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主题:基础知识:电阻器

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锦龙
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基础知识:电阻器  发帖心情 Post By:2014-4-19 9:44:40 [只看该作者]

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第二章 电子元器件

 

基本要求:

1)熟悉常用电子元器件的类型、型号、规格、性能及用途,能正确识别和选用常用的电子元器件。

2)会查阅电子元器件手册。

3)能熟练使用万用表进行元器件的检测,熟悉电子元器件的质量判别方法。

4)了解电子元器件的老化、筛选等工艺过程。

第一节 电阻器

1.1.1   电阻器的种类与命名

电阻器也称电阻,是一个为电流提供通路的电子器件,是电子线路中应用最广的电子元件之一。电阻元件的基本参量是电阻值,单位为欧姆(W)、千欧(kW ) 和兆欧( MW )。电阻没有极性(正、负极),其基本特征是消耗能量(功率P=i2R瓦)。

根据电阻的工作特性及在电路中的作用,可分为固定电阻、可变电阻(电位器)、敏感电阻三大类,它们的电路符号如图2.1所示。其中(a)图为固定电阻的符号,(b)图是可变电阻的符号,(c)图是热敏电阻的符号,(d)图是压敏感电阻符号。

图片点击可在新窗口打开查看 

         (a)                (b)                   (c)                   (d)

图2.1  电阻器的电路符号

根据国家标准,电阻器型号命名方法由以下四部分组成。

第一部分,用字母R表示产品主称;第二部分,用字母表示产品材料;第三部分,用数字及字母表示类型;第四部分,用数字表示序号。

表2.1列出了电阻命名中的具体符号定义。

表2.1       电阻器型号命名方法

第一部分(主称)

第二部分(电阻材料)

第三部分(分类)

第四部分(序号)

符号

意义

符号

意义

符号

产品类型

用数字表示

R

电阻

T

碳膜

1

普通型

包括:额定功率

  阻值

     允许偏差

     精度等级

W

电位器

H

合成膜

2

普通型

 

 

S

有机实芯

3

超高频

 

 

N

无机实芯

4

高阻

 

 

J

金属膜

5

高温

 

 

Y

金属氧化膜

7

精密型

 

 

C

化学沉淀膜

8

高压型

 

 

I

玻璃釉膜

9

特殊型

 

 

X

线绕

G

高功率

 

 

R

热敏

W

微调

 

 

G

光敏

T

可调

 

 

M

压敏

D

多圈

 

 

 

 

X

小型

表2.2按电阻制作材料和应用特性列出了电阻的分类。

表2.2          常用电阻的分类

分  类

特点与用途

示例图片

用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金箔制成电阻。

通常用在较精密或要求较高的电路中。

绕线电阻

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在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜而制成。如碳膜、金属膜、化学沉积膜和金属氧化膜等。

金属膜电阻的性能比较稳定,精度较高,是电子电路的首选器件。

金属膜电阻

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电阻体本身由导电颗粒和有机(或无机)粘接剂混合而成,可制成薄膜或实芯两种。

常用于要求不高的电子电路中。

陶瓷电阻

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指一般技术要求的电阻。这是电子电路中最常用的一种。

金属膜 / 贴片 电阻

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精密型

有较高精密度及稳定性,阻值容差:±0.001%~±2%。

主要用于高精密的电子仪器和设备中。

无/有 引线超精密电阻器

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高频型

电阻自身电感量极小,常称为无感(<0.5μH)电阻。

常用于高频电路或电磁环境恶劣条件下工作的电子仪器与设备中。

无引线柱型高频电阻器

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高压型

用于高压装置中,额定电压可达35kV以上

高压电阻器

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高阻型

主要用在某些敏感电路中阻值:>10 MΩ,最高可达1014Ω

高阻电阻器

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集成型

电阻网络,它具有体积小,规整化,精密度高等特点。有多种电阻网络连接方式。

适用于电子仪器设备及计算机电路。

贴片/直插 排阻

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压敏型

一种非线性的电阻,当其两端电压低于规定值时,其电阻值很高(一般在几十MΩ以上),当其两端电压高于规定值时,其电阻值变得很低(几Ω或几十Ω)

