21堂课精通电子元器件检测
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1. 电阻器的种类特点

电阻器是一种限制电流的元件,通常简称为电阻,在实际电子产品的电路板中基本都应用有电阻器,起着举足轻重的作用。

【板书】 请看图2-1,这是一种典型电子产品中的电路板。

图2-1 典型电子产品中的电路板

可以看到,在电路板中安装着大量的、不同的电阻器。实际上,电阻器的种类很多,根据其功能和应用领域的不同,主要可分为固定电阻器和可变电阻器两大类。

(1)固定电阻器

固定电阻器即为阻值固定的一类电阻器,主要包括碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成碳膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、水泥电阻器、熔断器等。

① 碳膜电阻器。碳膜电阻器是将碳在真空高温的条件下分解的结晶碳蒸镀沉积在陶瓷骨架上制成的。

【板书】 请看图2-2,这是常见碳膜电阻器的实物外形。

图2-2 碳膜电阻器的实物外形

这种电阻器的电压稳定性好、造价低、额定功率较小,一般为1/8 ~ 2W,在收录机、电视机等普通电子产品中应用较多。

② 金属膜电阻器。金属膜电阻器是用真空蒸镀、化学沉积或高温分解等方法将合金材料沉积在陶瓷骨架表面上制成的电阻器。

【板书】 请看图2-3,这是常见金属膜电阻器的实物外形。

图2-3 金属膜电阻器的实物外形

这种电阻器具有较高的耐高温性能、温度系数小、热稳定性好、噪声小、精度高,额定功率一般为1/2 ~几W,在仪器仪表、通信设备等电子产品中应用较多。

③ 金属氧化膜电阻器。金属氧化膜电阻器是将锡和锑的金属盐溶液高温喷雾沉积在陶瓷骨架上制成的电阻器。

【板书】 请看图2-4,这是常见金属氧化膜电阻器的实物外形。

图2-4 金属氧化膜电阻器的实物外形

这种电阻器的外形和性能均与金属膜电阻器相同,但其膜层均匀,与陶瓷骨架结合得结实且牢固,比金属膜电阻器更为优越,具有抗氧化、耐酸、抗高温、成本低等特点。

④ 合成碳膜电阻器。合成碳膜电阻器是将碳黑、填料及一些有机黏合剂调配成悬浮液,喷涂在绝缘骨架上,再加热聚合而成的电阻器。

【板书】 请看图2-5,这是常见合成碳膜电阻器的实物外形。

图2-5 合成碳膜电阻器的实物外形

这种电阻器的是一种高压、高阻的电阻器,通常它的外层被玻璃壳封死。

【学员提问】

从外形来看,碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成碳膜电阻器十分相似,如何区分呢?

【专家解答】

这几种电阻器的外形特性没有明显的区别,基本都为色环式电阻器,直观区分类型确实有难度,通常可以根据型号标识来区分,在型号标识中有些字母明确标识出了类型,请看图2-6。

图2-6 电阻器的型号标识规则

⑤ 玻璃釉膜电阻器。玻璃釉膜电阻器是将银、铑、钌等金属氧化物与玻璃釉黏合剂调配成浆料,喷涂在绝缘骨架上,再高温聚合而成的电阻器。

【板书】 请看图2-7,这是常见玻璃釉膜电阻器的实物外形。

图2-7 玻璃釉膜电阻器的实物外形

这种电阻器具有耐高温、耐潮湿、稳定、噪声小、阻值范围大等特点。通常这类电阻器会将其阻值等参数直接标注在外壳上。

⑥ 水泥电阻器。水泥电阻器是一种将电阻丝用陶瓷绝缘材料包封的电阻器。

【板书】 请看图2-8,这是常见水泥电阻器的实物外形。

图2-8 水泥电阻器的实物外形

水泥电阻器具有良好的绝缘性能、散热好、功率大等特点,因此主要应用在大功率电路中,如电视机电源电路及扫描电路部分。

水泥电阻器电阻丝同焊脚引线之间采用压接方式,当负载短路时,电阻丝与焊脚间的压接处会迅速熔断,可起到一定的保护作用。

⑦ 熔断器。熔断器又称保险丝,是一种阻值接近于零的电阻器,是安装在电路中保证电路安全运行的电器元件。

【板书】 请看图2-9,这是常见熔断器的实物外形。

图2-9 常见熔断器的实物外形

熔断器会在电流异常升高到一定的强度时,自身熔断切断电路,从而起到保护电路安全运行的作用。

(2)可变电阻器

可变电阻器是指阻值可以变化的电阻器:一种是可调电阻器,阻值可以根据需要人为调整;另一种是敏感电阻器,阻值会随周围环境的变化而变化,常见的主要有热敏电阻器、湿敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器及气敏电阻器等。

