电阻器:它是什么,它做什么?(包括例子)

什么是电阻

什么是电阻?

电阻器(也称为电阻器)被定义为双端子被动电气元件提供电阻到目前的流程。电阻是对电阻器中电流流动的衡量标准。电阻器的电阻越大,电流流动的屏障越大。有很多不同电阻类型, 比如一个热敏电阻

在电气和电子电路中,电阻器的主要功能是“抵抗”电子流,即,电流.这就是为什么它被称为“电阻”。

电阻是被动电气元件。这意味着它们无法向电路提供任何能量,而是它们接收能量并以热量的形式消散它,只要流过它即可。

不同的电阻用于电气和电子电路中,以限制电流或产生电压降.电阻器有许多不同的电阻值,从欧姆(Ω)的分数到数百万欧姆。

根据欧姆的法律,电阻器上的电压(V)与流过其流过的电流(I)成比例。电阻R是比例常数。

电阻器是什么?

在电子电路中,电阻用于限制和调节电流,分压,调节信号电平,偏压有源元件等。

例如,许多电阻串联连接用于限制流过的电流发光二极管(LED).下面讨论其他示例。

防止电压尖峰

一种缓冲电路是一个电阻和一个电阻的串联电容器并联连接晶闸管用于抑制晶闸管上的电压的快速上升。这被称为用于保护晶闸管的缓冲电路\ frac {dv} {dt}

电阻器还用于保护LED灯抵抗电压尖峰。LED灯对高电流敏感,因此如果不使用电阻通过LED控制电流的流量,它们会受损。

通过产生电压降提供适当的电压

电路中的每个元件,如灯或开关,需要特定电压。为此,电阻器用于通过在元件上产生电压降来提供适当的电压。

什么是电阻测量(电阻器单元)?

SI单位对于电阻(测量电阻)欧姆,表示为Ω。单位欧姆(ω)被评为伟大的德国物理学家和Mathematician Georg Simon欧姆的荣誉。

在国际单位制中,一欧姆等于一伏特每安培。因此,

\ begin {align *} 1 \,\,ohm = 1 \ frac {volt} {ampere} \ end {alight *}

因此,电阻器也以每安培为单位测量。

电阻器的制造和指定的值范围很广。因此,电阻的导出单位是根据其值,如毫欧姆(1 mΩ = 10)3Ω),千钟(1kΩ= 103.ω)和megaohm(1mΩ= 106.ω)等

电阻电路符号

用于电阻器有两个主电路符号。电阻的最常见符号是一种广泛应用于北美的Zig-ZAG线。

电阻的其他电路符号是欧洲和亚洲广泛使用的小矩形,这是称为国际电阻符号。

电阻器的电路符号如下图所示。

电阻的符号
电阻符号

系列和并联电阻器

串联配方中的电阻

下面的电路显示了n个串联的电阻。

电阻串联
电阻系列

如果两个或更多个电阻串联连接,则等同的电阻系列连接电阻等于其各个电阻的总和。

在数学上,这表达为

\{对齐*}R_e_q_开始。= R_1 + R_2 + ........ + R_N \ END {align *}

\{对齐*}R_e_q_开始。= \ sum_ {i = 1} ^ {n} r_n \ neg {align *}

在串联连接中,流过每个单独电阻的电流保持恒定(即,通过每个电阻的电流是相同的)。

例子

如下面的电路所示,三个电阻,5Ω,10Ω和15Ω串联连接。找到串联电阻的等效电阻。

序列示例中的电阻
例子

解决方案:

鉴于数据:R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\OmegaR_3 = 15 \,\,\Omega

根据公式,

\begin{align*} \begin{split} & R_e_q_。= r_1 + r_2 + ........+ R_n \\ & = 5 + 10 + 15 \ & R_e_q_。= 25\,\,\Omega \end{split} \end{align*}

串联示例解决方案中的电阻

因此,我们获得串联连接电阻的等效电阻是25Ω。

并联配方的电阻

下面的电路显示了并联连接的多个电阻N.

