你的位置:首页 > 电源管理 > 正文

常见电阻器分类,你真的知道吗?

发布时间:2019-09-19 责任编辑:wenwei

【导读】电阻器是一个限流元件。比如,台灯的电路中就需要限流电阻控制电流来控制灯泡的亮度;电风扇的电路需要分流电阻控制电流,从而控制风扇的档位;电磁炉、电烙铁、电热毯、电饭煲... ...这些我们常见的电器,都需要电阻器将电能转化为内能。
 
 
想要更深入地了解电阻器,就必须先知道,电阻器究竟有哪些种类。
 
电阻的分类方式有多种,最常见的方式是从伏安特性、材料、结构形式、用途、保护方式、引出电极等方面来划分。
 
 
常见电阻器分类图
常见电阻器分类,你真的知道吗?
图片来源:芯师爷自制
 
按伏安特性分类
 
按照伏安特性来分类,电阻器通常分为固定电阻器和可变电阻器两大类。
 
固定电阻器
 
固定电阻,就是电阻器的电阻值是固定不变的。而固定电阻器按电阻材料、结构、用途等方面,又可以分为多个种类。
 
1 碳质电阻器
 
碳质电阻器把碳黑、树脂、黏土等混合物压制后经过热处理制成。在电阻器上用色环表示它的阻值。这种电阻器成本低阻值范围宽,但其阻值误差和噪声电压比较大,稳定性差,目前较少使用。
 
2 膜式电阻器
 
常见的膜式电阻器有碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器和玻璃釉膜电阻器等。
 
(1)碳膜电阻器 
 
碳膜电阻器是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。
 
碳膜的厚度决定阻值的大小,通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器,因此,碳膜电阻也称作“热分解碳膜电阻”。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
碳膜电阻器
 
碳膜电阻器的精度和稳定性一般,但其高频特性较好,受电压和频率影响和噪声电动势较小,脉冲负荷稳定,阻值范围较宽。因生产成本低,价格价廉,故在消费类电子产品中目前仍然应用广泛。
 
碳膜电阻器的引线链接方式有轴向引线、领带式引线以及不接引线等方式。碳膜电阻器的阻值范围为1Ω~10MΩ;额定功率有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W、10W等。
 
碳膜电阻器的主要职能就是阻碍电流流过,应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。
 
(2)金属膜电阻器
 
金属膜电阻器就是以特种金属或合金作电阻材料,用真空蒸发或溅射工艺,在陶瓷或玻璃基体上形成电阻膜层的电阻器。金属膜电阻器可以通过调整合金材料的成分、改变膜的厚度或刻槽控制调整阻值,工艺比较灵活,因而可以制成性能良好,阻值范围较宽的电阻器。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
金属膜电阻器
 
金属膜电阻器的耐热性、噪声电势、温度系数、电压系数等电性能比碳膜电阻器优良。与碳膜电阻器相比,金属膜电阻器体积小、噪声低、稳定性好,但成本稍高。金属膜电阻器作为精密和高稳定性的电阻器获得广泛应用,通用于各种电子设备中。
 
(3)金属氧化膜电阻器
 
金属氧化膜电阻器是由能水解的金属盐类溶液(如四氯化锡和氯化锑)在炽热的玻璃或陶瓷的表面分解沉积而成。随着制造条件的不同,电阻器的性能也有很大差异。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
金属氧化膜电阻器
 
这种电阻器的主要特点是耐高温、化学稳定性好。这种电阻器的电阻率较低,小功率电阻器的阻值不超过100KΩ,因此应用范围受到限制,但可用作补充金属膜电阻器的低阻部分。金属氧化膜电阻器本体多为灰色,小型化为绿色或浅粉色,为四色环电阻,允许误差等级±5%、±2%。
 
(4)玻璃釉膜电阻器
 
玻璃釉膜电阻器是由金属银、铑、钌等金属氧化物和玻璃釉粘合剂混合成浆料,涂复在陶瓷骨架体上,经高温烧结而成。目前多用氧化钌和玻璃釉粘合剂制成电阻器。玻璃釉膜电阻器有普通型和精密型。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
玻璃釉电阻器
 
玻璃釉膜电阻器耐高温、耐湿性好、稳定性好、噪声小、温度系数小、阻值范围大。
 
3 线绕电阻器
 
线绕电阻器是用康铜或者镍铬合金电阻丝绕制在陶瓷骨架上而成。这种电阻器分固定和可变两种。它的特点是工作稳定,耐热性能好,误差范围小,可以承受很大的瞬间峰值功率。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
线绕电阻器
 
线绕电阻器额定功率一般在1W以上,耐高温较强,在环境温度170℃下仍能正常工作。但它体积大、阻值较低,大多在100KΩ以下。由于结构上的原因,线绕电阻器分布电容和电感系数都比较大,不能应用于高频电路。这类电阻器通常在大功率电路中作降压或负载等用。
 
