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全电路欧姆定律公式(三个电阻并联怎么算)

时间:2023-05-05 02:54:43 阅读:92875 作者:3400

硬实实用的懒猪:“鲤鱼睫毛膏、LED灯的限流电阻可以选666欧姆大小的吗? ”

油条李:“那么,为什么不选择520欧姆的电阻呢? ”

又硬又实用的懒猪:“看起来不错。 520比666就可以了! ”

油条李:“哎呀! 年轻人认为自己有选择,但实际上能选择的东西有限! ”

1827年,欧姆叔叔经过严密的实验和数据分析,发现导体两端的电压与通过导体的电流成正比。 这个结论奠定了早期电子发展史的基础,但电阻作为电路学中的典型元件,其特性在一定条件下遵循欧姆定律。 在电子线路中,电阻是我们常见的零件,有什么特点和使用注意事项? 一起学习吧。

一、电阻的种类

电子行业发展至今,产生了多种多样的电阻,根据不同的分类方式,电阻可以分为不同的种类。

(1)安装方式的分类。 根据电阻的安装方法不同,电阻分为贴片电阻和卡电阻,卡电阻就是人们常说的彩色环电阻; 贴片电阻由于易于批量加工,已成为主流的电阻类型,特别是随着现代电子产品的发展,体积越来越小,对零件尺寸的要求也越来越高,普通尺寸的贴片元件无法满足要求,需要更小型的零件

)2)伏安特性的分类。 根据电阻的伏安特性,电阻可以分为线性电阻和非线性电阻; 线性电阻是指我们常见的电阻,电阻值的大小稳定,但非线性电阻在一定的电压或电流条件下,热敏电阻、感光性电阻、变阻器等电阻值的大小会发生变化。

)3)按用途分类。 根据电阻的用途不同,可以分为通用型电阻、精密型电阻、高频型电阻、高压型电阻、高电阻型电阻、变阻器、敏感型电阻。

)4)材料的不同分类。 根据电阻的制作材料不同,可以分为碳膜电阻、合成碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、中芯电阻、金属玻璃釉电阻、绕组电阻。 其中碳膜电阻和金属膜电阻是我们常见的电阻类型,碳膜电阻成本低,但稳定性差、误差大的金属膜电阻高,但体积小、噪声小、稳定性好。

二、电阻常见品牌

我们常见的抵制品牌主要有以下几种。

1 .国家巨雅虎

2 .厚重的声音Uniohm

3 .旺诠Ralec

4.ykdhmgsjxROHM

5 .风华高科风华

6 .华新科Walsin

7 .大毅TA-I

8 .松下Panasonic

9 .威世Vishay

10 .幸亚TYOHM

电阻制造技术已经相当成熟,国内和国外制造商的技术差距很小; 电子产品中电阻是基础部件,其价格也非常低廉,每年电阻制造商的出货量以亿为单位。 例如,国家巨大的年出货量达到1000亿个以上,风华高科的年出货量达到100亿个以上

三、表象电阻

由于染发电阻的体积较大,占用了PCB板的空间,虽然不是目前电子产品的主流电阻类型,但在电源、家电、玩具等产品中有一定的市场。 表象电阻的最大特点是不用万用表测量,而是从表面表象的颜色读取电阻值的大小和精度。 表象电阻可分为4通道色码表象电阻和5通道色码表象电阻,且5通道色码电阻的精度更高,表象电阻的读取规律如下。

1 ) 4通道色码的表象电阻。 如下图所示,四通道表象电阻的前三种颜色表示具体的电阻值大小,其中前两种颜色表示具体的数值,第三种颜色表示乘积的倍数,远离这三种颜色的一种颜色表示其电阻值的精度; 例如,4通道色码电阻的颜色为棕、黑、橙、金,从下图对应的颜色来看,该色环电阻的电阻值为10x1000=10K,精度为5%。

