电阻

我们在审核电路的时候,往往比较关注电阻的额定功率。

但是,往往会想当然的认为:因为欧姆定律,所以电阻一定的情况下:

P=UI=U²/R=I²R

电压确定了,功耗也就确定了。所以这两个参数相关。不少开发人员觉得,关注额定功率就可以了,电阻的额定电压是多余的参数,不需要关注。

电阻正常工作是,电压不应该超过最高工作电压,否则,可能导致内部绝缘损坏而击穿电阻。

没有达到额定功率,只是一般不易热损坏。若电阻的散热条件较好,电阻温度较低,理论上功率可以超过额定功率,但实际上若没有特殊的散热措施,不会出现这种情况。

所以,电阻的额定电压和额定功率两个条件都要遵守。

额定电压主要是基于绝缘的要求,取决于电阻的材料和工艺。

额定功率主要是基于电阻的散热能力。

实际运行时,有的情况下,电阻在额定电压下,实际功率已经超过了额定功率的;有的情况下,电阻在满足额定功率的时候,电压已经超过额定电压的;

这个情况,第一跟电阻的阻值有关,第二跟电阻的封装和工艺有关,第三有时可以超过额定功率,只要温度不超过额定温度,跟环境温度有关,这种情况比较少。

电阻“额定功率”和“额定电压”的降额规范

1、合成型电阻器

1.1 概述

合成型电阻器件体积小,过负荷能力强,但它们的阻值稳定性差,热和电流噪声大,电压与温度系数较大。

合成型电阻器的主要降额参数是环境温度、功率和电压。

1.2 应用指南

a) 合成型电阻为负温度和负电压系数,易于烧坏。因此限制其电压是必须的。

b) 在潮湿环境下使用的合成型电阻器,不宜过度降额。否则潮气不能挥发将可能使

电阻器变质失效。

c) 热点温度过高可能导致合成型电阻器内部的电阻材料永久性损伤。

d) 为保证电路长期工作的可靠性, 电路设计应允许合成型电阻器有±15%的阻值容差。

1.3 降额准则

合成型电阻器的降额准则见下表。

合成型电阻器降额准则

2、薄膜型电阻器

2.1 概述

薄膜型电阻器按其结构,主要有金属氧化膜电阻器和金属膜电阻器两种。

薄膜型电阻器的高频特性好,电流噪声和非线性较小,阻值范围宽,温度系数小,性能稳定,是使用最广泛的一类电阻器。

薄膜型电阻器降额的主要参数是电压、功率和环境温度。

2.2 应用指南

a) 各种金属氧化膜电阻器在高频工作情况下, 阻值均会下降 (见元件相关详细规范) 。

b) 为保证电路长期工作的可靠性,设计应允许薄膜型电阻器有一定的阻值容差,金属膜电阻器为±2%,金属氧化膜电阻器为±4%,碳膜电阻器为±15%。

2.3 降额准则

3、电阻网络

3.1 概述

电阻网络装配密度高,各元件间的匹配性能和跟踪温度系数好,对时间、温度的稳定性好。

电阻网络降额的主要参数是功率、电压和环境温度。

3.2 应用指南

为保证电路长期工作的可靠性,设计中应允许电阻网络有±2%的阻值容差。

3.3 降额准则

4、线绕电阻器

4.1 概述

线绕电阻器分精密型与功率型。线绕电阻器具有可靠性高、稳定性好、无非线性,以及电流噪声、温度和电压系数小的优点。

线绕电阻器降额的主要参数是功率、电压和环境温度。

4.2 应用指南

a) 在 II 级降额应用条件下,不采用绕线直径小于 0.025mm 的电阻器。

b) 功率型线绕电阻器可以经受比稳态工作电压高得多的脉冲电压, 但在使用中应作相应的降额。见附录 D(参考件)。

c) 功率型线绕电阻器的额定功率与电阻器底部散热面积有关, 在降额设计中应考虑此因素。见附录 E(参考件)。

d) 为保证电路长期工作的可靠性,设计应允许线绕电阻器有一定的阻值容差:精密型线绕电阻器为 ±0.4%;功率型线绕电阻器为 ±1.5%。

4.3 降额准则

来源:硬件十万个为什么

围观 17

电阻的参数有很多,平时我们一般关注值、精度、额度功率,这三个指标合适即可。诚然,在数字电路中,我们无需关注太多的细节,毕竟只有1和0的数字里面,不大计较微乎其微的影响。但是在模拟电路中,当我们使用精准的电压源,或者对信号进行模数转换,又或者放大一个微弱的信号时,阻值的小小变动都会带来很大的影响了。在与电阻斤斤计较的时候,当然就是在处理模拟信号的场合了,后面就根据模拟电路应用分析下电阻各参数的影响。

