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电阻基础(R)

2020年3月2日通过罗伯特Keim
在此视频教程中,我们将探讨一个基本电容,在电子系统的分析和设计中占据突出。
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前一个教程呈现电压源作为向电网提供能量的电路元件。在功能电路中,这种势能表现为我们呼叫电流的电荷流。

显然,电压和电流之间有一个关系:如果一个电压源连接到一个组件或一个组件网络,电流就会流动。


然而,电流的大小并不完全由电压源决定。电路中的导线和元件会对电荷的运动产生一定的阻力,这个反对影响由给定电压源产生的电流的大小。我们使用这个术语电阻(R)为了捕捉这种固有倾向的思想,可以反对电流,并且电阻附带一个单位 - 称为欧姆-使我们能够量化对电流的反向作用

导体和绝缘体

所有材料(除了超导体)呈现出一些抗性。条款导体绝缘子不要分别识别具有零电阻和无穷大电阻的材料。相反,它们是参考材料表现出非常低的电阻和非常高的电阻的方便方法。

在电气工程的背景下,根据给定申请的特征,我们以不同的方式处理导线和绝缘体。例如,印刷电路板上的短铜迹线提供的电阻通常足够低,可以忽略足够低,并且我们可以分析电路,尽管部件之间的连接具有零电阻。相反,由电镀铜线组成的电缆中的电阻不平衡可能在高精度传感器应用中引起重大问题。


电路设计中的电阻

有意的阻力

当目标仅仅是传递电能时,电阻就成了麻烦:它减少了传递给用户的电流,并以无用的热量散去电力。然而,电阻在低压电路设计中起着至关重要的作用。电气工程师经常使用电阻来完成一些任务,例如降低电压信号的幅度,建立放大器电路的增益,限制通过发光二极管的电流,以及创建称为滤波器的频率依赖网络。

我们将我们纳入电子电路的故意阻力来自称为各个组件的形式电阻器。两个符号用于表示电路图中的电阻:


工程师确定电路不同部分所需的电阻量,然后通过安装具有适当电阻规范的电阻来创建物理电路。

无意的阻力

电路中充满了不是由电阻器产生的电阻。电线、印刷电路板的痕迹、集成电路上的引脚、电容和电感上的引线——当我们在典型的电子系统中工作时,不存在完美的导体。

这种类型的阻力被称为寄生电阻,它对电路功能的影响程度取决于各种因素。在许多情况下,寄生电阻可以被忽略,因为它不会以任何明显的方式改变电路的功能。

下图描绘了电容器的简化等效电路如何使用附加电阻来表示组件的寄生电阻。

单位

与电阻联系最密切的单位是欧姆。欧姆的符号为Ω,所以50欧姆的电阻记作:50 Ω。欧姆的意义将在以后的教程中讨论,当我们学习欧姆定律。

欧姆聚焦于材料对抗电流的倾向。如果我们想量化一种材料允许电流流动的趋势,我们可以使用西门子(这个单位的符号是S)。欧姆用来量化电阻,西门子用来量化电阻电导。如果取电阻的倒数(以欧姆为单位),就得到电导(以西门子为单位)。因此,一个50 Ω电阻的电导为1/50 = 0.02 S。

结论

我们已经讨论了一些与电阻有关的基本信息,电阻是电子系统中一个极其重要的方面。在下一个教程中,我们将探索另外两个基本电路概念:电容和电感。