在電學的海洋中,無源元件與有源元件一直在我們身邊圍繞,小到電子電路大到集成芯片。那麼什麼是有源元件?何為無源元件呢?
今天的标題是電阻器
電阻器就是一個無源元件,他被歸為無源元件有以下幾點:
第一:耗散功率,電阻在電路中有阻礙作用,當然電阻越大阻礙電流就越大,當阻值大到一定程度,電阻就會發熱。
(熱)就是電阻将電能轉為動能的一種轉變,與其說是能量的轉換何不如說是電阻講電流消耗也就是消耗功率。繼而電阻成為了我們又愛又恨的器件。
第二:電阻不需要方式的任何激活,在模拟電子技術中我們常常會聽到,壓控器件、流控器件,甚至是串聯分壓控制、等等聽着都煩。
而電阻既然可以叫做無源器件,他自身是不需要任何激活方式的,就比如需要一個10歐姆的電阻,我們還需要去做一個控制電路嗎?還需要考慮電阻的輸入和輸出的比例嗎?根本不需要。隻需要将其放入電路中,他自身就會才是作用。
好了,現在我們了解了電阻是一個無源器件,那麼電阻究竟是什麼東西?他與物理學中的電阻一樣嗎?為什麼是電阻器?
别急,聽我慢慢到來。
一:何為電阻:電阻是導體對電流的阻礙作用,相當于我們河道中的石頭,石頭越大,水流就越小,形成的水壓就越大。但電阻是對于任意導體與對電流阻礙的一種宏觀的說法,隻是一個理論的,一個無從下手的一種說法。
而電阻器呢?
先來看幾個圖片:
這些呢都是電阻器,電阻器實際上是用電阻材料制成、有一定的結構形式的一種二端電子元件。當然這個電子元件是在電路中起阻礙作用的。
這樣就解釋了物理學中的電阻與電子電路中的電阻器有什麼不同。
物理學中的電阻概念是一種以宏觀的角度、以任意導體對電流流動能力的阻礙。
在這裡并沒有說電阻是什麼。有可能是一個形式也有可能就
是一種宏觀概念。
而電阻器,則是以一種形式,一種形态所呈現的一個微觀的
物理。
但是電阻與電阻器雖觀念不同,但其本質相同,且以電阻概
念可以理解電阻器。
電阻器我們知道他是以一種實際存在的方式而出現的,那麼決定電阻的大小,與電阻的精度是什麼?
要想了解這些,就需要了解電阻的結構,上圖:
這是線繞電阻的結構圖,我們可以發現其組成由
引線、外層、與電阻絲。而電阻絲是繞制在陶瓷載體上邊的。
由此可見,決定電阻大小的不是外層,因為外層隻會其絕緣
作用,引線當然也不會,如果引線可以決定電阻的大小,那
麼是不是通過引線可以改變其阻值,這種糟邏輯。。
好!既然這樣我們看看内部吧,内部無非是漆包線,繞制而
成并由陶瓷芯作為載體。陶瓷不會導電,因為在低頻電路中
陶瓷是不導電的。那麼隻剩下漆包線了。
漆包線就是導線吧,要不水管也可以,如果說,決定水流流
過水管的大小的因數是管子的管徑和管子的長度,當然還有
管子内壁的光滑程度。
那麼電阻也就是說的電阻絲,如果将其比喻為管道,那麼其
長度、截面積這倆點就至關重要。
當然還有一個光滑長度也就是所說的通過能力,也就是電阻
率了。
好了,了解了導線的截面積、長度、與電阻率,下面簡單說
一下其數學表達式:
其中P:電阻率
L:長度
A:截面積
其中長度與截面積可以通過導線測量而得,而電阻率需要查表
這是常用材料,對應的電阻率。
我們參考上述公式就會發現,其中電阻阻值與電阻率成正比與長度成正比,而與截面積成反比。
這正好與電導相反!!!
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