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史上最详细的电阻科普文章,小小电阻藏着大奥秘

作者:时间:2018-09-26来源:网络收藏

  一、的基本原理

本文引用地址:/article/201809/392306.htm

  ,和电感、电容一起,是电子学三大基本无源器件;从能量的角度,是一个耗能元件,将电能转化为热能&。

  数年前,出现了第四种基本无源器件,叫忆阻器(Memristor),代表磁通量和电荷量之间的关系&。XX文库里也有很多资料,有兴趣可以了解一下&。

  通常,都是根据欧姆定律来定义电阻,给电阻加一个恒定电压,会产生多大电流;也可以,通过焦耳定律来定义,当电阻流过一个电流,单位时间内会产生多少热量&。

  实际电阻的等效模型

  同样的,实际电阻都是非理想的,存在一定引线电感和极间电容,当应用场合频率较高,这些因数不能忽略&。

  某薄膜电阻的频率特性

  上图电阻的高频特性非常好,可以看到极间电容只有0.03pF,引线电感只有0.002nH,其中75Ω的电阻可以到30GHz&。我们通常使用的贴片电阻大都是厚膜电阻,性能远达不到如此,其引线电感有几个nH,极间电容也有几个pF,大多只能用到几百MHz或几个GHz&。

  标准阻值表

  通常电阻阻值都是标准,上图给出了不同精度(容差)的电阻的标准阻值,通常乘以10的倍数或除以10的倍数,就可以得到所有阻值&。

  如何记住上述阻值表呢?其实也很简单,注意以下三点:

  不同精度的电阻对应着不同精度的系列&。通常10%精度的是E12系列,2%和5%是E24系列,1%是E96系列,而0.1%、0.25%和0.5%是E192系列&。

  系列名中的数字代表着该系列有几个标准阻值,通常为6的倍数&。例如,E12系列有12个不同的阻值,E192系列有192个不同的阻值&。

  每个系列的阻值都近似是一个等比数列,公比为10开多少次方,基数是10Ω&。例如E12系列的公比是10开12次方,E96系列的公比都是10开96次方&。

  有兴趣的可以按照上表数一数,算一算是不是上述规律&。另外,根据IEC的规定,2%精度对应是E48系列有48个阻值,有兴趣的可以算一下是哪些值&。上表中,Vishay可能不生产该系列了&。

  阻值标记(Marking)

  通常我们使用最多的就是5%和1%的片状电阻,一般0603以上的电阻封装上都有标记表示电阻值&。

  E24系列(5%)

  对于大于10Ω,通常有3位数字表示阻值,前两个表示阻值基数,最后一位表示乘以10的几次方&。例如标记100代表10Ω,而不是100Ω,472代表4.7kΩ&。小于10Ω通常用R来表示小数点,例如2R2,表示2.2Ω&。

  E96系列(1%)

  通常由2位数字加一个字母表示,2位数字代表是E96系列的第几个阻值,字母表示乘以10的几次方,其中Y代表-1,X代表0,A代表1,B代表2,C代表3,以此类推&。例如47C,从表中数到47个阻值,是30.1,C代表乘以10的3次方,就是30.1kΩ&。

  另外,对于轴向引线封装的电阻,阻值标记都是一圈一圈的色环,具体含义如下图所示:

  阻值色环码

  从左往右,前两个或三个环代表数字,接下来的环代表乘数,与前面的数字相乘便是阻值&。再接下来的环代表电阻的容差,最后就是电阻的温度系数&。

  二、电阻的工艺与结构

  电阻的工艺种类繁多,可以根据阻值是否可以变化,分成两大类介绍:

  固定电阻

  可变电阻

  2.1 固定电阻

  固定电阻,顾名思义就是电阻值是定值,不可变&。大多数时候,我们使用的电阻都是固定值的&?梢愿莘庾暗牟煌笾略俜掷

  2.1.1 轴向引线电阻(Axial Leaded Resistor)

  轴线引线电阻通常都是圆柱形,两个外电极是圆柱体两端的轴向导线,根据材料和工艺的不同还可以再分为多种&。

  绕线电阻(Wire Wound Resistor)

  绕线电阻是将镍铬合金导线绕在氧化铝陶瓷基底上,一圈一圈控制电阻大小&。绕线电阻可以制作为精密电阻,容差可以到0.005%,同时温度系数非常低,缺点是绕线电阻的寄生电感比较大,不能用于高频&。绕线电阻的体积可以做的很大,然后加外部散热器,可以用作大功率电阻&。

  碳合成电阻(Carbon Composition Resistor)

  碳合成电阻主要是由碳粉末和粘合剂一起烧结成圆柱型的电阻体,其中碳粉末的浓度决定了电阻值的大小,在两端加镀锡铜引线,最后封装成型&。碳合成电阻工艺简单,原材料也容易获得,所以价格最便宜&。但是碳合成电阻的性能不太好,容差比较大(也就是做不了精密电阻),温度特性不好,通常噪声比较大&。碳合成电阻耐压性能较好,由于内部是可以看作是碳棒,基本不会被击穿导致被烧毁&。


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关键词: 电阻 可调电阻

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