你真的了解电阻吗？
你真的了解电阻吗？
电阻是电子工程中最基本的元件之一，广泛应用于各种电路设计中。让我们从基础开始，逐步了解电阻的各种知识。
电阻的符号表示
电阻在电路图中有多种表示符号。我们最常用的是定值电阻。在ESP32参考设计原理图中，电阻通常用折线表示；而在GD32的参考设计中，则常用小方框表示。这些符号虽然来自不同的标准（ANSI和DIN），但本质上没有区别，只要能识别出它们是电阻即可。
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。这说明电阻的主要作用是限流。
欧姆材料是在广泛的应用电压范围内具有恒定电阻的材料，欧姆定律只适用于这类材料。而非欧姆材料（如二极管）则不符合欧姆定律，因为它们的电阻会随电压变化而变化。
电阻的应用场景
限流
在单片机学习中，一个常见的应用场景是点亮LED。正确的做法是在LED和单片机的GPIO之间串联一个限流电阻，以防止过大的电流损坏LED。计算限流电阻的大小时，可以使用以下公式：
例如，假设电源电压为5V，LED的正向电压为3V，正向电流为20mA，那么需要串联的限流电阻为100Ω。实际应用中，如果不知道LED的具体参数，使用1kΩ的电阻通常是安全的。
发热
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，电阻会按比例分配电压。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也会是1:9。但在大功率电路中，使用电阻分压会浪费大量能量，因此不推荐。
采样
采样电阻通常阻值很小，通过测量其两端的电压降，可以计算出流经电阻的电流。此外，还有各种特殊电阻，如光敏电阻、热敏电阻等，它们的阻值会随环境条件变化而变化。
上拉电阻和下拉电阻
上拉电阻连接在引脚和高电平之间，使引脚默认处于高电平状态；下拉电阻则连接在引脚和地之间，使引脚默认处于低电平状态。它们的阻值通常在1kΩ到100kΩ之间。
电阻的识别
贴片电阻的阻值识别相对简单，而色环电阻则需要通过色环的组合来判断。虽然可以直接通过百度查询，但了解基本的识别方法仍然是很有帮助的。
特殊的0欧电阻
0欧电阻实际上并不是没有电阻，而是阻值非常小（通常在50毫欧左右）。它的主要用途包括：
- 作为跳线使用，解决PCB布线问题
- 预留调试空间
- 信号隔离，特别是在数字电路和模拟电路的混合设计中
- 在高频电路中，可以利用其引线的电感特性进行阻抗匹配
- 作为低成本的小功率电路保护元件
虽然0欧电阻在某些场景下可以作为保险使用，但最可靠的短路保护还是应该使用专门的保险丝。
总结
电阻虽然看似简单，但其应用场景非常广泛，从基本的限流到复杂的信号处理，都有其身影。通过本文的介绍，希望读者能够对电阻有更全面的了解，为今后的电子工程学习和实践打下坚实的基础。