2.1 初识普通电阻器
2.1.1 普通电阻器入门知识解说
何谓电阻?通俗地讲,电阻在电路中所起的作用如同水流中遇到的阻力一样。
电阻器的根本作用是为电路提供一个电阻。电阻是一个物理量。
电阻器就是为电路提供一个电阻的元器件,电阻器通过消耗电量,分配电路中的电流,达到特定的目的。
【电阻器在电路中的作用解说】
电阻器在电子电路中的作用相当广泛,一言难尽,它在电路中可以构成许许多多功能电路。电阻器在电路中不仅可以单独使用,更多的是与其他元器件一起构成具有各种各样功能的电路。
对导体而言,电阻的存在使电流流动中遇到了阻力,具体表现是电阻消耗了电能,显然从这个意义上讲电阻起所的作用是消积的。但是,电路中利用电阻的这一特性,可以起到许多特定的电路功能。通过下面电路的简要介绍,可以初步了解电阻器在电路中的“巨大作用”。如表2-1所示是部分电阻电路解说。
表2-1 部分电阻电路解说
【认识电子电路中的普通电阻器】
普通电阻器种类和形态有许多,初步认识普通电阻器长得啥样子,可以建立一个感性认识,如表2-2所示是部分普通电阻器实物照片图。
表2-2 部分普通电阻器实物照片图
【电阻器种类解说】
表2-3是电阻器种类解说。
表2-3 电阻器种类解说
2.1.2 普通电阻器电路符号识图信息解说
电子元器件的电路符号中含有许多有用、对电路分析有益的识图信息,掌握电子元器件电路符号的识图,电路分析就会轻松点。
【认识普通电阻器电路符号】
图2-1所示是普通电阻器电路符号图解示意图。在电路分析中,为了表述方便将电阻器简称为电阻,例如电阻R1。
图2-1 普通电阻器电路符号图解示意图
写出几个电阻电路的名称。
答:
平面互动练习
整机电路复杂时,在R前加上编号,方便寻找相应电阻器,例如1R1、2R1中R前面的1、2分别表示这两个电阻在不同的电路系统中。
【普通电阻器电路符号延伸阅读】
表2-4是普通电阻器电路符号延伸阅读解说。
表2-4 普通电阻器电路符号延伸阅读解说
【电阻器电路符号识图信息解说】
表2-5是电阻器电路符号识图信息解说。
表2-5 电阻器电路符号识图信息解说
作者与读者间平面互动题目
改错题
因为电阻器的标称阻值大,所以电阻器的体积大;
因为是精密电阻器,所以从外观上看它更为精致;
因为是电阻器的阻值大,所以流过它的电流就一定小。
平面互动练习
【电阻器电路符号在电路图中的实战演练】
图2-2是电路图,图中有众多电阻器电路符号。电路中的R1、R2和R3是三只电阻器。
图2-2 电路图
2.1.3 普通电阻器参数识读方法解说
【电阻器标称阻值系列解说】
在使用中,我们最关心的是电阻器的阻值有多大,这一阻值称为电阻器的标称阻值。例如,某电阻器标称阻值是9kΩ。
生产厂家为了使用的需要,生产了很多阻值的电阻器。为了方便生产和使用,国标规定了一系列阻值作为产品的标准,即标称阻值系列。
表2-6是我国E6、E12、E24电阻器标称阻值系列解说。
表2-6 我国E6、E12、E24电阻器标称阻值系列解说
从表2-6可以看出E12系列中找不到1.1×10n电阻器,只能在E24系列中找到它。表中各数×10n可得到不同的电阻值。
例如,1.1×10n(n=3)为1.1kΩ电阻器。n是正整数或负整数。1×10为10Ω电阻器。
【电阻器允许偏差参数解说】
在电阻器生产过程中,由于技术原因不可能造成与标称阻值完全一致的电阻器,不可避免存在着一些偏差。所以,规定了一个允许偏差参数。
常用电阻器的允许偏差为±5%、±10%、±20%。精密电阻器的允许偏差要求更高,如±2%、±0.001%等。
【电阻器色标法解说】
电阻器的主要参数(标称阻值与允许偏差)要标注在电阻器上,以便使用中识别。电阻器的参数主要有色标法和直标法两种,此外还有字母数字混标法。
