基本知识
电阻器,是电路中对电流的流动具有一定阻挡力的器件,平时简称“电阻”。电阻的这种阻挡力是自由电子在导体中定向流动时,自由电子与导体中的原子发生碰撞而产生的。电阻常用字母“R”和“r”来表示。电阻器是电路中最基本、用得最多的一种二端元件。
不同电阻器的阻值大小,代表这个电阻器对电流的阻碍能力的大小。电阻的基本单位为“欧姆”,中文简称“欧”,或用希腊字母“Ω”来表示。如果在电阻两端所加的电压为1V,流经电阻的电流恰好是1A,那么这个电阻的大小定为1Ω。以上电压、电流及电阻三者之间的关系即是电路物基本定律——欧姆定律,其数字模型表为u=Ri。欧姆定律指明了电阻的端电压、流经电阻的电流及电阻三者之间的约束关系,只要知道其中任二个量,就可依照欧姆定律计算出第三个量来。
电阻器在电路中的作用,大致可归纳为降低电压、分配电压、限制电路中的电流等几种功能。
电阻器的种类
电阻器按其结构可分为固定电阻器和可调电阻器两大类。
固定电阻器的电阻值是固定的,一经制成不能再改变。固定电阻器的种类很多(本节主要介绍固定电阻器,以下简称为“电阻”),一般电路中常用到的有:线绕电阻器、薄膜电阻器和实心电阻器等几种。
1、线绕电阻器。线绕电阻器是用镍铬合金、锰铜合金等电阻丝绕在绝缘支架上制成的。绝缘支架多用陶瓷骨架或胶木骨架,绕成后其外表面通常涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。线绕电阻一般可以承受较大的电热率(如3~10W),可以在300℃左右的高温下连续工作,且热稳定性较好。线绕电阻器另一特点是精度高、噪声小。线绕电阻器有固定电阻值的,也有可变电阻值的。
2、薄膜电阻器。薄膜电阻器是用蒸镀的方法将一定电阻率的材料蒸镀于绝缘材料表面制成的。常用的蒸镀材料是碳和某些合金,绝缘材料主要是瓷管,这就是碳膜电阻器和金属膜电阻器。
碳膜电阻器的电压稳定性较好,造价便宜,可在70℃以下长期工作。碳膜电阻的额定功率较小,一般为1/8~2W,其额定功率以其外形的直径和长度的不同加以区别,体积大的功率大,体积小的则功率小。碳膜电阻器的额定功率估算表1-2所列。
金属膜电阻器是用真空蒸镀的方法将金属材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面制成的,其外表常涂以红漆或棕色漆。金属膜电阻有较好的耐高温性能,允许在125℃以下长期工作。它还具有较宽的频率范围,它的噪声小,温度系数低,稳定性好,精度高。在相同的额定功率下,它的体积可制成比碳膜电阻器小一半。金属膜电阻器的精度可达±0.05%,其阻值及精度级均标在外皮上,额定功率由其体积大小确定。
金属膜电阻器额定功率估算表1-3所列。
3、实心电阻器。实心电阻器是由石墨、碳黑等导电材料及不良导电材料混合并加入黏合剂后压制而成的。它的外形与薄膜电阻器差不多,但其内部没有绝缘瓷棒,而是实心的,其引脚从内部引出。实心电阻器成本低,价格便宜,但阻值误差较大,噪声大,稳定性也较差。
4、氧化膜电阻器。氧化膜电阻器是在绝缘瓷棒上沉积一层金属氧化膜而制成。它的外形及性能均与金属膜电阻器相同,但其制造工艺简单、成本低,且其耐热、耐压性能更好,可以替代金属膜电阻器使用。氧化膜电阻器的额定功率也可由其体积大小加以辨别。
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