一篇了解电阻的使用-1

简介: 一篇了解电阻的使用

一、电阻理论基础

1.电阻的定义

导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻(Resistance,通常用“R”表示)是一个物理量,在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号为Ω。


2.欧姆定律

R = U / I

I:流过导体的电流,单位为安培(A

U:导体两端的电压,单位为伏特(V

R:导体的电阻值,单位为欧姆(Ω


3.电阻决定式

R = ρl / S

ρ:物质的电阻率,单位为[Ωcm]

l: 物质的长度,单位为[cm]

S:物质的横截面积,单位为[cm2]

R:该物质的电阻R,单位[Ω]


影响因素:


1、长度:当材料和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。


2、横截面积:当材料和长度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。


3、材料:当长度和横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同。


4、温度:对大多数导体来说,温度越高,电阻越大,如金属等; 对少数导体来说,温度越高,电阻越小,如碳。        


4.电阻的串并联

R串 = R1 + R2

5.电阻的功率

功率,指物体在单位时间内做功多少,是用于描述做功快慢的物理量,用字母P来表示。

P = W / t


电阻器在电路中作为纯耗能元件,其将电能转换为热能,这个热量被电阻吸收并最终耗散至环境中。固定阻值的电阻,其实际工作功率取决于两端的电压或电流:


P = UI = U² / R = I² x R


电阻器作为一个实体物质,其所能承受的热量是有限的;超过其限度,阻值会发生较大的变化,甚至开路。


6.温度对电阻的影响

电阻温度系数TCR:电阻温度系数(temperature coefficient of resistance 简称TCR)表示电阻当温度改变1 摄氏度时,电阻值的相对变化,单位为ppm/℃ppm(part per million)百万分之几。

例:100ppm/°C 电阻温度系数的贴片电阻器,从基准温度20°C 100°C 时的阻値变化率是?

二、电阻的选型

1.安装方式

贴片电阻:

优点:

(1)体积小、重量轻、易保存及运输

(2)贴片电阻易焊接、分解拆卸

(3)稳定强、可靠性高

插件电阻:

优点:

(1)体积大,承受电流大

(2)焊锡稳固,不易脱落

总结:

1.贴片电阻的体积小,适合大规模的SMT生产,功率低,生产效率高,可靠性比较高,在数字电路,抗高频,抗干扰方面比插件电阻要好。贴片电阻最大的优势就是可以上SMT设备进行大规模的生产,生产效率要比插件电阻要高。


2.贴片电阻也有不如插件电阻的缺点,首先就是贴片电阻的功率小,不到插件电阻的1/10的功率大小,耐电压的冲击性,电流的冲击性差,对于一些大电流方面,贴片电阻比插件电阻的电流承受能力也差一些。


3.我们对于插件电阻和贴片电阻的使用方面,会根据板子大小,焊接工艺,功率参数,耐电压耐电流的冲击,封装的大小,可生产性方面要做全面的评估,选择我们适合的产


2.电阻值

电阻阻值是离散的,并不是所有阻值的电阻都有生产,要根据需求进行选择。


电阻的阻值一般5%和1%精度的使用的居多,也就是E24和E96系列使用的比较多。


我们在实际运用的时候可以去查阅表格挑选出合适的电阻,常用电阻阻值表如下:



电阻标准由IEC(国际电工委员会)制定,标准文件为 IEC60063 和 EN60115-2。

电子元器件厂商为了便于元件规格的管理和选用,同时也为了使电阻的规格不至太多,采用了统一的标准组成的元件的数值。


电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192 六大系列,分别使用于允许偏差为±20、±10%、±5%、±2%、±1%、±0.5%的电阻器。其中以 E24 和 E96 两个系列为最常用。


“E”表示“指数间距”(Exponential Spacing),它表明了电阻阻值是由公式计算出来的。

(1)电阻值的标称

例如:上面电阻为 22 x 1 = 22 Ω,误差为±5%,下面电阻为 470 x 0.1 = 47 Ω,误差为±1%

贴片电阻:

(1)封装0603 以上的电阻(包含0603)在表面都印有丝印。

(2)丝印展示出了2 层意义:阻值大小和精度。

分三类:

带有三位或者四位数字的丝印

三位数字表示5%精度的,四位数字表示1%精度的,前面几位表示数值,最后一位表示 10 x 次方。

带有字母“R”的丝印

带字母”R”的电阻一般阻值较小,精度多为1%

把R 看作是小数点,前边的数字为有效值。


例:丝印为“22R0”,将R 看作小数点,前面的22 表示有效值,读数为22.0Ω,即精度为22Ω的1%精度电阻。


③带有数字和R 之外字母的丝印


这种电阻丝印在0603 封装中比较常见,精度为1%,与之对应的标准为E-96。


E-96 规定:用两位数字加一个字母作为丝印,实际阻值可以通过查表来获取,两位数字表明了电阻数值,字母表明了10 的 x 次方,需要查表。


例:丝印为“88A”,从下表知,“88”代表8.06,A 代表10²,即阻值:8.06 ∗ 10² = 806

(2)电阻值的确定

1.计算取值:通过对电路的分析计算得出需要的电阻值,如分压电路、反馈电路、取样电路等

2.数据手册参考取值:通过阅读数据手册,采取手册提供的参考电路取电阻值

3.经验取值:入上下拉电阻、部分限流电阻等等

(3)电阻的精度


一篇了解电阻的使用-2

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