电阻并行
电阻并行

如果两个或更多个电阻并联连接,则等同的电阻平行连接的电阻等于单个电阻倒数的和的倒数。

在数学上,这表达为

{对齐*}\ \开始压裂{1}{R_e_q_。} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ........+ \压裂{1}{R_n} \{对齐*}结束

\{对齐*}R_e_q_开始。= \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{R_n} \end{align*}

在并联连接中,流过每个单独电阻的电压保持恒定(即通过每个电阻的电压是相同的)。

例子

如下所示,具有电阻10Ω,20Ω和30Ω的三个电阻并联连接。找到平行连接电阻的等效电阻。

并行示例中的电阻
例子

解决方案:

鉴于数据:r_1 = 10 \,\,\ oomga,r_2 = 20 \,\,\ omegaR_3 = 30 \,\,\Omega

根据并联电阻公式,

\ begin {align *} \ begin {split}&\ frac {1} {r_e_q_。} = \ frac {1} {r_1} + \ frac {1} {r_2} + ........ + \FRAC {1} {R_N} \\&= \ \ frac {1} {10} + \ frac {1} {20} + \ frac {1} {30} \\&= \ frac {6 + 3 + 2}{60} \\&\ frac {1} {r_e_q_。} = \ frac {11} {60} \\&r_e_q_。= \ frac {60} {11} \\&r_e_q_。= 5.455 \,\,\ \ oomega \ end {split} \ end {align *}

电阻器并行解算例

因此,我们获得了等于5.455Ω的平行连接电阻的等效电阻。

电阻电路(应用实例)

LED电流限制电阻

限制电流在LED中是非常重要的。如果有太多的电流流过LED,它就会被损坏。因此,使用限流电阻来限制或降低LED中的电流。

电流限制电阻与LED串联连接,以限制流过LED的电流以安全值。例如,如下图所示,电流限制电阻与LED串联连接。

Led限流电阻
LED限流电阻电路

计算电流限制电阻的必要值

在计算限流电阻值时,我们需要知道LED的三个规格或特性值:

  1. LED正向电压(from表)
  2. LED最大正向电流(来自数据表)
  3. V.S.=电源电压

正向电压是制作LED所需的电压,通常在1.7 V至3.4 V之间,具体取决于LED灯的颜色。最大正向电流是流过LED的连续电流,对于基本LED通常为约20 mA。

现在,我们可以使用以下等式计算电流限制电阻的必要值,

{对齐*}R = \ \开始压裂{V_S - V_F} {I_F} \{对齐*}结束

在哪里,v_s.=电源电压

v_f.=正向电压

I_F最大正向电流

让我们看看使用上述公式计算电流限制电阻的必要值的示例。

例子

如下图所示,3.8 V的电池电压用于为LED供电。LED的正向电压和最大正向电流为3.1V,30 mA。找到电流限制电阻的必要值。

Led限流电阻的例子

解决方案:

鉴于数据:v_s = 3.8 \,\,vv_f = 3.1 \,\,vI_F = 30\,\,mA = 3*10^-^3\,\,A = 0.03 \,\,A

将此值放入等式,

{对齐*}\ \开始开始{分裂}& R = \压裂{V_S - V_F} {I_F } \\ & = \ 压裂{3.8 - 3.1}{0.03 } \\ & = \ 压裂{0.7}{0.03}\ \ & R = 23.3 \ \ \ω\最终结束{分裂}\{对齐*}

因此,我们得到了电阻器的必要值,以限制流过LED的电流为23.3Ω。

上拉电阻

上拉电阻器是电子逻辑电路中使用的电阻器,以确保信号的已知状态。

换句话说,当没有输入条件时,使用上拉电阻来确保将导线拉到高逻辑水平。下拉电阻器类似于上拉电阻,除了它们将电线拉到逻辑低电平之外。

现代IC,微控制器和数字逻辑门有许多输入和输出引脚,需要正确设置这些输入和输出。因此,上拉电阻用于确保将微控制器的输入引脚正确偏置到已知状态的微控制器或数字逻辑门的输入。

上拉电阻结合使用晶体管,切换,按钮等,中断后续组件的物理连接到地面或vCC..例如,上拉电阻电路如下图所示。

拉压电阻电路
上拉电阻电路

如图所示,当开关闭合时,输入电压(V)在微控制器或栅极转到地面,当开关打开时,输入电压(V.)在微控制器或门上被拉到输入电压的水平(V).

