1.3 电阻器及其应用
1.3.1 电阻和电阻器
(1)什么是电阻
汽车在公路上行驶时,由于车流量大,造成行车拥堵给行车带来阻碍。同理,自由电子在导体中作定向移动形成电流时也要受到阻碍,我们把导体对电流的阻碍作用称为电阻。
电阻是电路的基本参数之一,不仅电阻器(常见的电子元件)有电阻,几乎所有的导体都有电阻,比如金属导线、电灯泡、电烙铁等用电设备都是具有电阻的元件(有的电阻就是直接用金属导线绕成的)。
电阻在电路图中的图形符号是“”,文字符号为“R”,单位是欧姆,简称欧,用符号“Ω”表示。电阻的常用单位还有kΩ(千欧)和MΩ(兆欧),它们的换算关系为
1kΩ=103Ω
1MΩ=103kΩ=106Ω
1Ω的物理意义为:设加在某导体两端的电压为1V,产生的电流为1A,则该导体的电阻则为1Ω。
电工在导线与导线、导线与接线柱、插头与插座等连接时,一定要注意接触良好,尽量减小接触电阻,如图1-26所示。否则,若接触电阻较大,就会留下“后遗症”,在使用时连接处要发热,容易引起电火灾事故。
图1-26 导线连接时要尽量减小接触电阻
(2)电阻器的种类
电阻是电路中应用最多的元件之一。不同物质对电流的阻碍作用是不同的,所以可用不同物质制作成多种电阻器(简称电阻),以满足不同场合的需要。常用的电阻器种类见表1-2。
表1-2 电阻器的种类
除了一些常用的电阻器以外,还有一些新型的电阻器,如热敏电阻、光敏电阻、熔断电阻、贴片电阻等。
① 热敏电阻 热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻(PTC)和负温度系数热敏电阻(NTC)。热敏电阻的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。PTC在温度越高时电阻值越大,NTC在温度越高时电阻值越低。
热敏电阻应用广泛,如在电磁炉、电饭煲、温度计与温度传感器等中都有应用,常用热敏电阻的外形如图1-27所示。
图1-27 热敏电阻的外形
② 光敏电阻 光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器。光照越强,阻值就越低,随着光照强度的升高,电阻值迅速降低,亮电阻值可小至1kΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感,其在无光照时,呈高阻状态,暗电阻一般可达1.5MΩ。
光敏电阻如图1-28所示,一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。
图1-28 光敏电阻
③ 熔断电阻 熔断电阻器有固定的电阻值,具有熔断器的功能,是一种具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件,它在电路中用字母“RF”或“R”表示。
熔断电阻器可分为可恢复式熔断电阻器和一次性熔断电阻器两种,如图1-29所示。
图1-29 熔断电阻器
④ 贴片电阻 是将金属粉和玻璃釉粉混合,采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。贴片电阻件具有体积小、重量轻、安装密度高、抗振性强、抗干扰能力强、高频特性好等优点,目前广泛应用于各类电子产品中,如图1-30所示。
图1-30 贴片电阻
(3)电阻器的主要参数
电阻器的主要参数有标称阻值、允许偏差、额定功率和材料等,见表1-3。
表1-3 电阻器的主要参数
最典型的常用电阻器的阻值范围为1Ω~22MΩ。电阻的描述还可用其他参数,如温度系数、噪声、电压系数等。