2024智能车预招新硬件第一次实践任务

电阻

1. 物理特性

  1. 阻碍电流
    阻碍电流,电流通过电阻时,电子与电阻材料中的原子进行碰撞,使得部分电子的运动速度降低,

    电流受到阻碍.在碰撞过程之中,电子的动能(电能)降低,转换为热能,也即电阻在通电时会发热.

  2. 电阻的阻值受多方面因素影响

  • 电阻的材料
  • 电阻的三维(例如长宽高)
  • 电阻的温度
  • 环境温度(对于一般的电阻会有略微影响,对于热敏电阻尤为)
  • 环境湿度(对于一般的电阻会有略微影响,对于湿敏电阻尤为)
  • 环境光线(对于一般的电阻可能会有略微影响,对于光敏电阻尤为)
  • 等等等等
  1. 电阻不随频率变化
    电阻对电流的阻碍与频率无关,既可以阻止直流电,也可以阻碍交流电
    并且其阻碍作用在直流电和交流电下是相同的

  2. 纯电阻遵循欧姆定律

  • 纯电阻元件(如铜线电阻、碳膜电阻等)遵循欧姆定律,在电压和电流之间表现为线性关系。

    纯电阻电路是指仅含有理想电阻元件的电路。电压 V 与电流 I 之间的关系是线性的 也就是说它们成正比:
    ​ V=IR
    ​ R是电阻值 且不随电压或电流的变化而变化

  • 非线性电阻元件(如半导体、二极管等)则不遵循欧姆定律,它们的电压和电流之间的关系可能是非线性的

2. 常见种类和优缺点

省流:

按封装方式分类:

封装方式 特点 优点 缺点 图片
引脚电阻 有长引脚,插入PCB板孔焊接 易于手工焊接,适合低密度和大功率电路 占用空间大,不适合高密度电路
贴片电阻 无引脚,焊接在PCB表面焊盘 小型化,适合自动化贴片生产,适合高密度电路设计 不适合大电流或大功率应用,散热性能较差

按材料和工艺分类:

材料/工艺 特点 优点 缺点 图片
碳膜电阻 在基材上涂覆碳膜制成 价格低廉,适合一般用途 精度较低,温度稳定性差 img
金属膜电阻 在基材上涂覆金属膜,通常为镍铬合金 精度高,温度稳定性好,噪声低 成本较高,耐大功率能力较弱 img
线绕电阻 由电阻丝绕在绝缘材料上制成 能承受大功率、高温,精度高 体积较大,存在电感效应,不适用于高频电路 img
薄膜电阻 通过金属薄膜沉积制成 稳定性好,适合高精度电路应用 成本较高,承载大电流或大功率能力较差 image-20241017122258996
热敏电阻 电阻值随温度变化 对温度敏感,可用于温度检测和保护电路 电阻值随环境温度变化,不适合一般电路应用 img
光敏电阻 电阻值随光强变化 灵敏度高,广泛用于光电传感器 受环境光线影响大,电阻值不稳定 img

按特性分类:

特性分类 特点 优点 缺点
固定电阻 电阻值恒定不变,广泛用于各种电子电路 稳定可靠,适合大多数电路需求 无法根据需求调整电阻值
可变电阻 可手动或自动调节电阻值,如电位器、调光器等 电阻值可调,灵活应用于音量控制、亮度调节等场合 调节范围有限,易受环境影响
热敏电阻 电阻值随温度变化而改变 对温度敏感,适用于温度检测、过热保护 电阻值不稳定,受环境温度影响较大
压敏电阻 电阻值随电压变化而改变,常用于过压保护电路 适用于过压保护电路,可快速响应电压变化 响应速度有限,易老化

3. 参数标注含义

色环标注法(常见于引脚电阻)

色环电阻识别方法_百度百科

  • 三色环

    • 十位+个位+倍率
  • 四色环

    • 十位+个位+倍率+误差
  • 五色环

    • 百位+十位+个位+倍率+误差
      • 若5号环为黑 表示为绕线电阻器
      • 若5号环为白 表示为保险丝电阻
      • 若中间只有一条黑色色环 则表示此电阻为零欧姆电阻
  • 六色环

    • 百位+十位+个位+倍率+误差+温度系数
颜色 绿
有效数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量级 10^-2 10^-1 10^0 10 ^1 10^2 10^3 10^4 10^5 10^6 10^7 10^8 10^9
允许偏差(%) ±10 ±5 ±1 ±2 ±0.5 ±0.25 ±0.1 ±0.05 ±20
温度关系/(×10 /℃) 100 50 15 25 10 5 1

数字代码标注法(常见于贴片电阻)

贴片电阻上的字符是如何表示电阻的?CSDN博客

  • 三位数法:十位+个位+倍率

    • 例子:标注“472”表示 47×10^2=4700Ω。
  • 四位数法:百位+十位+个位+倍率

    • 例子:标注“4701”表示 470×10^1=4700Ω
  • EIA-96编码法:有时贴片电阻也使用两位数字加一位字母表示阻值。

    • 例子:数字表示表格中有效数字的编码,字母代表倍率。
    • 如 “01C” 表示 100Ω (要用再查)

文字标注法(通常用于一些大功率电阻或精密电阻)

都写文字了,那不就是咋写是啥了

单位标注法(高中通用常考)

1R0” 表示 1Ω

“4K7” 表示 4.7kΩ

“6M8” 表示 6.8MΩ

使用字母来代表小数点。

4. 应用场景

碳膜电阻

  • 普通消费类电子产品(如收音机、电视、家用电器)
  • 一般电路中的限流、分压电路
  • 非关键、对精度和温度稳定性要求不高的电路

金属膜电阻

  • 精密测量电路
  • 传感器接口电路
  • 音频放大电路(低噪声要求)
  • 信号处理电路中的高精度分压和限流

线绕电阻

  • 高功率电源电路、功率放大器
  • 电机驱动电路
  • 需要高功率处理的工业设备
  • 大电流限流电路
  • 过载保护电路

薄膜电阻

  • 精密电子仪器、医疗设备
  • 通信设备中的高频电路
  • 对温度和电流精度要求较高的场景
  • 高频信号处理、射频电路

热敏电阻 光敏电阻 压敏电阻

  • 分别对需要测量环境温度,光照,电压等模拟量时
  • 过热保护 光线保护 过压保护时

可变电阻

  • 音量控制(如音响设备中的音量调节旋钮)

  • 电路调节和校准电路

  • 亮度、频率等可变参数控制

  • 实验室设备和测试设备中的参数调节

贴片电阻

  • 消费类电子产品
  • 高密度的电路中
  • 自动化生产线的电子组装

金属氧化膜电阻

  • 需要抗高温等影响到电路之中
  • 工业设备和高温环境中的电路保护
  • 通信和广播之中需要高稳定性的地方

功率电阻

  • 大功率电源电路 高功率电路
  • 电动机电焊机等
  • 充电设备 UPS设备中

熔断电阻

  • 过载保护电路
  • 消费品电子产品之中的电源保护
  • 需要自动切断电路的场合