因此,当开关打开时,上拉电阻可以偏置微控制器的输入引脚或门。在没有上拉电阻器的情况下,微控制器或门处的输入将浮动,即处于高阻抗状态。

上拉电阻的典型值为4.7kΩ,但它可以根据应用而变化。

电压下降电阻器

电压下降跨越电阻只是只能在电阻上的电压值。电压降也称为IR下降。

如我们所知,电阻器是一种被动电气元件,其提供对电流流动的电阻。因此,根据欧姆的定律,当电流通过电阻时,它将产生电压降。

电阻器电压降

数学上,电阻器上的电压降可以表示为,

\ begin {对齐*} v(电压\,\,drop)= i * r \ neg {alight *}

签署IR滴(电压滴)

为了确定电压下降的标志,电流方向非常重要。

考虑电阻R的电阻,其中电流(i)从点到a流动流动,如下图所示。

因此,点A处于较高的点B的潜力。如果我们从A到B,V = I R负,即-I r(即,潜在)。同样,如果我们从点B行进到指向A,V = I R正,即+ I R(即潜在的升高)。

因此,很明显,电阻器上的电压降的符号取决于通过该电阻的电流方向。

电阻颜色代码

电阻颜色代码用于识别任何电阻器的电阻或电阻值和百分比容差。电阻器的颜色代码使用彩色带来识别它。

如下图所示,电阻上有四个颜色带。在三个条带中,并排打印,第四条带略微远离第三频带。

4频段电阻颜色代码
4带电阻颜色代码

来自左侧的前两个频带表示有效的图形,第三频段表示十进制乘法器,第四频带表示公差。

5频段电阻码
5频段电阻颜色代码

下表显示了电阻器不同颜色编码的重要图形,十进制乘法器和公差。

电阻的颜色编码
电阻的颜色编码

重点:

  • 金银乐队总是放在右边。
  • 电阻值始终从左到右读取。
  • 如果没有容忍频带,请在靠近铅附近找到侧面并使第一频段。

示例(如何计算电阻值?)

如下图所示,碳颜色编码电阻具有第一环绿色,第二个蓝色,三分之一的红色,以及金色的四分之一。找到电阻的规格。

4频段电阻器示例
4带电阻

解决方案:

根据电阻的颜色编码表,

绿色的 蓝色的 红色的 金的
5. 6. 10.2 {\ PM 5} {\%}

\ begin {align *} r = 56 * 10 ^ 2 \ oomega \ si {\ pm 5} {\%} \,\,\结束{aligh *}

因此,阻力的价值是5600 \,\,\ oomega{\ PM 5} {\%}宽容。

因此,阻力的价值介于两者之间

5600 + 5 \%= 5600 + 280 = 5880 \,\,\ oomega

5600  -  5 \%= 5600  -  280 = 5320 \,\,\ oomega

因此,阻力的价值介于两者之间5880 \ \ \ω5320 \ \ \ω

字符或信件编码(RKM代码)

有时,电阻器太小以至于难以进行颜色编码。在这种情况下,电阻器的规格使用字符或字母编码。它也被称为RKM代码。

电阻器的编码字符为R、K、m。当两个小数之间有一个字符时,它充当小数点。例如:“R”为欧姆,“K”为千欧姆,“M”为兆欧姆。让我们来看一些例子。

电阻 字母代码
0.3Ω R3.
0.47Ω R47.
1Ω. 1R0.
1kΩ. 1K.
4.7 KΩ 4K7
22.3mΩ. 22M3.
9.7mΩ 9M7.
2mΩ. 2M
示例 - 字母或数字代码

