电阻器 及其在电路中的使用方法(基础电子学)
电阻器 可防止额外的电压或电流进入电路中的部件。
每个部件的最大允许电压或电流可能与另一个部件不同,如果超过,就会导致过热,该部件的材料与氧气结合,换句话说,该部件燃烧。
该电阻为两脚(无极性)元件,电阻测量单位为欧姆(Ω)。
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短路以及如何计算电路中的电阻
如果电阻器的两端用导线连接,就会发生短路,电流通过导线(因为导线的电阻较低)。
要使用电阻器和计算,我们需要知道以下值:
1- 组件或消费设备所需的最大电压 (V)
2- 在上述电压下部件或消费设备所需的最大电流 (I)
3-输入电压或电源电压
部件标签上写的数值是功耗(P)及其电压,因此我们可以根据部件的功耗通过以下关系得出所需的值:
P = V × I
- 为了获得以欧姆为单位的电阻器单位,电压必须以伏特 (v) 为单位,电流以安培 (A) 为单位,功率以瓦 (W) 为单位。
获得上述值后,我们可以使用以下关系获得电流路径(输入或输出)上应放置的电阻值:
[欧姆定律] R = V / I –> R = (V0 – V) / I
上式中,V0为电源电压,V为器件可接受的电压,I为器件所需的最大电流。
- 您可以使用插入方法更轻松地计算值; 例如,使用 P/V 代替 I。
电阻器功率的计算
使用电阻器时,一定要注意电阻器的最大可接受功率。
该值通过以下关系获得:
在这个关系式中,I 是通过电阻器的最大电流(消费者需要),R 是通过前面的关系式获得的电阻(以欧姆为单位)。
- 大多数电阻都小于0.5瓦,超过2瓦的电阻对于常规电路来说太大了,所以尽量选择功耗较小的元件。
- 所有部件都存在某种内阻,您可以考虑内阻以进行更准确的计算。
电阻器的类型以及如何获取其值
以下是一些可以通过计算用作可调开关、机器人传感器等的电阻器:
光电阻(LDR):在这些类型中,电阻值根据光强度增加或减少。
热敏电阻 (PTC):在这种类型中,温度升高会增加电阻。
热敏电阻 (NTC):在这种类型中,温度升高会降低电阻。
电压敏感电阻器(VDR):在这种类型的电阻器中,它们的电阻值在特定电压下大大减小。 这些电阻通常安装在电路中与电源并联并串联保险丝以保护元件。
电位器:此类电阻器由碳固定部分和导电活动部分组成,具有三个引脚。 通常,中间销连接到可移动部件(用于电流输入或输出),其他销连接到碳部件端部。 通过扭转另一个碳的移动部分,主销和其他两个销之间的阻力会增加或减少。
E12 和 E24 标准的轴向 电阻器 :这些是电子设备中常见的电阻器,有4种或5种颜色。 这里我们用E12标准来检查电阻。
E12 电阻器
电阻有4种颜色,前两种颜色只包含数字10-12-15-18-22-27-33-39-47-56-68-82(阻值前两位来自数字的电阻) 市场上的供应量很高)。
- 电路设计中使用的电阻最好大于计算值,这样就不需要考虑误差因素。
读取电阻值时,必须从靠近边缘的一侧(不使用金色或银色的方向)读取。
下表显示了每种颜色对应的编号:
颜色 | 第一环、第二环 | 三环 | 四环 |
银 | – | 10-2 | 10% |
金的 | – | 10-1 | 5% |
黑色的 | 0 | 100 | – |
棕色的 | 1 | 101 | 1% |
红色的 | 2 | 102 | 2% |
橙色的 | 3 | 103 | – |
黄色的 | 4 | 104 | – |
绿色的 | 5 | 105 | – |
蓝色的 | 6 | 106 | – |
紫色的 | 7 | 107 | – |
灰色的 | 8 | 108 | – |
白色的 | 9 | 109 | – |
计算电阻值的一种有用方法:首先我们从左到右写下环的数量(1到4),然后我们从正确的方向读取电阻颜色并将它们从左到右写在一行中(例如 :橙色、白色、红色、金色)并使用上表填充第三行; 如下:
1 2 3 4
橙色的, 白色的, 红色的, 金的
3 9 * 100 ± 5%
值:3900 = 100 × 39 错误率:195 = (3900 × 5)/100
电阻为 3900Ω,考虑到误差百分比,其值在 3705 至 4095 欧姆之间。
因此,该部件的最小电阻必须略小于 3705 欧姆(例如 3600 欧姆)。
将电阻器相互连接
在电路中使用电阻器的方法非常重要,因为通过使用正确的方法,您可以制作出标准之外的电阻值,并且可以在电路中使用它。
您可以通过以下三种方式连接电阻:
1-并行
2-系列
3-并联和串联
- 这些状态的使用也会导致电压和电流强度的变化,通过一些非常简单的计算(欧姆定律),可以获得这些值。
- 建议尽可能只使用一个电阻,而不是串联或并联电阻。
- 为了正确连接,应考虑将该部件与其他电阻器并联或串联。 在这种情况下,该部件的内阻可以用作电阻器。
并联电路计算
在并联电阻电路中,我们必须将每个电阻值的倒数相加才能得到电阻的总值。 下面是电路类型和计算公式:
在并联电路中,靠近电源的点的电流强度总是较高。
串联电路计算
在串联电路中,我们必须将这些值相加才能得到总值。 下面是电路类型和计算公式。
电阻计算举例(用12V电源打开3V灯)
在上面的电路中,灯需要 3 伏和 0.15 瓦的功率。
所需电阻器使用以下关系计算:
所需电阻为180Ω(180.0),颜色代码为:棕色、灰色、棕色、金色。
该电阻的允许功率应为 0.5 瓦(或更大),以免其自行烧毁。
如果0.03安培的电流通过这个电阻,它会在进入灯之前将电源电压降低9V,灯将收到3V的电压。
灯在这些条件下给出最大的光强度,而不会由于接收到大的电势差(电压)而燃烧。
作者:M. Mahdi K. Kanan – 全栈电子和编程工程师、WiCardTech 创始人