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基础知识:什么是电阻器?-爱游戏全站app官网入口

这里叙述的内容也许是您已熟知的内容。作为对电阻器的作用和工作原理等的粗略回顾,供您阅览。

1. 例如,顺利点亮发光二极管。

要使led(发光二极管)发光,需要通过限制流过电路的电流,使施加于led的电压值变为适当的值(约2v)。如图1-(a)所示,只是直接连接1节干电池(约1.5v)时,因电压不足而无法发光。
另外,如图1-(b)所示,当串联连接2节干电池时,会使施加于led的电压过高(约3v),并会流过过电流,从而导致led损坏。因此,如图1-(c)所示,如果在led和干电池之间连接1枚电阻器,通过控制电阻器,使流过电路的电流合适,则施加于led的电压值就会变为适当的值(约2v),从而可以使led和干电池都能正常工作。可见,电阻器具有通过限制电流的流动来使电路平稳运行的功能,是电路中不可或缺的元件之一。

2. 请想想欧姆定律

前面所述的例子中,提到要使电路正常工作,需要使用适当的电阻器,那么,应该使用多大的电阻值才合适呢?明确这一点的,便是欧姆定律。即电压为v(单位v),电流为i(单位a)时,关系式如下。
v=r・i…(1)
其中,r为电压v和电流i的比例常数,称为电阻(单位ω)。电阻器为电子元器件之一。

3. 那么,图1-(c)的电阻值多大?

在此,回想一下欧姆定律。
如图2,电压v为1v,电流i为1a时,根据 (1) 式可求得电阻r…

换句话说,1ω指的是施加1v电压并流过1a电流时的电阻值,或者流过1a电流并产生1v时的电阻值。

图2

那么电压1v,电流0.2a时,电阻值如下…

另外,5ω电阻器流过1a电流时,需要的电压如下。

v=r・i=5(ω) × 1(a)=5(v)

电路中总是成立欧姆定律,电压、电流、电阻中知道其中两个值,变可求得另一个值。

在此,考虑一下图1-(c) 中使用的电阻器的电阻值是多少。led正常工作时约2v,干电池电压3v减去led两端的电压2v,则电阻器两端的电压vr如下…

vr=3(v)−2(v)=1(v)

若led流过的电流iled为15ma (1ma=1/1000a),根据欧姆定律,电阻值r如下…

因此,图1-(c) 的电阻值为67ω。

4. 消耗功率和额定功率

通常,像工作时需要能量一样,电机和加热器、灯等电器工作时,也需要电能。表示这些电器需要多少能量的参数就是消耗功率。功率(消耗功率也一样)用电压和电流的乘积表示,功率p有如下关系式…

p(w)=v(v)・i(a)

电阻器有电流流过时,根据欧姆定律,两端产生电压,和电器一样,电阻也消耗电能。例如,1ω电阻器流过1a电流时,根据欧姆定律产生1v的电压,电阻器的消耗功率为1w,关系式如下…

1(v)・1(a)=1(w)

电阻器情况下,这个功率会全部变成热能散发出来,消耗功率过高,则电阻器的温度上升,最后可能烧断或溶解电阻器。因此,需要标注电阻器能消耗几w功率,即额定功率。
出于电阻器烧坏等安全考虑,通常在额定功率的1/2以下的消耗功率下使用。

5. 串联连接和并联连接

电气电路的连接大体上可分为串联连接和并联连接,如图3所示。连接多个电阻器时,串联连接和并联连接其合并电阻值各不相同,阻值如下。

串联连接时:r=r1 r2 r3 ……

并联连接时:

因此,图3的合并电阻值如下。

(a) 串联连接时合并电阻值…10ω 40ω=50ω

(b) 并联连接时合并电阻值…

即串联连接时电阻器越多,合并电阻值越大,并联连接时电阻器越多,合并电阻值反而越小。

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