電阻元件的電阻值大小一般與溫度,材料,長(zhǎng)度,還有橫截面積有關(guān),衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù),其定義為溫度每升高1℃時(shí)電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可說它是一個(gè)耗能元件,電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓、分流的作用。對(duì)信號(hào)來說,交流與直流信號(hào)都可以通過電阻。
小功率電阻器通常為封裝在塑料外殼中的碳膜構(gòu)成,而大功率的電阻器通常為繞線電阻器,通過將大電阻率的金屬絲繞在瓷心上而制成。如果一個(gè)電阻器的電阻值接近零歐姆(例如,兩個(gè)點(diǎn)之間的大截面導(dǎo)線),則該電阻器對(duì)電流沒有阻礙作用,并聯(lián)這種電阻器的回路被短路,電流無限大。
如果一個(gè)電阻器具有無限大的或很大的電阻,則串接該電阻器的回路可看作開路,電流為零。工業(yè)中常用的電阻器介于兩種極端情況之間,它具有一定的電阻,可通過一定的電流,但電流不像短路時(shí)那樣大。電阻器的限流作用類似于接在兩根大直徑管子之間的小直徑管子限制水流量的作用。電阻,英文名resistance,通??s寫為R,它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì),與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。
歐姆定律說,I=U/R,那么R=U/I,電阻的基本單位是歐姆,用希臘字母“Ω”表示,有這樣的定義:導(dǎo)體上加上一伏特電壓時(shí),產(chǎn)生一安培電流所對(duì)應(yīng)的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過。事實(shí)上,“電阻”說的是一種性質(zhì),而通常在電子產(chǎn)品中所指的電阻,是指電阻器這樣一種元件。歐姆常簡(jiǎn)稱為歐。表示電阻阻值的常用單位還有千歐(kΩ),兆歐(MΩ),毫歐(m Ω)。
電阻器由電阻體、骨架和引出端三部分構(gòu)成(實(shí)芯電阻器的電阻體與骨架合二為一),而決定阻值的只是電阻體。對(duì)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(zhǎng)度(厘米);A為電阻體的截面積(平方厘米)。
式中W為薄膜的寬度(厘米)。通常Rs應(yīng)在一有限范圍內(nèi),Rs太大會(huì)影響電阻器性能的穩(wěn)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(kuò)大其阻值范圍,并進(jìn)行阻值微調(diào)。
參數(shù)與特性 表征電阻特性的主要參數(shù)有標(biāo)稱阻值及其允許偏差、額定功率、負(fù)荷特性、電阻溫度系數(shù)等。
標(biāo)稱阻值用數(shù)字或色標(biāo)在電阻器上標(biāo)志的設(shè)計(jì)阻值。
單位為歐(Ω)、千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)、太歐(TΩ)。阻值按標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)先數(shù)系列制造,系列數(shù)對(duì)應(yīng)于允許偏差。
電阻的阻值和允許偏差的標(biāo)注方法有直標(biāo)法、色標(biāo)法和文字符號(hào)法。
5 M 1 ?、?表示電阻值為5.1 MΩ、允許誤差為 ± 10 %
五環(huán)電阻:一環(huán)數(shù)字(百位)《紅》二環(huán)數(shù)字(十位)《藍(lán)》三環(huán)數(shù)字(個(gè)位)《綠》*倍乘數(shù)《黑》誤差 例:紅藍(lán)綠黑棕=265*10^0=265Ω(±1%)
允許偏差 實(shí)際阻值與標(biāo)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(dá)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(huán)境溫度)tR下連續(xù)工作所允許耗散的最大功率。對(duì)每種電阻器同時(shí)還規(guī)定最高工作電壓,即當(dāng)阻值較高時(shí)即使并未達(dá)到額定功率,也不能超過最高工作電壓使用。
電阻器的額定功率指電阻器在直流或交流電路中,長(zhǎng)期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。有兩種標(biāo)志方法:2W以上的電阻,直接用數(shù)字印在電阻體上;2W以下的電阻,以自身體積大小來表示功率。
負(fù)荷特性 當(dāng)工作環(huán)境溫度低于tR時(shí),電阻器也不能超過其額定功率使用,當(dāng)超過tR時(shí),必須降低負(fù)荷功率。對(duì)每種電阻器都有規(guī)定的負(fù)荷特性。此外,在低氣壓下負(fù)荷允許相應(yīng)降低。在脈沖負(fù)荷下,脈沖平均功率遠(yuǎn)低于額定功率,一般另有規(guī)定。
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(shù),阻值精度高,穩(wěn)定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點(diǎn)是高頻性能差,時(shí)間常數(shù)大。
