電阻器的結構與原理

電阻器和電感器、電容器一起是電子學三大基本無源器件。從能量的角度來講，電阻器是一個耗能元件，將電能轉化為熱能。并且電阻器是電子電路中應用數量最多的元件，通常按功率和阻值形成不同系列，供電路設計者選用。那么什么是電阻器?其的結構與原理又是什么?下面一起來看看：

1.基本定義

(1)電阻器在日常生活中一般直接稱為電阻。是一個限流元件，將電阻接在電路中后，電阻器的阻值是固定的一般是兩個引腳，它可限制通過它所連支路的電流大小。

(2)作用：在電子設備中，作負載、分流、限流、分壓、降壓、取樣等。

(3)單位：電阻器的基本單位是歐姆(Ω)。在實際當中，常常使用由Ω導出的單位。千歐(kΩ)兆歐(MΩ)吉歐(GΩ)太歐(TΩ)拍歐(PΩ)艾歐(EΩ)等。進率以kΩ為界限千以下(包含千)用小寫以上用大寫。

(4)電路符號：在電路中，電阻用符號“

”表示，長是寬的3倍(至少2倍)。當加上限定符號后，可表示不同特性的電阻。

電阻器

2.基本結構

電阻器由電阻體、骨架和引出端三部分構成(實芯電阻器的電阻體與骨架合二為一)

電阻器外形圖

2.1材料成分與作用

(1)基體：支撐電阻體與端子的部分

電阻器的基體最常使用氧化鋁絕緣體。

需要根據電阻器的用途，選擇適合的材料(熱傳導率、熱膨脹系數、機械強度等)。

(2)電阻體：決定電阻器的基本特性、性能的部分電阻

假設有下圖中的物質：

截面積[cm2]：S

長度[cm]：L

物質的固有電阻[Ω?cm]：ρ

則該物質的電阻R為R=ρ?L/S [Ω]

物質

(3)端子：使電阻體與基板(電路圖案)等建立電氣、機械連接的部分

是施加電壓或電流的部分，電阻器的端子結構和形狀必須根據貼裝方法選擇。

為了提高貼裝密度、削減貼裝成本，表面貼裝元件(SMD)如今已成為主流。

2.2結構圖例

(1)矩形片式電阻器

(2)引線插入型電阻器(皮膜型)

3.基本原理

理想的電阻器是線性的，即通過電阻器的瞬時電流與外加瞬時電壓成正比。一些特殊電阻器，如熱敏電阻器、壓敏電阻器和敏感元件，其電壓與電流的關系是非線性的。在電阻器中，決定阻值的只是電阻體。對于截面均勻的電阻體，電阻值為：

式中ρ為電阻材料的電阻率(歐·厘米);L為電阻體的長度(厘米);A為電阻體的截面積(平方厘米)。

薄膜電阻體的厚度d很小，難于測準，且ρ又隨厚度而變化，故把視為與薄膜材料有關的常數，稱為膜電阻。實際上它就是正方形薄膜的阻值，故又稱方阻(歐/方)。對于均勻薄膜：

式中W為薄膜的寬度(厘米)。通常Rs應在一有限范圍內，Rs太大會影響電阻器性能的穩定。因此圓柱形電阻體以刻槽方法，平面形電阻體用刻蝕迂回圖形的方法來擴大其阻值范圍，并進行阻值微調。

電阻

電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長度，還有橫截面積有關，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數，其定義為溫度每升高1℃時電阻值發生變化的百分數，因此要選擇哪一種材料和結構的電阻器，應根據應用電路的具體要求而定。

本文總結了電阻器的基本定義、結構以及原理。在選用電阻器時，一定要先了解電子產品整機工作環境條件。從技術性能考慮滿足電路技術以保證整機的正常工作，并從經濟上考慮其價格、成本，還要考慮其貨源和供應情況。

審核編輯黃宇