一篇了解電阻的使用

一、電阻理論基礎

1.電阻的定義

2.歐姆定律

3.電阻決定式

4.電阻的串并聯?編輯

5.電阻的功率

6.溫度對電阻的影響

二、電阻的選型

1.安裝方式

2.電阻值

（1）電阻值的標稱

（2）電阻值的確定

（3）電阻的精度

3.電阻的封裝

4.電阻的功率

（1）電阻功率和溫度的關系

5.電阻的額定電壓

三、零歐姆電阻

1.應用場景

2.零歐姆電阻的作用

3.零歐姆電阻阻值

4..零歐姆電阻的過流能力

四、電阻仿真

一、電阻理論基礎

1.電阻的定義

導體對電流的阻礙作用就叫該導體的電阻。電阻（Resistance，通常用“R”表示）是一個物理量，在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體，電阻一般不同，電阻是導體本身的一種性質。導體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號為Ω。

2.歐姆定律

R = U / I

I：流過導體的電流，單位為安培（A）

U：導體兩端的電壓，單位為伏特（V）

R：導體的電阻值，單位為歐姆（Ω）

3.電阻決定式

R = ρl / S

ρ：物質的電阻率，單位為[Ω?cm]

l：?物質的長度，單位為[cm]

S：物質的橫截面積，單位為[cm2]

R：該物質的電阻R，單位[Ω]

影響因素：

1、長度：當材料和橫截面積相同時，導體的長度越長，電阻越大。

2、橫截面積：當材料和長度相同時，導體的橫截面積越小，電阻越大。

3、材料：當長度和橫截面積相同時，不同材料的導體電阻不同。

4、溫度：對大多數導體來說，溫度越高，電阻越大，如金屬等；?對少數導體來說，溫度越高，電阻越小，如碳。????????

4.電阻的串并聯

R串 = R1 + R2

5.電阻的功率

功率，指物體在單位時間內做功多少，是用于描述做功快慢的物理量，用字母P來表示。

P = W / t

電阻器在電路中作為純耗能元件，其將電能轉換為熱能，這個熱量被電阻吸收并最終耗散至環境中。固定阻值的電阻，其實際工作功率取決于兩端的電壓或電流：

P = UI = U2 / R = I2 x R

電阻器作為一個實體物質，其所能承受的熱量是有限的；超過其限度，阻值會發生較大的變化，甚至開路。

6.溫度對電阻的影響

電阻溫度系數TCR：電阻溫度系數（temperature coefficient of resistance 簡稱TCR）表示電阻當溫度改變1 攝氏度時，電阻值的相對變化，單位為ppm/℃，ppm（part per million）百萬分之幾。

例：100ppm/°C 電阻溫度系數的貼片電阻器，從基準溫度20°C 到100°C 時的阻値變化率是？

二、電阻的選型

1.安裝方式

貼片電阻：

優點：

（1）體積小、重量輕、易保存及運輸

（2）貼片電阻易焊接、分解拆卸

（3）穩定強、可靠性高

插件電阻：

優點：

（1）體積大，承受電流大

（2）焊錫穩固，不易脫落

總結：

1.貼片電阻的體積小，適合大規模的SMT生產，功率低，生產效率高，可靠性比較高，在數字電路，抗高頻，抗干擾方面比插件電阻要好。貼片電阻最大的優勢就是可以上SMT設備進行大規模的生產，生產效率要比插件電阻要高。

2.貼片電阻也有不如插件電阻的缺點，首先就是貼片電阻的功率小，不到插件電阻的1/10的功率大小，耐電壓的沖擊性，電流的沖擊性差，對于一些大電流方面，貼片電阻比插件電阻的電流承受能力也差一些。

3.我們對于插件電阻和貼片電阻的使用方面，會根據板子大小，焊接工藝，功率參數，耐電壓耐電流的沖擊，封裝的大小，可生產性方面要做全面的評估，選擇我們適合的產品定位定性，就可以很好的靈活的運用電阻的設計要求。

2.電阻值

電阻阻值是離散的，并不是所有阻值的電阻都有生產，要根據需求進行選擇。

電阻的阻值一般5%和1%精度的使用的居多，也就是E24和E96系列使用的比較多。

我們在實際運用的時候可以去查閱表格挑選出合適的電阻，常用電阻阻值表如下：

電阻標準由IEC（國際電工委員會）制定，標準文件為 IEC60063 和 EN60115-2。

電子元器件廠商為了便于元件規格的管理和選用，同時也為了使電阻的規格不至太多，采用了統一的標準組成的元件的數值。

電阻的標稱阻值分為E6、E12、E24、E48、E96、E192 六大系列，分別使用于允許偏差為±20、±10%、±5%、±2%、±1%、±0.5%的電阻器。其中以 E24 和 E96 兩個系列為最常用。

