《電阻與電阻率復(fù)習(xí)》課件

電阻與電阻率復(fù)習(xí)本課件將帶領(lǐng)大家回顧電阻與電阻率的相關(guān)知識，幫助大家更好地理解電路分析和設(shè)計的基礎(chǔ)理論。學(xué)習(xí)目標理解電阻的概念和定義掌握電阻的性質(zhì)和影響因素，例如歐姆定律和串聯(lián)并聯(lián)關(guān)系。了解電阻功率和發(fā)熱現(xiàn)象掌握電阻功率的計算方法和發(fā)熱的應(yīng)用場景。深入了解電阻率及其影響因素掌握電阻率的測量方法和不同材料的溫度特性。什么是電阻電路元件電阻是電路中的一種基本元件，能夠阻礙電流的流動。物理量電阻是一個物理量，表示導(dǎo)體對電流的阻礙程度。影響因素電阻的大小受導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度等因素影響。電阻的定義電阻是指導(dǎo)體對電流的阻礙作用，用符號“R”表示，單位是歐姆（Ω）。電阻的性質(zhì)阻礙電流電阻能夠阻礙電流的流動，從而降低電路中的電流強度。電壓降落電阻兩端存在電壓降落，即電流流經(jīng)電阻時，電勢會下降。發(fā)熱電阻在通電時會發(fā)熱，這是由于電流在電阻中做功導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化。歐姆定律歐姆定律是描述電阻、電流和電壓之間關(guān)系的基本定律。它指出：在一定溫度下，導(dǎo)體中的電流強度與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。I=U/R電阻的串聯(lián)串聯(lián)特點串聯(lián)電路中，各電阻依次連接，電流通過每個電阻都相同?？傠娮璐?lián)電路的總電阻等于各電阻之和。R總=R1+R2+...+Rn電阻的并聯(lián)并聯(lián)特點并聯(lián)電路中，各電阻的兩個端點分別連接在一起，電壓在每個電阻兩端都相同?？傠娮璨⒙?lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。1/R總=1/R1+1/R2+...+1/Rn電阻的組合連接實際電路中，電阻經(jīng)常以串聯(lián)和并聯(lián)的組合方式連接。通過分析各部分電路的等效電阻，可以簡化電路計算。電阻的功率電阻功率是指電阻在單位時間內(nèi)消耗的能量，用符號“P”表示，單位是瓦特（W）。電阻功率的計算公式一電阻功率等于電流的平方乘以電阻。P=I2R公式二電阻功率等于電壓的平方除以電阻。P=U2/R公式三電阻功率等于電流乘以電壓。P=UI電阻發(fā)熱當電流流過電阻時，電能會轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致電阻發(fā)熱。這是由于電流在電阻中做功，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而導(dǎo)致溫度升高。電阻發(fā)熱的應(yīng)用1電熱器電熱器利用電阻發(fā)熱原理，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，用于加熱或烘干。2電熨斗電熨斗的加熱元件也是電阻，利用發(fā)熱原理熨燙衣物。3電暖氣電暖氣利用電阻發(fā)熱原理，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，用于取暖。4電熔爐電熔爐利用電阻發(fā)熱原理，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，用于熔煉金屬。電阻率的定義電阻率是指在單位長度、單位橫截面積的導(dǎo)體上所測得的電阻值，用符號“ρ”表示，單位是歐姆米（Ω·m）。影響電阻率的因素材料不同材料的電阻率不同，例如銅的電阻率遠低于橡膠。溫度大多數(shù)金屬的電阻率隨溫度升高而增大，而半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。雜質(zhì)導(dǎo)體中雜質(zhì)的存在會增加其電阻率。應(yīng)力導(dǎo)體受到應(yīng)力時，其電阻率也會發(fā)生變化。金屬電阻率的溫度特性金屬的電阻率隨溫度升高而增大。這是因為溫度升高會導(dǎo)致金屬原子振動加劇，電子在運動過程中更容易與原子發(fā)生碰撞，從而增加了電阻。半導(dǎo)體電阻率的溫度特性半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小。這是因為溫度升高會導(dǎo)致半導(dǎo)體中載流子濃度增加，從而減小了電阻。絕緣體電阻率的溫度特性絕緣體的電阻率隨溫度升高而減小。這是因為溫度升高會導(dǎo)致絕緣體中電子更容易獲得能量，從而增加其導(dǎo)電能力。電阻率的測量電阻率的測量方法很多，常用的方法包括四探針法和方塊電阻測量法。四探針法測量電阻率四探針法是一種常用的測量薄膜電阻率的方法。它利用四個探針，分別接觸薄膜表面，通過測量探針之間的電壓和電流，計算出薄膜的電阻率。