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1、電阻元件的介紹及其使用方法 電阻元件電阻元件 集總參數(shù)電路集總參數(shù)電路(模型模型)由電路元件連接而成。電路元件由電路元件連接而成。電路元件是為建立實(shí)際電氣器件的模型而提出的一種理想元件,它是為建立實(shí)際電氣器件的模型而提出的一種理想元件,它們都有精確的定義。按電路元件與外電路連接端點(diǎn)的數(shù)目,們都有精確的定義。按電路元件與外電路連接端點(diǎn)的數(shù)目,電路元件可分為二端元件、三端元件、四端元件等。本節(jié)電路元件可分為二端元件、三端元件、四端元件等。本節(jié)先介紹一種常用的二端電阻元件。先介紹一種常用的二端電阻元件。 (a) 二端元件二端元件 (b) 三端元件三端元件 (c) 四端元件四端元件 常用的各種二端電阻

2、器件 電阻器晶體二極管 在物理課中學(xué)過的遵從歐姆定律的電阻,是一種最常在物理課中學(xué)過的遵從歐姆定律的電阻,是一種最常用的線性電阻元件用的線性電阻元件(簡(jiǎn)稱電阻簡(jiǎn)稱電阻)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電路分析的需要,有必要將線性電阻的概念加以擴(kuò)展,提出路分析的需要,有必要將線性電阻的概念加以擴(kuò)展,提出電阻元件的一般定義。電阻元件的一般定義。一、二端電阻一、二端電阻 )141 (0),(iuf 如果一個(gè)二端元件在任一時(shí)刻的電壓如果一個(gè)二端元件在任一時(shí)刻的電壓u與其電流與其電流 i 的關(guān)的關(guān)系,由系,由u-i平面上一條曲線確定,則此二端元件稱為二端電平面上一條曲線確定,則此二端元件稱

3、為二端電阻元件,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為阻元件,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 這條曲線稱為電阻的特性曲線。它表明了電阻電壓與這條曲線稱為電阻的特性曲線。它表明了電阻電壓與電流間的約束關(guān)系電流間的約束關(guān)系(Voltage Current Relationship,簡(jiǎn)稱為,簡(jiǎn)稱為VCR)。電阻的分類:電阻的分類:1. 線性電阻與非線性電阻線性電阻與非線性電阻 其特性曲線為通過坐標(biāo)原點(diǎn)直線的電阻,稱為線性電阻;否其特性曲線為通過坐標(biāo)原點(diǎn)直線的電阻,稱為線性電阻;否則稱為非線性電阻。則稱為非線性電阻。2. 時(shí)變電阻與時(shí)不變電阻時(shí)變電阻與時(shí)不變電阻 其特性曲線隨時(shí)間變化的電阻,稱為時(shí)變電阻;否則稱為時(shí)其特性曲線隨時(shí)間變化的電阻

4、,稱為時(shí)變電阻;否則稱為時(shí)不變電阻或定常電阻。不變電阻或定常電阻。a) 線性時(shí)不變電阻線性時(shí)不變電阻 b)線性時(shí)變電阻線性時(shí)變電阻c)非線性時(shí)不變電阻非線性時(shí)不變電阻 d)非線性時(shí)變電阻非線性時(shí)變電阻 實(shí)驗(yàn)表明:實(shí)驗(yàn)表明: 在低頻工作條件下,在低頻工作條件下,晶體二極管的電壓電流關(guān)晶體二極管的電壓電流關(guān)系是系是ui平面上通過坐標(biāo)原平面上通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條曲線。點(diǎn)的一條曲線。用晶體管特性圖示器測(cè)用晶體管特性圖示器測(cè)量晶體二極管的電壓電量晶體二極管的電壓電流關(guān)系。流關(guān)系。二、線性電阻二、線性電阻 線性時(shí)不變電阻的特性曲線是通過線性時(shí)不變電阻的特性曲線是通過u-i平面平面(或或i-u平面平面)原點(diǎn)的

5、一條不隨時(shí)間變化的直線。如圖所示。原點(diǎn)的一條不隨時(shí)間變化的直線。如圖所示。 線性時(shí)不變電阻的電壓電流關(guān)系由歐姆定律描述,其線性時(shí)不變電阻的電壓電流關(guān)系由歐姆定律描述,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為數(shù)學(xué)表達(dá)式為 )151 ( Riu)161 ( Gui 或或 式中式中R 稱為電阻,其稱為電阻,其 SI單位為歐單位為歐姆姆() G 稱為電導(dǎo),其稱為電導(dǎo),其 SI單位為西單位為西門子門子(S) 實(shí)驗(yàn)表明:實(shí)驗(yàn)表明: 在低頻工作條件下,在低頻工作條件下,電阻器的電壓電流關(guān)系是電阻器的電壓電流關(guān)系是ui平面上通過坐標(biāo)原點(diǎn)的平面上通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線。一條直線。用晶體管特性圖示器測(cè)用晶體管特性圖示器測(cè)量二端電阻器的電壓

