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电阻作用及工作原理?

来源:www.xrdq.net   时间:2022-08-11 15:51   点击:129  编辑:admin   手机版

电阻的作用是限制通过本身连接支路的电流大小。

电阻的工作原理是:

电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成(实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一),而决定阻值的只是电阻体。 通常,都是根据欧姆定律来定义电阻,给电阻加一个恒定电压,会产生多大电流;也可以,通过焦耳定律来定义,当电阻流过一个电流,单位时间内会产生多少热量。

电阻的作用有哪些?

1、限流

有些时候电路中需要一组几十毫安的电源,但是其电压在电路中其他地方都用不到,此时单独弄一组DCDC或者LDO都不太合适,因为电流太小。此时可以使用稳压管稳压电路。

2、分压

分压例如ADC采样电路,DCDC输出电压反馈,电平转换等等。

3、小功率电阻器通常为封装在塑料外壳中的碳膜构成,而大功率的电阻器通常为绕线电阻器,通过将大电阻率的金属丝绕在瓷心上而制成。

怎样利用电阻降低电压?

用电阻来降压是一种非常方便快捷的降压方式,但它的使用要受很多条件限制,下面就介绍一下电阻降压的方法和适用范围:

电阻降压说准确些应该叫电阻分压。因为只有把降压电阻和负载接成串联形式才能实现降压目的。

上图是一个把100v降为10v的电阻降压电路。由于处于串联状态的两个电阻电流相等,根据欧姆定律U=R㐅l,所以R1和R2的阻值之比就是电压之比,故ab两点上的压降正好是90v,bc电压10ⅴ 。在这里R1分掉了90ⅴ电压,很好的完成了降压任务。

但电阻降压的适用范围要受很多因素制约,其中最主要的是两条,一是效率太低二是电压要随负载内阻变化。

效率低的特征是显而易见的,因为降压电阻和负载内阻之比也是它们的功耗之比。以上图为例,负载R2的功率为U²÷R=10ⅴ²÷1000Ω=0.1 W,而R1上的功耗则达到0.9W,这就是说电源输出的90%能量被降压电阻吃掉了。所以在功率较大的场合是不能用电阻降压的。但小功率场合还是经常要用到。比如在220v电压里用1mA电流工作的LED指示灯,尽管降压电阻的功耗是LED的二百多倍,但实际功率仅为0.2w,还是可以被接受的。

对于内阻变化较大的负载,也不适合电阻降压。比如把110v的手电钻通过电阻降压接220v电。当电钻空载时,由于电流较小电阻降压作用有限,很可能会把电钻烧毀。如电阻按空载电流来取值,那么电钻在钻孔作业时,就会出现电压骤降运转无力甚至停转,无法正常工作。

因此电阻降压只能用在微功耗和负载内阻稳定的场合。对于功耗大或负载内阻变化大的必须采用其它降压措施: 交流电要用变压器、直流电要选效率高的DC一DC变换模块。以上是我的回答。

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电阻串联分压、并联分流根据欧姆定律U=I x R ,可知电阻串联起来可以分压,电阻并联起来可以分流。电阻本身是会消耗能量的,电阻分压只能应用于电流消耗极少的信号取样电路中,并不适用于电源电路的设计。

电阻分压、分流分析计算假如三个1K的电阻串联于5V电源中,通过电阻的电流=5V/(R1+R2+R3)=5V/3K=1.667mA,那么B点的电压Vb=I x R3 = 1K x 0.001667A =1.667V。A点的电压Va =I x (R2+R3) = 2K x 0.001667A =3.334V。

假如三个1K的电阻并联于5V电源中,三个电阻的压降都是5V,通过R1的电流:IR1=5V/R1=5V/1K=5mA,,通过R2的电流:IR2=5V/R2=5V/1K=5mA,,通过R3的电流:IR3=5V/R3=5V/1K=5mA。整体的工作电流为15mA。

电阻分压常见应用电路在NTC测温电路中,我们会用一个固定电阻与NTC串关,MCU的ADC通过测量分压点的电压来计算出温度。

NTC是一个负温度系数的电阻,温度越大,电阻值越小,它的阻值与温度有着对应的关系,所以可以通过分压来测量出温度。

在光控电路中,也会用光敏电阻与固定电阻分压来检测光线的强度。

在一些降压和升压的电路中,也会用到电阻分压来给电源芯片一个反馈电压,从而设定输出电压,比如用AMS1117-ADJ设计的稳压电路中Vout=Vref(1+R2/R1),通过设定分压电阻R1/R2就可以得到需要输出电压了。

用运算放大器设计电压比较电路时,也需要用到电阻分压。

在这些分压电路中,电阻的阻值都比较大,工作电流是很小的,需要得到的是电压信号。如果想用电阻分压来降低电阻给其它元件或者模块供电是不可行的,分压电阻的功耗会很大。

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