电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。
小功率电阻器通常为封装在塑料外壳中的碳膜构成,而大功率的电阻器通常为绕线电阻器,通过将大电阻率的金属丝绕在瓷心上而制成。如果一个电阻器的电阻值接近零欧姆(例如,两个点之间的大截面导线),则该电阻器对电流没有阻碍作用,并联这种电阻器的回路被短路,电流无限大。
如果一个电阻器具有无限大的或很大的电阻,则串接该电阻器的回路可看作开路,电流为零。工业中常用的电阻器介于两种极端情况之间,它具有一定的电阻,可通过一定的电流,但电流不像短路时那样大。电阻器的限流作用类似于接在两根大直径管子之间的小直径管子限制水流量的作用。电阻,英文名resistance,通常缩写为R,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。
欧姆定律说,I=U/R,那么R=U/I,电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示,有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ),毫欧(m Ω)。
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
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)。
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。
参数与特性 表征电阻特性的主要参数有标称阻值及其允许偏差、额定功率、负荷特性、电阻温度系数等。
标称阻值用数字或色标在电阻器上标志的设计阻值。
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。
5 M 1 Ⅱ 表示电阻值为5.1 MΩ、允许误差为 ± 10 %
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。
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。
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。不同的使用场合,应用压敏电阻的目的,作用在压敏电阻上的电压/电流应力并不相同,因而对压敏电阻的要求也不相同,注意区分这种差异,对于正确使用是十分重要的。根据使用目的的不同,可将压敏电阻区分为两大类:保护用压敏电阻,电路功能用压敏电阻。
电位器
2、根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同,可将跨电源线用压敏电阻器可区分为交流用或直流用两种类型,压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同。
3、根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同,可将压敏电阻区分为浪涌抑制型,高功率型和高能型这三种类型。
浪涌抑制型:是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器,这种瞬态过电压的出现是随机的,非周期的,电流电压的峰值可能很大。绝大多数压敏电阻器都属于这一类。
高功率型:是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器,例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻,这里冲击电压周期出现,且周期可知,能量值一般可以计算出来,电压的峰值并不大,但因出现频率高,其平均功率相当大。
所选电阻器的电阻值应接近应用电路中计算值的一个标称值,应优先选用标准系列的电阻器。一般电路使用的电阻器允许误差为±5%~±10%。精密仪器及特殊电路中使用的电阻器,应选用精密电阻器,对精密度为1%以内的电阻,如0.01%,0.1%,0.5%这些量级的电阻应采用捷比信电阻。所选电阻器的额定功率,要符合应用电路中对电阻器功率容量的要求,一般不应随意加大或减小电阻器的功率。
若电路要求是功率型电阻器,则其额定功率可高于实际应用电路要求功率的1~2倍。
2、熔断电阻器的选用
熔断电阻器具有保护功能的电阻器。选用时应考虑其双重性能,根据电路的具体要求选择其阻值和功率等参数。 既要保证它在过负荷时能快速熔断,又要保证它在正常条件下能长期稳定的工作。电阻值过大或功率过大,均不能起到保护作用。
选择能满足上述要求的上型号目录的制造商,并向其直接订购电阻器。
电阻在使用前要进行检查,检查其性能好坏就是测量实际阻值与标称值是否相符,误差是否在允许范围之内。方法就是用万用表的电阻档进行测量。
用万用表测出的电阻值接近标称值。就可以认为基本上质量是好的,如果相差太多或根本不通,就是坏的。
对于固定电阻首先查看标志清晰,保护漆完好,无烧焦,无伤痕,无裂痕,无腐蚀,电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检查转轴灵活,松紧适当,手感舒适。有开关的要检查开关动作是否正常。
用万用表的电阻挡对电阻进行测量,对于测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘挡。对于指针式万用表,由于电阻挡的示数是非线性的,阻值越大,示数越密,所以选择合适的量程,应使表针偏转角大些,指示于1/3~2/3满量程,读数更为准确。若测得阻值超过该电阻的误差范围、阻值无限大、阻值为0或阻值不稳,说明该电阻器已坏。
在测量中注意拿电阻的手不要与电阻器的两个引脚相接触,这样会使手所呈现的电阻与被测电阻并联,影响测量准确。另外,不能带电情况下用万用表电阻挡检测电路中电阻器的阻值。在线检测应首先断电,再将电阻从电路中断开出来,然后进行测量。
保险丝电阻一般阻值只有几到几十欧,若测得阻值为无限大,则已熔断。也可在线检测保险丝电阻的好坏,分别测量其两端对地电压,若一端为电源电压,一端电压为0伏,保险丝电阻已熔断。敏感电阻种类较多,以热敏电阻为例,又分正温度系数和负温度系数热敏电阻。
对于正温度系(PTC)热敏电阻,在常温下一般阻值不大,在测量中用烧热的电烙铁靠近电阻,这时阻值应明显增大,说明该电阻正常,若无变化说明元件损坏,负温度系热敏电阻则相反。光敏电阻在无光照(用手或物遮住光)的情况下万用表测得阻值大,有光照表针指示电阻值有明显减小。若无变化,则元件损坏。
首先测量两固定端之间电阻值是否正常,若为无限大或为零欧,或与标称相差较大,超过误差允许范围,都说明已损坏;电阻体阻值正常,再将万用表一只表笔接电位器滑动端,另一只表笔接电位器(可调电阻)的任一固定端,缓慢旋动轴柄,观察表针是否平稳变化,当从一端旋向另一端时,阻值从零欧变化到标称值(或相反),并且无跳变或抖动等现象,则说明电位器正常,若在旋转的过程中有跳变或抖动现象,说明滑动点现电阻体接触不良。