电阻的额度阻值——电阻的额度阻值的选择往往被应用固定了,比如对一个LED灯限流,或者对某个电流信号取样,电阻的阻值基本没有其他选择。但是有些场合,对电阻的选择却有多种,比如对一个电压信号进行放大,如图所示,放大倍数跟R2与R3的比例有关,与R2、R3的值无关。这时选择电阻的阻值还是有根据的:电阻阻值越大,热噪声就越大,放大器的性能就越差;电阻阻值越小,工作时电流越大,电流噪声也就越大,放大器的性能就越差;这是很多放大电路的电阻是几十K的原因了,有需要用到大阻值的地方,或者是使用电压跟随器,或者使用T型网络来避免。


同相放大器

电阻的精度——电阻的精度很好理解,这里不啰嗦了。电阻的精度一般有1%和5%,精密的要0.1%等。0.1%的价格大约是1%的十倍,1%的价格大约是5%的1.3倍。一般地,精度代号A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。

电阻的额度功率——电阻的功率本来很简单,但是往往容易用得不恰当。比如2512的贴片电阻,额度功率是1W,根据电阻的规格书,温度超过70摄氏度时,电阻就要降额使用。2512的贴片电阻到底能用到多大的功率呢,在常温下,如果PCB焊盘没有特殊散热处理,2512的贴片电阻功率达到0.3W时,温度就可能要超过100甚至120摄氏度了。在125摄氏度的温度下,根据温度降额曲线,2512的额度功率需降额到30%了。这种情况在任何封装的电阻都需要注意的,不要迷信标称功率,关键的位置最好再三确认避免留下隐患。

电阻的耐压值——电阻的耐压值一般比较少提,特别是新手,往往没有什么概念,以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电压,一个是由额度功率决定,要保证功率不超过额度功率,另外就是电阻的耐压值了。虽然电阻体的功率不超过额度功率,但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障,在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。部分封装的耐压值包括:0603=50V,0805=100V,1206至2512=200V,1/4W插件=250V。而且,时间应用中,电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上,不然时间一长就容易出问题了。

电阻的温度系数——电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数。这个主要由电阻的材料决定的,一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃,意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时,电阻值有可能变化了0.25%。如果是12bit的ADC,0.25%的变化也就是10个LSB了。所以像AD620这样的运放,仅靠一个电阻调整放大倍数的,很多老工程师不会贪方便而使用,他们会使用常规电路,通过两个电阻的比例调节放大倍数,当电阻是相同类型的电阻时,温度引起的阻值变化不会带来比例的变化,电路就更稳定。在要求更高的精密仪表,会使用金属膜电阻,他们的温漂做到10至20ppm是容易的,当然也就贵点。总之,在仪表类的精密应用中,温度系数绝对是很重要的一个参数,电阻不精准可以在校准时调整参数,电阻随外界温度的变化是控制不了的。

电阻的结构——电阻的结构比较多,这里提下能想起来的应用。机器的启动电阻,一般是用电阻对大容量的铝电解进行预充电,充满铝电解后闭合继电器接通电源工作。这种电阻需要耐冲击,最好使用大绕线电阻,电阻的额度功率不是很重要,但瞬时功率却很高,普通的电阻难满足要求。高压应用,比如电容放电的电阻,实际工作电压超过500V,最好使用高压玻璃釉电阻而不是普通的水泥电阻。尖峰吸收的应用,比如可控硅模块两端需要并联RC做吸收,做dv/dt保护,最好就实现无感绕线电阻,这样才能对尖峰有良好的吸收性能并且不容易被冲击损坏。

围观 12

电流、电压、电阻、功率是电子电路中的重要技术参数,相关参量都可以根据其基本原理计算得出。本文主要对电流、电压、电阻、功率参数换算关系及电路中的特性进行介绍。

一、电流、电压、电阻、功率关系式

电流、电压、电阻、功率等参数间有以下换算关系。

功率=电流*电压

功率=电压*电流

电流=电压/电阻

功率:符号P单位W;

电压:符号U单位V;

电阻:符号R单位Ω;

电流:符号I单位A;

二、电流、电压、电阻、功率在通用电路中的关联关系

01. 串联电路关联特性

在串联电路中电流、电压、电阻、功率等主要由以下关联关系。

电流处处相等:I1=I2=I;

总电压等于各用电器两端电压之和:U=U1+U2;

总电阻等于各电阻之和:R=R1+R2;

电路中电器两端电压之比等于电阻之比:U1:U2=R1:R2;

总电功等于各电功之和:W=W1+W2;

各电功之比等于电阻之比和端电压之比:W1:W2=R1:R2=U1:U2;

各功率之比等于电阻之比和端电压之比:P1:P2=R1:R2=U1:U2;

总功率等于各功率之和:P=P1+P2。

02. 并联电路关联特性

总电流等于各处电流之和:I=I1+I2;

各处电压相等:U1=U2=U;

总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和:R=(R1R2)/(R1+R2);

总电功等于各电功之和:W=W1+W2;

电流之比等于电阻反比:I1:I2=R2:R1;

各电功之比等于电流之比和电阻反比:W1:W2=I1:I2=R2:R1;

