電阻(英:Resistance )表示導體對電流的阻礙作用的大小。它的單位是歐姆(Ω)簡稱歐。如果導體兩端的電壓是1V,通過導體的電流是1A,這段導體的電阻是1Ω,常用單位: 千歐、兆歐。
發展歷史
編輯德國物理學家喬治·西蒙·歐姆(Georg Simon Ohm),他在1826 年發表了關于電阻的實驗結果。1885年英國C.布雷德利發明模壓碳質實芯電阻器。1897年英國T.甘布里爾和A. 哈里斯用含碳墨汁制成碳膜電阻器。1913~1919年英國W.斯旺和德國F.克魯格先后發明金屬膜電阻器。1925年德國西門子-哈爾斯克公司發明熱分解碳膜電阻器,打破了碳質實芯電阻器壟斷美國貝爾實驗室市場得局面;晶體管問世后,對電阻器得小型化,阻值穩定性等指標要求更亞,促進了各類新型電阻器得發展;美國貝爾實驗室1959年研制成TaN電阻器:60年代以來,采用滾筒磁控濺射,激光阻值微調等新工藝,讓部分產品向平面化,集成化,微型化及片狀化方面發展。
基本概念
編輯電阻起源于自由電子在電場作用下運動的同時還受到原子的散射影響。在導體材料中,電子的運動方式也因其材料的化學成分而有所不同。對于金屬材料,電子在導體中的運動方式類似于自由電子,電子在外加電場的作用下不受阻礙地運動。但是在一些絕緣材料中,如玻璃、陶瓷等,電子在材料中的運動受著電場的強烈限制,這也使得該種材料的電阻很大。電阻的作用是阻礙電流的通過,將電路分成不同的部分,并控制電路中的電流。
單位
表示導體對電流的阻礙作用的大小。它的單位是歐姆(Ω)簡稱歐。如果導體兩端的電壓是1V,通過導體的電流是1A,這段導體的電阻是1Ω,常用單位: 千歐、兆歐。
符號
電阻的符號通常用R表示
電阻的電路符號
電阻公式
歐姆定律說明電阻與電流成反比,與電壓成正比。電阻 = 電壓 / 電流。
電阻的連接方式
電阻可以串聯或并聯在電路中,串聯時電阻值加總,而并聯時電阻值減小。
電阻的串聯與并聯
電阻的特性
在一定溫度下,導體的電阻與導體本身的長度成正比,跟導體的橫截面積成反比。
電阻率
電阻率是一個反映材料導電性能的物理量,是導體材料本身的特性,與導體的形狀、大小無關。純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大。連接電路的導線一般用電阻率小的銅來制作,必要時可在導線表面鍍銀。由于用電器的電阻通常遠大于導線的電阻,一般情況下,可以認為導線電阻為0。電阻率往往隨溫度的變化而變化。①金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,可用于制作電阻溫度計。②大部分半導體的電阻率隨溫度的升高而減小,且電阻率隨溫度的變化較大,可用于制作熱敏電阻。③有些合金,電阻率幾乎不受溫度變化的影響,常用來制作標準電阻。④一些金屬在溫度特別低時電阻可以降到0,這種現象叫作超導現象。
電阻定律的表達式,也是電阻的決定式。
電阻的定義式,R與U、I無關。
提供了測定電阻率的一種方法。
提供了測定電阻的一種方法:伏安法。分類
按照材料
- 厚膜電阻:通過絲網印刷機的規律往返動作以及絲網掩模,把厚膜電阻漿料均勻地沉積在陶瓷基片上,以獲得清晰完整的印刷圖形,形成均勻且膜厚可控的各類厚膜漿料濕膜,其電阻阻值一般控制在產品標稱值的60%~90%。
- 金屬電阻:采用金屬材料制成,具有較高的精度和穩定性,廣泛用于精密電路中。
- 金屬氧化物電阻:采用金屬氧化物材料制成,通常被用作高精度電阻和高溫電阻。
- 金屬膜電阻:金屬材料在絕緣基底上制成薄膜電阻,具有高精度和高穩定性。
- 電解質電阻:利用電解質材料的離子導電性能來實現電阻效果,用于電化學傳感器和電解制氫等。
- 半導體電阻:半導體材料作為電阻材料,利用其本身的電阻特性實現電阻效果,廣泛應用于電子器件中。
按照功能特性
- 固定電阻:電阻值不可調節,如一般使用的電阻器。
- 可變電阻:可調節電阻值,如電位器和旋轉電阻。
- 負溫度系數電阻(NTC):隨著溫度升高,其電阻值降低。
- 正溫度系數電阻(PTC):隨著溫度升高,其電阻值增加。
- 光敏電阻:電阻敏感于入射光強,如光敏電阻器。
- 功率電阻:具有較高功率承受能力的電阻。
- 超導電阻:在低溫下呈超導狀態,電阻值極小,如超導電阻器。
按照封裝
- 引線式電阻:在兩端引出兩個或多個金屬引線,用于手工安裝或通過自動組裝機器安裝。
引線式電阻
- 貼片式電阻:平面薄片式電阻器,廣泛應用于高密度線路板和SMT表面貼裝電路板。
貼片式電阻
- 可調電阻:可調電阻器通常采用旋轉或推擠調節電阻值,其封裝形式包括軸式、鋁殼式、方形等。
可調電阻
散熱電阻
陶瓷電阻
選型
編輯電阻器在實際運用中,需要根據其特性比如阻值、功率耐受值、溫度系數、穩定性等指標進行充分的考慮。
- 阻值:電阻器阻力的大小,單位為歐姆。阻值是電阻器最基本的特性之一。
- 功率耐受值:電阻器能消耗的最大功率,單位為瓦特。功率耐受值是電阻器容量大小的衡量標準。
- 溫度系數:隨著溫度的變化,電阻值隨之發生變化的比率,即電阻的溫度穩定性,在電路設計時需要注意。
- 穩定性:電阻器在長時間使用或極端工作條件下的阻值變化情況,例如溫度變化或振動等。
- 噪聲:電阻器電流流經時可能引起的雜音或雜波。
- 電感:由于電阻器的低通特性,導致其表現出一定的電感性質,需考慮在內。
某廠商電阻基本規格參數
發展趨勢
編輯隨著技術的發展和需求的不斷變化,電阻發展的趨勢主要體現在高精度、超高精度、高功率、高耐壓,此外電阻也需要越來越小和輕,尤其是在移動設備方面,并且需要將更多的功能需要融入到其設計中,在新型集成電路設計中,電阻的作用越來越重要,它將成為實現微型化、高速化的關鍵技術之一。
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