多用在各种电子电路设备的保护电路中(如防雷电保护电路)。

压敏电阻

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热敏型

这是一种电阻值随温度变化比较明显的电阻件,有正温度系数和负温度系数两种。

一般用作温度传感器或电子电路的温度补偿器件。

热敏电阻

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光敏型

光敏电阻是根据半导体的光导效应制成的,制造RG的材料有多种,其中对可见光敏感的硫化镉RG是最有代表性的一种。

RG可加直流,也可加交流使用,广泛用于自动控制、光检设备、电子乐器和其它家电中。

光敏电阻

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可变型

电位器,其阻值可手工调节。

(多圈)电位器

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1.1.2   电阻器的主要参数与标识

电阻的主要参数有标称阻值和允许偏差、额定功率、温度系数、非线性度、噪声系数、最大工作电压等,日常应用中涉及最多的是标称阻值、功率、耐压等参数概念。

1. 标称阻值及允许偏差

标称阻值是指标注在电阻外表面上的阻值。由于工艺上的原因,一个电阻的实际阻值不可能绝对等于它的标称值,两者之间的偏差允许范围称为允许偏差。一般允许偏差小的电阻,阻值精度高,稳定性也好,但成本也高。

普通电阻偏差分三个等级:Ⅰ级为±5%,Ⅱ级为±10%,III级为±20%,精密电阻器的偏差等级有±0.05%、±0.5%、±0.2%、±1%、±2%等。可变电阻(电位器)因制作工艺结构和材料原因,有更大的偏差范围:±10%,±5%,±2%,±1%,精密电位器可达±0.1%。

电阻的标称阻值和允许偏差一般都标在电阻体上,其标志方法有三种:直标法、色标法及数码法。

⑴ 直标法

直标法是将阻值和允许的偏差直接标在电阻体上。如在电阻体上标阻值4k3(即4.3kΩ)、4Ω3(4.3Ω)等。偏差等级用罗马数字表示。

色标法

         表2.3  四环标志法                       表2.4  五环标志法

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顔色

第一有效数

第二有效数

倍率

允许

偏差

 

顔色

第一有效数

第二有效数

第三有效数

倍率

允许

偏差

0

0

100

 

0

0

0

100

 

1

1

101

 

1

1

1

101

±1%

2

2

102

 

2

2

2

102

±2%

3

3

103

 

3

3

3

103

 

4

4

104

 

4

4

4

104

 

绿

5

5

105

 

绿

5

5

5

105

±0.5%

6

6

106

 

6

6

6

106

±0.25%

7

7

107

 

7

7

7

107

±0.1%

8

8

108

 

8

8

8

108

±0.05%

9

9

109

 

9

9

9

109

 

 

 

10-1

±5%

 

 

 

10-1

 

 

 

10-2

±10%

 

 

 

10-2

 

无色

 

 

 

±20%

 

 

 

 

 

 

色标法是用不同颜色的色环来表示电阻的阻值及偏差等级。色标法表示的电阻值单位一律为欧姆(Ω)。

普通电阻器用四色环法表示标称阻值和允许偏差,其中三条表示阻值,一条表示偏差,如表2.3所示。例如有一电阻器的色环依次为绿、棕、红、金,则该电阻器的阻值与允许的偏差为5100Ω±5%。

精密电阻用五色环法表示标称阻值和允许偏差,参见表2.4所示。例如,有一个电阻器的色环依次为黄、紫、黑、棕、红,则该电阻阻值和允许偏差为4.7kΩ±2%。为避免混淆,第五环的宽度是其它色环的1.5~2倍。

数码法

数码法是指用三位数字表示电阻的标称值的方法。从左到右,第一、二位数表示该电阻器阻值的有效数字,而第三位则表示前二位有效数字后面应加“0”个数。例如:153表示15kΩ。片状电阻器通常采用数码法标注。

2. 电阻器的额定功率

电阻本质上是一种电能到热能的能量转换元件,电阻工作时允许的发热温度决定了不同结构尺寸下的电阻额定功率(指电阻在规定的温度和湿度范围内,长期连续工作允许消耗的最大功率)。电位器功率在两个固定端上定义。

