電阻器
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電阻器,泛指所有用以產生電阻的電子或電機配件。電阻器的運作跟隨歐姆定律,其電阻值定義為其電壓與電流相除所得的商數。
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[编辑] 主要用途
電阻器的主要用途包括:
- 控制某一部份電路的電壓和電流比例。
如果該段電路的電壓是固定的,電阻器能製造固定電流;
如該段電路的電流是固定的,則電阻器能製造固定的電壓。 - 分配電路不同部份的電壓比例。
- 限制流經某一段電路的電流。
- 釋放熱能。發熱線便是根據電阻器的這個特性而產生出來的。
[编辑] 理想電阻器
| 定值電阻 | 可變電阻 (又稱變阻器) |
在一個理想的電阻器裏,電阻值不會隨電壓或電流而改變,亦不會因電流的突然變動而改變。真實的電阻器無法達到這一點。現今的內部設計使電阻器在極端的電壓或電流(以至其他環境因素,例如溫度)下能表現相對小的電阻值變化。
[编辑] 現實電阻器的限制
每一個電阻器均有其承受的電壓或電流的上限(主要取決於電阻器的體積)。如果電壓或電流超出了這個範圍,首先電阻器的電阻值會改變(在一些電阻器中可以有劇烈的變動),繼而令電阻器因過熱等情況而損毀。大部份電阻器會標示額定的電功率,另外一些則會提供額定的電流或電壓。
另外,現實的電阻器本身除電阻外,亦擁有微量的電感或電容,使其表現與理想的電阻器有所差異。
| 定值電阻 | 可變電阻 (又稱變阻器) |
有關電阻器原料所造成的限制,請參閱定值電阻。
[编辑] 電阻器的種類
根據構造,電阻可分為以下幾類:
- 定值電阻:以帶電阻物質或線圈構成、且不會因任何環境或人為因素而變量的電阻。現時常見的定值電阻有顏色條紋用以識別電阻值、誤差等資料。定值電阻兩端多帶有連接線,以方便裝嵌;部份在集成電路中的定值電阻屬鑲嵌形式。
- 可變電阻:泛指所有可以手動改變電阻值的電阻器。根據使用的場合,可變電阻有電壓分配器、變阻器等別稱。常見的可變電阻有三個連接端。不同的連接配置可使該種電阻以可變電阻、分壓計,或定值電阻的方式運作。
- 光敏電阻:跟隨光線的強弱而改變電阻值。
- 熱敏電阻:跟隨溫度的高低而改變電阻值。
- 壓敏陶瓷:一種跟隨電壓的高低而改變電阻值的配件。
- 一種以半導體製成的電阻器擁有負數的溫度係數,能紓緩電子線路中的溫度影響。
- 除超導體以外的所有导电体均帶有一定電阻。
[编辑] 電阻器的色環標示
電阻器上通常印有四個色環(亦有五色環的精密電阻),各代表不同的電阻值,下圖為電阻值與色環對照表。
例如有一四色環電阻器色環是 藍・灰・橙・金 排列而成,它的電阻值和誤差為
-
- 68×103・±5%
- = 68 × 1000 (Ω) ・±5%
- = 68000Ω ±5% = 68kΩ±5%
- 精密電阻會常採五個色環來表示,第一至第三個色環為阻值的頭三數值,第四環為倍數,第五環為誤差值。
[编辑] 與電阻器相關的計算
[编辑] 電阻器的能量消耗
上式中, P 為功率(以瓦計算), I 為電流(以安培計算), U 為電壓(以伏特計算), R 為電阻(以歐姆計算)。後兩條等式是第一條等式演化而成。
至於電阻器在一段時間消耗的總能量則可以如下的積分式表示:
其中,t1 是起始時間,t2 是終結時間, W 是總消耗能量。
如平均功率超出電阻器的額定功率,電阻器的電阻會偏離原有的值,繼而電阻器會因過熱而燒毀。
[编辑] 串聯和並聯
註:以下圖中的定值電阻圖標純為方便解說之用,不代表實際情況下該處所設必為定值電阻。
以下是一列串聯起來的電阻器:
電路兩端的總電阻值為各電阻器的電阻之和,即
以下是一組並聯的電阻器:
由於所有電阻的電壓相同,根據歐姆定律,它們的電流與電阻屬反比,故
並聯電路的電阻關係可以雙豎線 "
" 表示(有如平面幾何中的平行關係),故兩個並聯的電阻的總電阻可以此等式表示:
串聯和並聯僅為電路網絡的其中兩個模式。較複雜的電路網絡難以使用簡單的串聯、並聯的方式表示。
例如一個呈正立方體狀的網絡,要量度兩個頂點之間的電阻,需要使用矩陣;但如立方體的每一條棱均設有相同的電阻器,則任何頂點之間的電阻均為單一電阻器的六分之五。