各功率之比等于电阻反比和电流之比:P1:P2=R2:R1=I1:I2;

总功率等于各功率之和 P=P1+P2。

三、通用电路中相关参量的关系式

01. 电阻R

① 电阻等于材料密度乘以(长度除以横截面积):R=ρ×(L/S);
② 电阻等于电压除以电流:R=U/I ;
③ 电阻等于电压平方除以电功率:R=U^2/P;

02. 电功W

① 电功等于电流乘电压乘时间:W=UIT;
② 电功等于电功率乘以时间:W=PT;
③ 电功等于电荷乘电压:W=QU;
④ 电功等于电流平方乘电阻乘时间:W=I^2*RT(纯电阻电路);
⑤ 电功等于电压平方除以电阻再乘以时间:W=U^2*T/R(纯电阻电路);

03. 电功率P

① 电功率等于电压乘以电流:P=UI;
② 电功率等于电流平方乘以电阻:P=I^2*R(纯电阻电路);
③ 电功率等于电压平方除以电阻:P=U^2/R(纯电阻电路);
④ 电功率等于电功除以时间:P=W/T;

04. 电热Q

① 电热等于电流平方乘电阻乘时间:Q=I^2*Rt;
② 电热等于电流乘以电压乘时间:Q=UIT=W(纯电阻电路);
③ P、V、I三者之间的关系:

对于直流电来说——功率=电流×电压

对于交流电来讲——功率=电流×电压×功率因素(COSΦ)

例如——COSΦ设定为:0.75
1000W三相电流:1000W÷(380V×0.75)=3.5A(安培)
1000W单相电流:1000W÷(220V×0.75)=6.4A(安培)

交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功。也就是说没有消耗电能,即为无功功率。当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿。

四线路功率负荷相关计算式

功率的基本计算公式为——功率W(P)=电流A(I)*电压V(U)。

我国的家用市电电压一般是220V,则家用线路负荷容量计算如下:

1.5平方毫米的线电流=10A;承载功率=10A*220V=2200W;

2.5平方毫米的线电流=16A;承载功率=16A*220V=3520W;

4 平方毫米的线电流=25A;承载功率=25A*220V=5500W;

6 平方毫米的线电流=32A;承载功率=32A*220V=7064W;

而不同制冷功率空调的驱动电功率如下:

比如:

三级能效空调1P=726W;

三级能效空调1.5P=1089W;

三级能效空调2P=1452W;

三级能效空调3P=2178W;

因为空调在开启的一瞬间最大峰值可以达到额定功率的2~3倍,依最大值3倍计算:

1P空调的开机瞬间功率峰值是726W*3=2178W,则选择不小于1.5平方的线。

1.5P空调的开机瞬间功率峰值是1089W*3=3267W,则选择不小于2.5平方的线。

2P的空调的开机瞬间功率峰值是1452W*3=4356W,则选择不小于4平方的线。

3P的空调的开机瞬间功率峰值是2178W*3=6534W,则选择不小于6平方的线。

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围观 45

什么是精密电阻 ?

其实,对于不是搞计量的不需要分的那么清楚,可以大体上认为高精密、高准确、低误差等是一个意思。但是,对于“精度”一词,可以分解成分解成三个要素:

1. 温度系数
温度变化是电阻的大敌,温度系数一般用ppm/℃表示,即温度变化1度对应电阻变化百万分之几。100ppm/℃就是0.01%/℃。

2. 老化
也就是长期稳定性,一般用ppm/年来表示,也有用%/年来表示的。出厂再怎么准确的电阻,如果老化大,那么很快就变了,也就失去高准确的意义了。

3. 初始调整误差
这个其实不太重要,知道偏差是多少,只要不变就没关系,测量时可以修正。因此,在本文里没做进一不讨论。

对于精度不太高的电阻,我们可以不分,笼统的说某电阻精度是多少。比如0.1%精度的电阻,就是一个综合误差,实际上是说,在常温下(比如10℃-35℃)、1年之内,包括所有的误差,应该仍然能保证电阻在0.1%之内。

但是,对于要求高的地方,电阻的具体特性将被测试,这样才好选用。本文就将把常见的高精度电阻器按照温度系数和老化两个指标做一描述。

常见的精密电阻有三类:金属膜电阻、线绕电阻和块电阻。

① 金属膜电阻是最常见的,但好一些的为精密金属膜电阻,特点是温度系数不大,阻值比较稳定。但由于膜比较薄因此相对脆弱一些,螺旋切割和压接部分容易出问题。

② 线绕电阻也是很常用的,甚至一度是高准确设备的主打电阻。

采用的电阻丝材料现在有三种:
  •   康铜,比较古老,耐热但温度系数不太好,与铜的热电动势较高。

  •   锰铜,有精密锰铜,尽管热但温度不太高但温度系数很小,与铜的热电动势小,是广泛采用的线绕电阻材料。

  •   Evanohm,被翻译成埃佛诺姆,是一种镍铬铝铜合金,也可以简称镍铬电阻合金,温度系数最小,材料比较硬,焊接性能不太好。

③ 块电阻,又叫金属箔电阻,国外厂家以Vishay为代表,是在陶瓷基片粘上合金电阻层然后无感光刻,不仅采用了镍铬电阻合金材料,而且陶瓷衬底做进一步温度补偿,使得温度系数非常小,很多能做到<1ppm/℃。国产的型号为RJ711,性能差一些。