在电路设计和电阻选用时,必须牢记电路中电阻的实际功率必须小于其额定功率(1.5~2倍)。电阻的功率系列从0.05~500W有数十种规格,而常见的电阻额定功率有1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等。在标准电路图中以一定的符号表示电阻的额定功率,见图2.2。

图片点击可在新窗口打开查看

图2.2   电阻器额定功率的符号表示

3. 电阻的极限工作电压

在规定的条件和时间内,电阻能承受一定电压而不发生击穿损坏或过热,则该电压即为电阻的极限工作电压。一般来说,额定功率大的电阻,它的耐压较高。

常用电阻功率与极限电压如下:

0.25W, 250V ;0.5W,500V;1~2W,750V。

有更高的耐压等级需求时,应选高压型电阻。

1.1.3   电阻器在电路中的作用

电阻器在电路中可作负载电阻、分流器、分压器;与电容器配合作滤波器;电阻在电源电路中作去耦电阻,稳压电源中的取样电阻及确定三极管静态工作点的偏置电阻等。表2.5列出了电阻器在电路中所起的常见作用。

   表2.5     电阻器在电路中的作用

作  用

电路图

说      明

限流保护

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防止电路中电流太大而烧坏元器件

分流

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当流过一只元器件电流太大时,可以用一只电阻与之并联,起到分流作用

分压

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当加在一个电阻上电压太高时,可以用两只电阻构成分压电路,降低电压。

阻尼

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在LC谐振电路中接入电阻,可以降低Q值,起阻尼作用

将电流转换成电压

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当电流流过电阻时,就在电阻两端产生电压。

负反馈

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电阻R3构成负反馈电路,使三极管静态工作点稳定

与其他元器件组合

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电阻与电容组合形成一阶低通滤波器等

1.1.4   电阻器的检测

电阻器的常规检测用数字或模拟万用表实现,表2.6给出了用万用表测量电阻器的步骤。

表2.6     万用表测量电阻器的步骤

接线示意图

表针(头)指示值

测量步骤

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据对被测阻值的估计,选择恰能测量阻值的最小阻值挡。对数字表来说,若所选量程小于被测电阻的阻值,则数字表表头显示为“1”,这时应改用更大的一挡量程;对于模拟指针表,由于欧姆挡刻度的非线性关系,它的中间一段分度较为精细,因此应使指针指示值在起始的20%~80%弧度范围内,以使测量更准确。根据电阻误差等级不同,读数与标称阻值之间允许有标示的误差。不相符,超出误差范围,则说明该电阻值变值了。

测量时注意事项:

① 测量前进行零位检查。把两只表笔相互短接,数字万用表显示应为“000”,模拟表指针应指示0Ω,两表笔开路,数字万用表显示应为“1”, 模拟表指针应指示∞。此举用以校验示值显示是否以0为基准。

② 测量电阻时,两手不能同时捏住电阻脚;不能带电或“在线”测电阻阻值(有其它连接通道),以免损坏万用表或影响测试精度。

1.1.5   电阻器的正确选用

在电路需要的阻值确定以后,电阻选用应注意把握以下要点:

① 满足功率要求。选择电阻的额定功率应高于实际消耗功率2倍以上,以避免实际工作电阻体过度发热、阻值明显变化、烧毁电阻引发事故。在电路板设计时,应考虑到大功率的电阻将有大的安装体积,且多为线绕电阻(有感)。

② 满足特定的工作性能要求。在高频电路中,对电阻的无感性、安装方式和产品的小体积化都可能提出较高的要求。减小电阻尺寸有利于减小高频电路尺寸,有利于提高高频电路(近分布参数)的性能。这时,尽可能小的无感贴片电阻将成为首选,随之而来的是对元器件安装工艺有新的要求。在高精度电路中,某些电阻直接决定着电路的精度、稳定性及可靠性,这时应选择温度稳定性等很好的专用电阻。

③ 无特殊要求时,一般可选金属膜或碳膜电阻。适用、低成本、安装工艺较简单和成熟是其主要特点。


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