
电阻是电子电路中应用最广的元件之一,其核心特性是把电能转化为热能,因而也被视作一个耗能元件。电阻在电路中常承担分压与分流的作用,既可对交流信号也可对直流信号产生影响。
分压的原理:在串联电路中,当一个电阻R1与其他元件(如LED)串联时,流经R1与LED的电流相同。把R1与LED视作一个整体时,它们两端的电压之和等于总电压VCC,电阻在此过程里承担分压作用旋乐吧spin8。
分流的原理:当R2与另一个元件(如LED2)并联时,R2两端的电压与该元件两端的电压相同,流经R2的电流等于整个支路电流的一部分,因此R2起到分流的作用。
封装与型号
- 电阻封装(贴片电阻):随着电子设备越来越微型化,封装尺寸也越来越小。01005 封装广泛用于高度集成的设备中。设计时可根据需要的功率与布局空间选择合适的封装规格。
额定功率与选型要点
- 额定功率由电阻在工作环境下的热点温度决定。选型时需评估实际电路中电流经过电阻所产生的热功率,通常用公式P = I²R来核算是否满足要求。为提高电路可靠性,设计时往往让实际功率远低于额定功率的70%(例如实际功率0.7W,可选用1W额定功率的电阻)。
额定电压
- 额定电压作为额定功率的辅助指标。当电阻额定功率固定时,阻值增大通常伴随更高的耐压,而更高的电压会增加通过电阻的电流密度,从而引发局部过热与老化。因此,在选型时也要考虑额定工作电压,并同样采用降额设计约70%的余量。
温度系数
- 虽然电阻被视为被动元件,其阻值会随温度和自发热而漂移,表现为温度系数,单位为ppm/℃。温度系数受材料性质影响,膜式电阻和线绕电阻通常温漂较小,合成膜电阻温漂较大。在对阻值稳定性要求高、环境温差较大时,需充分考虑温度系数对电路性能的影响。
精度
- 电阻的误差等级决定于其在特定场景中的应用。对一些对电流或阻值波动敏感的场景,如电流/电压检测、阻抗匹配等,常需要高精度电阻,甚至可能用到0.01%级的器件。常见标记与精度对应关系包括:T ±0.01%,A ±0.05%,B ±0.1%,D ±0.5%,F ±1%,J ±5%,K ±10%。
常见类型与应用
- 排阻(网络电阻):若干相同阻值的电阻集成封装,常用于并行端口的上拉/下拉,提供更便捷的连接方式。
- MELF电阻(无引线晶圆电阻):圆柱形封装,去除了引线,适用于电流较大、高压冲击及对寄生寄阻要求较高的场景,能显著降低高频时的寄生电感并提升耐压与可靠性。
- 金属膜电阻:采用高温真空镀膜技术,在瓷棒上形成金属膜,并经过精确切割调阻,表面涂层以环氧树脂密封,具备较好的温度稳定性与低噪声特性。
- 碳膜电阻:以碳膜覆盖在瓷棒表面并封装,成本较低,广泛用于通用场景,稳定性相对金属膜略低。
- 精密微调电阻:可变阻值元件,数值可微调,常用于需要精细调定的电路。
- 压敏电阻(变压器/浪涌抑制器):利用非线性特性,在过电压时对电路进行钳位保护,常用于保护后级电路。
- 湿敏电阻:通过湿敏材料对空气中水分的吸收导致阻值变化的器件。需要交流信号以维持其动态平衡,直流电压会导致性能退化。
- 光敏电阻(光电导电阻):阻值随入射光强改变,光照越强阻值越小,光照弱时阻值增大。常用于光检测与光控线路。
- 热敏电阻:温度相关的传感元件,可分为正温度系数(PTC)与负温度系数(NTC)两类,分别在温度升高时阻值增大或减小,广泛应用于温控与温度传感。
结语
本文简要梳理了电阻选型中的关键指标,尤其是额定功率的意义与计算要点。关于为何存在零欧姆(OΩ)电阻以及如何在选型中考虑极限工作条件,欢迎进一步讨论与探讨。若需要了解更多电子元件知识,可结合实际应用场景进行深入学习与选型实践。