公差表示为

特点 宽容
F {1} \点{\ %}
G {\ PM 2} {\%}
j {\ PM 5} {\%}
K. {\ pm 10} {\ %}
m {\ PM 20} {\%}

例子- 用Letter代码resistist:

电阻 字母代码
3.5 \,\,\ oomega {\ pm 5} {\%} 3 r5j
4.7 \,\,\ \ oomega {\ pm 10} {\%} 4R7K.
9.7 \ \, Mω\{\下午2}{\ %} 9 m7g

电阻类型

有各种各样的电阻类型,每个都有自己独特的属性和特定的用例。

有两种基本类型的电阻可用固定电阻和可变电阻。这两个类型都列在下面。

固定电阻

固定电阻是最广泛使用的电阻类型。它们广泛用于电子电路,以调整和调节电路中的适当条件。下面列出了固定电阻的类型。

可变电阻

可变电阻由一个或多个固定电阻元件和一个滑块组成。这给了元素三个连接;两个接在固定电阻元件上,第三个是滑块。通过移动滑块到不同的端子上,我们可以改变电阻的值。

下面列出了可变电阻的类型。

其他特殊的电阻包括:

  • 防水器(水变阻器,液体变阻器)
  • 镇流器电阻
  • 酚醛模塑化合物电阻器
  • 金属陶瓷电阻器
  • 钽电阻器

电阻尺寸(最常见的电阻值)

电阻器尺寸被组织成一组不同系列的标准电阻值。1952年,国际电工委员会决定确定标准电阻和公差值,以提高组件之间的兼容性,易于制造电阻。

这些标准值称为IEC 60063优选数字值的E系列。这些E系列分类为E12,E24,E48,E96和E192,具有12,24,48,96和192,在每十年内具有不同的值。

下面列出了最常见的电阻值。它是E3,E6,E12和E24标准电阻值。

  • E3标准电阻器系列:

E3电阻系列是电子工业中最常见的电阻值。

1.0 2.2 4.7
  • E6标准电阻系列:

E3电阻系列也是最常用的,它提供了各种公共电阻值。

1.0 1.5 2.2
3.3 4.7 6.8
  • E12标准电阻系列:
1.0 1.2 1.5
1.8 2.2 2.7
3.3 3.9 4.7
5.6 6.8 8.2
  • E24标准电阻系列:
1.0 1.1 1.2
1.3 1.5 1.6
1.8 2.0 2.2
2.4 2.7 3.0
3.3 3.6 3.9
4.3 4.7 5.1
5.6 6.2 6.8
7.5 8.2 9.1

通常指定电阻耐受性{\ PM 20} {\%}{\ pm 10} {\ %}{\ PM 5} {\%}{\ PM 2} {\%},{1} \点{\ %}

电阻是由什么制成的?

根据应用的不同,制作电阻器的材料也有多种。

  • 电阻器由碳或铜制成,使得电流难以通过电路。
  • 最常见的类型和通用电阻是一种最适合低功率电子电路的碳电阻。
  • Manganin和Constantan合金用于制造标准的线卷绕电阻,因为它们具有高电阻率和低温抗性系数。
  • Manganin箔和电线用于制造电阻器,例如安培表分流,锰离子几乎为零电阻温度系数
  • 镍铜锰合金用于制造标准电阻器;卷绕电阻器,精密线缠绕电阻等。这种合金具有组成:镍= 4%;铜= 84%;锰= 12%。

电阻器(电阻应用)的常用使用是什么?

电阻器的一些应用包括:

  • 电阻器用于放大器振荡器数字多米、调制器、解调器、发射机等。
  • 光电阻挡者用于防盗报警,火焰探测器,摄影器件等。
  • 卷绕电阻器用安合约仪分流使用,其中需要高灵敏度,平衡电流控制和精确测量。
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