電阻器在電路中的作用

電阻器在電路中用作分壓器、分流器和負載電阻;它與電容器—起可以組成濾波器及延時電路、在電源電路或控制電路中用作取樣電阻；在半導體管電路中用偏置電阻確定工作點;用電阻進行電路的阻抗匹配；用電阻進行降壓或限流；在電源電路中作為去耦電阻使用，等等。總之，電阻器在電路中的作用很多，電路無處不用電阻：下面介紹一些電阻器的基本電路。

1.分壓電路

分壓電路實際上是電阻的串聯(lián)電路，如圖2-1所示，它有以下幾個特點：

①通過各電阻的電流是同一電流，即各電阻中的電流相等、I=I1=I2=I3；

②總電壓等于各電阻上的電壓降之和,，即V=V1+V2+V3；

③總電阻等于各電阻之和，即R＝R1+R2+R3：

在實踐中可利用電阻串聯(lián)電路來進行分壓以改變輸出電壓，如收音機和擴音機的音量調(diào)節(jié)電路、半導體管工作點的偏置電路及降壓電路等。

2.分流電路

分流電路實際上是電阻器的并聯(lián)電路，如圖2-2所示。它有以下幾點特點:

①各支路的電壓等于總電壓；

②總電流等于各支路電流之和，即I=I1+I2+I3;

③總電阻的倒數(shù)等于各支路倒數(shù)之和,即1/R=1/R1+1/R2+1/R3

在實踐中經(jīng)常利用電阻器的并聯(lián)電路組成分流電路，以對電路中的電流進行分配；

圖2-3是用于擴大電流表量程的分流電路。

電流表的滿度電流為50uA．現(xiàn)需將它改成一個最大量程為500uA的電流表,此時只需要在電流表兩端并上一只電阻器R1即可。

根據(jù)圖2-3(b)并聯(lián)電路可知

I=I1+I0

若I=500uA,則

I1=I-I0=500-50=450uA

由于I0*R0=I1*R1(式中R0為電流表內(nèi)阻)

求得

R1=(I0*R0)/I1=200Ω

上述的分流電路計算結(jié)果表明，只要在50uA表頭上并聯(lián)一個200Ω的電阻,即可使表頭的量程由50uA擴大到500uA。

3.阻抗匹配電路

圖2-4所是由電阻器組成的阻抗匹配衰減器、它接在特性阻抗不同的兩個網(wǎng)絡中間,可以起到匹配阻抗的作用。

匹配器中電阻器的阻什可由下式確定，即

式中，Z1和Z2為網(wǎng)絡1和網(wǎng)絡2的阻抗，它們分別為300Ω和75Ω。將它們代入上面兩個公式中，則求得RI=259.8Ω，R2＝86.6Ω。

4.RC充放電電路

RC充放電電路是電阻器應用的基礎(chǔ)電路，在電子電路中會常常見到，因此了解RC充放電特性是非常有用的。

RC充放電電路如圖2-5所示。圖中開關(guān)S原來停留在B點位置，電容器C上沒有電荷,它兩端的電壓等于零。當開關(guān)接到A點時．電源E通過R向電容器C充電，在電路接通的瞬間，電容器電壓Vc＝0，充電電流最大值等于Z/R。隨著電容器兩極上電荷的積累，Vc逐漸增大，電阻器R上的電壓Vr=E-Vc，充電電流i＝(E—Vc)/R且隨著Vc的增大而越來越小，Vc的上升也越來越慢。當Vc＝E時，i=0，充電過程結(jié)束。

試驗證明，充電過程可用下面公式描述，即

式中：e-自然對數(shù)；t-時間。

從公式中不難看出，充電過程中Vc和i是按指數(shù)規(guī)律變化的。而充電的快慢取決于電阻和電容的乘積，因此稱RC為時間常數(shù)r，即r=RC。如果R和C的的單位取歐姆和法拉，則r的單位為秒。

根據(jù)公式計算在不同時間內(nèi)的Vc和i，其結(jié)果見表2-4。從表中可以看出，r越大充電越慢。當t＝3r時，Vc=0.95E;當t=5r時，Vc=0.993E；一般認為當t=(3-5)r時，電容器上的電荷已被充滿。

電容器上的電荷已被充滿。

當電路開關(guān)S在C充滿電荷后由A端置于B端時，電容C上的電荷通過R放電，其放電也是按指數(shù)規(guī)律進行的。

利用RC充放電特性可組成很多應用電路，如積分電路、微分電路、去耦電路以及定時電路等。