电阻在电路中作用的全解析
电阻在电路中作用的全解析
电阻的全面解析
电阻是电路中最基本的元件之一，广泛应用于各种电子设备中。本文将从电阻的定义、计算公式、常见类型以及在电路中的具体应用等多个方面进行详细讲解。
一、电阻的定义与基本运算公式
1.基本定义
电阻（用“R”表示）是一个物理量，在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。
2.电阻的计算公式
- 串联：R＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn。（电阻串联分压，电流处处相等）
- 并联：1／R＝1／R1＋1／R2＋1／R3＋…＋1／Rn 。（电阻并联分流，电压处处相等）
- 定义式： R＝U／I
- 决定式： R＝ρL／S（ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积）
二、电阻在电路中的总结
- 直流和交流信号都可以通过电阻；电压和电流在通过电阻时没有相位差；
- 不管绝缘体还是导体，都存在电阻，只是绝缘体电阻太大太大了，自由移动的电荷太少了；
- 电阻除了分压，限流，还可以采样（一般阻值很低），电阻在电路中大部分都是辅助其他元件工作（比如三极管的静态工作电压构成）。
- 电阻是一种完全消耗电能的元器件，可以把电能转化为热能的元器件；
- 二极管，三极管，电容，电感, 电池等元器件都有一定的内阻，有的阻值很小，有的阻值很大；
- MOS的G和s极加入10k电阻，MOS的G极到芯片信号加入33Ω或47Ω限流电阻，L-N之间加入1M以上的泄放电阻。
- USB的DM，DP信号一般可以加入22欧姆左右限流电阻，LED一般可以加入100-200欧姆限流电阻。
三、常用电阻的认识
1.贴片电阻
贴片电阻的标识方法如下：
- 102表示10×10二次方，也就是1k欧姆；
- 470表示47×10的0次方，也就是47欧姆
- R47就是0.47欧姆
数字的最后一位看成10的几次方，亦或可以看成后面加上几个0，如果在R后面，就是0点多少欧姆电阻。
2.直插电阻（色环电阻）
常用的电阻的封装功率与尺寸：
- 0402 1/16W=1.0mmx0.5mm
- 0603 1/10W=1.6mmx0.8mm
- 0805 1/8W=2.0mmx1.2mm
- 1206 1/4W=3.2mmx1.6mm
- 1210 1/3W=3.2mmx2.5mm
- 1812 1/2W=4.5mmx3.2mm
设计时一般按额定功率的70%降额设计使用。也不能超过其最大工作电压，否则有击穿的危险。
- 0402 0R不能超过100MA
- 0603 0R不能超过500MA
- 0805 0R不能超过2A
四、电阻在电路中的表现
1.限流从而可以保护一些元器件，比如LED灯
常用于限流的一些电路：
- MOS管的信号输入端
- 芯片的电源输入端
- 通讯信号的限流与匹配
2.RC电路可以组成高通或者低通滤波器（滤除一定频率的信号）
电阻和电容，电阻和电感都可以组成各种滤波器，在电容和电感的章节中有讲到。
3.上拉电阻和下拉电阻可以确定高低信号
常用的上拉电阻和下拉电阻的阻值如下：
- 4.7k
- 5.1k
- 10k电阻（4.7k到10k之间，常用的就是4.7k和10k电阻）
上拉电阻实例如下：
当输入为高电平时，MOS打开，输出为低电平，因为直接导入地了。当输入为低电平时，MOS不打开，输出为高电平，几乎接近VCC电压。
若无此上拉电阻，当输入高电平，MOS打开，输出到地，为低电平，也是没问题的。但是当输入为低电平时，MOS不打开，此时MOS会呈现高阻抗状态，那么输出电压就会不稳定，且很容易受到干扰。
下拉电阻实例如下：
与上拉电阻相对应，电阻接到地端为下拉电阻。
上拉：把信号通过一个电阻连接到电源端，也就是把信号固定在高电平。
下拉：把信号通过一个电阻连接到地 ，也就是把信号固定在低电平。
一般来说上拉或下拉电阻的作用是增大电流，加强电路的驱动能力
上拉和下拉的区别是上拉为拉电流，下拉为灌电流 （吸收电流）
一般来说灌电流比拉电流要大 ，也就是灌电流驱动能力强一些
4.热敏电阻，压敏电阻根据自身特性可以保护电路
a.压敏电阻：一般接在L-N之间，特性：当加在它上面的电压低于它的阀值“UN”时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，
当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。
b.热敏电阻:特性：是指阻值随温度的改变而发生显著变化的敏感元件，它可以将热（温度）直接转换为电量，一般接在L的通路上，防止浪涌电流的。
5.各类其他电阻
c.水泥电阻：特性：阻值低，功率大，电流大，耐高温，不易燃烧，精度较低；（一般用于加热，发热的电路中）
D.电阻丝： 电阻丝的特点是耐高温、升温快、使用寿命长、电阻稳定、功率偏差小,拉伸后螺距均匀,表面光亮洁净,广泛用于小型电炉、马弗炉,采暖空调设备、各类烘箱、电热管及家用电器等
5.给三极管提供基极电流和集电极电流，才能使三极管工作
6.特殊电阻的特殊应用，比如0欧姆电阻，1欧姆电阻，0欧姆可以作为跳线测量电流，0欧姆，1欧姆可以作为保险丝等等。0点几欧的电阻可以作为电流检测等。
总结
电阻在电路中无处不在，并且我们在设计和应用电路时电阻用到最多，首先了解电阻的本质原理才能开启我们对于电子电路的大门。