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电阻#xff1a;是某种材料所固有的#xff0c;在一定程度上阻碍电流通过#xff0c;并将所消耗的电能转化为热能的一种物理性质。用符号R表示#xff0c;单位为欧姆#xff08;Ω#xff09;#xff0c;其他常用的有#xff1a;兆欧#xff08;MΩ#xff0…1.概念
电阻是某种材料所固有的在一定程度上阻碍电流通过并将所消耗的电能转化为热能的一种物理性质。用符号R表示单位为欧姆Ω其他常用的有兆欧MΩ, 千欧KΩ,毫欧mΩ其换算公式如下
1MΩ1000KΩ1KΩ1000ΩΩ1000mΩ
电阻和电感、电容一起是电子学三大基本无源器件。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。 通常根据欧姆定律来定义电阻给电阻施加一个恒定电压会产生多大电流也可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 Ls包括电阻体寄生电感与引线电感。电阻体寄生电感与电阻结构有关线绕电阻体寄生电感较大非线绕尤其是贴片电阻体寄生电感小。引线电感与引线长度有关因此传统轴向引线封装引线寄生电感较大无引线贴片电阻引线寄生电感最小Ls大小仅与电阻结构有关。
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0.0262pF引线电感只有0.00189nH其中75Ω的电阻可以到频率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这样其引线电感有几个nH极间电容也有几个pF大多只能用到几百MHz或几个GHz。
2.封装
电阻有两种封装方式轴向引线电阻器即传统穿通式AXIAL封装形式及贴片电阻SMD封装形式。
传统穿通式AXIAL
轴向封装元件引线较长引线寄生电感比贴片封装大占用电路面积也较大但散热效果比贴片电阻好。
贴片电阻SMD封装
0805、0402、0201含义080580 * 50mil060360 * 30milmil为毫英寸。
RLC封装大小和额定功率R、额定电压C、额定电流L有关 3.电阻值 1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。
另外根据IEC的规定2%精度对应是E48系列有48个阻值。
比如E24标准基本数值是根号24次⽅(10^n),n1,2,3…24就是 1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1 这24个基本数值再乘10的倍率。误差为±5%。加粗的是E6标准值得注意的是贴片电阻和金属膜电阻含金属氧化膜电阻常用的误差值是1%但阻值常用的是E24里的值。 2阻值标记(Marking)
直标法
将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上其允许误差直接用百分数表示若电阻上未注偏差则均为±20%。
文字符号法
用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。表示允许误差的文字符号D F G J K M允许偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%。
数码法
在电阻器上用三个普通精度或四个(高精度)数码表示数值其中前两位(普通精度)或三位(高精度)数码是阻值或容量大小的有效数字而最后一个数码表示倍率。对于电阻来说单位为欧。如472 表示47×102Ω即4.7KΩ104则表示100KΩR22表示0.22Ω1221200Ω1.2KΩ140214000Ω14KΩR220.22Ω17R817.8Ω0000Ω00Ω等。偏差通常采用文字符号表示。数码法多见于贴片电阻(即SMD封装)。
色环标注法
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。
色环标注法使用最多普通的色环电阻器用4环表示,精密电阻器用5环表示,紧靠电阻体一端头的色环为第一环,露着电阻体本色较多的另一端头为末环.