来源:网络整理,21ic电子网

围观 48

一、电阻的含义

电阻(Resistor),也叫电阻器,是设计中最常用的电子器件之一,可以说如果没有电阻,就无法完成电子电路的设计,因此可见其重要性。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,因此电阻满足欧姆定律:R=U/I。

二、电阻的阻值

电阻元件的电阻值大小一般与材质、温度、长度,还有横截面积有关,电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。电阻的阻值单位为欧(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)、太欧(TΩ)。

三、电阻的参数

1.标称阻值

标称在电阻器上的电阻值称为标称阻值。标称值是根据国家制定的标准系列标注的,不是生产者任意标定的,因此不是所有阻值的电阻器都存在。这种标准已在国际上广泛采用,这一系列的阻值就叫做电阻的标称阻值。标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列,分别适用于允许偏差为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.5%的电阻。其中E24系列为常用数系,E48、E96、E192系列为高精密电阻数系。

什么是E6、E12、E24、E48、E96、E192?

E ”表示“指数间距”(Exponential Spacing),在上个20世纪的电子管时代,电子元器件厂商为了便于元件规格的管理和选用、大规模生产的电阻符合标准化的要求,同时也为了使电阻的规格不致太多,协商采用了统一的标准组成元件的数值。

它的基础是宽容一部定的误差,并以指数间距为标准规格。这种标准已在国际上广泛采用,这一系列的阻值就叫做电阻的标称阻值。

电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列,分别适用于允许偏差为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.5%的电阻器。其中E24系列为常用数系,E48、E96、E192系列为高精密电阻数系

E6系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±20%,查看E6系列电阻规格表。

E12系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±10%,查看E12系列电阻规格表。

E24系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±5%,查看E24系列电阻规格表。

E48系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±2%,查看E48系列电阻规格表。

E96系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±1%,查看E96系列电阻规格表。

E192系列电阻标称阻值,对应允许偏差为±0.5%, ±0.25%, ±0.1%,查看E192系列电阻规格表。

E6系列的标称值只能是:1.0、2. 2、3.3、4.7、6.8。它表示元器件的有效数字必须从这个系列中选取,具体值可以放大或缩小10的整数倍。比如有效数字2.2,放大可以得到220欧姆的电阻标称值,缩小可以得到22毫欧的标称值。其他系列的取值如下:

E12系列:1.0、1.5、 2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、8.2;

E24系列:1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1;

E48系列:1.00、1.05、1.10、1.15、1.21、1.27、1.33、1.40、1.47、1.54、1.62、1.69、1.78、1.87、1.91、1.96、2.05、2.15、2.26、2.37、2.49、2.61、2.74、2.80、2.87、3.01、3.16、3.32、3.48、3.57、3.65、3.83、4.02、4.22、4.42、4.64、4.87、5.11、5.36、5.62、5.90、6.19、6.34、6.49、6.81、7.15、7.50、7.87、8.25、8.66、9.09、9.53;

E96系列:1.00、1.02、1.05、1.07、1.10、1.13、1.15、1.18、1.21、1.24、1.27、1.30、1.33、1.37、1.40、1.43、1.47、1.50、1.54、1.58、1.62、1.65、1.69、1.74、1.78、1.82、1.87、1.91、1.96、2.00、2.05、2.10、2.15、2.21、2.26、2.32、2.37、2.43、2.49、2.55、2.61、2.67、2.74、2.80、2.87、2.94、3.01、3.09、3.16、3.24、3.32、3.40、3.48、3.57、3.65、3.74、3.83、3.92、4.02、4.12、4.22、4.32、4.42、4.53、4.64、4.75、4.87、4.99、5.11、5.23、5.36、5.49、5.62、5.76、5.90、6.04、6.19、6.34、6.49、6.65、6.81、6.98、7.15、7.32、7.50、7.68、7.87、8.06、8.25、8.45、8.66、8.87、9.09、9.31、9.53、9.76;