方塊電阻單位方塊電阻是指在單位面積的薄膜上所測得的電阻值，單位是歐姆每平方（Ω/□）。薄膜電阻的應(yīng)用1集成電路薄膜電阻廣泛應(yīng)用于集成電路中，例如作為電阻網(wǎng)絡(luò)、偏置電阻等。2傳感器一些傳感器利用薄膜電阻的變化來感知環(huán)境參數(shù)，例如溫度傳感器、壓力傳感器等。3薄膜開關(guān)薄膜電阻可以制作薄膜開關(guān)，例如觸摸屏、按鍵等。固定電阻的分類1碳膜電阻由碳粉混合樹脂制成，成本低廉，但精度較低。2金屬膜電阻由金屬薄膜制成，精度較高，但成本較高。3金屬氧化膜電阻由金屬氧化膜制成，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。4金屬箔電阻由金屬箔制成，精度和穩(wěn)定性極高，但成本也最高?？勺冸娮璧姆诸?電位器通過旋轉(zhuǎn)滑片來改變電阻值，常用于音量調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)等。2熱敏電阻電阻值隨溫度變化而改變，常用于溫度測量和控制。熱敏電阻熱敏電阻的電阻值隨溫度變化而改變，通常分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負溫度系數(shù)熱敏電阻。電位器電位器是一種可變電阻器，通過旋轉(zhuǎn)滑片來改變電阻值，常用于音量調(diào)節(jié)、亮度調(diào)節(jié)等。電阻的功能與應(yīng)用限流通過電阻限制電路中的電流，防止器件損壞。分壓利用電阻分壓原理，獲得所需的電壓。濾波利用電阻與電容組合，濾除電路中的交流信號。負載匹配通過調(diào)整電阻匹配負載的阻抗，提高能量傳輸效率。溫度測量利用熱敏電阻的溫度特性測量溫度。電阻的選擇要求阻值根據(jù)電路需求選擇合適的阻值。功率選擇能夠承受電路工作電流的功率。精度根據(jù)電路精度要求選擇合適的精度等級。溫度系數(shù)考慮溫度變化對電阻的影響。封裝形式選擇符合電路板布局的封裝形式。電阻的功率標定電阻的功率標定是指電阻能夠承受的最大功率，它取決于電阻的材料、尺寸和散熱條件。電阻的承受能力電阻的承受能力是指電阻能夠承受的最大電壓、電流和功率。選擇電阻時，要確保其承受能力能夠滿足電路工作要求。電阻的溫度系數(shù)電阻的溫度系數(shù)是指電阻在溫度變化1攝氏度時電阻值的變化率。選擇電阻時，要考慮溫度系數(shù)的影響，避免溫度變化導(dǎo)致電阻值大幅波動。電阻的精度等級電阻的精度等級是指電阻的實際阻值與標稱阻值的誤差范圍。精度等級越高，誤差范圍越小。電阻的失效模式1開路電阻斷路，不再起阻礙作用。2短路電阻內(nèi)部導(dǎo)通，阻值降為零。3阻值漂移電阻值隨著時間或環(huán)境變化而發(fā)生改變。4功率過載電阻承受的功率超過其額定功率，導(dǎo)致?lián)p壞。電阻的質(zhì)量保證電阻的質(zhì)量保證是保證電路可靠運行的關(guān)鍵。選擇電阻時，要選擇具有良好質(zhì)量保證的品牌和產(chǎn)品。電阻的選型與使用選擇電阻時，要根據(jù)電路的具體需求，綜合考慮阻值、功率、精度、溫度系數(shù)、封裝形式等因素。使用電阻時，要按照規(guī)范進行操作，避免損壞或失效。電阻器件的分類電阻器件按照其制作材料和工藝可以分為多種類型，每種類型都有其獨特的特點和應(yīng)用領(lǐng)域。碳膜電阻碳膜電阻由碳粉混合樹脂制成，成本低廉，但精度較低，功率也相對較小。金屬膜電阻金屬膜電阻由金屬薄膜制成，精度較高，穩(wěn)定性也更好，但成本也較高。金屬氧化膜電阻金屬氧化膜電阻由金屬氧化膜制成，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，廣泛應(yīng)用于高精度電路。金屬箔電阻金屬箔電阻由金屬箔制成，精度和穩(wěn)定性極高，但成本也最高，主要用于精密測量儀器和軍事領(lǐng)域。合金膜電阻合金膜電阻由金屬合金薄膜制成，具有良好的溫度穩(wěn)定性，常用于高精度電路。陶瓷電阻陶瓷電阻由陶瓷材料制成，具有較高的功率和溫度穩(wěn)定性，常用于高功率電路和高溫環(huán)境。金屬陶瓷電阻金屬陶瓷電阻由金屬和陶瓷材料復(fù)合制成，具有良好的耐高溫性和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于高功率、高溫和惡劣環(huán)境。電阻器件的特點比較碳膜電阻成本低廉精度較低，功率較小金屬膜電阻精度較高，穩(wěn)定性好成本較高金屬氧化膜電阻穩(wěn)定性和可靠性高成本較高金屬箔電阻精度和穩(wěn)定性極高成本最高合金膜電阻溫度穩(wěn)定性好成本較高陶瓷電阻功率大，溫度穩(wěn)定性好尺寸較大金屬陶瓷電阻耐高溫，耐腐蝕成本較高典型電阻器件的選用選擇電阻器件時，要根據(jù)電路的具體應(yīng)用場景和要求，選擇合適的類型和參數(shù)。例如，對于高精度電路，可以選擇金屬膜電阻或金屬氧化膜電阻；對于高功率電路，可以選擇陶瓷電阻或金屬陶瓷電阻；對于高溫環(huán)境，可以選擇金屬陶瓷電阻。電阻的未來發(fā)展趨勢1微型化隨著電子器件的微型化，電阻器件也將朝著微型化