什麼是電阻器,它有什麼作用?

電阻器是電子產品中使用最廣泛的元件之一。這個名字很久以前就脫離了無線電愛好者術語的狹隘範圍。對於任何對電子產品稍有興趣的人來說,這個詞都不應該引起混淆。

拉茲涅雷齊斯托里

 

什麼是電阻

最簡單的定義如下:電阻器是電路中為流過它的電流提供電阻的元件。元素的名稱來自拉丁語“resisto”——“抵抗”,無線電愛好者通常稱這部分為——抵抗。

讓我們看看電阻是什麼,需要什麼電阻。回答這些問題需要熟悉電氣工程基本概念的物理意義。

要解釋電阻器的工作原理,可以使用水管的類比。如果我們以某種方式阻礙管道中的水流(例如,通過減小其直徑),內部壓力將會增加。通過消除障礙物,我們減輕了壓力。在電氣工程中,這種壓力對應於電壓——通過使電流更難流動,我們增加了電路中的電壓;通過降低電阻,我們也降低了電壓。

通過改變管道的直徑,我們可以改變水流的速度,在電路中,通過改變電阻,我們可以調節電流的強度。電阻值與元件的電導率成反比。

電阻元件的特性可用於以下目的:

  • 將電流轉換為電壓,反之亦然;
  • 限制流動的電流以獲得給定的電流值;
  • 創建分壓器(例如,在測量儀器中);
  • 其他特殊用途(例如,減少無線電干擾)。

通過以下示例解釋什麼是電阻器以及它的用途。熟悉的 LED 以低電流發光,但其自身電阻非常小,如果將 LED 直接置於電路中,即使在 5 V 時,流過它的電流也會超過零件的允許參數。在這樣的負載下,LED 將立即失效。因此,電路包括一個電阻器,在這種情況下,其目的是將電流限制在給定值。

所有電阻元件都是電路的無源元件,與有源元件不同,它們不為系統提供能量,而只是消耗它。

了解了電阻器是什麼之後,有必要考慮它們的類型、名稱和標記。

電阻器類型

電阻器的類型可以分為以下幾類:

  1. 不可調(常數)——線繞、複合、薄膜、碳等。
  2. 可調(可變和修剪)。可調電阻器用於調整電路。可變電阻元件(電位計)用於調整信號電平。

一個單獨的組由半導體電阻元件(熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻等)表示。

電阻器的特性由其用途決定,並在製造過程中設置。其中的關鍵參數包括:

  1. 標稱電阻。這是元件的主要特性,以歐姆(Ohm、kOhm、Mohm)為單位。
  2. 允許偏差為指定標稱電阻的百分比。指指數的可能變化,由製造技術決定。
  3. 功耗 - 電阻器在長期負載下可以消耗的最大功率。
  4. 電阻溫度係數——表示溫度每變化1°C時電阻器電阻相對變化的值。
  5. 工作電壓限制(電氣強度)。它是部件保持其規定參數的最大電壓。
  6. 噪聲特性 - 由電阻器引入信號的失真程度。
  7. 耐濕性和耐溫性 - 濕度和溫度的最大值,超過該值可能導致部件故障。
  8. 電壓係數。考慮到電阻對施加電壓的依賴性的值。

拉茲尼·雷齊斯托里

在超高頻領域使用電阻器對附加特性非常重要:寄生電容和電感。

半導體電阻器

它們是具有兩條引線的半導體器件,其電阻取決於環境參數 - 溫度、光、電壓等。使用摻雜有雜質的半導體材料,其類型決定了電導率對外部影響的依賴性製造這樣的零件。

半導體電阻元件有以下幾種:

  1. 線性電阻。該元件由低合金材料製成,在很寬的電壓和電流範圍內對外部作用的電阻依賴性低,最常用於集成電路的生產。
  2. 壓敏電阻 - 元件,其電阻取決於電場的強度。壓敏電阻的這一特性定義了它的應用範圍:穩定和調節設備的電氣參數,防止過壓,用於其他用途。
  3. 熱敏電阻。這種類型的非線性電阻元件具有根據溫度改變其電阻的能力。有兩種類型的熱敏電阻:電阻隨溫度升高而減小的熱敏電阻,以及電阻隨溫度升高的正電阻。熱敏電阻用於對溫度過程進行恆定控制很重要的地方。
  4. 光敏電阻。該器件的電阻在暴露於光時會發生變化,並且與施加的電壓無關。鉛和鎘用於製造,在一些國家,由於環境原因,這導致這些部件被淘汰。今天,光敏電阻不如用於類似組件的光電二極管和光電晶體管。
  5. 張量電阻。該元件旨在根據外部機械衝擊(變形)改變其阻力。它用於將機械作用轉換為電信號的節點。

