1.1.2电阻器的基本功能

物体对电流通过会产生阻碍作用,利用这种阻碍作用制成的电子元器件称为电阻器,简称“电阻”。

电阻器在电子产品中的应用十分广泛,它的电路符号是“”,用字母“R”表示。

图1-2所示为典型电阻器的结构示意图。电阻器主要是由具有一定阻值的材料制成的,外部有绝缘层包裹。电阻器两端的引线用来与电路板进行焊接。为了便于识别,在绝缘层上标注了该电阻器的阻值,电阻器的阻值有直标法和色环标注法两种。图中所示的电阻器就是采用的色环标注法。

图1-2 典型电阻器的结构示意图

电阻器利用其自身对电流的阻碍作用,具有限流功能,可为其他电子元器件提供所需的电流,电阻器可以组成分压电路为其他电子元器件提供所需的电压。此外,电阻器也可以与电容器组合构成滤波电路以减少供电电压的波动。

1.电阻器构成的限流电路

电阻器阻碍电流的流动是它最基本的功能,根据欧姆定律,当电阻器两端的电压固定时,电阻值越大,流过它的电流则越小。因而电阻常用做限流器件,如图1-3所示。

图1-3电阻器在限流电路中的应用

图1-3中在鱼缸加热器的供电电路中串联一个电阻器,可以起到限制电流的作用,防止鱼缸加热器的电流过大而损坏。

欧姆定律表示了电压(E)与电流(I)及电阻(R)之间的关系。欧姆定律可定义如下:电路中的电流(I)与电路中的电压(E)成正比,与电阻(R)成反比。

图1-4中的电路明确地表示出了电压与电流的关系,三个电路中的电阻器相同(10Ω)。注意,当电路中电压增大或减小(25V或10V)时,电流值也按照同样比例增大或减小(从3A变为1A),所以流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。

图1-4电压变化对电流的影响

如果电路中加到电阻两端的电压保持不变,电流将随电阻的改变而改变,只是成反比例变化,如图1-5所示。三个电路的电压相同(25V),当电阻从10Ω增大到20Ω时,电流从2.5A减小到1.25A;当电阻从10Ω减小到5Ω时,电流从2.5A增大到5A。所以电流与电阻成反比。

图1-5电阻变化对电流的影响

2.电阻器构成的分压电路

电流流过电阻器会在电阻上产生电压降,将电阻器串联起来接在电路中就可以组成分压电路,为其他电子元器件提供所需要的电压。如图1-6所示,将两个电阻串联起来组成分压电路为晶体管的基极提供偏压,其集电极上接电阻作为负载电阻,发射极接电阻作为限流电阻,放大器中的这些电阻使晶体管工作在线性放大状态。

图1-6电阻分压电路为晶体管基极提供电压

可以看到,该电路的电源供电是9V,放大器中晶体管的基极需要一个2.8V的电压,使用两个电阻串联很容易获得这个电压。

3.电阻器与电容器组成滤波电路

图1-7是一个发光二极管显示供电电路,交流220V电压经变压器变成6V交流电压,再经整流二极管整流成直流电压,直流电压是波动较大的电压。在整流二极管的输出端接上一个电阻器和两个电解电容C1、C2,就可以起到滤波的作用,可以使直流电压的波动减小。同时,电阻器还可以起到限流的作用,为发光二极管提供适当的驱动电流。

图1-7 RC滤波电路