管和光电晶体管。
  5. 张量电阻。该元件旨在根据外部机械冲击(变形)改变其阻力。它用于将机械作用转换为电信号的节点。

维迪·雷齐斯托罗夫

线性电阻和压敏电阻等半导体元件的特点是对外部因素的依赖程度较弱。对于应变片、热敏电阻和光敏电阻,特性对影响的依赖性很强。

半导体电阻器在原理图中直观地标记。

电路中的电阻

在俄罗斯方案中,具有恒定电阻的元素通常被指定为白色矩形,有时在其上方带有字母 R。在国外方案中,您可以找到顶部有类似字母 R 的锯齿形符号形式的电阻器。如果零件的任何参数对设备的运行很重要,通常会在原理图上注明。

功率可以通过矩形上的条形表示:

  • 2W - 2 个垂直破折号;
  • 1 W - 1 条垂直线;
  • 0.5 W - 1 行;
  • 0.25 W——一条斜线;
  • 0.125 W - 两条斜线。

在图表上用罗马数字表示功率是可以接受的。

可变电阻器的名称通过在带有箭头的矩形上方存在一条附加线来区分,象征着调整的可能性,数字可以通过引脚编号表示。

半导体电阻器用相同的白色矩形标记,但由斜线交叉(光敏电阻器除外)和一个字母表示控制动作的类型(U - 用于压敏电阻,P - 用于应变计电阻器,t - 用于热敏电阻)。光敏电阻由圆形中的矩形表示,两个箭头表示光,指向该矩形。

电阻器的参数不取决于流动电流的频率,这意味着该元件在直流和交流电路(低频和高频)中的功能相同。绕线电阻器除外,它们是电感性的,并且会因高频和超高频辐射而损失能量。

根据对电路特性的要求,电阻器可以并联和串联。计算不同电路连接的总电阻的公式有很大不同。在串联连接中,总电阻等于电路中元件值的简单总和:R = R1 + R2 +... + Rn。

在并联连接时,要计算总电阻,请将值与元件的值相加。这将产生一个也是总值倒数的值:1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... 1/Rn。

并联电阻的总电阻将低于最低电阻。

收视率

电阻元件有标准电阻值,称为“电阻器额定系列”。创建此行的方法基于以下考虑:值之间的步长应与允许偏差值(误差)重叠。示例 - 如果一个元件的额定值为 100 欧姆且容差为 10%,则该系列中的下一个值将是 120 欧姆。这一步避免了不必要的值,因为相邻评级连同误差变化实际上覆盖了它们之间的整个值范围。

生产的电阻器被分组为公差不同的系列。每个系列都有自己的标称范围。

系列之间的区别是:

  • E 6 - 20% 公差;
  • E 12 - 10% 公差;
  • E 24 - 5% 的容差(有时为 2%);
  • E 48 - 2% 的公差;
  • E 96 - 公差 1%;
  • E 192 - 0.5% 公差(可以是 0.25%、0.1% 和更低)。

最常见的 E 24 系列包括 24 个电阻等级。

标签

电阻元件的尺寸与它的功耗直接相关,它越高,零件的尺寸就越大。虽然很容易在示意图上标明任何数值,但产品的标记可能很困难。电子产品的小型化趋势使得必须使用越来越小的元件,这使得将信息放在外壳上和读取信息都变得更加困难。

为了便于识别俄罗斯工业中的电阻器,使用了字母数字标记。电阻标记如下:标称值用数字表示,字母要么放在数字后面(如果是十进制值),要么放在数字前面(百)。如果额定值小于 999 欧姆,则数字写不带字母(或可能有字母 R 或 E)。如果值以 kOhm 为单位,则字母 K 放在数字后面,字母 M 对应于以 Mohm 为单位的值。

我们。电阻器标有三位数字。前两个表示面额,第三个表示添加到值的零(十)个数。

在电子组件的机器人生产中,应用的符号通常位于面向电路板的零件一侧,这使得无法读取信息。

马基罗夫卡·雷齐斯托拉

颜色编码

为了使零件参数的信息从任一侧都可读,使用了颜色编码——油漆以圆形条纹形式应用。每种颜色都有自己的数值。零件上的条纹更靠近其中一个引脚,并从左到右读取。如果由于零件尺寸小而无法将颜色标记移动到一个端子,则第一个条带的宽度是其他条带的两倍。

允许误差为 20% 的项目用三行标记,误差为 5-10% 的项目使用 4 行。最准确的电阻用 5-6 行标记,其中前 2 行对应于零件额定值。如果波段为 4,则第三个表示前两个波段的十进制乘数,第四行表示精度。如果条形为 5,则第三个表示标称的第三位,第四个表示十进制乘数(零的个数),第五个表示精度。第六行表示电阻温度系数(TCR)。

在四带标记的情况下,金色或银色条纹总是排在最后。

所有的名称看起来都很复杂,但快速阅读标记的能力是有经验的。

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