淺談電阻的功效及應(yīng)用

李銳騰

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，北京 100083）

一個(gè)電路系統(tǒng)是由電阻、電容、電感、集成電路等元器件組成，而電阻是這個(gè)系統(tǒng)中不可或缺的重要部件，它在電路中可作為分壓器、分流器和負(fù)載電阻使用。當(dāng)它與電容器組合在一起時(shí)，可作為濾波器及延時(shí)電路，在電源電路或控制電路中用做取樣電阻，在半導(dǎo)體管電路中用做偏置電阻，用電阻進(jìn)行電路阻抗匹配，用電阻進(jìn)行降壓或限流，在電源電路中作為去耦電阻使用，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等。總之，電阻器在電路中的作用可謂眾多，處處可見(jiàn)。

1 電阻的基本特性

由歐姆定律I=U/R變形為R=U/I，導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體本身的因素決定，與所加電壓U和通過(guò)的電流I無(wú)關(guān)。決定電阻大小的因素有：導(dǎo)體的長(zhǎng)度、材料、橫截面積以及溫度。長(zhǎng)度、材料、橫截面積是導(dǎo)體本身的因素，因?yàn)闆Q定電阻大小的因素較多，所以在研究和比較不同導(dǎo)體的電阻大小時(shí)，應(yīng)保持幾種因素相同的情況下，再討論其中一個(gè)因素對(duì)電阻大小的影響。例如，材料和橫截面積一定時(shí)，導(dǎo)體越長(zhǎng)，其電阻越大；材料和長(zhǎng)度一定時(shí)，橫截面積越大，導(dǎo)體電阻越小。不能說(shuō)鐵的電阻比銅的電阻大，因?yàn)樗鼈兊拈L(zhǎng)度、橫截面積等因素并沒(méi)有確定。電阻是為了描述導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小而引入的物理量，而導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用總是存在的，電阻的存在不會(huì)因?yàn)閷?dǎo)體兩端沒(méi)有加電壓，或者沒(méi)有通電流，它就沒(méi)有對(duì)電流的阻礙作用，就沒(méi)有電阻，只是在沒(méi)加電壓或沒(méi)通電流時(shí)，導(dǎo)體沒(méi)有起到阻礙電流的作用而已。因此，一個(gè)導(dǎo)體，無(wú)論它是否加電壓和通電流，也無(wú)論給它加多大電壓和通多大的電流，它的電阻都不會(huì)改變。或者說(shuō)電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。

2 電阻的類(lèi)別

2.1 固定電阻與可調(diào)電阻

不能調(diào)節(jié)的電阻，我們稱(chēng)之為固定電阻；而可以調(diào)節(jié)的電阻，稱(chēng)之為可調(diào)電阻。常見(jiàn)的有收音機(jī)音量調(diào)節(jié)器，主要應(yīng)用于電壓分配，稱(chēng)之為電位器。

2.2 熱敏電阻

其阻值隨環(huán)境溫度的變化而變化，正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于控制電路中，在流速計(jì)、流量計(jì)、氣體分析儀、熱導(dǎo)分析中常使用（NTC）熱敏電阻，在電器設(shè)備的過(guò)熱保護(hù)、無(wú)觸點(diǎn)繼電器、恒溫自

動(dòng)增益控制、電機(jī)啟動(dòng)、時(shí)間延遲、彩色電視自動(dòng)消磁、火災(zāi)報(bào)警和溫度補(bǔ)償中常使用（PTC）熱敏電阻。

2.3 光敏電阻

又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值，隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器。入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻廣泛應(yīng)用于探測(cè)紫外線(xiàn)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測(cè)、非接觸測(cè)量、人體病變探測(cè)、紅外光譜、紅外通信、光電自動(dòng)開(kāi)關(guān)、航標(biāo)燈、路燈、自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置、照相機(jī)自動(dòng)曝光裝置、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等方面。

2.4 壓敏電阻

在一定電壓范圍內(nèi)，電阻閥值隨電壓而變。它的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值時(shí)，流過(guò)它的電流極小，相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門(mén)，當(dāng)電壓超過(guò)它的閥值時(shí)，渡過(guò)它的電流激增，相當(dāng)于閥門(mén)打開(kāi)。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過(guò)電壓，保護(hù)電路免受過(guò)電壓的損害。廣泛應(yīng)用于電源系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)、汽車(chē)電子系統(tǒng)、家用電器和浪涌抑制器。

3 電阻的作用

電阻在電路上的主要作用有分流、限流、分壓、偏置、濾波、阻抗匹配、將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等。

（1）分流作用。分流電路實(shí)際上是電阻器的并聯(lián)電路，在實(shí)踐中經(jīng)常使用，以對(duì)電路中的電流進(jìn)行分配。

（2）限流作用。通過(guò)用電器的電流不超過(guò)額定值或?qū)嶋H工作需要的規(guī)定值，以保證用電器的正常工作，通?？稍陔娐分写?lián)一個(gè)可變電阻，用來(lái)限制電流的大小。

（3）分壓作用。在用電器上串接一個(gè)合適阻值的電阻，讓它分擔(dān)一部分電壓，用電器便能在額定電壓下工作。

（4）偏置作用。用來(lái)調(diào)節(jié)晶體管基極偏置電流，使晶體管有一個(gè)適合的工作點(diǎn)。

（5）濾波作用。一般是和電容組成RC濾波電路，可分為低通和高通電路。

（6）阻抗匹配作用?？山M成阻抗衰減器，它接在特性阻抗不同的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中間，可以起到匹配阻抗的作用。

（7）將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。電流通過(guò)電阻時(shí)，把電能全部（或部分）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種用電器叫電熱器。如電烙鐵、電爐、電飯煲、取暖器等。

（8）零歐姆電阻作用。主要功能有：作為跳線(xiàn)使用、單點(diǎn)接地、作保險(xiǎn)絲、為調(diào)試預(yù)留的位置、作配置電路、在電路中沒(méi)有任何功能、在匹配電路中使用、測(cè)耗電流、在布線(xiàn)跨接時(shí)用、在高頻信號(hào)下充當(dāng)電感或電容、跨接時(shí)用于電流回路。

從以上分析可以看出，電阻在電器設(shè)備中的應(yīng)用十分廣泛，是不可缺少的重要部分，我們應(yīng)深入全面地了解它的特性和作用，為今后在電路這門(mén)學(xué)科中的研究創(chuàng)新打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作者簡(jiǎn)介：李銳騰，男，1990年9月出生，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)大三在讀本科。