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電阻基本知識
作者: 來源: 閱讀:3163 時間:2010年04月22日 字體:[  復制 打印 網址

  電能、電功率、電流及電壓等,皆是最重要的電之數量,除此之外,電阻也不可忽視。一個電路或一套裝備,其本身的特性,諸如尺寸、形狀與材質的特性,諸如尺寸、形狀與材質等,會影響其電流量。某些會阻礙電流的效應,可稱之為電阻(resistance)。
  在物質中,電荷流動可能會遭遇到類似機械的摩擦力般的阻力。這種阻力是起因于電子與晶格原子或雜質原子之間的碰撞,這種情況會使電能轉換成熱能。任何電路或裝置,常因發熱而消耗電功率。電阻發熱而消耗電功率,并非一無是處,需視其是否有用而定。有些電路就是利用電阻的特性來作功的,例如我們可利用電熱器取得熱能;但是晶體管發熱則非吾人所需,就屬于能量的浪費了。
  電阻可用來限制電流量,也可用來調整電壓,還有其它的一些功能,專門制造用來作這些工作的器具稱為電阻器(resistor)。

  電阻的定義
  一電路欲阻止電流通過,同時使電能轉換為熱能之性質,謂之電阻。電阻以表示,單位為歐姆或簡稱歐,以希臘字母Ω(omega)表示。導體內部有大量的自由電子,當電壓施于導體的兩端時,會導致電流的產生,但此一電流不可能無限制的增加,此乃因為當電荷流經某一材料時,必承受其電阻,此種阻力被消耗轉變成為熱能了。

  電阻的種類
  (1)各種物質之電阻
  各種物質均有大小不等的電阻值,因其電阻之不同,可分別歸屬于導體、絕緣體、不良導體及半導體四種材料。
  (2)絕緣電阻
  絕緣體有阻止電流通過的特性,但若加上高電壓時,會有少許的漏電流流過絕緣體的內部或表面。絕緣電阻是阻止漏電流通過的能力,阻值愈大愈好,通常以百萬歐(MΩ)計。絕緣電阻會因材質劣化、表面附著之有機物、塵埃及水滴等而減小。
  (3)電解液電阻
  將蒸餾水加入容器內,直流電源接上時,幾乎沒有電流流通。但若在蒸餾水中加入少許食鹽的話,就有電流了。食鹽濃度愈高則電流量愈大,溶液中之食鹽(NaCl)因電離而分解成鈉離子(Na+)及氯離子(Cl-)。類此狀態之溶滌稱為電解液,如食鹽能分解成離子者稱為電解質。量度電解液之電阻時,必須使用交流電源以防止極化作用之影響。
  (4)接地電阻
  將銅板埋入大地內(接地),加上電壓后,電流如箭頭方向流動。如此意謂地球是一個大導體,銅板與大地間之電阻稱為接地電阻,其阻質與土質、水分與含電解質的程度有關。
  (5)接觸電阻
  電路之開關使電流通斷,開關的刀片(A)與夾片(B)若無完全密接時即有接觸電阻存在。接觸電阻大時,電流不易流通,接觸部分容易發熱而引起故障。

  圖示電阻的種類
  奧姆定律——奧姆(GeorgSimonOhml787~1854德國物理學家)于1826年作的實驗,確定了電阻、電壓及電流的關系,此即奧姆定律:
  依穩定電流而言,電路中電流的大小與加于該電路之電動勢成正比,而與該電路的總電阻成反比。
  即
    I=V/R
  其中V代表電壓降或端電壓,單位為伏特。
  R代表被量度部份的電阻,單位為奧姆。
  由奧姆定律可界定奧姆之定義如下:
  「一伏特電壓產生一安培電流的電阻為一奧姆。」

  電阻標準值與標準色碼
  電阻之制造者與使用者均認為不可能致出任意不同電阻直的電阻器,且一般電路之設計無需極精確的電阻值,允許有限度的誤差值可使價格降低且更換零件較為迅速。因此,制造廠商只選擇制造某些特定電阻值的固定電阻器以供使用。下圖為電子工業界認定標準化之額定電阻值,自0。1Ω至22MΩ有201種。

  商用固定電阻器之標準額定值
  大都分固定型及可變型電阻器之電阻值均直接印記于其外殼上,但如碳質固態電阻器之類,由于體積甚小,印字困難,故需探用色碼系統(colorcodesystem)以代替數宇。閱讀色碼節即能得知該電阻器之奧姆值及相關特性。目前所用的色碼系統有新舊兩類:
  (1)條紋系統(bandsystem)
  色碼以色帶的形狀繪記于電阻器上,一般有三種方式:
  1、三帶式
  三條色帶即代表其奧姆值,誤差一律為20%。
  2、四帶式
  前三帶代表奧姆值,第四帶代表誤差,此為最常用者。
  3、五帶式
  前四帶同上,第五帶表示損壞百分率。
  色碼條紋的意義
  色碼的讀法是從最靠近電阻器端線的色碼條紋開始。(另一側之條紋距離另一端線較遠),在上圖中即從最左邊一條開始的。各顏色代表的數字及各條紋代表之意義如下圖所示。表中「不用」兩字代表在該條紋中不使用此種顏色。第三條紋中之金色及銀色代表將前兩位數分別乘以0。1及0。01,屬于10Ω以下之電阻器。
  條文顏色與數目的關系表
  (2)體-端-點系統(body-end-dotsystem)
  這是條紋系統尚未實施以前的舊系統,現已不再使用,但在舊機器中仍可遇到,故應熟知。此系統依「體-端-點」之順序讀出其所著之顏色。如果另一端未另著顏色,則表示誤差為20%;若兩端都另著色,則其中著金色者,誤差為5%,著銀色者,誤差為10%。各顏色所代表之意義皆與條紋系統相同。