其中代表性的电阻器是水泥电阻器。水泥电阻器是是将电阻线绕在无碱性耐热瓷件上,外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀之材料保护固定并把绕线电阻体放入方形瓷器框内,用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成。
 
水泥电阻的外侧主要是陶瓷材质,属于功率较大的电阻,能够允许较大电流的通过。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
水泥电阻器
 
水泥电阻器具有外形尺寸较大、耐震、耐湿、耐热及良好散热、低价格等特性。广泛应用于电源适配器、音响设备、音响分频器、仪器、仪表、电视机、汽车等设备中。
 
可变电阻器
 
可变电阻器,即电阻能够通过外界环境改变而改变的电阻器。可变电阻器可以改变信号发生器的特性,如使灯光变暗、启动电动机或控制它的转速等。
 
根据用途的不同,可变电阻器的电阻材料可以是金属丝、金属片、碳膜或导电液。按照材料不同来划分,可变电阻器可分为膜式可变电阻器和线绕式可变电阻器。
 
1 膜式可变电阻器
 
膜式可变电阻器采用旋转式调节方式,一般用在小信号电路中、信号电压等。膜式可变电阻器有全密封式、半密封式和非密封式三种结构。
 
(1)全密封膜式
 
全密封膜式可变电阻器也称实心式可变电阻器,其电阻体是由碳黑、石英粉、有机粘合剂等材料混合制成后,压入塑料或环氧树脂等材料的基体,再经加热聚合而成。它的优点是防尘性能好,很少出现接触不良故障。
 
(2)半密封膜式
 
半密封膜式可变电阻器的电阻体与全密封式可变电阻器电阻体制作工艺基本相同。半密封膜式可变电阻器的电阻器调节方便,但防尘性能不如全密封膜式可变电阻器。
 
(3)非密封膜式
 
非密封膜式可变电阻器也称片状可调电阻器,其电阻体采用碳黑、石墨、石英粉、有机粘合剂等配成一种悬浮液,涂在玻璃纤维板或胶木板上制成的。它的缺点是防尘性能差,触点易氧化,容易出现与合成碳膜接触不良的故障。
 
2 线绕式可变电阻器
 
线绕式可变电阻器属于功率型电阻器,具有噪声小、耐高温、承载电流大等优点,主要用于各种低频电路的电压或电流调整。
 
(1)大功率线绕式
 
大功率线绕式可变电阻器也称滑线式变阻器,它分为轴向瓷管式线绕可变电阻器和瓷盘式线绕可变电阻器,采用非密封装结构。
 
(2)小功率线绕式
 
小功率线绕式可变电阻器有圆形立式线绕可变电阻器、圆形卧式线绕可变电阻器和方形线绕可变电阻器等几种,均为全密封式封装结构。
 
另外,可变电阻器按结构形式可分为立式可变电阻器和卧式可变电阻器。
 
按材料分类
 
按材料不同,电阻器总体来说分为线绕型和非线绕型,而非线绕型又分为合成型和薄膜型。这里我们介绍的是合成型电阻器。
 
合成型电阻器分为有机实心型和无机型电阻器。有机实心电阻器是由颗粒状导体(如炭黑、石墨)、填充料(如云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛等)和有机粘合剂(如酚醛树脂等)等材料混合并热压成型后制成的,具有较强的抗负荷能力。 
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
有机实心型电阻器
 
无机实心电阻器是由导电物质(如碳黑、石墨等)、填充料与无机粘合剂(如玻璃釉等)混合压制成型后再经高温烧结而成的,其温度系数较大,但阻值范围较小。
 
按用途分类
 
按用途不同,电阻可分为精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、小功率电阻、热敏电阻、熔断电阻(保险电阻)、压敏电阻、光敏电阻和气敏电阻等。这里,我们介绍几种常见的电阻。
 
精密电阻
 
精密电阻,是指电阻的阻值误差、电阻的的热稳定性、电阻器的分布参数等项指标均达到一定标准的电阻器。
 
精密电阻按材料分,有金属膜精密电阻、线绕精密电阻和金属箔精密电阻几类。
 
金属膜精密电阻的精度较高,但阻值温度系数和分布参数指标略低;
 
线绕精密电阻的阻值精度和温度系数指标很高,但分布参数指标偏低;
 
金属箔精密电阻的精度、阻值温度系数和分布参数各项指标都很高。比如,精度可达10-6,温度系数可达±0.3×10-6/℃,分布电容可低于0.5pF,分布电感可低于0.1μH。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
精密电阻
 
由于上述三类精密电阻器的价格随性能而提高,所以在应用中应根据实际情况合理选用。例如,在直流或频率很低的交流电路中,一般只需选用线绕精密电阻或金属膜精密电阻即可,没有必要选用价格高昂的金属箔精密电阻。
 
