電阻器
電阻器簡稱電阻,是電子電路中應(yīng)用最多的電子元件。電阻器在電路中的作用為:降低電壓,分配電壓,限制電流。按其制造材料和結(jié)構(gòu)的不同,可有不同的分類方式。不同類型的電阻器,其特點(diǎn)、用途不同。
電阻器的分類也是多種多樣的,通常分為三大類:固定電阻、可變電阻、特種電阻。按用途分類有:限流電阻、降壓電阻、分壓電阻、保護(hù)電阻、啟動(dòng)電阻、取樣電阻、去耦電阻、信號(hào)衰減電阻等;按外形及制作材料分類有:碳膜電阻、硼碳膜電阻、硅碳膜電阻、合成膜電阻、金屬膜電阻、氧化膜電阻、實(shí)心(包括有機(jī)和無機(jī))電阻、壓敏電阻、光敏電阻器、熱敏電阻、水泥電阻、拉線電阻、貼片電阻等類型。
電阻器也可以按電阻體材料、用途、結(jié)構(gòu)形狀、引出線的不同分類,具體含義如圖1所示。
電阻器的應(yīng)用
一個(gè)實(shí)際的電阻器,在低頻時(shí)主要表現(xiàn)為電阻特性,但在高頻使用時(shí)不僅表現(xiàn)有電阻特性的一面,而且還表現(xiàn)有電抗特性的一面,即同一個(gè)電阻元件在通以直流和交流電時(shí)測得的電阻值是不相同的。在高頻交流下,須考慮電阻元件的引線電感l(wèi)0和分布c0的影響。
等效電路, r為理想電阻
式中ω=2πf, re和xe分別為等效電阻分量和電抗分量,且
式可知re除與f有關(guān)外,還與l0、c0有關(guān)。這表明當(dāng)l0、c0不可忽略時(shí),在交流下測此電阻元件的電阻值,得到的將是re而非r值。
分布電容和引線電感越小,表明電阻的高頻特性越好。電阻器的高頻特性與制作電阻的材料、電阻的封裝形狀和大小有密切的關(guān)系。一般來說,金屬膜電阻比線繞電阻的高頻特性好;貼片(smd)電阻比普通電阻的高頻特性要好;小尺寸電阻比大尺寸電阻的高頻特性要好。頻率越高,電阻器的高頻特性就越明顯。在實(shí)際使用時(shí),要盡量減少電阻器高頻特性的影響,使之表現(xiàn)為純電阻。
電阻器的安裝
電阻器安裝時(shí)必須作下述熱設(shè)計(jì)考慮:
a.大型功率電阻器應(yīng)安裝在金屬底座上,以便散熱;
b.不許在沒有散熱器情況下,將功率型電阻器直接裝在接線端或印制板上;
c.功率電阻器盡可能安裝在水平位置;
d.在需要補(bǔ)充絕緣時(shí),需考慮因之帶來的散熱問題。
e.引線長度應(yīng)短些,使其和印制電路板的接點(diǎn)能起散熱作用。但又不能太短,且最好稍彎曲,以允許熱脹冷縮,如用安裝架,則要考慮其熱脹冷縮的應(yīng)力;
f.當(dāng)電阻器成行或成排安裝時(shí),要考慮通風(fēng)的限制和相互散熱的影響,并將其適當(dāng)組合;
電阻器選擇
高頻電路應(yīng)選用分布電感和分布電容小的非線繞電阻器,例如碳膜電阻器、金屬電阻器和金屬氧化膜電阻器等。
高增益小信號(hào)放大電路應(yīng)選用低噪聲電阻器,例如金屬膜電阻器、碳膜電阻器和線繞電阻器,而不能使用噪聲較大的合成碳膜電阻器和有機(jī)實(shí)心電阻器。
線繞電阻器的功率較大,電流噪聲小,耐高溫,但體積較大。
普通線繞電阻器常用于低頻電路或中作限流電阻器、分壓電阻器、泄放電阻器或大功率管的偏壓電阻器。
精度較高的線繞電阻器多用于固定衰減器、電阻箱、計(jì)算機(jī)及各種精密儀器中。
導(dǎo)線
導(dǎo)線:可以視為特殊的電阻,其等效電路為純電阻和寄生電感的串聯(lián)。
導(dǎo)線中通過的安全電流是根據(jù)線芯所允許的最高溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件來確定的。一般銅導(dǎo)線的安全載流量為5-8mm2,鋁導(dǎo)線的安全載流量為3-5mm2.
中國國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 4706.1-2005規(guī)定的電線負(fù)載電流值(部分)
1平方毫米銅芯線允許長期負(fù)載電流為:6a—8a
1.5平方毫米銅芯線允許長期負(fù)載電流為:8a—15a
2.5平方毫米銅芯線允許長期負(fù)載電流為:16a—25a
4平方毫米銅芯線允許長期負(fù)載電流為:25a—32a
6平方毫米銅芯線允許長期負(fù)載電流為:32a—40a