电阻器在电路中的作用 电阻器在电路中用作分压器、分流器和负载电阻；它与电容器一起可以 组成滤波器及延时电路、在电源电路或控制电路中用作取样电阻；在半导体管电 路中用偏置电阻确定工作点；用电阻进行电路的阻抗匹配；用电阻进行降压或限 流；在电源电路中作为去耦电阻使用，等等。总之，电阻器在电路中的作用很多， 电路无处不用电阻：下面介绍一些电阻器的基本电路。一. 限流为使通过用电器的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值，以保证用电器的 正常工作，通常可在电路中串联一个可变电阻。当改变这个电阻的大小时，电流 的大小也随之改变。我们把这种可以限制电流大小的电阻叫做限流电阻。如图1 所示，在给蓄电池充电的电路中，为了使充电电流不超过规定值，可在电路中接 入限流电阻。在充电过程中，适当调节接入电阻的大小，可使电流的大小保持稳 定。再如在可调光台灯的电路中，为了控制灯泡的亮度，也可在电路中接入一个 限流电阻，通过调节接入电阻的大小，来控制电路中电流的大小，从而控制灯泡 的亮度。二. 分流当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时，可以在额定电流较 小的用电器两端并联接入一个电阻，这个电阻的作用是“分流”。例如：有甲、 乙两个灯泡，额定电流分别是0.2A和0.4A，显然两灯泡不能直接串联接入同一 电路。但若我们在甲灯两端并联一个合适的分流电阻则当开关 S 闭合时，甲、乙 两灯便都能正常工作了。再如，在缺电压表测电阻的实验设计中，可设计如图3所示的实验电路，利用分 流电阻R与待测电阻并联，借助于电流表测干路电流和分流电阻R中的电流，利 用并联分流公式，可求出待测电阻的阻值。如果只有一个电流表，可将电流表先 后接在干路或不同的支路中测出 I 和(或和或和)，也可求出。分流电路分流电路实际上是电阻器的并联电路，如图2-2所示。它有以下几点特点: 各支路的电压等于总电压； 总电流等于各支路电流之和，即I二11 + I2 + 13; 总电阻的倒数等于各支路倒数之和，即1/R =1/R1 + 1/R2 + 1/R3在实践中经常利用电阻器的并联电路组成分流电路，以对电路中的电流进行分 配；图2-3是用于扩大电流表量程的分流电路。电流表的满度电流为50uA.现需将 它改成一个最大量程为500uA的电流表，此时只需要在电流表两端并上一只电阻 器 R1 即可。根据图2-3(b)并联电路可知I= I1 +I0若 I = 500uA， 则I1 =I - I0 = 500-50 =450uA由于10 * RO =11* R1（式中RO为电流表内阻）求得R1= （IO* R0）/l仁200Q上述的分流电路计算结果表明，只要在50uA表头 上并联一个200Q的电阻，即可使表头的量程由50uA扩大到500uA。三. 分压一般用电器上都标有额定电压值，若电源比用电器的额定电压高，则不可把用电 器直接接在电源上。在这种情况下，可给用电器串接一个合适阻值的电阻，让它 分担一部分电压，用电器便能在额定电压下工作。我们称这样的电阻为分压电阻。 如图4所示的电路，当接入合适的分压电阻后，额定电压为3V的电灯便可接入 电压为12V的电源上。又如我们常用的测电笔里有一个阻值很大的高电阻，它也 是一个分压电阻。人体的电阻一般为高电阻的，这样人站在地面上用测电笔接触 220的电源，那么测电笔中高电阻分压约为200V，人体承受的电压就只有20V， 低于36V，这样就没有触电的危险了。再如在缺电流表测待测电阻的实验设计中， 也常使用分压电阻与待测电阻串联，再利用分压公式，便可求出待测电阻的阻值 了。1. 分压电路 分压电路实际上是电阻的串联电路，如图 2-1 所示，它有以下几个特点： 通过各电阻的电流是同一电流，即各电阻中的电流相等、I二I1 = I2 = 13; 总电压等于各电阻上的电压降之和，即V= V1 + V2 + V3; 总电阻等于各电阻之和，即R = R1 + R2 +R3:在实践中可利用电阻串联电路来进行分压以改变输出电压，如收音机和扩音机的 音量调节电路、半导体管工作点的偏置电路及降压电路等。四. 将电能转化为内能 电流通过电阻时，会把电能全部（或部分）转化为内能。用来把电能转化为内能 的用电器叫电热器。如电烙铁、电炉、电饭煲、取暖器等等。3. 阻抗匹配电路图 2-4所是由电阻器组成的阻抗匹配衰减器、它接在特性阻抗不同的两个网络中 间，可以起到匹配阻抗的作用。匹配器中电阻器的阻什可由下式确定，即式中，Z1和Z2为网络1和网络2的阻 抗，它们分别为300Q和75Q。将它们代入上面两个公式中，则求得Rl=259.8 Q, R2 = 86.6Q。4. RC 充放电电路RC充放电电路是电阻器应用的基础电路，在电子电路中会常常见到，因此了解 RC 充放电特性是非常有用的。RC充放电电路如图2-5所示。图中开关S原来停留在B点位置，电容器C上没 有电荷，它两端的电压等于零。当开关接到A点时.电源E通过R向电容器C充 电，在电路接通的瞬间，电容器电压Vc = O,充电电流最大值等于Z/R。随着电 容器两极上电荷的积累，Vc逐渐增大，电阻器R上的电压Vr =E -Vc，充电电流 i = （EVc）/R且随着Vc的增大而越来越小，Vc的上升也越来越慢。当Vc = E 时，i=0,充电过程结束。试验证明，充电过程可用下面公式描述，即式中：e-自然对数；t-时间。从公式中不难看出，充电过程中Vc和i是按指数规律变化的。而充电的快慢取 决于电阻和电容的乘积，因此称RC为时间常数r即r=RC。如果R和C的的单 位取欧姆和法拉，则r的单位为秒。根据公式计算在不同时间内的Vc和i,其结果见表2-4。从表中可以看出，r越 大充电越慢。当t = 3r时,Vc=0.95E;当t=5r时,Vc=0.993E ；般认为当t=（3-5）r 时，电容器上的电荷已被充满。电容器上的电荷已被充满。当电路开关S在C充满电荷后由A端置于B端时，电 容C上的电荷通过R放电，其放电也是按指数规律进行的。利用RC充放电特性可组成很多应用电路，如积分电路、微分电路、去耦电路以 及定时电路等。电容器在电路中的作用在直流电路中，电容器是相当于断路的。电容器是种能够储藏电荷的元件， 也是最常用的电子元件之。 这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是 由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形 成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不 过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。 