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【西门子电器元件】电阻元件及其伏安特性关系

以功耗为主要电磁特性的实际电气装置或电气部件,理论上可以抽象为理想的电阻元素,即电阻。

电阻有线性和非线性、时变和非时变之分。下面只讨论线性电阻。电路中讨论元件的电磁性质主要是研究元件的外特性,即元件两端的电压与元件中流过的电流之间的关系等。对线性电阻,当其电压和电流采用关联参考方向时,线性电阻两端的电压和电流之间的关系服从欧姆定律,即u=Ri

式中R称为电阻元件的电阻,当电压用伏特(V),电流用安培(A)作单位时,电阻的单位为欧姆(Ω)。由于电压和电流的单位分别为伏特和安培,因此电阻元件的外特性又称为伏安特性关系,如图1.4所示。当电压和电流没有采用关联参考方向时,欧姆定律公式中需加一负号,即u=-Ri

我们有时要用到欧姆定律的另一种形式,即i=Gu

式中G=1/R,称为电阻元件的电导,单位为西门子(S)。

由于欧姆定律是线性方程,故在电阻元件的伏安特性图中是一条过原点的直线,直线的斜率与元件的电阻R成正比。

当电阻元件的电压和电流采用关联参考方向时,电阻元件消耗的功率为

式中R和G是正常常数,功率p≧0,所以线性电阻始终消耗功率,是一种无源元件。

电阻元件从to到t时间内从电源吸收的电能为

从上面的分析可知,电阻R既表示线性电阻元件电压与电流的比例关系,同时它也是一个实在的元件。

电阻在实际使用中按制作材料分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻,按用途分为通用电阻、精密电阻、高压电阻、高阻电阻,按形状分圆柱形电阻、片状电阻、排状电阻。

电阻的主要技术参数如下:

1、标称电阻值

为了便于工业化大量生产和使用者在一定范围内选用,国家规定了一系列的按一定规律分布的各种标称阻值,使用者可根据需要进行选择和搭配,以得到自己所需的电阻值。标称电阻值的单位为Ω(欧)、KΩ(千欧)、MΩ(兆欧)。

2、阻值误差

电阻允许误差:±10%,±5%,±1%等。

3、额定功率

标准有:1/8W,1/4W,1/5W,1W,2W,5W,10W,20W等。

电阻值在电阻上的标注目前主要是采用色环标注法,识别方法如下:

目前电阻的标称阻值的标注方法有在电阻上采用圆环形彩色的标注方法,有4环标注和5环标注,如图1.5所示。例如4环标注的电阻色环标志为“棕黑橙金”,则该电阻的阻值为10 KΩ,误差为±5%;5环标注的电阻色环标志为“红黄白橙银”,则该电阻的阻值为249 KΩ,误差为±10%。

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责任编辑: 鲁达

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