b、碳合成電阻器由碳及合成塑膠壓制成而成。不同的使用場(chǎng)合,應(yīng)用壓敏電阻的目的,作用在壓敏電阻上的電壓/電流應(yīng)力并不相同,因而對(duì)壓敏電阻的要求也不相同,注意區(qū)分這種差異,對(duì)于正確使用是十分重要的。根據(jù)使用目的的不同,可將壓敏電阻區(qū)分為兩大類:保護(hù)用壓敏電阻,電路功能用壓敏電阻。
電位器
2、根據(jù)施加在壓敏電阻上的連續(xù)工作電壓的不同,可將跨電源線用壓敏電阻器可區(qū)分為交流用或直流用兩種類型,壓敏電阻在這兩種電壓應(yīng)力下的老化特性表現(xiàn)不同。
3、根據(jù)壓敏電阻承受的異常過電壓特性的不同,可將壓敏電阻區(qū)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(tài)過電壓的壓敏電阻器,這種瞬態(tài)過電壓的出現(xiàn)是隨機(jī)的,非周期的,電流電壓的峰值可能很大。絕大多數(shù)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(xiàn)的連續(xù)脈沖群的壓敏電阻器,例如并接在開關(guān)電源變換器上的壓敏電阻,這里沖擊電壓周期出現(xiàn),且周期可知,能量值一般可以計(jì)算出來,電壓的峰值并不大,但因出現(xiàn)頻率高,其平均功率相當(dāng)大。
所選電阻器的電阻值應(yīng)接近應(yīng)用電路中計(jì)算值的一個(gè)標(biāo)稱值,應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)選用精密電阻器,對(duì)精密度為1%以內(nèi)的電阻,如0.01%,0.1%,0.5%這些量級(jí)的電阻應(yīng)采用捷比信電阻。所選電阻器的額定功率,要符合應(yīng)用電路中對(duì)電阻器功率容量的要求,一般不應(yīng)隨意加大或減小電阻器的功率。
若電路要求是功率型電阻器,則其額定功率可高于實(shí)際應(yīng)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(hù)功能的電阻器。選用時(shí)應(yīng)考慮其雙重性能,根據(jù)電路的具體要求選擇其阻值和功率等參數(shù)。 既要保證它在過負(fù)荷時(shí)能快速熔斷,又要保證它在正常條件下能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作。電阻值過大或功率過大,均不能起到保護(hù)作用。
選擇能滿足上述要求的上型號(hào)目錄的制造商,并向其直接訂購電阻器。
電阻在使用前要進(jìn)行檢查,檢查其性能好壞就是測(cè)量實(shí)際阻值與標(biāo)稱值是否相符,誤差是否在允許范圍之內(nèi)。方法就是用萬用表的電阻檔進(jìn)行測(cè)量。
用萬用表測(cè)出的電阻值接近標(biāo)稱值。就可以認(rèn)為基本上質(zhì)量是好的,如果相差太多或根本不通,就是壞的。
對(duì)于固定電阻首先查看標(biāo)志清晰,保護(hù)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(duì)于電位器還應(yīng)檢查轉(zhuǎn)軸靈活,松緊適當(dāng),手感舒適。有開關(guān)的要檢查開關(guān)動(dòng)作是否正常。
用萬用表的電阻擋對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量,對(duì)于測(cè)量不同阻值的電阻選擇萬用表的不同倍乘擋。對(duì)于指針式萬用表,由于電阻擋的示數(shù)是非線性的,阻值越大,示數(shù)越密,所以選擇合適的量程,應(yīng)使表針偏轉(zhuǎn)角大些,指示于1/3~2/3滿量程,讀數(shù)更為準(zhǔn)確。若測(cè)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(wěn),說明該電阻器已壞。
在測(cè)量中注意拿電阻的手不要與電阻器的兩個(gè)引腳相接觸,這樣會(huì)使手所呈現(xiàn)的電阻與被測(cè)電阻并聯(lián),影響測(cè)量準(zhǔn)確。另外,不能帶電情況下用萬用表電阻擋檢測(cè)電路中電阻器的阻值。在線檢測(cè)應(yīng)首先斷電,再將電阻從電路中斷開出來,然后進(jìn)行測(cè)量。
保險(xiǎn)絲電阻一般阻值只有幾到幾十歐,若測(cè)得阻值為無限大,則已熔斷。也可在線檢測(cè)保險(xiǎn)絲電阻的好壞,分別測(cè)量其兩端對(duì)地電壓,若一端為電源電壓,一端電壓為0伏,保險(xiǎn)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(shù)和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
對(duì)于正溫度系(PTC)熱敏電阻,在常溫下一般阻值不大,在測(cè)量中用燒熱的電烙鐵靠近電阻,這時(shí)阻值應(yīng)明顯增大,說明該電阻正常,若無變化說明元件損壞,負(fù)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(cè)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。
首先測(cè)量?jī)晒潭ǘ酥g電阻值是否正常,若為無限大或?yàn)榱銡W,或與標(biāo)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(dòng)端,另一只表筆接電位器(可調(diào)電阻)的任一固定端,緩慢旋動(dòng)軸柄,觀察表針是否平穩(wěn)變化,當(dāng)從一端旋向另一端時(shí),阻值從零歐變化到標(biāo)稱值(或相反),并且無跳變或抖動(dòng)等現(xiàn)象,則說明電位器正常,若在旋轉(zhuǎn)的過程中有跳變或抖動(dòng)現(xiàn)象,說明滑動(dòng)點(diǎn)現(xiàn)電阻體接觸不良。