  電能、電功率、電流及電壓等,皆是最重要的電之數量,除此之外,電阻也不可忽視。一個電路或一套裝備,其本身的特性,諸如尺寸、形狀與材質的特性,諸如尺寸、形狀與材質等,會影響其電流量。某些會阻礙電流的效應,可稱之為電阻(resistance)。
  在物質中,電荷流動可能會遭遇到類似機械的摩擦力般的阻力。這種阻力是起因于電子與晶格原子或雜質原子之間的碰撞,這種情況會使電能轉換成熱能。任何電路或裝置,常因發熱而消耗電功率。電阻發熱而消耗電功率,并非一無是處,需視其是否有用而定。有些電路就是利用電阻的特性來作功的,例如我們可利用電熱器取得熱能;但是晶體管發熱則非吾人所需,就屬于能量的浪費了。
  電阻可用來限制電流量,也可用來調整電壓,還有其它的一些功能,專門制造用來作這些工作的器具稱為電阻器(resistor)。

  電阻的定義
  一電路欲阻止電流通過,同時使電能轉換為熱能之性質,謂之電阻。電阻以表示,單位為歐姆或簡稱歐,以希臘字母Ω(omega)表示。導體內部有大量的自由電子,當電壓施于導體的兩端時,會導致電流的產生,但此一電流不可能無限制的增加,此乃因為當電荷流經某一材料時,必承受其電阻,此種阻力被消耗轉變成為熱能了。

  電阻的種類
  (1)各種物質之電阻
  各種物質均有大小不等的電阻值,因其電阻之不同,可分別歸屬于導體、絕緣體、不良導體及半導體四種材料。
  (2)絕緣電阻
  絕緣體有阻止電流通過的特性,但若加上高電壓時,會有少許的漏電流流過絕緣體的內部或表面。絕緣電阻是阻止漏電流通過的能力,阻值愈大愈好,通常以百萬歐(MΩ)計。絕緣電阻會因材質劣化、表面附著之有機物、塵埃及水滴等而減小。
  (3)電解液電阻
  將蒸餾水加入容器內,直流電源接上時,幾乎沒有電流流通。但若在蒸餾水中加入少許食鹽的話,就有電流了。食鹽濃度愈高則電流量愈大,溶液中之食鹽(NaCl)因電離而分解成鈉離子(Na+)及氯離子(Cl-)。類此狀態之溶滌稱為電解液,如食鹽能分解成離子者稱為電解質。量度電解液之電阻時,必須使用交流電源以防止極化作用之影響。
  (4)接地電阻
  將銅板埋入大地內(接地),加上電壓后,電流如箭頭方向流動。如此意謂地球是一個大導體,銅板與大地間之電阻稱為接地電阻,其阻質與土質、水分與含電解質的程度有關。
  (5)接觸電阻
  電路之開關使電流通斷,開關的刀片(A)與夾片(B)若無完全密接時即有接觸電阻存在。接觸電阻大時,電流不易流通,接觸部分容易發熱而引起故障。

  圖示電阻的種類
  奧姆定律——奧姆(GeorgSimonOhml787~1854德國物理學家)于1826年作的實驗,確定了電阻、電壓及電流的關系,此即奧姆定律:
  依穩定電流而言,電路中電流的大小與加于該電路之電動勢成正比,而與該電路的總電阻成反比。
  即
    I=V/R
  其中V代表電壓降或端電壓,單位為伏特。
  R代表被量度部份的電阻,單位為奧姆。
  由奧姆定律可界定奧姆之定義如下:
  「一伏特電壓產生一安培電流的電阻為一奧姆。」

  電阻標準值與標準色碼
  電阻之制造者與使用者均認為不可能致出任意不同電阻直的電阻器,且一般電路之設計無需極精確的電阻值,允許有限度的誤差值可使價格降低且更換零件較為迅速。因此,制造廠商只選擇制造某些特定電阻值的固定電阻器以供使用。下圖為電子工業界認定標準化之額定電阻值,自0。1Ω至22MΩ有201種。

  商用固定電阻器之標準額定值
  大都分固定型及可變型電阻器之電阻值均直接印記于其外殼上,但如碳質固態電阻器之類,由于體積甚小,印字困難,故需探用色碼系統(colorcodesystem)以代替數宇。閱讀色碼節即能得知該電阻器之奧姆值及相關特性。目前所用的色碼系統有新舊兩類:
  (1)條紋系統(bandsystem)
  色碼以色帶的形狀繪記于電阻器上,一般有三種方式:
  1、三帶式
  三條色帶即代表其奧姆值,誤差一律為20%。
  2、四帶式
  前三帶代表奧姆值,第四帶代表誤差,此為最常用者。
  3、五帶式
  前四帶同上,第五帶表示損壞百分率。
  色碼條紋的意義
  色碼的讀法是從最靠近電阻器端線的色碼條紋開始。(另一側之條紋距離另一端線較遠),在上圖中即從最左邊一條開始的。各顏色代表的數字及各條紋代表之意義如下圖所示。表中「不用」兩字代表在該條紋中不使用此種顏色。第三條紋中之金色及銀色代表將前兩位數分別乘以0。1及0。01,屬于10Ω以下之電阻器。
  條文顏色與數目的關系表
  (2)體-端-點系統(body-end-dotsystem)
  這是條紋系統尚未實施以前的舊系統,現已不再使用,但在舊機器中仍可遇到,故應熟知。此系統依「體-端-點」之順序讀出其所著之顏色。如果另一端未另著顏色,則表示誤差為20%;若兩端都另著色,則其中著金色者,誤差為5%,著銀色者,誤差為10%。各顏色所代表之意義皆與條紋系統相同。

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