6、電量二端電阻器的電壓電流關(guān)系。流關(guān)系。 線性電阻有兩種值得注意的特殊情況線性電阻有兩種值得注意的特殊情況開路和短路開路和短路。(a)開路的電壓電流關(guān)系曲線。開路的電壓電流關(guān)系曲線。(b)短路的電壓電流關(guān)系曲線。短路的電壓電流關(guān)系曲線。 其電壓無論為何值,電流恒等于零的二端電阻,稱為其電壓無論為何值,電流恒等于零的二端電阻,稱為開路。開路。開路的特性曲線與開路的特性曲線與u軸重合,是軸重合,是R=或或G =0的特殊情的特殊情況況圖圖(a)。 其電流無論為何值,電壓恒等于零的二端電阻,稱為其電流無論為何值,電壓恒等于零的二端電阻,稱為短路。短路。短路的特性曲線與短路的特性曲線與i軸重合,是軸重合,

7、是 R=0 或或G =的特殊的特殊情況情況圖圖(b)。 線性時(shí)不變電阻吸收的功率為線性時(shí)不變電阻吸收的功率為22GuRiuip 當(dāng)當(dāng) R0 (或或G 0)時(shí),時(shí),p 0,這表明,這表明正電阻總是吸收功率,正電阻總是吸收功率,不可能發(fā)出功率不可能發(fā)出功率。當(dāng)。當(dāng)R0 (或或G0)時(shí),時(shí),p 0,這表明,這表明負(fù)電阻負(fù)電阻可以發(fā)出功率可以發(fā)出功率。有源電阻和無源電阻:有源電阻和無源電阻: 從電阻元件能否發(fā)出功率的角度出發(fā),可以把電阻分從電阻元件能否發(fā)出功率的角度出發(fā),可以把電阻分為無源電阻和有源電阻。線性正電阻是無源電阻;線性負(fù)為無源電阻和有源電阻。線性正電阻是無源電阻;線性負(fù)電阻是有源電阻。電阻

8、是有源電阻。 一般來說,其一般來說,其特性曲線落入閉合的一、三象限的電阻,特性曲線落入閉合的一、三象限的電阻,稱為無源電阻稱為無源電阻。如果一個(gè)電阻不是無源電阻,就稱為。如果一個(gè)電阻不是無源電阻,就稱為有源有源電阻電阻。 例例l-2 圖示電路中,已知圖示電路中,已知R1=12 , R2=8 , R3=6 , R4=4 , R5=3 , R6=1 和和i6=1A。 試求試求 a、b、c、d各點(diǎn)的電位和各電阻的吸收功率。各點(diǎn)的電位和各電阻的吸收功率。V64V16A412A4A28/V16/V16V4A26A2A14/V4/V4V1A13A1V1A111132be321c33cebcb54ce543

9、d55decdcec6566dedbbeabaviRuuviRuiiiviRuuviRuiiiviRuuuviiiRuvW1W11W3W13W4W14W24W26W32W28W192W412226662255522444223332222222111iRpiRpiRpiRpiRpiRp 線性電阻元件是由實(shí)際電阻器抽象出來的理想化模型,線性電阻元件是由實(shí)際電阻器抽象出來的理想化模型,常用來模擬各種電阻器和其它電阻性器件。常用來模擬各種電阻器和其它電阻性器件。 三、線性電阻元件與電阻器三、線性電阻元件與電阻器 以電阻絲繞成的線繞電阻器為例,當(dāng)電流通過這類電以電阻絲繞成的線繞電阻器為例,當(dāng)電流通過這

10、類電阻器時(shí),除了克服電阻所產(chǎn)生的正比于電流的電壓外,交阻器時(shí),除了克服電阻所產(chǎn)生的正比于電流的電壓外,交變電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)還會(huì)在電阻器上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。變電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)還會(huì)在電阻器上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。 因此,當(dāng)線繞電阻器工作在直流條件下,可用一個(gè)因此,當(dāng)線繞電阻器工作在直流條件下,可用一個(gè)線性電阻來模擬線性電阻來模擬圖圖(a),而工作在交流條件下,有時(shí)需,而工作在交流條件下,有時(shí)需用一個(gè)電阻與電感串聯(lián)來模擬用一個(gè)電阻與電感串聯(lián)來模擬圖圖(b)。 在電子設(shè)備中使用的碳膜電位器、實(shí)心電位器和線繞在電子設(shè)備中使用的碳膜電位器、實(shí)心電位器和線繞電位器是一種三端電阻器件,它有一個(gè)滑動(dòng)接觸端和兩個(gè)電位器是一種三端電阻器件,它有一個(gè)滑動(dòng)接觸端和兩個(gè)固定端固定端圖圖(a)。在直流和低頻工作時(shí),電位器可用兩個(gè)可。在直流和低頻工作時(shí),電位器可用兩個(gè)可變電

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