用电阻材料制成的、有一定结构形式、
电阻器能在
电路中起限制电流通过作用的二端
电子元件。
阻值不能改变的称为固 定电阻器。阻值可变的称为
电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时
电压成正比。一些特殊电阻器,如
热敏电阻器、压敏电阻器和
敏感元件,其电压与
电流的关系是非线性的。电阻器是电子
电路中应用数量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供电路设计者选用。 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压,可作为
分流器和
分压器,也可作电路匹配
负载。根据电路要求,还可用于
放大电路的负反馈或正反馈、电压-电流转换、输入过载时的电压或
电流保护元件,又可组成
RC电路作为振荡、滤波、
旁路、微分、积分和
时间常数元件等。
基本原理
电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成(实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一),而决定阻值的只是电阻体。对于
截面均匀的电阻体,电阻值为
电阻值式中
ρ为电阻材料的
电阻率(欧·厘米);
L为电阻体的
长度(厘米);
A为电阻体的截面积(平方厘米)。
薄膜电阻体的厚度
d很小,难于测准,且
ρ又随厚度而变化,故把视为与薄膜
材料有关的常数,称为膜电阻。实际上它就是正方形薄膜的阻值,故又称
方阻(欧/方)。对于均匀薄膜
薄膜阻值式中W为薄膜的宽度(厘米)。通常Rs应在一有限范围内,Rs太大会影响电阻器性能的稳定。因此圆柱形电阻体以刻槽方法,平面形电阻体用刻蚀迂回图形的方法来扩大其阻值范围,并进行阻值微调。
伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系,当电压电流成比例时(特性为直线),称为线性电阻,否则称为非线性电阻。
标称阻值 用数字或
色标在
电阻器上标志的设计阻值。
美国贝尔实验室(2张)
单位为欧(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)、太欧(TΩ)。阻值按标准化优先数系列制造,系列数对应于允许偏差。
电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文字符号法。
① 直标法
将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差 ± 20%)。也有厂家采用习惯标记法,如:
3 Ω 3 Ⅰ 表示电阻值为3.3 Ω、允许误差为 ± 5 %
1 K 8 表示电阻值为1.8 KΩ、允许误差为 ± 20 %
5 M 1 Ⅱ 表示电阻值为5.1 MΩ、允许误差为 ± 10 %
② 色标法
将不同颜色的
色环涂在
电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差,各种颜色所对应的数值见表 B303。固定电阻器色环标志读数识别规则如图T301所示。
四环电阻的识别方法
颜色 | 第一环数字 | 第二环数字 | 倍乘数 | 误差 |
黑 | 0 | 0 | 10^0 | ——— |
棕 | 1 | 1 | 10^1 | ——— |
红 | 2 | 2 | 10^2 | ——— |
橙 | 3 | 3 | 10^3 | ——— |
黄 | 4 | 4 | 10^4 | ——— |
绿 | 5 | 5 | 10^5 | ——— |
蓝 | 6 | 6 | 10^6 | ——— |
紫 | 7 | 7 | 10^7 | ——— |
灰 | 8 | 8 | 10^8 | ——— |
白 | 9 | 9 | 10^9 | ——— |
金 | ——— | ———— | 10^-1 | ±5% |
银 | ——— | ———— | 10^-2 | ±10% |
五环电阻的识别
颜色 | 第一环数字 | 第二环数字 | 第三环数字 | 倍乘数 | 误差 |
黑 | 0 | 0 | 0 | 10^0 | —— |
棕 | 1 | 1 | 1 | 10^1 | 1% |
红 | 2 | 2 | 2 | 10^2 | 2% |
橙 | 3 | 3 | 3 | 10^3 | —— |
黄 | 4 | 4 | 4 | 10^4 | —— |
绿 | 5 | 5 | 5 | 10^5 | 0.5% |
蓝 | 6 | 6 | 6 | 10^6 | 0.25% |
紫 | 7 | 7 | 7 | 10^7 | 0.1% |
灰 | 8 | 8 | 8 | 10^8 | ±20% |
白 | 9 | 9 | 9 | 10^9 | —— |
金 | —— | —— | —— | 10^-1 | ±5% |
银 | —— | —— | —— | 10^-2 | ±10% |
如何使用上表:四环电阻:一环数字(十位)《红》二环数字(个位)《橙》*倍乘数《黑》 误差《金》
例;红橙黑金=23*10^0=23Ω(±5%)