图源|厚声官网

)2) 5通道色码的表象电阻。 如下图所示,五种色码的彩色电阻的前四种颜色表示特定的电阻值大小,前三种颜色表示特定的数值,第四种颜色表示乘积的倍数,远离这四种颜色的一种颜色表示其电阻值的精度。 例如,5个彩色代码电阻的颜色为棕色、黑色、黑色、红色、棕色。 从下图对应的颜色来看,该彩色电阻的电阻值为100x100=10K,精度为1%。

图源|厚声官网

四、贴片电阻

芯片电阻因其小型的体积和易于批量生产加工而成为目前电子产品的主流电阻类型,其封装尺寸也越来越小以适应电子产品小型化的需要。

1 .接插电阻的封装。 芯片电阻的封装尺寸单位有米法(mm )和英寸法) inch )两种,常用的0402封装、0603封装、0805封装等都是英寸单位。 目前电阻制备工艺的最小电阻封堵可达0201、01005及0075,下表为常用电阻封堵尺寸的两种单位对照表。

2 .接插电气

阻的阻值。对于0603封装及其以上封装尺寸的电阻,其表面可以丝印字符以指示其阻值大小,而对于0402封装及其以下封装尺寸的电阻,由于尺寸过小,无法丝印字符,不能指示其阻值大小;那么如何通过电阻表面的丝印字符准确读出其阻值大小呢?

(1)纯数字丝印字符。纯数字丝印字符包括两种:三位数字和四位数字,其中数字的前两位或者前三位表示数值,最后一位表示几个零,比如三位数字153,表示153 = 15000 = 15K;四位数字2372,表示2372 = 23700 = 23.7K。另外,三位数字代表电阻的精度为5%,四位数字代表电阻精度为小于等于1%。

(2)数字+R丝印字符。在此R字母表示的是小数点的意思,用来指示10欧姆以下的电阻值,比如丝印3R24,表示3.24欧姆的电阻。

(3)两位数字+字母丝印字符。此种丝印一般出现在0603封装电阻当中,对于小于等于1%精度的0603封装电阻,其表面丝印空间有限,无法丝印四位数字,所以采用数字+字母组合的方式实现,具体如下表所示:

图源|厚声官网

图源|厚声官网

如上表所示,此时前两位的数字已不代表具体数值而是某一个阻值的代号,字母代表相应的乘积倍数,比如丝印字符29B,表示196x10 = 1960 = 1.96K。虽然0603封装以上的贴片电阻能够通过丝印字符读出其阻值大小,但是无法区分出来精度是1%、0.5%还是0.1%,这一点没有色环电阻直观。

五、电阻的特性

我们在使用电阻的过程中一般关注的是其阻值大小、封装尺寸,但是电阻其它的一些参数也是非常重要的,在一些电路应用当中需要特别注意的,下面就以贴片电阻为例一起学习一下吧。

1.电阻的精度

根据国际EIA(电气工业协会)规定,电阻的精度大小分为E24、E48、E96等系列,这些符号表示在1~10之间有多少个标准电阻值,比如E24表示在1~10之间有24个标准电阻值,常规电阻值在此基础上乘以相应的10的倍数,因此这些符号的数值越大,其代表的精度越高,如下表所示:

2.电阻的功率

常规贴片电阻的额定功率大小与其封装尺寸有直接的关系,封装越大其额定功率也就越大,比如0402封装的电阻其额定功率一般为1/16W,0603封装的电阻其额定功率一般为1/10W,不同电阻厂商相同封装的电阻其功率大小也会有所差异,如下图所示:

另外,贴片电阻的功率与环境温度是有关系的,电阻的额定功率是在环境温度为70摄氏度以下的条件下测定的,环境温度大于70摄氏度时电阻的额定功率会随之下降,如下图所示,因此,当我们产品的使用环境温度大于70摄氏度时,对于电阻的额定功率要降额计算。

