电阻元件的介绍及其使用方法教材课件.ppt

1、电阻元件的介绍及其使用方法 电阻元件电阻元件 集总参数电路集总参数电路(模型模型)由电路元件连接而成。电路元件由电路元件连接而成。电路元件是为建立实际电气器件的模型而提出的一种理想元件，它是为建立实际电气器件的模型而提出的一种理想元件，它们都有精确的定义。按电路元件与外电路连接端点的数目，们都有精确的定义。按电路元件与外电路连接端点的数目，电路元件可分为二端元件、三端元件、四端元件等。本节电路元件可分为二端元件、三端元件、四端元件等。本节先介绍一种常用的二端电阻元件。先介绍一种常用的二端电阻元件。 (a) 二端元件二端元件 (b) 三端元件三端元件 (c) 四端元件四端元件 常用的各种二端电阻

2、器件 电阻器晶体二极管 在物理课中学过的遵从欧姆定律的电阻，是一种最常在物理课中学过的遵从欧姆定律的电阻，是一种最常用的线性电阻元件用的线性电阻元件(简称电阻简称电阻)。随着电子技术的发展和电。随着电子技术的发展和电路分析的需要，有必要将线性电阻的概念加以扩展，提出路分析的需要，有必要将线性电阻的概念加以扩展，提出电阻元件的一般定义。电阻元件的一般定义。一、二端电阻一、二端电阻 )141 (0),(iuf 如果一个二端元件在任一时刻的电压如果一个二端元件在任一时刻的电压u与其电流与其电流 i 的关的关系，由系，由u-i平面上一条曲线确定，则此二端元件称为二端电平面上一条曲线确定，则此二端元件称

3、为二端电阻元件，其数学表达式为阻元件，其数学表达式为 这条曲线称为电阻的特性曲线。它表明了电阻电压与这条曲线称为电阻的特性曲线。它表明了电阻电压与电流间的约束关系电流间的约束关系(Voltage Current Relationship，简称为，简称为VCR)。电阻的分类：电阻的分类：1. 线性电阻与非线性电阻线性电阻与非线性电阻 其特性曲线为通过坐标原点直线的电阻，称为线性电阻；否其特性曲线为通过坐标原点直线的电阻，称为线性电阻；否则称为非线性电阻。则称为非线性电阻。2. 时变电阻与时不变电阻时变电阻与时不变电阻 其特性曲线随时间变化的电阻，称为时变电阻；否则称为时其特性曲线随时间变化的电阻

4、，称为时变电阻；否则称为时不变电阻或定常电阻。不变电阻或定常电阻。a) 线性时不变电阻线性时不变电阻 b)线性时变电阻线性时变电阻c)非线性时不变电阻非线性时不变电阻 d)非线性时变电阻非线性时变电阻 实验表明：实验表明： 在低频工作条件下，在低频工作条件下，晶体二极管的电压电流关晶体二极管的电压电流关系是系是ui平面上通过坐标原平面上通过坐标原点的一条曲线。点的一条曲线。用晶体管特性图示器测用晶体管特性图示器测量晶体二极管的电压电量晶体二极管的电压电流关系。流关系。二、线性电阻二、线性电阻 线性时不变电阻的特性曲线是通过线性时不变电阻的特性曲线是通过u-i平面平面(或或i-u平面平面)原点的

5、一条不随时间变化的直线。如图所示。原点的一条不随时间变化的直线。如图所示。 线性时不变电阻的电压电流关系由欧姆定律描述，其线性时不变电阻的电压电流关系由欧姆定律描述，其数学表达式为数学表达式为 )151 ( Riu)161 ( Gui 或或 式中式中R 称为电阻，其称为电阻，其 SI单位为欧单位为欧姆姆() G 称为电导，其称为电导，其 SI单位为西单位为西门子门子(S) 实验表明：实验表明： 在低频工作条件下，在低频工作条件下，电阻器的电压电流关系是电阻器的电压电流关系是ui平面上通过坐标原点的平面上通过坐标原点的一条直线一条直线。用晶体管特性图示器测用晶体管特性图示器测量二端电阻器的电压电