E196系列:1.00、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.09、1.10、1.11、1.13、1.14、1.15、1.17、1.18、1.20、1.21、1.23、1.24、1.26、1.27、1.29、1.30、1.32、1.33、1.35、1.37、1.38、1.40、1.42、1.43、1.45、1.47、1.49、1.50、1.52、1.54、1.56、1.58、1.60、1.62、1.64、1.65、1.67、1.69、1.72、1.74、1.76、1.78、1.80、1.82、1.84、1.87、1.89、1.91、1.93、1.96、1.98、2.00、2.03、2.05、2.08、2.10、2.13、2.15、2.18、2.21、2.23、2.26、2.29、2.32、2.34、2.37、2.40、2.43、2.46、2.49、2.52、2.55、2.58、2.61、2.64、2.67、2.71、2.74、2.77、2.80、2.84、2.87、2.91、2.94、2.98、3.01、3.05、3.09、3.12、3.16、3.20、3.24、3.28、3.32、3.36、3.40、3.44、3.48、3.52、3.57、3.61、3.65、3.70、3.74、3.79、3.83、3.88、3.97、4.02、4.07、4.12、4.17、4.22、4.27、4.32、4.37、4.42、4.48、4.53、4.59、4.64、4.70、4.75、4.81、4.87、4.93、4.99、5.05、5.11、5.17、5.23、5.30、5.36、5.42、5.49、5.56、5.62、5.69、5.76、5.83、5.90、5.97、6.04、6.12、6.19、6.26、6.34、6.42、6.49、6.57、6.65、6.73、6.81、6.90、6.98、7.06、7.15、7.23、7.32、7.41、7.50、7.59、7.68、7.77、7.87、7.96、8.06、8.16、8.25、8.35、8.45、8.56、8.66、8.76、8.87、8.98、9.09、9.20、9.31、9.42、9.53、9.65、9.76、9.88;

E系列补充说明:E系列也是一种由几何级数构成的数列。E系列首先在英国的电工工业中应用,故采用Electricity的第一个字母E标志这一系列,它是以6√10 、12√10 、24√10 为公比的几何级数,分别称为E6系列、E12系列和E24系列。

E6系列的公比为 6√10≈1.5;

E12系列的公比12√10≈1.21;

E24系列的公比为24√10≈1.1。

2.允许误差

电阻的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差,±5%、±1%误差的电阻最为常见,误差代码用代码F、G、J、K等表示。

3.额定功率

指在规定的环境温度下,假设周围空气不流通,在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下,电阻器上允许的消耗功率。常见的有1/16W 、 1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等。

4.温度系数

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,是衡量电阻受温度影响大小的物理量。电阻温度系数(temperature coefficient of resistance 简称TCR)表示电阻当温度改变1度时,电阻值的相对变化,单位为ppm/℃(即10E(-6)/℃)。

5.封装尺寸

主要有插件式电阻和贴片式电阻。而插件式电阻又分为卧式插件电阻和站式插件电阻。

四、电阻阻值标称方法

1.直标法

将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上。通常用于水泥电阻、大功率贴片电阻等。

2.色标法

用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级,普通电阻一般有4环表示,精密电阻用5环表示。常用于插件电阻,比如金属膜电阻、碳膜电阻等。

对于贴片式电阻,尺寸太小的一般不在电阻上标称。

五、电阻的分类

按照不同的方式电阻的分类也有很多种,水泥电阻、碳膜电阻、温度电阻、光敏电阻、功率电阻等等

以下总结几类常见的

1.按材料分:有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型。

2.按功率分:有 1/8W、1/4W 、1/2、1W、2W等额定功率的电阻。

3.按电阻值的精确度分:有精确度为 ± 5%、± 10%、± 20%等的普通电阻,还有精确度为 ± 0.1%、± 0.2%、± 0.5%、± l%和± 2%等的精密电阻。

4.按照用途分:有分压电阻,限流电阻,采样电阻等。

以上就是关于电阻的简单介绍。如有不正之处,还请指出。

本文内容来源网络,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

围观 226

绕组直流电阻测试的对象,包含套管导电部分、引线、绕组以及分接开关等整个回路,因此绕组直流电阻的异常情况也与上述各个部分的结构以及制造、检修环节有关,分析和处理这种缺陷需要了解套管导电密封头的结构、引线和绕组的连接方式和制造工艺、分接开关的结构和动作原理等等,结合各种测试数据,进行综合的分析和判断。

绕组直流电阻的现场测量数据,要与历史数据,特别是出厂试验数据或交接试验数据进行比对。由于绕组的温度会影响测量的结果,因此,需要将两次测量的数据折算到同一温度下,然后再进行比对。

绕组直流电阻异常通常分为两种情况:

第一种情况,同一温度下,各相绕组直流电阻的初值差异常;第二种情况,同一温度下,各相绕组的互差异常。

不管是那一种情况,对于检修人员来说,需要结合试验数据的特征,以及相关信息,判断数据异常的原因,找到缺陷点,并进行修复。

带分接开关的绕组,回路连接环节较多,容易出现问题,本章中重点进行了说明。

缺陷信息收集

对于不带分接开关的低压绕组,检修人员应该查阅变压器出厂说明书,确定绕组和引线的连接方式,必要时将变压器油撤到手孔以下,打开手孔检查绕组与引线的连接是否松动。

对于带有载分接开关的高压绕组,导电回路构成环节比较多,故障点的排查也相对更为复杂一些,检修人员应该尽可能多的收集信息,辅助判断缺陷的原因,应该收集的信息包括:

