一篇了解电阻的使用

一、电阻理论基础

1.电阻的定义

2.欧姆定律

3.电阻决定式

4.电阻的串并联编辑

5.电阻的功率

6.温度对电阻的影响

二、电阻的选型

1.安装方式

2.电阻值

（1）电阻值的标称

（2）电阻值的确定

（3）电阻的精度

3.电阻的封装

4.电阻的功率

（1）电阻功率和温度的关系

5.电阻的额定电压

三、零欧姆电阻

1.应用场景

2.零欧姆电阻的作用

3.零欧姆电阻阻值

4..零欧姆电阻的过流能力

四、电阻仿真

一、电阻理论基础

1.电阻的定义

导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。电阻（Resistance，通常用“R”表示）是一个物理量，在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号为Ω。

2.欧姆定律

R = U / I

I：流过导体的电流，单位为安培（A）

U：导体两端的电压，单位为伏特（V）

R：导体的电阻值，单位为欧姆（Ω）

3.电阻决定式

R = ρl / S

ρ：物质的电阻率，单位为[Ω・cm]

l：物质的长度，单位为[cm]

S：物质的横截面积，单位为[cm2]

R：该物质的电阻R，单位[Ω]

影响因素：

1、长度：当材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大。

2、横截面积：当材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。

3、材料：当长度和横截面积相同时，不同材料的导体电阻不同。

4、温度：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大，如金属等；对少数导体来说，温度越高，电阻越小，如碳。

4.电阻的串并联

R串 = R1 + R2

5.电阻的功率

功率，指物体在单位时间内做功多少，是用于描述做功快慢的物理量，用字母P来表示。

P = W / t

电阻器在电路中作为纯耗能元件，其将电能转换为热能，这个热量被电阻吸收并最终耗散至环境中。固定阻值的电阻，其实际工作功率取决于两端的电压或电流：

P = UI = U² / R = I² x R

电阻器作为一个实体物质，其所能承受的热量是有限的；超过其限度，阻值会发生较大的变化，甚至开路。

6.温度对电阻的影响

电阻温度系数TCR：电阻温度系数（temperature coefficient of resistance 简称TCR）表示电阻当温度改变1 摄氏度时，电阻值的相对变化，单位为ppm/℃，ppm（part per million）百万分之几。

例：100ppm/°C 电阻温度系数的贴片电阻器，从基准温度20°C 到100°C 时的阻値变化率是？

二、电阻的选型

1.安装方式

贴片电阻：

优点：

（1）体积小、重量轻、易保存及运输

（2）贴片电阻易焊接、分解拆卸

（3）稳定强、可靠性高

插件电阻：

优点：

（1）体积大，承受电流大

（2）焊锡稳固，不易脱落

总结：

1.贴片电阻的体积小，适合大规模的SMT生产，功率低，生产效率高，可靠性比较高，在数字电路，抗高频，抗干扰方面比插件电阻要好。贴片电阻最大的优势就是可以上SMT设备进行大规模的生产，生产效率要比插件电阻要高。

2.贴片电阻也有不如插件电阻的缺点，首先就是贴片电阻的功率小，不到插件电阻的1/10的功率大小，耐电压的冲击性，电流的冲击性差，对于一些大电流方面，贴片电阻比插件电阻的电流承受能力也差一些。

3.我们对于插件电阻和贴片电阻的使用方面，会根据板子大小，焊接工艺，功率参数，耐电压耐电流的冲击，封装的大小，可生产性方面要做全面的评估，选择我们适合的产品定位定性，就可以很好的灵活的运用电阻的设计要求。