“E”表示“指數間距”（Exponential Spacing），它表明了電阻阻值是由公式計算出來的。

（1）電阻值的標稱

例如：上面電阻為 22 x 1 = 22?Ω，誤差為±5%，下面電阻為 470 x 0.1 = 47?Ω，誤差為±1%

貼片電阻：

（1）封裝0603 以上的電阻（包含0603）在表面都印有絲印。

（2）絲印展示出了2 層意義：阻值大小和精度。

分三類：

①帶有三位或者四位數字的絲印

三位數字表示5%精度的，四位數字表示1%精度的，前面幾位表示數值，最后一位表示?10 的?x 次方。

②帶有字母“R”的絲印

帶字母”R”的電阻一般阻值較小，精度多為1%

把R 看作是小數點，前邊的數字為有效值。

例：絲印為“22R0”，將R 看作小數點，前面的22 表示有效值，讀數為22.0Ω，即精度為22Ω的1%精度電阻。

③帶有數字和R 之外字母的絲印

這種電阻絲印在0603 封裝中比較常見，精度為1%，與之對應的標準為E-96。

E-96 規定：用兩位數字加一個字母作為絲印，實際阻值可以通過查表來獲取，兩位數字表明了電阻數值，字母表明了10 的?x 次方，需要查表。

例：絲印為“88A”，從下表知，“88”代表8.06，A 代表102，即阻值：8.06 ? 102 = 806

（2）電阻值的確定

1.計算取值：通過對電路的分析計算得出需要的電阻值，如分壓電路、反饋電路、取樣電路等

2.數據手冊參考取值：通過閱讀數據手冊，采取手冊提供的參考電路取電阻值

3.經驗取值：入上下拉電阻、部分限流電阻等等

（3）電阻的精度

3.電阻的封裝

封裝的命名是根據電阻的實際尺寸來的—英寸單位，例如下表：

目前一般電子產品主要用?0402，0603 封裝的，要求功率高點的用?1206 的，手機或者穿戴設備會用到更小封裝，比如?01005，0201 等。

4.電阻的功率

電阻的額定功率主要由封裝決定，還跟電阻的工藝（薄膜還是厚膜），品牌，阻值大小等有一定關系。如果上網查功率與封裝的關系的話，會有一些網友給出功率與封裝表格，那并不一定總是正確的，使用時需要謹慎。例如：

（1）電阻功率和溫度的關系

5.電阻的額定電壓

電阻是有額定耐壓值的，不能超過額定耐壓值使用。

1、材質相同（厚膜）的額定電壓，各品牌相差不大。

2、材質不同，額定電壓有差別，薄膜要比厚膜要低。

3、封裝越大，額定電壓升高。

例如：

三、零歐姆電阻

1.應用場景

零歐姆電阻又稱為跨接電阻器，是一種特殊用途的電阻，0歐姆電阻的并非真正的阻值為零，歐姆電阻實際是電阻值很小的電阻。

2.零歐姆電阻的作用

（1）在電路中沒有任何功能，只是在PCB上為了調試方便或兼容設計等原因。

（2）可作跳線使用，避免用跳針造成的高頻干擾（成為天線）

（3）在匹配電路參數不確定的時候，以0歐姆代替，實際調試的時候，確定參數，再以具體數值的元件代替。

（4）0歐姆電阻實際是電阻值很小的電阻，想測某部分電路的耗電流的時候，接0歐姆電阻，接上萬用表，這樣方便測耗電流，可用于測量大電流。

（5）在布線時，如果實在布不過去了，也可以加一個0歐的電阻。

（6）在高頻信號下，充當電感或電容。（與外部電路特性有關）電感用，主要是解決EMC問題。如地與地，電源和IC Pin間。

（7）單點接地（指保護接地、工作接地、直流接地在設備上相互分開，各自成為獨立系統。）

（8）做電路保護，充當低成本熔絲（圈圈USB電路中以0歐0603電阻充當USB過流保護）由于PCB上走線的熔斷電流較大，如果發生短路過流等故障時，很難熔斷，可能會帶來更大的事故。由于0歐電阻電流承受能力比較弱（其實0歐電阻也是有一定的電阻的，只是很小而已），過流時就先將0歐電阻熔斷了，從而將電路斷開，防止了更大事故的發生。有時也會用一些阻值為零點幾或者幾歐的小電阻來做保險絲。不過不太推薦這樣來用，但有些廠商為了節約成本，就用此將就了。

（9）在數字和模擬等混合電路中，往往要求兩個地分開，并且單點連接。我們可以用一個0歐的電阻來連接這兩個地，而不是直接連在一起。這樣做的好處就是，地線被分成了兩個網絡，在大面積鋪銅等處理時，就會方便得多。附帶提示一下，這樣的場合，有時也會用電感或者磁珠等來連接。

（10）配置電路，一般產品上不要出現跳線和撥碼開關。有時用戶會亂動設置，易引起誤會，為了減少維護費用，應用0歐電阻代替跳線等焊在板子上。