五环电阻:一环数字(百位)《红》二环数字(十位)《蓝》三环数字(个位)《绿》*倍乘数《黑》误差
例:红蓝绿黑棕=265*10^0=265Ω(±1%)
允许偏差 实际阻值与标称阻值间允许的最大偏差,以百分比表示。常用的有±5%、±10%、±20%,精密的小于±1%,高精密的可达0.001%。
精度由允许偏差和不可逆阻值变化二者决定。
额定功率 电阻器在额定温度(最高环境温度)
tR下连续工作所允许
耗散的最大功率。对每种电阻器同时还规定最高工作电压,即当阻值较高时即使并未达到额定功率,也不能超过最高工作电压使用。
电阻器额定功率的识别
电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中,长期连续工作所允许消耗的最大功率。有两种标志方法:2W以上的电阻,直接用数字印在电阻体上;2W以下的电阻,以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时,采用如图T302符号:
负荷特性 当工作环境温度低于tR时,电阻器也不能超过其额定功率使用,当超过tR时,必须降低负荷功率。对每种电阻器都有规定的负荷特性。此外,在低气压下负荷允许相应降低。在脉冲负荷下,脉冲平均功率远低于额定功率,一般另有规定。
电阻温度系数 在规定的环境温度范围内,
温度每改变1℃时阻值的平均相对变化,用ppm/℃表示。 除了以上几种参数外,还有非线性(电流与所加电压特性偏离线性关系的程度)、电压系数(所加电压每改变、伏阻值的相对变化率)、
电流噪声(电阻体内因
电流流动所产生的噪声电势的有效值与测试电压之比,用电流噪声指数来表示)、高频特性(由于电阻体内在分布
电容和分布电感的影响,使阻值随工作频率增高而下降的关系曲线、长期稳定性(电阻器在长期使用或贮存过程中受环境条件的影响阻值发生不可逆变化的过程)等技术指标。
分类
按伏安特性分类
对大多数导体来说,在一定的温度下,其电阻几乎维持不变而为一定值,这类电阻称为线性电阻。有些材料的电阻明显地随着电流(或电压)而变化,其伏—安特性是一条曲线,这类电阻称为非线性电阻。非线性电阻在某一给定的电压(或电流)作用下,电压与电流的比值为在该工作点下的静态电阻,伏—安特性曲线上的斜率为动态电阻。表达非线性电阻特性的方式比较复杂,但这些非线性关系在电子电路中得到了广泛的应用。
[1] 按材料分类
a、
线绕电阻器由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或
绝缘漆。绕线电阻具有较低的
温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。
b、碳合成电阻器由碳及合成塑胶压制成而成。
c、
碳膜电阻器在瓷管上镀上一层碳而成,将结晶碳沉积在
陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。
d、金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而成,用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。
金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声,温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。
e、金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成,在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是
氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强 按用途分,有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。
特殊电阻器
1、
保险电阻:又叫
熔断电阻器,在正常情况下起着电阻和保险丝的双重作用,当电路出现故障而使其功率超过额定功率时,它会像保险丝一样熔断使连接电路断开。保险丝电阻一般电阻值都小(0.33Ω~10KΩ),功率也较小。保险丝电阻器常用型号有:RF10型、RF111-5 保险丝电阻器的符号型、RRD0910 型、RRD0911 型等。
2、
敏感电阻器:是指其电阻值对于某种物理量(如温度、湿度、光照、电压、机械力、以及气体浓度等)具有敏感特性,当这些物理量发生变化时,敏感电阻的阻值就会随物理量变化而发生改变,呈现不同的电阻值。根据对不同物理量敏感,敏感电阻器可分为
热敏、湿敏、光敏、压敏、力敏、磁敏和气敏等类型
敏感电阻。敏感电阻器所用的材料几乎都是
半导体材料,这类电阻器也称为
半导体电阻器。
热敏电阻的阻值随温度变化而变化,温度升高阻为
负温度系数(
NTC)
热敏电阻。应用较多的是负温度系数热敏电阻,又可分为普通型负温度系数热敏电阻;稳压型负温度系数热敏电阻;测温型负温度系数热敏电阻等。 光敏电阻是电阻的阻值随入射光的强弱变化而改变,当入
射光增强时,光敏电阻的减小,入射光减弱时电阻值增大。