2.电阻值

电阻阻值是离散的，并不是所有阻值的电阻都有生产，要根据需求进行选择。

电阻的阻值一般5%和1%精度的使用的居多，也就是E24和E96系列使用的比较多。

我们在实际运用的时候可以去查阅表格挑选出合适的电阻，常用电阻阻值表如下：

电阻标准由IEC（国际电工委员会）制定，标准文件为 IEC60063 和 EN60115-2。

电子元器件厂商为了便于元件规格的管理和选用，同时也为了使电阻的规格不至太多，采用了统一的标准组成的元件的数值。

电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192 六大系列，分别使用于允许偏差为±20、±10%、±5%、±2%、±1%、±0.5%的电阻器。其中以 E24 和 E96 两个系列为最常用。

“E”表示“指数间距”（Exponential Spacing），它表明了电阻阻值是由公式计算出来的。

（1）电阻值的标称

例如：上面电阻为 22 x 1 = 22 Ω，误差为±5%，下面电阻为 470 x 0.1 = 47 Ω，误差为±1%

贴片电阻：

（1）封装0603 以上的电阻（包含0603）在表面都印有丝印。

（2）丝印展示出了2 层意义：阻值大小和精度。

分三类：

①带有三位或者四位数字的丝印

三位数字表示5%精度的，四位数字表示1%精度的，前面几位表示数值，最后一位表示 10 的 x 次方。

②带有字母“R”的丝印

带字母”R”的电阻一般阻值较小，精度多为1%

把R 看作是小数点，前边的数字为有效值。

例：丝印为“22R0”，将R 看作小数点，前面的22 表示有效值，读数为22.0Ω，即精度为22Ω的1%精度电阻。

③带有数字和R 之外字母的丝印

这种电阻丝印在0603 封装中比较常见，精度为1%，与之对应的标准为E-96。

E-96 规定：用两位数字加一个字母作为丝印，实际阻值可以通过查表来获取，两位数字表明了电阻数值，字母表明了10 的 x 次方，需要查表。

例：丝印为“88A”，从下表知，“88”代表8.06，A 代表10²，即阻值：8.06 ∗ 10² = 806

（2）电阻值的确定

1.计算取值：通过对电路的分析计算得出需要的电阻值，如分压电路、反馈电路、取样电路等

2.数据手册参考取值：通过阅读数据手册，采取手册提供的参考电路取电阻值

3.经验取值：入上下拉电阻、部分限流电阻等等

（3）电阻的精度

3.电阻的封装

封装的命名是根据电阻的实际尺寸来的—英寸单位，例如下表：

目前一般电子产品主要用 0402，0603 封装的，要求功率高点的用 1206 的，手机或者穿戴设备会用到更小封装，比如 01005，0201 等。

4.电阻的功率

电阻的额定功率主要由封装决定，还跟电阻的工艺（薄膜还是厚膜），品牌，阻值大小等有一定关系。如果上网查功率与封装的关系的话，会有一些网友给出功率与封装表格，那并不一定总是正确的，使用时需要谨慎。例如：

（1）电阻功率和温度的关系

5.电阻的额定电压

电阻是有额定耐压值的，不能超过额定耐压值使用。

1、材质相同（厚膜）的额定电压，各品牌相差不大。

2、材质不同，额定电压有差别，薄膜要比厚膜要低。

3、封装越大，额定电压升高。

例如：

三、零欧姆电阻

1.应用场景

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，欧姆电阻实际是电阻值很小的电阻。

2.零欧姆电阻的作用

（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）可作跳线使用，避免用跳针造成的高频干扰（成为天线）

（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）0欧姆电阻实际是电阻值很小的电阻，想测某部分电路的耗电流的时候，接0欧姆电阻，接上万用表，这样方便测耗电流，可用于测量大电流。

（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）做电路保护，充当低成本熔丝（圈圈USB电路中以0欧0603电阻充当USB过流保护）由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。由于0欧电阻电流承受能力比较弱（其实0欧电阻也是有一定的电阻的，只是很小而已），过流时就先将0欧电阻熔断了，从而将电路断开，防止了更大事故的发生。有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。不过不太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。

（9）在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起。这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。

（10）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。