1、绕组套管的制造厂和套管代号、导电密封头的结构

2、如果回路中包含有载开关,应核对有载开关的制造厂名和开关型号,检查有载开关动作次数,询问运行人员有载开关经常性调压分接范围

3、如果回路中包含无载开关,应核对无载开关的制造厂名和开关型号,查阅出厂说明 书,确定开关的结构

4、查阅检修记录,近期是否有涉及套管、有载或无载开关的检修工作

5、查阅巡视记录,近期的红外成像仪检测是否发现接头过热缺陷

6、查阅变压器出厂说明书,确定绕组和引线的连接方式

缺陷原因分析判断

1、不带分接开关的绕组直流电阻试验。

不带分接开关的绕组导电回路主要由绕组、引线和出线接线端子构成。绕组和引线之间一般采用接线板对接,螺栓紧固的方式进行连接,导电接触面大,连接方式可靠。

一旦出现 某一相的低压绕组异常,检修人员应首先检查接线端子是否松动或开裂。如果接线端子正常, 那么很有可能是绕组和引线连接板接触不良,必要时撤油至低压接线手孔,打开手孔盖板, 检查绕组和引线的连接情况。

2、带分接开关的高压绕组直流电阻试验。

这种情况下,构成导电回路的结构元件比较复杂,包含绕组、引线、分接开关、套管导电密封头、接线端子等,其中,分接开关和套管导电密封头的结构最为复杂,也经常出现接 触不良,导致绕组的直流电阻数值超标。

当发生绕组直流电阻异常缺陷时,通常会出现以下 8 类缺陷特征,每类缺陷特征分别对应着一个或多个成因。

1、套管的导电密封头接触不良。

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

(1)在所有分接位置上,某相绕组的直流电阻数值都明显偏大;

(2)套管的导电密封头结构比较复杂,容易出现接触不良的情况。

2、零点套管的导电密封头接触不良。

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

(1)在所有分接位置上,三相绕组的直流电阻数值都明显偏大;

(2)零点套管的导电密封头结构比较复杂,容易出现接触不良的情况。

3、切换开关结构原因造成直流电阻异常

缺陷现象应该具有如下特征:

(1)直阻测试数据不稳定,级差没有规律。

(2)切换开关的结构较为复杂,但经常出现问题的部分主要是触头组和面板,触头组的电气连接部分和触头组与面板的接触部分容易出现接触不良,导致接触电阻或直流电阻超标。

4、切换开关单数触头或双数触头接触不良,导致直阻异常。

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

在奇数分接位置(或偶数分接位置)上绕组的直流电阻数值整体偏大,然而在偶 数分接位置(或奇数分接位置)上数值正常。

5、选择开关触头接触不良造成的直流电阻异常,选择开关主要涉及引线与开关的连接问题、开关动触头和定触头的接触问题,这两个问题容易引起接触不良、直流电阻超标。

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

(1)在某一个固定的分接位置上,绕组直阻偏大,在其他位置上,数值合格;

(2)如果是正反调压方式,上下半区对应的分接位置出现同时偏大的现象。

6、极性开关接触不良导致的直流电阻异常

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

(1)正反调压的有载开关,上半区和下半区直阻数据相比某半区直阻整体偏大,级差比较稳定;

(2)粗细调压的有载开关,在整定位置与上下相邻位置级差变化较大,与历史数据相比整体偏大。

7、引线和绕组的异常情况导致的直阻异常

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

(1)某相绕组整体偏大,且级差均匀;

(2) 该相套管结构经检查紧固到位且接触良好,直接将测试线接在引线头上测量, 直阻仍然偏大,且级差均匀;

(3)用手晃动引线,再进行测试,绕组直流电阻数据可能发生明显变化。

8、无载分接开关接触不良导致的直阻异常

这种情况下,缺陷现象应该具有如下特征:

(1) 导电回路中包含无载分接开关;

(2) 某相绕组直流电阻偏大;

(3) 无载分接开关位置指示显示位置不正。

来源:网络、旺材变压器,版权归原作者所有。

围观 334

电阻是电路中最常见的元器件,各种各样的板子上总是少不了电阻的身影,不管是贴片电阻、直插电阻,还是功率电阻。电阻在电路中到底起到哪些作用?越是常用的东西,越是难以说清楚,本文试着和大家讨论一下电阻的作用。

直插电阻

电阻的分压作用

欧姆定律大家都清楚,U=IR,当电流流过电阻时,会在电阻两端产生电压降,在这里电阻起到了分压作用。利用电阻的分压可以实现哪些功能呢?比如说单片机在采样时,将电阻两端的电压和实际的物理量建立对应关系,通过计算电压值即可获取物理量的变化,在这里以NTC温度检测作为例子讲解,原理图如下所示:

电阻的分压作用

在上图中,固定阻值R1的电阻和可变电阻NTC串联,当温度发生变化时,NTC的阻值发生变化,从而导致R1分得的电压发生变化,通过计算R1的电压可以得到NTC当前的阻值,从而计算出当前所对应的温度值。

