基础元器件认识
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电阻
1. 物理特性
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.
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
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 |
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)
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
- 百位+十位+个位+倍率+误差
六色环
- 百位+十位+个位+倍率+误差+温度系数
颜色 | 银 | 金 | 黑 | 棕 | 红 | 橙 | 黄 | 绿 | 蓝 | 紫 | 灰 | 白 | 无 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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)
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
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