電子技術:電阻的電路應用

2021-01-08 小波學電子

前文講了電阻的識別、參數、基本作用等知識,沒看過的可以打開作者主頁查看哦。

這篇文章我們一起來學習一下電阻的一下電路應用。

電阻在電路中最基本的作用是:限壓、限流、分壓、分流。

根據電路設計在電路中可以有很多種作用:分流、限流、分壓、偏置、上拉、下拉、反饋、振蕩或濾波(與電容器組合使用)、緩衝、阻抗匹配、將電能轉化為熱能等

而根據電阻自身的結構或特性又有:固定電阻、零歐電阻、可調電阻、熱敏電阻、壓敏電阻、光敏電阻、保險電阻等

在學習電阻的應用前我們需要對各種不同的電阻有一個認識:

電阻一家成員挺多的,符號也有好幾種,下圖分別是滑線可調電阻、可調電阻、微調電阻、敏感電阻、光敏電阻、保險電阻。

電阻符號

下面我們來認識一下普通的固定電阻:

普通的固定阻值電阻阻值是一個確定的值,電阻值根據電路的需要從零點幾歐到兆歐級別應有盡有,根據其電阻大小與電路設計可以有多種作用:分流、限流、分壓、偏置、上拉、下拉、反饋、振蕩或濾波(與電容器組合使用)、緩衝、阻抗匹配、將電能轉化為熱能。

普通固定電阻的電路符號

下面講幾個比較典型的電阻應用。

① 電阻的分流作用

當在電路的幹路上需同時接入幾個額定電流不同的用電器時,可以在額定電流較小的用電器兩端並聯接入一個電阻,這個電阻的作用是「分流」。例如:有甲、乙兩個燈泡,額定電流分別是0.2A和0.4A,顯然兩燈泡不能直接串聯接入同一電路。但若我們在甲燈兩端並聯一個合適的分流電阻,則當開關S閉合時,甲、乙兩燈便都能正常工作了。

分流作用

上圖中的電阻、燈泡分流的圖是為了出題考學生的,實際上沒幾個人這麼幹,實際上的電阻分流應用也比較少,下圖中紅圈內的兩個電阻可以算作分流作用,20V電壓經過他們在給晶片供電,兩個20歐姆的並聯總阻值為10歐姆,流過的總電流一個電阻承受一半,這樣它們可以承受更大的功率。

實際應用

② 電阻的限流作用

通過用電器的電流不超過額定值或實際工作需要的規定值,以保證用電器的正常工作,通常可在電路中串聯一個可變電阻。當改變這個電阻的大小時,電流的大小也隨之改變。我們把這種可以限制電流大小的電阻叫做限流電阻。

比如發光二極體LED往往都需要串聯一個限流電阻控制流過它的電流,因為一般的小型LED燈珠只需要10mA左右的電流便可以發光了,而它的內阻非常小,如果直接接在電源上會導致電流過大,LED壽命急劇縮減,甚至直接損壞。

網上的限流電阻在線計算工具

③ 電阻的分壓作用

一般用電器上都標有額定電壓值,若電源比用電器的額定電壓高,則不可把用電器直接接在電源上。在這種情況下,可給用電器串接一個合適阻值的電阻,讓它分擔一部分電壓,用電器便能在額定電壓下工作。我們稱這樣的電阻為分壓電阻。但是使用電阻分壓給用電器供電並不划算,會在分壓電阻本身上浪費太多功率。

實際上電阻分壓更多的是用來產生參考電壓,參考電壓並不是直接給用電器供電,而是把電壓送到穩壓器電路作參考,再由穩壓器給負載供電。

如上圖中的VCC5AB是5V電壓,經過兩個阻值不同的分壓電路後可以得到2.5V和1.8V的參考電壓。

計算公式為Vout=Vin*(R2/(R1+R2)),上面接供電的是R1,下面接地的是R2。

④ 上拉電阻與下拉電阻

上拉電阻與下拉電阻用在數字電路中,存在高低電平的場合。一般並聯在控制線或一些總線上。

上拉電阻:電阻一端接VCC,一端接邏輯電平接入引腳(如單片機引腳)

下拉電阻:電阻一端接GND,一端接邏輯電平接入引腳(如單片機引腳)

SCL和SDA為I2C總線

上圖中紅圈內R13、R14兩個電阻就屬於上拉電阻,它們一端接3.3V供電,一端接I2C總線,它們的作用是為了提高信號線上的信號強度。例如,用單片機輸出高電平,但由於後續電路的影響,輸出的高電平不高,就是達不到VCC,影響電路工作。所以要接上拉電阻。下拉電阻情況相反,讓單片機引腳輸出低電平,結果由於後續電路影響輸出的低電平達不到GND,所以接個下拉電阻。

再一個就是如上圖中的R18為下拉電阻,在單片機剛上電的時候,IE_DATA這個點的電平是不定的,還有就是如果你連接的單片機在上電以後,單片機引腳是輸入引腳而不是輸出引腳,那這時候的單片機電平也是不定的,R18的作用就是如果前面的單片機引腳電平不定的話,強制讓電平保持在低電平,這樣三極體就不會導通。

普通的電阻的作用就講到這裡,下次再一起學習一些特殊電阻的電路應用,有興趣的可以關注作者在主頁查看哦。

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