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电阻器 (Resistor)
基本概念
电阻器 — 限制电流的被动元件，将电能转化为热能。
符号:
固定: ──┤├── 或 ──□□□── (IEC)
可变: ──┤├── (电位器/可变电阻)
↗
实物: 轴向引线 (through-hole) 或 SMD 贴片
参数
| 参数 | 符号 | 单位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 阻值 | R | Ω | 标称电阻值 |
| 功率 | P | W | 最大耗散功率 |
| 精度 | - | % | 标称值与实际值的偏差 |
| 温度系数 | TCR | ppm/°C | 阻值随温度的变化率 |
| 耐压 | V | V | 最大工作电压 |
欧姆定律回顾
V = I × R
P = I² × R = V² / R
电阻将电能转为热能: 每个电阻都是一个小 heater
色环编码 (4 环)
环1 环2 环3 环4
┌─┐ ┌─┐ ┌─┐ ┌─┐
│ │ │ │ │ │ │ │
────┘ └──┘ └──┘ └──────┘ └────
数字1 数字2 乘数 精度
颜色码:
黑=0, 棕=1, 红=2, 橙=3, 黄=4
绿=5, 蓝=6, 紫=7, 灰=8, 白=9
金=×0.1 (±5%), 银=×0.01 (±10%)
例: 棕黑红金 = 1 → 0 → ×100 → ±5% = 1kΩ ±5%
黄紫橙金 = 4 → 7 → ×1k → ±5% = 47kΩ ±5%
5 环：前三环数字 + 第四环乘数 + 第五环精度 (更精密)
常见类型
| 类型 | 阻值范围 | 精度 | TCR | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 碳膜 | 1Ω~10MΩ | ±5% | -250~-1000 | 便宜、噪声大 | 通用 |
| 金属膜 | 0.1Ω~10MΩ | ±1% | ±50 | 低噪声、稳定 | 精密 |
| 绕线 | 0.01Ω~100kΩ | ±0.1% | ±20 | 大功率、低感 | 功率/电流检测 |
| 厚膜SMD | 0Ω~100MΩ | ±1%~5% | ±200 | 贴片主流 | 几乎所有SMD板 |
| 排阻 | - | - | - | 多个同值电阻封装 | 总线上拉/下拉 |
特殊电阻
电位器 (Potentiometer)
┌──────┐
Vin ─┤ 可变 ├── Vout
│ 分压 │
GND ─┤ │
└──────┘
- 三端：两端固定阻值，中间抽头滑动
- 应用: 音量调节、亮度调节、传感器
热敏电阻 (Thermistor)
NTC (负温度系数): 温度↑ → 阻值↓ (最常用)
PTC (正温度系数): 温度↑ → 阻值↑ (过流保护)
NTC 应用: 温度测量、浪涌抑制
B 参数: R(T) = R₂₅ × exp(B(1/T - 1/298))
光敏电阻 (LDR)
光照↑ → 阻值↓ (CdS 材质)
暗阻: MΩ 级
亮阻: 百Ω 级
应用: 自动夜灯、感光开关
压敏电阻 (Varistor/MOV)
电压超过阈值 → 阻值急剧下降
用于浪涌保护，吸收瞬态过压
典型: 电源输入端防雷击浪涌
电阻网络
上拉 / 下拉
上拉 (Pull-up):
Vcc
│
Rpu
│
GPIO ───┼─── 信号线
│
开关到GND
下拉 (Pull-down):
信号线
│
Rpd
│
GND
作用: 防止浮空输入，确定默认电平
典型值: 4.7kΩ ~ 100kΩ
电流检测 (Shunt)
┌── Rs ──┐
│ (mΩ) │
Iin Load
└────────┘
Vsense = I × Rs
→ 放大 Vsense 得到电流值
Rs 越小越好 (减少损耗)
典型: 1mΩ ~ 100mΩ
选型要点
-
阻值 — 按 E 系列标准值选 (E12/E24/E96)
E12: 10,12,15,18,22,27,33,39,47,56,68,82 (×10ⁿ) E24: 在E12间插入更细的值 -
功率 — 选择 ≥ 2x 实际功耗
P = I²R → 100mA 过 100Ω = 1mW → 用 1/8W (125mW) 足矣 1A 过 1Ω = 1W → 至少用 2W 规格 -
精度 — LED 限流 ±5% 即可，分压器用 ±1%
-
TCR — 精密测量需要低温漂 (如 ±25ppm)
-
封装 — 通孔: AXIAL-0.4; SMD: 0402/0603/0805/1206
关键词: 电阻, 色环码, 分压器, 上拉, 下拉, 热敏电阻, 电流检测, E系列