电阻的限流作用

电阻的作用就是限制电流,在一条串联回路中,电阻越大,那么回路中的电流也就越小。所以可以利用这个作用对回路中的电流起到限制作用,从而防止电流过大把负载设备烧坏。以发光二极管LED为例,如下图所示:

电阻的限流作用

LED需要2-10mA的电流即可被点亮,电流过大会被烧坏。上图中,电阻R3串联在LED的回路中,起到限流作用,防止电流过大将LED烧坏。以VCC=12V为例,假设LED的压降为2V,需要的电流为2mA,那么电阻R3=(12-2)/2=5KΩ,即用5KΩ的电阻将回路中的电流限制在2mA。

电阻的上拉和下拉作用

在学习单片机课程的时候,遇到了上拉电阻和下拉电阻,所谓上拉就是将接口通过电阻上拉到电源,在初始状态时使接口的电平为高;所谓下拉就是将接口通过电阻下拉到GND,在初始状态时使接口的电平为低。这样可以让电平保持稳定,不至于误动作,造成不必要的结果。

电阻的上拉作用

上图中,使用PNP三极管控制LED,在正常状态下希望LED是熄灭的,通过电阻R7将单片机控制三极管基极的引脚上拉至高电平,在不动作时使三极管截止。

电阻的下拉作用

上图中,使用NPN三极管控制LED,在正常状态下希望LED是熄灭的,通过电阻R5将三极管基极下拉到底,防止在上电瞬间程序初始化时引起误动作。

电阻起到跳线的作用

在设计电路时,为了方便后期调试,在引脚或者芯片之间通过一个电阻连接,不用时把电阻去掉,要短接时焊接一个0欧姆电阻即可。尤其是在布地线时,可以用一个0欧姆电阻做单点/多点接地。

电阻的单点接地作用

电阻的滤波作用

电阻和电容可以构成滤波器,常见的有高通滤波器和低通滤波器,如下图所示:

RC低通滤波器

上图是电阻和电容构成的滤波器,电容的容抗和输入频率是成反比的,频率越高,电容所呈现出的容抗越小,那低频就越不容易通过,所以就构成了低通滤波器。

电阻是最常见的元器件,用处很多,以上给大家总结了常用的几条,还有一些没有总结到的,欢迎大家留言讨论。

来源: 玩转嵌入式 ,作者:刘小舒

围观 439

我们经常在电路中见到0欧的电阻,对于新手来说,往往会很迷惑:既然是0欧的电阻,那就是导线,为何要装上它呢?还有这样的电阻市场上有卖吗?其实0欧的电阻还是蛮有用的。

零欧姆电阻又称为跨接电阻器,是一种特殊用途的电阻,0欧姆电阻的并非真正的阻值为零(那是超导体干的事情),正因为有阻值,也就和常规贴片电阻一样有误差精度这个指标。

以下总结了零欧姆电阻的一系列用法。

1. 在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。

2. 可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)3.在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。

4. 想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。

5. 在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻

6. 在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。如地与地,电源和IC Pin间7.单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。)

8. 熔丝作用

9. 拟地和数字地单点接地

只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。

不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:
(1)用磁珠连接;
(2)用电容连接;
(3)用电感连接;
(4)用0欧姆电阻连接。

磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显着抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。

电容隔直通交,造成浮地。

电感体积大,杂散参数多,不稳定。

0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。

以下两个图是一个电路,只是由于元件的标号不一样。R7(R33)就是模拟地和数字地的单点链接端。

10. 跨接时用于电流回路

当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。

11.配置电路

一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。

空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。

12.其他用途

布线时跨线;
调试/测试用;
临时取代其他贴片器件;
作为温度补偿器件;

更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。

还有就是不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同,一般0603的1A,0805的2A,所以不同电流会选用不同尺寸的还有就是为磁珠、电感等预留位置时,得根据磁珠、电感的大小还做封装,所以0603、0805等不同尺寸的都有了。

出处:电子发烧友网

围观 424

简要介绍

由于电动机直接起动时,起动电流会达到电机额定电流的7~8倍,一般上一级变压器的容量都承受不了,特别是大功率的电机,必须加装起动设备,否则会造成变压器局部下跳闸。水电阻是指利用电解液的阻值特性,通过调节极板间距离来实现电机的软启动或者调速软起动装置用于大中型高压鼠笼(绕线式)交流异步电动机或异步起动的高压同步电动机,作降压起动之用。使用该装置起动的电机具有起动电流小且恒定、转矩逐步增加的软起动特性, 起动过程中无电流冲击和机械冲击,起动时对电网影响小,无电磁干扰、 是起动电抗器和自耦降压起动器的理想替代产品 , 相对于高压变频软起动器而言,又具有明显的操作简单、免维护、无谐波污染等优势。

