轻松读懂电阻的发展、组成及分类

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日常生活中的许多物品都有电阻,只是有的非常大,有的很小。这里我们说的电阻是电子器件中的电阻器,只是人们常把电阻器简称为电阻。电阻几乎是任何一个电子线路中不可缺少的一中器件,顾名思义,电阻的作用是阻碍电子的作用。在电路中主要的作用是:缓冲、负载、分压分流、保护等作用。
 
电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。
 
电阻的发展
 
1885年英国C.布雷德利发明模压碳质实芯电阻器。1897年英国T.甘布里尔和A.哈里斯用含碳墨汁制成碳膜电阻器。1913~1919年英国W.斯旺和德国F.克鲁格先后发明金属膜电阻器。1925年德国西门子-哈尔斯克公司发明热分解碳膜电阻器,打破了碳质实芯电阻器垄断市场的局面。晶体管问世后,对电阻器的小型化、阻值稳定性等指标要求更严,促进了各类新型电阻器的发展。美国贝尔实验室1959年研制成 TaN电阻器。60年代以来,采用滚筒磁控溅射、激光阻值微调等新工艺,部分产品向平面化、集成化、微型化及片状化方面发展。
 
电阻的组成
 
用电阻材料制成的、有一定结构形式、能在电路中起限制电流通过作用的二端电子元件。阻值不能改变的称为固 定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。一些特殊电阻器,如热敏电阻器、压敏电阻器和敏感元件,其电压与电流的关系是非线性的。电阻器是电子电路中应用数量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供电路设计者选用。 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压,可作为分流器和分压器,也可作电路匹配负载。根据电路要求,还可用于放大电路的负反馈或正反馈、电压-电流转换、输入过载时的电压或电流保护元件,又可组成RC电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。
 
电阻的分类
 
碳膜电阻器
 
是目前电子、电器、资讯产品使用量最大,价格最便宜,品质稳定性信赖度高之碳膜固定电阻器。此电阻器系以高温真空中分离出有机化合物之碳,紧密附着於瓷棒表面之碳膜为电阻体,而加以适当之接头后切薄而成,并在其表面涂上环氧树脂密封保护之 
 
优点:制作简单,成本低
缺点:稳定性差,噪音大、误差大
 
金属氧化皮膜电阻器
 
随着电子设备之发展其构成之零件亦趋向小型化、轻型化及耐用化等趋势。电阻在高温下工作,要有长期之安定性、稳定性,电阻的皮膜单位面积就要负载较高之电力,以适其工作之要求,而金属氧化皮膜电阻器就是合适的电阻
 
优点:体积小、精度高、稳定性好、噪音小、电感量小
缺点:成本高
 
绕线电阻器 、无感性绕线电阻器
 
将电阻线绕在无性耐热瓷体上,表面涂以耐热、耐湿、无腐蚀之不燃性涂料,保护而成。其特点如下:耐热性优、温度系数小、质轻、耐短时间过负载、低杂音、阻值经年变化小。无感性绕线电阻器(NKNP)有着绕线电阻器(KNP)基本特性,加上低电感量的优点
 
优点:功率大
缺点:有电感,体积大,不宜作阻值较大的电阻
 
水泥型绕线电阻器
 
将电阻线绕於无咸性耐热瓷件上或用氧化膜电阻等固定电阻器,外面加上耐热,耐湿及耐腐蚀之材料保护固定而成。水泥型电阻是把电阻体放入方形瓷器框内,用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成。具有耐高功率、散热容易、稳定性高等特点
 
优点:功率大
缺点:有电感,体积大,不宜作阻值较大的电阻
 
两大电阻读数方法
 
一、色环电阻读数方法
 
色环电阻也就是常见的直插电阻,根据色环的数量一般分为四色环和五色环。每个色环所代表的含义各不相同,如下图所示。
 
1
 
四色环读数方法
 
第一个色环:第一个有效数字;
第二个色环:第二个有效数字;
第三个色环:表示倍率;
第四个色环:表示误差,即精度;
 
四色环举例:
 
2
 
第一个色环:黄色,代表4;
第二个色环:紫色,代表7;
第三个色环:红色,代表10的平方;
第四个色环:棕色,代表±1%;
 
所以,这个电阻的阻值为47&TImes;10^2=4700Ω=4.7K欧姆,误差为±1%。
 
五色环读数方法
 
第一个色环:第一个有效数字;
第二个色环:第二个有效数字;
第三个色环:第三个有效数字;
第四个色环:表示倍率;
第五个色环:表示误差,即精度;
 
五色环举例:
 
3
 
第一个色环:黄色,代表4;
第二个色环:紫色,代表7;
第三个色环: 黑色,代表0;
第四个色环:棕色,代表10;
第五个色环:棕色,代表±1%;
 
所以,这个电阻的阻值为470&TImes;10=4700Ω=4.7K欧姆,误差为±1%。
 
对于色环电阻的读数方法,大家只做个了解就可以了,现实当中没有人会去记忆色环所代表的数值,而且现在很多色环的颜色打的都不标准从而给辨识带来了干扰。如果你在现实生活中遇到一个不借助任何工具而只通过色环就可以正确读出阻值的人,那就喊他大神吧。
 
二、贴片电阻读数方法
 
贴片电阻表面都有数字丝印,只要清楚了数字的含义就可以确定阻值和精度了。
 
贴片电阻阻值误差精度有±1%、±2%、±5%、±10%精度,常规用的最多的是±1%和±5%,5%精度的用三位数字来表示,而1%精度的用四位数字来表示。举例如下:
 
电阻表面的丝印为103:
 
4
 
前两位数字10代表有效数字,第三位数字3代表倍率,即10^3,所以103电阻的阻值为10&TImes;10^3=10000Ω=10K,精度为5%。
 
电阻表面的丝印为1502:
 
5
 
前三位数字150代表有效数字,第四位数字2代表倍率,即10^2,所以1502电阻的阻值为150&TImes;10^2=15000Ω=15K,精度为1%。
 
还有一种情况,就是丝印带R的情况,这表示带有小数的电阻,R所在的位置就是小数点的位置。
 
电阻表面的丝印为R047:
 
6
 
R所在的位置表示小数点的位置,R047就表示0.047欧姆的电阻。
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容差在产品设计中的作用

在工业生产中,通常把产品或零部件的参数(或质量特性值)的容许变化范围成为容差。在机械、电子等不同行业,产品的研发、设计、制造等环节都会涉及容差。从工程角度看,容差是实际参数值的允许变动量,这里的参数既包括机械加工中的几何参数,也包括物理、化学、电学等学科的参数。由于在生产过程中不能做到完全精确,就需要规定指标允许有一定的容许范围,这就是容差。

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