6、量二端电阻器的电压电流关系。流关系。 线性电阻有两种值得注意的特殊情况线性电阻有两种值得注意的特殊情况开路和短路开路和短路。(a)开路的电压电流关系曲线。开路的电压电流关系曲线。(b)短路的电压电流关系曲线。短路的电压电流关系曲线。 其电压无论为何值，电流恒等于零的二端电阻，称为其电压无论为何值，电流恒等于零的二端电阻，称为开路。开路。开路的特性曲线与开路的特性曲线与u轴重合，是轴重合，是R=或或G =0的特殊情的特殊情况况图图(a)。 其电流无论为何值，电压恒等于零的二端电阻，称为其电流无论为何值，电压恒等于零的二端电阻，称为短路。短路。短路的特性曲线与短路的特性曲线与i轴重合，是轴重合，是

7、 R=0 或或G =的特殊的特殊情况情况图图(b)。 线性时不变电阻吸收的功率为线性时不变电阻吸收的功率为22GuRiuip 当当 R0 (或或G 0)时，时，p 0，这表明，这表明正电阻总是吸收功率，正电阻总是吸收功率，不可能发出功率不可能发出功率。当。当R0 (或或G0)时，时，p 0，这表明，这表明负电阻负电阻可以发出功率可以发出功率。有源电阻和无源电阻：有源电阻和无源电阻： 从电阻元件能否发出功率的角度出发，可以把电阻分从电阻元件能否发出功率的角度出发，可以把电阻分为无源电阻和有源电阻。线性正电阻是无源电阻；线性负为无源电阻和有源电阻。线性正电阻是无源电阻；线性负电阻是有源电阻。电阻是

8、有源电阻。 一般来说，其一般来说，其特性曲线落入闭合的一、三象限的电阻，特性曲线落入闭合的一、三象限的电阻，称为无源电阻称为无源电阻。如果一个电阻不是无源电阻，就称为。如果一个电阻不是无源电阻，就称为有源有源电阻电阻。 例例l-2 图示电路中，已知图示电路中，已知R1=12 , R2=8 , R3=6 , R4=4 , R5=3 , R6=1 和和i6=1A。 试求试求 a、b、c、d各点的电位和各电阻的吸收功率。各点的电位和各电阻的吸收功率。V64V16A412A4A28/V16/V16V4A26A2A14/V4/V4V1A13A1V1A111132be321c33cebcb54ce543d

9、55decdcec6566dedbbeabaviRuuviRuiiiviRuuviRuiiiviRuuuviiiRuvW1W11W3W13W4W14W24W26W32W28W192W412226662255522444223332222222111iRpiRpiRpiRpiRpiRp 线性电阻元件是由实际电阻器抽象出来的理想化模型，线性电阻元件是由实际电阻器抽象出来的理想化模型，常用来模拟各种电阻器和其它电阻性器件。常用来模拟各种电阻器和其它电阻性器件。 三、线性电阻元件与电阻器三、线性电阻元件与电阻器 以电阻丝绕成的线绕电阻器为例，当电流通过这类电以电阻丝绕成的线绕电阻器为例，当电流通过这类

10、电阻器时，除了克服电阻所产生的正比于电流的电压外，交阻器时，除了克服电阻所产生的正比于电流的电压外，交变电流产生的交变磁场还会在电阻器上产生感应电压。变电流产生的交变磁场还会在电阻器上产生感应电压。 因此，当线绕电阻器工作在直流条件下，可用一个因此，当线绕电阻器工作在直流条件下，可用一个线性电阻来模拟线性电阻来模拟图图(a)，而工作在交流条件下，有时需，而工作在交流条件下，有时需用一个电阻与电感串联来模拟用一个电阻与电感串联来模拟图图(b)。 在电子设备中使用的碳膜电位器、实心电位器和线绕在电子设备中使用的碳膜电位器、实心电位器和线绕电位器是一种三端电阻器件，它有一个滑动接触端和两个电位器是一种三端电阻器件，它有一个滑动接触端和两个固定端固定端图图(a)。在直流和低频工作时，电位器可用两个可。在直流和低频工作时，电位器可用两个可变电阻串联来模拟变电阻串联来模拟图图(b)。电位器的滑动端和任一固定端。电位器的滑动端和任一固定端间的电阻值，可以从零到标称值间连续变化，可作为可变间的电阻值，可以从零到标称值间连续变化，可作为可变电阻器使用。电阻器使用。 2002年春节摄于成都人民公园必作习题：第必作习题：第3839页页习题一：习题一：1 9 、 1 13