电子电路中的电阻器主要采用色标法,因为所用电阻器的功率多为1/8W、1/16W,体积很小,只能采用色标法。如表2-7所示是4环表示法和5环表示法解说。
【电阻器色码含义解说】
表2-8是4色环色标法中色码的具体含义解说(还适用于色标电容器等)。
表2-7 4环表示法和5环表示法解说
表2-8 4色环色标法中色码的具体含义解说
表2-9是5色环(精密)色标法中色码的具体含义解说。
表2-9 5色环(精密)色标法中色码的具体含义解说
【电阻器色环识别方法和识别绝招解说】
表2-10是电阻器色环识别方法和识别绝招解说。
表2-10 电阻器色环识别方法和识别绝招解说
【电阻器直标法解说】
直标法主要用于体积较大(功率大)的电阻器上,它将标称阻值和允许偏差直接用数字标在电阻器身上。例如,在某电阻器身上标出1kΩ,允许偏差为±10%,显然这种表示方式方便了识别。
图2-3是直标法电阻器示意图。
2.1.4 普通电阻器重要特性解说
掌握电阻器重要特性是学好电阻电路的基础,更是学好技术识图的基础。如表2-11所示是电阻器重要特性解说。
图2-3 直标法电阻器示意图
随便找5只电阻器,写出它的标称阻值和误差。
答:
平面互动练习
表2-11 电阻器重要特性解说
2.1.5 普通电阻电路重要特性解说
在掌握普通电阻器特性的基础上,可以学习电阻电路的特性和电阻电路工作原理。
串联电路和并联电路是构成形式复杂电路的基本电路,而纯电阻串联电路和电阻并联电路(只有电阻参与)是各种串联和并联电路的基础。
【电阻串联电路特性解说】
表2-12是电阻串联电路特性解说。
表2-12 电阻串联电路特性解说
图2-4 电阻串联电路中重点分析阻值大的电阻
【抓住电阻串联电路的主要矛盾】
在电路分析中,要学会抓住电路中的主要矛盾,它是电路分析的关键,特别是电路中有许多元器件时,如果能及时地抓住电路中的主要作用元器件,无疑可以提高电路分析的速度和质量,这一点很重要。
在电阻串联电路的分析过程中,要抓住阻值大的电阻,重点分析阻值大的电阻,如图2-4所示,它是串联电路中的主要矛盾。因为在串联电路中,流过各电阻的电流相等,这样阻值大的电阻上的电压压降大。
【电阻串联电路解析】
纯电阻串联电路比较简单,在掌握了上述电阻串联电路主要特性后,可以方便地进行电路的分析,电路分析中主要了解下列几点:
(1)电路分析中要分清是不是串联电路,只有串联电路流过电路中的每一只电阻的电流大小才一样。如果电路中有其他支路,那么就不是串联电路,这一点要搞清楚。
(2)如果串联电路中的电阻多于两只,串联电路的特性不变。
【电阻并联电路特性解说】
表2-13是电阻并联电路特性解说。
表2-13 电阻并联电路特性解说
【抓住并联电路的主要矛盾】
分析并联电路时就是要抓住阻值小的电阻器,它是这一电路中的主要矛盾,如图2-5所示。电阻并联电路中,如果某一个电阻器的阻值远远大于其他电阻的阻值,该电阻不起主要作用,可以认为它是开路的。
图2-5 电阻并联电路中重点分析阻值小的电阻
电阻串联和电阻并联后,哪个电路的总电阻减小了?
答:
平面互动练习
【电阻串并联电路分析】
如图2-6所示是电阻串并联电路。R1和R2构成并联电路,再与电阻R3串联。
图2-6 电阻串并联电路
R1与R2并联之后的等效电阻是串联电路中的一只电阻,具有串联电路特性,R3也具有串联电路的特性。
总电阻等于R1和R2的并联值再加上R3。流过R1的电流与流过R2的电流之和等于流过R3的电流,等于这一串并联电路的总电流,如图2-6所示。
电阻串并联电路中,如果需要分析这个电路的总电阻,应该先求出并联电路R1和R2的等效电阻,再求与R3串联电路的总电阻。