摘要:电阻是电子电路中最基础、最核心的元件之一。它的作用众多,以下是电阻在电路中的十大主要作用,并附有详细解释和实例。
电阻是电子电路中最基础、最核心的元件之一。它的作用众多,以下是电阻在电路中的十大主要作用,并附有详细解释和实例。
一、限流与保护
这是电阻最基础、最直接的作用。
根据欧姆定律 I = V / R,在电压固定的情况下,电阻越大,电流越小。通过在电路中串联一个电阻,可以限制流过后续元件(如LED、晶体管等)或电路的电流,防止因电流过大而烧毁。
限流电阻值大小要根据具体电路而定,以几十Ω到1K为常见,功率也比较大。
如图示
在该电路中,RX1就是限流电阻,阻值22Ω,功率2w。
二、分压
这是模拟电路和信号处理中极其重要的作用。
将两个或更多电阻串联起来,根据每个电阻的阻值比例,从它们的连接点可以获取一个低于输入电压的稳定电压,再送去其它电路。
如图示
在该BUCK降压电路中,R1、R2是分压电阻,将输出电压分压,形成取样电压送入电源芯片电压反馈脚(FB)。
这在开关电源电路中非常常见。
此外还有电位器,它本身就是一个可调的分压电阻。
再比如电平移位(降压)电阻:如将较高的信号电压(如5V)转换为较低的信号电压(如3.3V),以便与不同工作电压的芯片兼容。
还有为运算放大器提供偏置电压的电阻。
三、上拉电阻与下拉电阻
在数字电路中,用于确保在无主动输出时(无信号),电路节点处于一个确定的逻辑状态(高电平或低电平)。
上拉电阻:将一个不确定状态的节点通过一个电阻连接到高电平(如Vcc),使其在无信号时保持为高电平。
如图示
在该l2C总线电路,R1、R2就是上拉电阻。
它们的作用就是在设备空闲状时,使总线两条数据线保持高电平状态。
下拉电阻:将一个不确定状态的节点通过一个电阻连接到低电平(如GND),使其在无信号时保持为低电平。
如图示
在该电路中,R即为下拉电阻,下端与地相连,在无信号,通过R下拉,使A点保持低电平状态。
再比如微控制器I/O口:当按键未按下时,I/O口通过上拉电阻保持高电平。按键按下时,被拉低到GND,微控制器检测到低电平。
四、加热
我们知道电流流过电阻时,会因焦耳效应产生热量,根据这一原理,电阻又生产出电热器、电饭煲、电烙铁、电水壶等。核心元件就是大功率的发热电阻丝。
如图示
再比如白炽灯灯丝是一个电阻,通电后发热至白炽状态而发光。
五、检测电流
通过测量一个小阻值电阻上的电压降来间接计算电流。
根据欧姆定律 V = I \ R,在被测电流路径中串联一个精密的“采样电阻”。测量该电阻两端的电压,即可换算出电流 (I = V / R)。
如图示
在该电流检测电路中,Rs即为电流检测电阻。
再比如电源管理芯片内部集成采样电阻,用于监测系统功耗和进行过流保护。
电池充电/放电管理通过采样电阻监测充放电电流。
以及万用表的电流档内部使用精密采样电阻进行测量。
六、定时
电阻与电容或电感组合使用,构成决定电路时间常数的RC或RL电路。
电阻的阻值决定了电容充电/放电或电感充能/释能的速度。
比如RC低通/高通滤波器,滤除信号中的高频或低频噪声。
微控制器复位电路一个RC电路可以产生上电延时,确保微控制器在电源稳定后再开始工作。
如图示
振荡器/定时器电路,如555定时器通过外部电阻和电容来设定输出波形的频率和占空比。
七、滤波
电阻滤波的原理是利用电阻与其他元件(如电容和电感)组成的电路,对特定频率范围内的信号进行衰减或抑制,从而实现信号的筛选和处理。
电阻在滤波电路中主要起到限制电流、调节电压以及确定滤波器的频率响应等作用 。
常见的电阻滤波电路包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器
如图示
八、 反馈
在运算放大器等有源电路中,电阻网络用于构成负反馈或正反馈,从而精确控制电路的增益、带宽和稳定性。
将输出信号的一部分通过电阻网络送回到输入端。
如图示
九、衰减
与分压作用类似,但通常特指对信号幅度进行有目的的减弱。
使用电阻分压网络,按固定比例降低信号的幅度。
如图示
再比如示波器探头的10x探头内部有一个9MΩ的电阻与示波器1MΩ输入阻抗构成10:1的分压器,用于检测更高电压的信号!
电阻的作用,还远不止这些,友友们还知道哪些呢?
来源:后来者驿站