如果色环电阻器用四环表示,前面两位数字是有效数字,第三位是10的倍幂, 第四环是色环电阻器的误差范围如下图。
四色环电阻器普通电阻) 如果色环电阻器用五环表示,前面三位数字是有效数字,第四位是10的倍幂第五环是色环电阻器的误差范围。
五色环电阻器精密电阻 SMT精密电阻的表示法通常也是用3位标示。一般是2位数字和1位字母表示两个数字是有效数字字母表示10的倍幂,但是要根据实际情况到精密电阻查询表里出查找.如下是精密电阻的查询表: 贴片电阻封装尺寸
封装与尺寸如下表 注释 由封装可得元件封装的长宽尺寸 。方法前两位一组后两位一组分别除以4即可得元件封装大致长和宽单位为毫米
4.常规的贴片电阻的封装尺寸及额定功率
指在70℃环境温度下进行耐久性试验而且组织变化不超过该试验的允许值时所允许的最大功耗。各规格尺寸的额定功率下表所示。需要注意的是有些尺寸的功率是可以兼容的比如0603在某些阻值范围内可以做到1/10W在这种情况下一定要参考生产厂家的规格书及相关技术资料。 6.额定电压与最大工作电压
该参数是指可以连续施加在电阻两端的最大直流电压或交流有效值电压元件极限电压取决于电阻的尺寸和制造工艺。一般情况下该参数不被提起但是在进行环境试验时必须参考此参数。 由阻值和功率换算得到的电压考虑到电击穿上升到一定值后受最大工作电压的限制。
电阻两端施加的电压除了受电阻的额定功率决定外另一个决定因素就是电阻的耐压值即使电阻体的功率不超过额度功率但是过高的电压还是会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障所以要根据使用的电压来选择合理的电阻。
就同一封装规格电阻来说对于阻值较小的电阻最大耐压由其阻值决定即U2P×R。对于阻值较大的电阻最大耐压由几何结构、尺寸决定主要与两电极间距有关。
例如0805封装电阻耗散功率为1/10W当阻值小于220K时最大耐压U2P×R当阻值大于220K时最大工作电压为150V最大瞬态耐压为200V。
又如1206封装电阻耗散功率为1/8W当阻值小于330K时最大耐压U2P×R当阻值大于330K时最大工作电压为200V瞬态耐压最大为400V。
由于高阻值电阻最大耐压由电极间距决定因此1206、1210、2010、2512封装电阻最大工作电压均为200V最大瞬态耐压均为400V。除此之外电阻两端的电压还一定要比电阻的额定耐压值小20%。否则时间长久后也容易发生问题。
7.测量
根据读数选择万用表档位。若测量值和标称值大致相等由于误差原因认为这就是好的。与离线检测拿下来直接量相比在线检测在电路板上量判定好坏更宽松一些在线检测测量值比标称值小并不能说明问题因为有其他电路与电阻并联。无论在线检测还是离线检测测量值比标称值大则阻值变大或已经断路初步断定电阻坏了。一般电阻本身不存在阻值变大的情况。有特殊情况
扩展电阻击穿很少发生因为大多数电阻都是金属膜和碳膜主要材料都是陶瓷的所以经常是被烧断。而过大电压会发生电弧击穿这时电路板都冒电了和电阻器本身没啥关系。而有的混合电阻发热阻值变小热量过大会有热击穿但是击穿阻值也不会降到0只是小很多。
8.计算
一般情况下电阻在电路中有两种接法 : 串联接法和并联接法 , 如下图所示 多个电阻的串并联的计算方法
串联R总串R1R2R3……Rn.。
并联1/R总并1/R2/R3/R……1/Rn。
耐压值并联的话耐压值不变串联的话则要看阻值比例分压有没有超过耐压值。
值得提醒是工程上如果是为了构成非标电阻在一条路上串联的电阻或是为了提高耐压值来串联电阻使用两电阻阻值要接近以此保证每个电阻的功耗接近发热接近减少出现一个电阻发热太高后阻值变得更小电流更大正反馈直到烧坏其中一个电阻使整条路失效的情况。
9.电阻率
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量某种材料制成的长为1米横截面积为1平方米的导体的电阻在数值上等于这种材料的电阻率。电阻率是由电阻的材料决定的不同材料有不同的阻值同时也受温度、压力和磁场等外界因素的影响比如金属的电阻率就随温度的升高而增大。电阻率一般用ρ来表示。
电阻率的计算公式为 10.电导
导体的导电能力同时也可以用电导来表示电导为电阻R的倒数符号为G电导单位是西门子简称西符号S。导体的电阻越小电导就越大。
