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电阻器在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:这种电阻器可分为以下几种:1)碳膜电阻器。2)金属膜电阻器。由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大、精度低,主要用来制造高压、高阻、小型电阻器。5)力敏电阻器。图2-2贴片式电阻器敏感电阻器。2)湿敏电阻器。3)光敏电阻器。4)气敏电阻器。气敏电阻器是利用某些半导体吸收某

电阻器在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置

电阻器在电路中用“R”加数字表示,如R1表示编号为1的电阻器,单位是欧姆(Ω),电气符号如表2-1所示,属于耗能元件。电阻器在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。

2.2.1.1 电阻器的分类

电阻器通常分为三类:固定电阻器、特殊电阻器及可调电阻器。根据封装形式可分为直插式和贴片式电阻器。根据材料及组成形式又可进行如下分类:

(1)实心碳质电阻器。

用碳质颗粒状导电物质、填料和黏合剂混合制成一个实体的电阻器。这种电阻器的特点是价格低廉,但其阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用。

(2)绕线电阻器。

用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻器具有较低的温度系数,阻值精度高,稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻器使用,缺点是高频性能差,时间常数大,体积比较大。由于绕线电阻器对温度的变化不敏感,所以在适用于电阻的精度很高、温度很宽的电路条件中。其外形如图2-1(a)所示。

(3)薄膜电阻器。

用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。这种电阻器可分为以下几种:

1)碳膜电阻器。碳膜电阻器是将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成的,其特点是成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,目前常应用在音响电路中。其外形如图2-1(b)所示。

2)金属膜电阻器。金属膜电阻器是用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面制成的。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声温度系数小,是目前电路实验当中用得最多的一类电阻,可以非常方便地安装在电路或面包板中,调试方便。其外形如图2-1(c)所示。

3)金属氧化膜电阻器。金属氧化膜电阻器是在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。缺点是在纯直流电路里面,容易发生电解氧化还原,这时性能会相对不稳定一些,耐压值相对来说也会低一点点。其外形如图2-1(d)所示。

4)合成膜电阻器。合成膜电阻器是将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得到,因此也称漆膜电阻器。由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大、精度低,主要用来制造高压、高阻、小型电阻器。

(4)铝壳电阻器。

铝壳电阻的功率是非常大的,在2W或以上,其最大的特点是可以承载很大的功率,所以对散热要求比较高,因此其外壳是铝制的。在电源电路里面会经常用到,在调试一个电源电路里,往往把它当作一个假负载来使用。在功率电路中也会遇到这种铝壳电路,最大的特点是可以承载很大的功率。其外形如图2-1(e)所示。

图2-1 常见直插式电阻器

(5)贴片电阻器。

贴片电阻器也称片状电阻器,它是金属玻璃釉电阻器的一种形式,其电阻体是高可靠的钌系列玻璃釉材料经过高温烧结而成,电极采用银钯合金浆料。这种电阻器体积小,质量轻,精度高,稳定性好,可靠性高,其外形图如图2-2(a)所示;由于其为片状元件,所以高频性能好,适应于再流焊与波峰焊,装配成本低,机械强度高并与自动装贴设备匹配。图2-2(b)为贴片排阻,在数字电路里面应用比较多,可简化电路结构,直接用一个排阻就可以替代原来8只或更多电阻的排列结构。

图2-2 贴片式电阻器

(6)敏感电阻器。

敏感电阻器是指元件特性对温度、电压、湿度、光照、气体、磁场、压力等作用敏感的电阻器。

1)压敏电阻器。压敏电阻器主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻器,氧化锌压敏电阻器具有更多的优良特性。

2)湿敏电阻器。湿敏电阻器由感湿层、电极、绝缘体组成。湿敏电阻器主要包括氯化锂湿敏电阻器、碳湿敏电阻器、氧化物湿敏电阻器。

3)光敏电阻器。光敏电阻器是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件,当某种物质受到光照时,载流子的浓度增加从而增加了电导率,这就是光电导效应

4)气敏电阻器。气敏电阻器是利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有金属氧化物气敏电阻器、复合氧化物气敏电阻器、陶瓷气敏电阻器等。

5)力敏电阻器。力敏电阻器是利用半导体材料的压力电阻效应制成的一种阻值随压力变化而变化的电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应,可用于制作各种力矩计、半导体话筒、压力传感器等。力敏电阻器的主要品种有硅力敏电阻器,硒碲合金力敏电阻器,相对而言,合金电阻器具有更高灵敏度。

2.2.1.2 电阻器的主要技术指标

(1)额定功率

电阻器在电路中长时间连续工作不损坏,或者不显著改变其性能所允许消耗的最大功率称为电阻器的额定功率,也是它在电路中工作允许消耗功率的限额。电阻器的额定功率也有标称值,常用的有1/8、1/4、1/2、1、2、3、5、10、20 W等。在电路图中,常用图2-3所示的符号来表示电阻器的标称功率。选用电阻器的时候,要留一定的余量,选标称功率比实际消耗的功率大一些的电阻器。比如实际负荷1/4 W,可以选用1/2 W的电阻器。(www.xing528.com)

图2-3 电阻器的标称功率

不同类型的电阻器有不同系列的额定功率,如表2-4所示。

表2-4 电阻器的功率等级

(2)标称阻值。

电阻器的阻值是电阻器的主要参数之一,不同类型的电阻器,阻值作用不同,不同精度的电阻器其阻值系列也不相同。常用的标称电阻值如表2-5所示。

(3)精度。

电阻器实际阻值与标称阻值的相对误差称为精度。普通电阻器的精度可分为±5%、±10%、±20%等,精密电阻的精度可分为±2%、±1%、±0.05%……±0.01%等十多种系列。常用电阻器的精度等级如表2-6所示。

表2-5 电阻器的标称阻值系列

表2-6 常用电阻器的精度等级

(4)温度系数。

所有材料的电阻率,都随温度变化而变化,电阻器亦然。常使用温度系数来衡量电阻器温度稳定性。金属膜电阻器、合成膜电阻器具有较小的正温度系数,碳膜电阻具有负温度系数。

(5)非线性

流过电阻器中的电流与加在两端的电压不成比例变化时称该电阻器为非线性电阻。一般来讲金属型电阻器线性度较好,非金属型电阻器线性度差。

(6)噪声。

噪声为产生于电阻器中的一种不规则电压,它包括热噪声和电流噪声两种。任何电阻器都有热噪声,降低电阻器的工作温度可以减少热噪声,电流噪声与电阻器内的微观结构有关。

(7)极限电压。

电阻器两端电压增加到一定值时,使电阻器过热,致使电阻器损坏。当电阻器两端所加电压升高到不允许再增加时的电压,称为极限电压。

2.2.1.3 电阻器的合理选用与质量判别

电阻器种类多,性能差异大,应用范围有很大区别。选用电阻器时,应考虑以下各因素:

1)选用电阻器的额定功率值,应高于在电路工作中实际值的0.5~1倍。

2)应考虑温度系数对电路工作的影响,根据电路特点来选择正、负温度系数的电阻器。

3)电阻器的精度、非线性及噪声应符合电路要求。

4)考虑工作环境与可靠性、经济性等。

电阻器的质量判别可采用以下方法:

1)看电阻器引线有无折断及外壳烧焦现象。

2)用万用表电阻挡测量电阻器的阻值,合格的电阻器应稳定在允许的误差范围内,如超出误差范围或阻位不稳定,则不能选用。

3)根据“电阻器质量越好,其噪声电压越小”的原理,使用电阻噪声测量仪测量电阻器噪声,判断电阻器质量的好坏。

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