高压电阻器
 
高压电阻器是所有电子电路中使用最多的元件。它主要在高压装置中作为分压器和泄放电阻用,工作电压为10~100kV,外形细长且体积较大,功率可达100W。高压电阻器通常是由玻璃釉膜和合成炭膜制成的。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
Metallux高压精密电阻器 HPR-968系列
 
合成碳膜和金属玻璃釉膜可以具有很高的膜电阻,所以用来制造高阻值电阻器。高压电阻器则除了具有较高的阻值外,还要承受一定的功率和高电压。为了增高阻值和得到较小的电压系数,导电膜应做的窄而长,合成碳膜的长度应不短于2厘米/千伏。
 
高压电阻器主要职能就是阻碍电流流过,应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。在数字电路中有上拉电阻和下拉电阻的功能。
 
功率电阻器
 
通常一个具有较高额定功率的电阻器可被称为功率电阻。按照不同的功率级别分为小功率电阻和大功率电阻。根据材料和工艺的不同,功率电阻主要分为三类:线绕功率电阻,膜式功率电阻,实心陶瓷电阻。
 
线绕电阻和膜式电阻在前文中已经提到。实心陶瓷电阻的制作工艺完全不同于线绕电阻和平面功率电阻。粉状的电阻材料混合后,经成型、高温烧结、电极处理、最后封装测试后制成。
 
常见电阻器分类,你真的知道吗?
实心陶瓷电阻
 
实心陶瓷电阻和线绕电阻及膜式平面功率电阻的最大区别在于其通体导电,所以能承受高能高脉冲冲击,非常适合用于能量泄放,如电容器充放电等场合。实心陶瓷电阻无感,可靠性极高,根据不同的应用分为功率型和脉冲型两种。
 
热敏电阻
 
热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。
 
热敏电阻器的典型特点是对温度敏感,不同的温度下表现出不同的电阻值。
 
热敏电阻的主要特点是:灵敏度较高、工作温度范围宽、体积小、使用方便、易加工成复杂的形状、可大批量生产、稳定性好、过载能力强。
 
热敏材料一般可分为半导体类、金属类和合金类三类。
 
1 半导体类
 
按材料来分类,这里电阻分为单晶半导体、多晶半导体、玻璃半导体、有机半导体以及金属氧化物等。它们具有非常大的电阻温度系数和高的电阻率,用其制成的传感器的灵敏度也相当高。
 
而按电阻温度系数也可分为负电阻温度系数材料和正电阻温度系数材料。
 
上述两种材料广泛用于温度测量、温度控制、温度补瞬、开关电路、过载保护以及时间延迟等方面,如分别用于制作热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻温度计、热敏电阻开关和热敏电阻延迟等 。
 
由于电阻和流度呈指数关系,因此半导体类热敏电阻器测温范围狭窄、均匀性也差 。
 
2 金属类
 
此类材料作为热电阻测温、限流器以及自动恒温加热元件均有较为广泛的应用。如铂电阻温度计、镍电阻温度计、铜电阻温度计等。其中铂侧温传感器在各种介质中(包括腐蚀性介质),表现出明显的高精度和高稳定的特征。
 
但是,由于铂的稀缺和价格昂贵而使它们的广泛应用受到一定的限制。铜测温传感器较便宜,但在腐蚀性介质中长期使用,可导致静态特性与阻值发生明显变化。
 
3 合金类
 
合金热敏电阻材料也称作热敏电阻合金。这种合金具有较高的电阻率,并且电阻值随温度的变化较为敏感,是一种制造温敏传感器的良好材料。
 
性能要求如下: 
 
(1)足够大的电阻率;
(2)相当高的电阻温度系数;
(3)具有接近于实验材料线膨胀系数;
(4)小的应变灵敏系数;
(5)在工作温度区间加热和冷却时,电阻温度曲线应有良好的重复性 。
 
重点来了
 
作为最常见的电子元器件之一,电阻器在使用过程中难免会有故障,甚至,还没等用就出了问题。重点不是坏不坏,而是为什么坏。
 
● 有的电阻外观出了问题可是肉眼看不出来,只能用放大50倍、甚至100倍的检测设备;
● 有的电阻出故障是不太容易检测出来的电性能对比;
● 有的电阻只能切片后才能发现问题;
● 有的电阻只能从内部介质/内电极/端电极成分这几个方面分析
 
 
推荐阅读:
 
公共阻抗耦合实例解析
模拟设计者必须了解的光电二极管问题
TVS-压敏电阻 等保护类器件的布局问题
精准又低功耗的远程检测理念,你了解了没?
电源基础电路图集锦,工程师必备宝典!
特别推荐
技术文章更多>>
技术白皮书下载更多>>
热门搜索

关闭

关闭