基本原理

靠溶解在水中的电解质(NaHCO3)离子导电,电解质充满于两个平面极板之间,构成一个电容状的导电体,自身无感性元件,故与频敏、电抗器等起动设备相比,有提高电动机的功率因数,节能降耗的功能。水电阻串入电动机定子回路以后,不仅能改变电动机的转差率S,达到调速的目的,还能增加电动机起动时的转矩,减小起动电流。具有平滑无级调速,并可使转速达到额定转速。HYT系列水阻调速器是以改变串入电机转子回路的水电阻来调节电机转速的,电阻越大,电机转速越低;电阻为零,电机达 到全速。

优点

1)大中型绕线异步电动机进行无级调速,调速比可达2:1,完全可以满足设备所需的调速范围;

2)作电动机起动之用,具备水阻软起动器起动电流小,起动平稳等全部优点;

3)与变频调速、可控硅串级调速相比更经济可靠实用,且维护简单;

4)液力偶合器相比,布置灵活,使用方便,另外,用液力偶合器后,工作机械达不到电机的全速,而用本调速 器则可达到;

5)为风量与转速成正比,该调速器调节风量的线性度更好。可将液体电阻循环冷却降温。

缺点

1、通过调节极板距离改变电阻,精度和灵敏度低;

2、需要经常加水;

3、环境温度变化对起动特性有影响,温度变化比较大的地方一般需要加装空调。

分类

根据水电阻使用方式的不同,将其分为启动和调速两类

1. 水电阻起动柜(适用于任何高压电机,转子串水电阻的可以配进相机补偿无功);

2. 水电阻调速柜,原理由串极调速而来.特点:适用的场合对环境要求不高,可靠性好,成本极低.缺点:水电阻对环境低温(0度以下时,要有自动加热装置)既受环境温度和弱碱的配比影响,效率不如变频.对高压绕线式电机来说,水电阻调速性价比是最好的,这是没说的。存在的问题:没有进一步量化控制。水电阻的可靠性很高,但成本只有高压变频的1/4-1/3.就成本来说,用户肯定首选水电阻.但是论科技含量当然不如高压变频。

作者:侯成敬,转自:自动化控制技术控

围观 309

在一块PCBA中,我们所看到的器件最多的一定是电阻。如果说芯片是电路的大脑,那么电阻便是连接各肢体的神经元。在高速电路设计中电阻的应用主要有4点。

1、限流作用

在高速电路中同时存在很多TTL芯片、MOSFET芯片、IGBT芯片、那么芯片之间驱动兼容便尤为重要。当MOSFET电平驱动TTL芯片时,便需要加限流电阻。而相反则需要增加电源以增加驱动电流(设计到电平转换电路)。


各种不同IC之间的接口驱动要求。

2、电阻精度

2.1、在高速电路中我们所需要的的采样电路、分压电路、反馈电路等由电阻组成时,我们需选用1%精度的电阻。

2.2、由于芯片的AD口都会存在上拉或者下拉电阻,此时情更需注意电阻值的选择,使得测得的芯片AD口测得的电压误差小(涉及到MCU的AD口电阻匹配问题)

3、阻抗匹配

很多高速信号线上,如特性阻抗为75欧姆的CVBS信号线、特性阻抗为100欧姆的LVDS数据信号线、特性阻抗为90欧姆的USB高速数据线上,在信号传输的过程中,路径的每一步都有相应的瞬态阻抗,如果沿着互联线传输的电信号感到的瞬态阻抗发生变化,那么一部分将继续走下去,而另外一部分将反射后源端。

由于各个信号线上所需要的特性阻抗不一致,且信号源的阻抗不匹配。当源内阻小于传输线内阻时将出现振铃,也就是过冲,过载传输线。过大的过冲往往会损坏器件。而如果源内阻大于传输线阻抗时,便会出现欠冲,这会引起电路逻辑处于不确定状态,可能导致误判或信号丢失。

信号线的过冲与欠冲现象

此时便需要串联电阻、并联电阻、上拉电阻、下拉电阻等手段改善阻抗匹配情况。减少高速信号线上的由于阻抗匹配失配的情况下造成的信号反射等情况。

端接电阻不仅可以限流还可以改善信号线阻抗匹配。

4、滤除高频噪声

当高速信号线之间串联电阻后,电阻便和信号线间的分布电容及负载的输入电容组成RC电路,降低信号边沿的陡峭程度。此举可以消除信号线的高频噪声,改善EMC。

例如,USB驱动器和USB线的阻抗匹配必须在USB D+和D-上串联电阻,串联电阻的要求为Rs+R串=USB线特性阻抗;

以下分别为串联3ohm、51ohm、68ohm眼图,RTmean和FTmean为上升和下降时间的平均值。

过冲较大

没有过冲

电路参数

注意:若电阻较大会造成边沿的陡峭程度过低,此时会造成高速数据由于建立时间与保持时间不足或裕量不够而丢失数据,从数据眼图上看即可区别。

R串=0ohm眼图

R串=33ohm眼图

作者:何雪涛
转自:
励知科技

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