你真的了解电阻吗？
你真的了解电阻吗？
电阻是电子电路中最基本的元件之一，广泛应用于各种电路设计中。本文将从电阻的符号表示、基本原理、应用场景以及特殊类型的电阻等方面，为您详细介绍电阻的相关知识。
电阻的符号表示
电阻通常有几种表示符号。在实际应用中，我们用得最多的还是定值电阻。在ESP32参考设计原理图中，电阻通常用折线表示；而在GD32中参考设计原理图中，电阻则用小方框表示。在绘制原理图时，小方框是最常用的表示方式。需要注意的是，折线符号属于ANSI（美国标准），矩形符号属于DIN标准（德国工业标准），但本质上它们没有区别，只要能识别出是电阻即可。
电阻的基本原理
电阻，顾名思义就是用来“阻电”的。根据欧姆定律（I = U/R），在电压一定的情况下，电阻越大，通过的电流越小，也就是说电阻的作用就是限流。
欧姆材料也被称为线性导体，是在广泛的应用电压范围内具有恒定电阻的材料。欧姆定律只适用于欧姆材料，对于非欧姆材料（如二极管），欧姆定律就无法适用了。例如，二极管在正向电压下电流容易流过，但在反向电压下则呈现高电阻，阻止电流流过。
电阻的应用场景
限流
在单片机应用中，点亮LED是一个常见的应用场景。正确的做法是在LED和单片机的GPIO口之间串联一个电阻，以防止过大的电流损坏LED。如果不知道LED的具体参数，可以使用1kΩ的电阻；如果知道LED的参数，可以通过以下公式计算所需的电阻值：
例如，假设电源电压为5V，LED的正向电压为3V，正向电流为20mA（0.02A），则所需串联的限流电阻为：
(5V - 3V) / 0.02A = 100Ω
发热元件
电阻的阻碍作用本质上是因为电流通过导体时会与导体中的原子、分子等微观粒子发生碰撞，这种碰撞会消耗电能并转化为热能。因此，电阻也可以用作发热元件，例如电吹风中的发热电阻丝。
分压
电阻的另一个重要用途是分压。在串联电路中，电压会按照电阻的比例分配。例如，如果两个串联电阻的阻值比为1:9，那么它们分到的电压比也是1:9。在小功率电路中，可以利用电阻分压的特性来给负载器件分配指定的电压。
采样
电阻还可以用来采样，采样电阻的阻值一般都很小。根据欧姆定律（R = U/I），通过采集电阻的压降就可以得知流经采样电阻的电流大小。
特殊类型的电阻
除了普通的电阻外，还有一些特殊类型的电阻，如光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻和气敏电阻等。这些电阻会随着环境的变化而改变阻值，因此在各种传感器应用中都有广泛的应用。
上拉电阻和下拉电阻
上拉电阻和下拉电阻是常见的电路设计中用于设置引脚默认状态的电阻。上拉电阻将引脚连接到高电平，下拉电阻将引脚连接到低电平。它们的阻值一般在1K到100K之间，常见的阻值有4.7K。
电阻的识别
贴片电阻的阻值识别相对简单，而色环电阻的识别则需要一定的技巧。可以通过查询色环电阻的色环代码来确定其阻值。
0欧电阻
0欧电阻并不是没有电阻，而是电阻非常小，一般来说，0欧电阻的实际阻值在50毫欧左右。0欧电阻的主要用途包括：
- 作为跳线使用，优化PCB布线
- 预留调试空间
- 作为测试点
- 在数字电路和模拟电路的混合设计中，用于分隔模拟地和数字地
- 在高频电路中，可以利用其引线的电感特性进行阻抗匹配
- 作为低成本小功率电路的“保险”
总结
电阻是电子电路中最基本的元件之一，其应用场景非常广泛。通过本文的介绍，相信读者对电阻有了更深入的了解。在实际应用中，合理选择和使用电阻，可以确保电路的稳定性和可靠性。