电阻器的结构与原理

电阻器和电感器、电容器一起是电子学三大基本无源器件。从能量的角度来讲，电阻器是一个耗能元件，将电能转化为热能。并且电阻器是电子电路中应用数量最多的元件，通常按功率和阻值形成不同系列，供电路设计者选用。那么什么是电阻器?其的结构与原理又是什么?下面一起来看看：

1.基本定义

(1)电阻器在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。

(2)作用：在电子设备中，作负载、分流、限流、分压、降压、取样等。

(3)单位：电阻器的基本单位是欧姆(Ω)。在实际当中，常常使用由Ω导出的单位。千欧(kΩ)兆欧(MΩ)吉欧(GΩ)太欧(TΩ)拍欧(PΩ)艾欧(EΩ)等。进率以kΩ为界限千以下(包含千)用小写以上用大写。

(4)电路符号：在电路中，电阻用符号“

”表示，长是宽的3倍(至少2倍)。当加上限定符号后，可表示不同特性的电阻。

电阻器

2.基本结构

电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成(实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一)

电阻器外形图

2.1材料成分与作用

(1)基体：支撑电阻体与端子的部分

电阻器的基体最常使用氧化铝绝缘体。

需要根据电阻器的用途，选择适合的材料(热传导率、热膨胀系数、机械强度等)。

(2)电阻体：决定电阻器的基本特性、性能的部分电阻

假设有下图中的物质：

截面积[cm2]：S

长度[cm]：L

物质的固有电阻[Ω・cm]：ρ

则该物质的电阻R为R=ρ・L/S [Ω]

 

物质

(3)端子：使电阻体与基板(电路图案)等建立电气、机械连接的部分

是施加电压或电流的部分，电阻器的端子结构和形状必须根据贴装方法选择。

为了提高贴装密度、削减贴装成本，表面贴装元件(SMD)如今已成为主流。

2.2结构图例

(1)矩形片式电阻器

(2)引线插入型电阻器(皮膜型)

3.基本原理

理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。一些特殊电阻器，如热敏电阻器、压敏电阻器和敏感元件，其电压与电流的关系是非线性的。在电阻器中，决定阻值的只是电阻体。对于截面均匀的电阻体，电阻值为：

式中ρ为电阻材料的电阻率(欧·厘米);L为电阻体的长度(厘米);A为电阻体的截面积(平方厘米)。

薄膜电阻体的厚度d很小，难于测准，且ρ又随厚度而变化，故把视为与薄膜材料有关的常数，称为膜电阻。实际上它就是正方形薄膜的阻值，故又称方阻(欧/方)。对于均匀薄膜：

式中W为薄膜的宽度(厘米)。通常Rs应在一有限范围内，Rs太大会影响电阻器性能的稳定。因此圆柱形电阻体以刻槽方法，平面形电阻体用刻蚀迂回图形的方法来扩大其阻值范围，并进行阻值微调。

电阻

电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数，因此要选择哪一种材料和结构的电阻器，应根据应用电路的具体要求而定。

本文总结了电阻器的基本定义、结构以及原理。在选用电阻器时，一定要先了解电子产品整机工作环境条件。从技术性能考虑满足电路技术以保证整机的正常工作，并从经济上考虑其价格、成本，还要考虑其货源和供应情况。

审核编辑 黄宇