我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到定程度后，物 质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后， 就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是 在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。陶制电容器 但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成定的函数关系变化的。而电 容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电 场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。在 中学阶段，有句话，就叫通交流，阻直流，说的就是电容的这个性质。电容的作用：1）旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化， 降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行 放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在 通过大电流毛刺时的电压降。2）去耦去耦，又称解耦。从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。 如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变， 在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源 电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这 种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就 是所谓的“耦合”。去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相 互间的耦合干扰，在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合 的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗 泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取O.lu F、0.01u F等; 而去耦合电容的容量一般较大，可能是10M F或者更大，依据电路中分布参数、 以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而 去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们 的本质区别。3）滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也 越高。但实际上超过1p F的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频 率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电 容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低 频。电容越大低频越不容易通过。具体用在滤波中，大电容1000M F）滤低频， 小电容（20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的 两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像 个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为 电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放 电的过程。4）储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源 的输出端。电压额定值为40450VDC、电容值在220150 000p F之间的铝电 解电容器（如EPCOS公司的B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电 源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的 电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。基本功能充电和放电充电和放电是电容器的基本功能。充电使电容器带电(储存电荷和电能)的过程称为充电。这时电容器的两个极板 总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源(如 电池组)的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种 电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储 存在电容器中。放电使充电后的电容器失去电荷(释放电荷和电能)的过程称为放电。例如，用 一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和 电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波 形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。电容器主要特性参数1耐压2容量标称电容量和允许偏差标称电容量是标志在电容器上的电容量。电容器的基本单位是法拉，简称法(F),但是，这个单位太大，在实地标注 中很少采用。其它单位关系如下：1F=1000mF1mF=1000p F1|J F=1000nFlnF=1000pF电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系：00 (01) -1%、0 (02) -2%、1-5%、 II-10%、III-20%、W- (+20%-10%)、V- (+50%-20%)、切-(+50%-30%)一般电容器常用I、II、III级，电解电容器用W、V、切级，根据用途选取。