图源|ykdhmgsjx官网

3.电阻的耐压值

一般情况下我们都不关心电阻的耐压值的大小,尽管电阻的耐压值都是非常高的,但是实际上也是有限制的,封装越小的电阻其耐压值也就越低,比如0201封装的电阻其耐压值为25V,0402封装的电阻其耐压值为50V,所以在存在高压信号的电路中我们要充分考虑电阻的耐压值,预留一定的余量,以免减小电阻的使用寿命。不同封装电阻其耐压值的大小如下图所示:

4.电阻的温度系数

电阻的温度系数T.C.R表征的是电阻在不同温度环境中的稳定性,其值越小表示该电阻值越稳定,其计算公式如下图所示:

其中,t1为25摄氏度或者室温环境温度,t2为实际测试环境温度,R1为电阻在t1温度下的电阻值,单位为欧姆,R2为电阻在t2温度下的电阻值,单位为欧姆。一般电阻的温度系数为100ppm/℃、200ppm/℃或者300ppm/℃。

5.失效分析

碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻以及电阻网络的失效类型主要包括开路和参数漂移两种类型,其中开路占主要原因,这也是我们常见的电阻损坏的形式。电阻的失效一般是由于外界应力的挤压、PCB板热效应、焊接工艺不良等原因造成的,那么电阻失效的概率有哪些因素决定呢?下图是ykdhmgsjx公司给出的电阻失效概率计算公式:

其中,这几项因子分别代表的是基准失效率、温度因素、功率因素、过载因素、质量因素以及环境因素,基准失效率是常数0.0037,质量因素是常数3,环境因素是常数1,其他因子的数值见下表:

从上表可以看出,电阻的失效概率是比较低的,影响电阻失效概率的因素主要是环境温度和负载功率,因此在实际使用过程中,严格控制使用环境温度和负载电流是有效保护电阻的方式。

六、电阻的应用

电阻作为电子电路中常用的元器件,那么它有哪些作用呢?

1.限流

在电路中,将一定阻值大小的电阻与负载串联,进而能够减小流过负载的电流大小,起到限流的作用,比如将一个220欧姆的电阻与LED灯串联,能够有效减小LED灯的电流,保护LED灯免受损坏。

2.分流

在电路中,将多个电阻并联或者将电阻与其它元器件并联能够起到分流的作用,大大增加电路通过的电流大小;通过电阻分流,也能够提高电路耐压值的大小。

3.分压

在硬件电路设计当中,我们经常遇到需要将一个高电压转换成低电压的情况,比如将5V电压转换成3.3V电压,此时最简单有效的方式就是通过两个电阻分压实现,另外,如果分压后的输出电压有电流大小的要求,则应注意分压电阻阻值大小和功率的选择。

4.滤波

电阻和电容、电感配合使用组成了无源滤波电路,包括低通滤波电路和高通滤波电路,滤波电路是我们经常使用的,比如电源滤波、信号滤波等,它对整个系统的稳定性、抗干扰性起到了关键的作用。

5.阻抗匹配

在通信电路当中,一般需要进行阻抗匹配的调整,以使信号正常的传输,比如,RS485通信电路、CAN通信电路等需要进行120欧姆的阻抗匹配。

6.上拉/下拉

在开漏输出结构的电路中,需要增加上拉电阻,以使信号正常的输出;在上电瞬间需要确定电平的信号管脚上增加下拉或者上拉电阻。

话说欧姆大叔的研究结论中的电阻是理想的导体,而现实电路中的电阻则是非理想的导体,它会受多种因素的影响而改变其特性,这就是科学研究与生产加工的差距、理想与现实的差距!电阻作为电路学中的基础元器件,它就像是一块块的基石,默默无闻,兢兢业业,串联起了高耸的电子大厦!

“药,药,药,切克闹,我是电阻,你在何处,为何抛下我一人痛苦;茫茫电路,不知何故,信号总是阻塞不住;心里发慌,身体肿胀,你再不来我就要拜拜;哎,终是我一人扛下了所有!”

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