維迪·雷齊斯托羅夫

線性電阻和壓敏電阻等半導體元件的特點是對外部因素的依賴程度較弱。對於應變片、熱敏電阻和光敏電阻,特性對影響的依賴性很強。

半導體電阻器在原理圖中直觀地標記。

電路中的電阻

在俄羅斯方案中,具有恆定電阻的元素通常被指定為白色矩形,有時在其上方帶有字母 R。在國外方案中,您可以找到頂部有類似字母 R 的鋸齒形符號形式的電阻器。如果零件的任何參數對設備的運行很重要,通常會在原理圖上註明。

功率可以通過矩形上的條形表示:

  • 2W - 2 個垂直破折號;
  • 1 W - 1 條垂直線;
  • 0.5 W - 1 行;
  • 0.25 W——一條斜線;
  • 0.125 W - 兩條斜線。

在圖表上用羅馬數字表示功率是可以接受的。

可變電阻器的名稱通過在帶有箭頭的矩形上方存在一條附加線來區分,象徵著調整的可能性,數字可以通過引腳編號表示。

半導體電阻器用相同的白色矩形標記,但由斜線(光敏電阻器除外)交叉,並帶有一個字母,表示控制動作的類型(U - 用於壓敏電阻,P - 用於應變計電阻器,t - 用於熱敏電阻)。光敏電阻由圓形中的矩形表示,兩個箭頭表示光,指向該矩形。

電阻器的參數不取決於流動電流的頻率,這意味著該元件在直流和交流電路(低頻和高頻)中的功能相同。繞線電阻器除外,它們是電感性的,並且會因高頻和超高頻輻射而損失能量。

根據對電路特性的要求,電阻器可以並聯和串聯。計算不同電路連接的總電阻的公式有很大不同。在串聯連接中,總電阻等於電路中元件值的簡單總和:R = R1 + R2 +... + Rn。

在並聯連接時,要計算總電阻,請將值與元件的值相加。這將產生一個也是總值倒數的值:1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... 1/Rn。

並聯電阻的總電阻將低於最低電阻。

收視率

電阻元件有標準電阻值,稱為“電阻器額定係列”。創建此行的方法基於以下考慮:值之間的步長應與允許偏差值(誤差)重疊。示例 - 如果一個元件的額定值為 100 歐姆且容差為 10%,則該系列中的下一個值將是 120 歐姆。這一步避免了不必要的值,因為相鄰評級連同誤差變化實際上覆蓋了它們之間的整個值範圍。

生產的電阻器被分組為公差不同的系列。每個系列都有自己的標稱範圍。

系列之間的區別是:

  • E 6 - 20% 公差;
  • E 12 - 10% 公差;
  • E 24 - 5% 的容差(有時為 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)。

最常見的 E 24 系列包括 24 個電阻等級。

標籤

電阻元件的尺寸與它的功耗直接相關,它越高,零件的尺寸就越大。雖然很容易在示意圖上標明任何數值,但產品的標記可能很困難。電子產品的小型化趨勢使得必須使用越來越小的元件,這使得將信息放在外殼上和讀取信息都變得更加困難。

為了便於識別俄羅斯工業中的電阻器,使用了字母數字標記。電阻標記如下:標稱值用數字表示,字母要么放在數字後面(如果是十進制值),要么放在數字前面(百)。如果額定值小於 999 歐姆,則數字寫不帶字母(或可能有字母 R 或 E)。如果值以 kOhm 為單位,則字母 K 放在數字後面,字母 M 對應於以 Mohm 為單位的值。

我們。電阻器標有三位數字。前兩個表示面額,第三個表示添加到值的零(十)個數。

在電子組件的機器人生產中,應用的符號通常位於面向電路板的零件一側,這使得無法讀取信息。

馬基羅夫卡·雷齊斯托拉

顏色編碼

為了使零件參數的信息從任一側都可讀,使用了顏色編碼——油漆以圓形條紋形式應用。每種顏色都有自己的數值。零件上的條紋更靠近其中一個引腳,並從左到右讀取。如果由於零件尺寸小而無法將顏色標記移動到一個端子,則第一個條帶的寬度是其他條帶的兩倍。

允許誤差為 20% 的項目用三行標記,誤差為 5-10% 的項目使用 4 行。最準確的電阻用 5-6 行標記,其中前 2 行對應於零件額定值。如果波段為 4,則第三個表示前兩個波段的十進制乘數,第四行表示精度。如果條形為 5,則第三個表示標稱的第三位,第四個表示十進制乘數(零的個數),第五個表示精度。第六行表示電阻溫度係數(TCR)。

在四帶標記的情況下,金色或銀色條紋總是排在最後​​。

所有的名稱看起來都很複雜,但快速閱讀標記的能力是有經驗的。

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