① 可调电阻器。可调电阻器通常又称为电位器,其阻值可以在人为的作用下在一定范围内变化。

【板书】 请看图2-10,这是典型可调电阻器的实物外形。

图2-10 典型可调电阻器的实物外形

可调电阻器一般有3个引脚,其中有两个定片引脚和一个动片引脚,还有一个调整旋钮,可以通过它改变动片,从而改变可变电阻器的阻值,常用在电阻值需要调整的电路中,如电视机的亮度调谐器件或收音机的音量调节器件等。

② 热敏电阻器。热敏电阻器是一种阻值会随温度的变化而自动发生变化的电阻器,有正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两种。

【板书】 请看图2-11,这是常见热敏电阻器的实物外形。

图2-11 常见热敏电阻器的实物外形

其中,正温度系数热敏电阻器(PTC)的阻值随温度的升高而升高,随温度的降低而降低;负温度系数热敏电阻器(NTC)的阻值随温度的升高而降低,随温度的降低而升高。在电视机、音响设备、显示器等电子产品的电源电路中,多采用NTC热敏电阻器。

【分组讨论】

大家结合热敏电阻器的特点想想看,为什么在电视机、音响设备、显示器等电子产品的电源电路中设置NTC热敏电阻器,而不是PTC热敏电阻器呢?

—— 参 考 提 示 ——

电视机等电子产品在开机时,220V交流电压送入电源电路,经输入电路后为滤波电容充电,根据电容器的特点,其瞬间充电电流为最大,从而可能产生浪涌电流,对输入电路中的熔断器、桥式整流堆等带来冲击,造成损坏。因此常在熔断器后加入电阻器限流。一般限流电阻器的电阻值越大时,限流效果越好,但是电阻器消耗的电能也越大,电源启动后,限流电阻器已没有作用,反而浪费电能。因此,为了达到较好的限流效果而又省电,在电源电路中经常采用负温度系数热敏电阻限流。

这是因为,负温度系数热敏电阻器(NTC)的特性:温度越高,电阻值越小。常温时,电阻值一般为8 ~10Ω,比较大,开机时,就起到较好的限流作用,电源启动后,工作电流经过热敏电阻器,使其发热,NTC热敏电阻器阻值会大幅下降(1 ~ 2Ω),使热敏电阻器在电源启动后,电能消耗降到最低。

相反,正温度系数热敏电阻器(PTC)的特性为:温度越高,电阻值越大,在冰箱压缩机启动时应用PTC。

③ 光敏电阻器。光敏电阻器是一种对光敏感的元件。其阻值会随光照强度的变化而自动发生变化。

【板书】 请看图2-12,这是常见光敏电阻器的实物外形。

图2-12 常见光敏电阻器的实物外形

光敏电阻器大多数是由半导体材料制成的。它利用半导体的光导电特性,使电阻器的电阻值随入射光线的强弱发生变化(当入射光线增强时,阻值会明显减小;当入射光线减弱时,阻值会显著增大)。

④ 湿敏电阻器。湿敏电阻器的阻值随周围环境湿度的变化而发生变化(一般为湿度越高,阻值越小),常用作湿度检测元件。

【板书】 请看图2-13,这是常见湿敏电阻器的实物外形。

图2-13 常见湿敏电阻器的实物外形

湿敏电阻器是由感湿片(或湿敏膜)、电极引线及具有一定强度的绝缘基体组成的,常用作传感器,即用于检测湿度,录像机中的结露传感元件即为湿敏电阻器。

⑤ 压敏电阻器。压敏电阻器是一种当外加电压施加到某一临界值时,阻值急剧变小的电阻器,常用作过压保护器件。

【板书】 请看图2-14,这是常见压敏电阻器的实物外形。

图2-14 常见压敏电阻器的实物外形

压敏电阻器是利用半导体材料非线性特性的原理制成的,具有一般半导体材料的非线性特性,在电视机行输出变压器中、消磁电路中多有应用。

⑥ 气敏电阻器。气敏电阻器是利用金属氧化物半导体表面吸收某种气体分子时,会发生氧化反应或还原反应而使电阻值改变的特性而制成的电阻器。

【板书】 请看图2-15,这是常见气敏电阻器的实物外形。

图2-15 常见气敏电阻器的实物外形

气敏电阻器是将某种金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、激活剂及其他添加剂,按一定比例烧结而成的半导体器件。它可以把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变化量,再转换为电流、电压信号,常作为气体感测元件,制成各种气体的检测仪器或报警器产品,如酒精测试仪、煤气报警器、火灾报警器等。

上述介绍的几种常见电阻器都有一个共同特点,即在电路板中的安装方式均为直插式,采用这种安装方式的电阻器均可称为分立式电阻器。相对分立式而言,还有一种贴片式电阻器,即采用贴装方式安装在电路板中,如液晶电视机、手机、数码相机及计算机等中广泛使用。

【板书】 请看图2-16,这是常见贴片式电阻器的实物外形。

图2-16 常见贴片式电阻器的实物外形

贴片式电阻器具有体积小、批量贴装方便等特点,目前集成度较高的电路板中大都采用贴片式电阻器。