你遇到的第一个电子元件很有可能是一个不起眼的电阻，漂亮的珠子状的颜色带。电阻是最简单的电子元件，在很多情况下，可以说，是电子世界的品牌大使。

在设计电路时不使用电阻器几乎是不可避免的。所以在这篇文章中，我们将看到电阻到底是什么，以及它们在电子电路中有什么作用。我们还将介绍电阻器类型你可以在你的电路中使用。

电阻是什么?

一个电阻器，从数学的角度来看，是最简单的实现欧姆定律．

该定律说，流过材料的电流与施加在材料上的电压成正比，比例常数是在恒定温度下材料的电阻。

换句话说，

V = ir

这是我们都熟悉的经典公式，其中V是电压，单位是伏特，I是电流，单位是安培，R是电阻。

电阻的测量单位是欧姆，这是在发现公式之后。由于欧姆(为了改变!)是一个相当小的电路量，电阻以数百欧姆，数千欧姆(kiloOhms, kΩ)或数百万欧姆(megaOhms, MΩ)来测量。

阻力类似于摩擦。摩擦(如果你上过物理课的话)就是对运动的阻力。同样地，电阻是物质抵抗电流流动的能力。在下一节中，我们将了解他们是如何做到这一点的。

电阻器是如何工作的?

我们在学生时代都在谈论导体和绝缘体。我们知道导体是什么，它能让电流轻易流过。绝缘体正好相反——它不容易让低电流通过。

这些特性是电阻的直接结果——导体对电流流动的电阻很低，而绝缘体在很大程度上抵抗电流流动。

如果我们把电线放大到原子尺度，我们可以看到电线是由微小的原子组成的。

当电子流过导线时，有些电子会直接穿过导线的缝隙，但有些电子会击中原子并反弹回来，有时电子本身也会发生碰撞。这使得电子的流动有些不均匀和受阻-这是电阻．

这也意味着电阻取决于材料本身的性质，因为电子与原子的相互作用取决于原子的大小和排列。

人们谈论温度系数。虽然这听起来有点花哨，但我们可以使用我们的简单模型来理解这一点。

温度系数就是材料的温度随温度变化的方式和程度。电阻有一个正的温度系数，换句话说，电阻随着温度的增加而增加。现在ptc(列车自动控制系统)而且全国过渡委员会这样就说得通了，不是吗?

考虑到我们的模型，当我们加热电线时，我们(从热力学角度来说)向电线提供能量。这种能量被原子吸收，然后原子开始振动。这使得电子更难通过。

这就像在人群中移动一样——如果人群朝着随机方向移动，任务就会比人群静止不动时(这在实践中是不可能的)困难得多。

电阻的符号

电阻器的符号是一个简单的之字形。在一些国家，人们更喜欢使用方框，但这两种符号在电子界都被接受。

第二组符号是可变电阻或变阻器，其电阻可以在一定范围内变化。

一个简单的电阻电路和基本公式

在我们继续深入之前，最好先看一下简单电阻电路知道我们在处理什么。

考虑下面的情况——你有一个绿色领导最大电流为20mA，你想用9V电池供电。

将LED直接连接到电池上似乎是个不错的主意，但是当LED的引线接触到电池端子的那一刻……砰!LED会爆炸。如果你幸运的话，LED会在一瞬间消失，如果你不那么幸运的话，你会有很多燃烧的LED物质。

这里发生的是一个简单的过流案例。当你第一次将LED连接到电池上时，有电流开始流动。这个值大于所需的20mA，因此LED将其作为热量散热。当LED加热时，它的电阻下降(负温度系数!)，这使得更多的电流流过它，这个循环一直持续到半导体芯片无法承受热量而爆炸。

如果我们连接一个电阻呢?我们知道欧姆定律那V = ir，如果我们将方程重新排列为:

R = v / i

因为我们知道电源的电压和安全点亮LED所需的电流。我们把这些值代入，就得到电阻为450Ω。现在450Ω不是一个常用值，所以最接近470Ω的值就足够了。

还有另一种方法:

我们知道，绿色LED的工作电压约为3.5V，电池电压为9V。所以我们需要在20mA时通过电阻降低5.5V。这导致值为275Ω。

这比第一次计算要低，这是因为我们这次考虑了LED的正向电压。

那么这些能量都去哪里了呢?就像摩擦产生热量一样，阻力也会产生热量。

回到我们的模型，电子与原子的碰撞增加了原子的能量，整体上提高了温度。

我们知道:

P = vi

解出V或I然后把方程中的值代入欧姆定律我们得到两个有用的方程:

P = i2r = v2 / r

其中P是消耗的功率，单位是瓦，I是电流，单位是安培，V是电压，单位是伏特，R是电阻，单位是安培。

当然，电阻器应该能够处理我们通过它浪费的电量，这意味着电阻器有各种形状和尺寸:

通孔电阻

说‘通孔’可能是一种概括，但如果我们按形状和大小对所有电阻进行分类，我们最终会得到一个几乎无穷无尽的列表。

通孔电阻，以及电阻，是根据它们耗散的功率来评定的。可能最小的是1/8W的电阻，这意味着它们可以消耗1/8瓦特或125mW。在天平的另一端，你可以找到耗散巨大100W的电阻。

可变电阻(电位器)

可变电阻器又称为电位计顾名思义是用来根据需要改变电阻器的值。有很多可变电阻的类型，你可能已经注意到了旋钮类型可变电阻用旧收音机来调台或控制音量。除此之外，还有一种叫做可变电阻的小电阻配件砖用于在设计完成后对电子电路进行微调或校准。

SMD电阻

SMD代表表面贴装装置。这些电阻被设计用于焊接到pcb表面，并且很小。它们有不同的尺寸，可以消散不同的能量。

不同类型的电阻

除了有各种形状和尺寸外，电阻器还根据活性物质的构成进行分类。

碳电阻

这些电阻器中的电阻材料是由碳粉或石墨粉制成的。由于碳化合物容易燃烧，这些电阻只能处理低量的耗散功率。此外，由于材料是粉末，它们不是很精确，有松散的公差。

金属膜电阻

顾名思义，电阻材料是一种金属薄膜。由于金属膜可以制作或校准到非常特定的尺寸，因此可以很好地控制电阻，因此这些电阻非常精确。

线绕电阻器

电阻材料是由导线制成的。由于这些电线可以像你喜欢的那样粗，这些电阻可以处理非常高的功率，并且通常如图所示缠绕在陶瓷芯上。

半导体电阻

这些电阻在硅中实现，并形成半导体集成电路的组成部分。

电阻器的用途

最简单的往往有最多的用途，而电阻器完全遵循这一说法。

1.限流:如上所示，电阻可以用来限制流入设备的电流。

2.电压分规:这是利用两个电阻将电压除以它们电阻的比率。这是我最喜欢的一张图片，当人们问分压器的时候:

这些电路真的很有用。假设你有一个5V的电源，而你想给3.3V的设备供电，你可以使用一个分压器。

它们还允许您通过缩小它们来测量高电压。不起眼的万用表就使用了这个事实;旧型号的旋转开关连接到分压电阻，可以选择刻度，使读数保持在模拟仪表的范围内。

3.目前分流术:这些是低值电阻，用于测量电流，而不太干扰被测电路。它们具有低电阻值和高额定功率。在这种方法中，允许被测量的电流通过电阻，并测量电阻上的压降。一旦我们知道了压降和电阻器的值，我们就可以使用欧姆定律(V=IR)来计算电流的值。

4.上拉电阻和下拉电阻:数字电路中通常使用上拉电阻或下拉电阻来定义引脚的默认状态。以微控制器输入引脚为例，当没有施加电压或电路连接到该引脚时，该引脚可以读取1或0，这种情况称为浮动引脚。为了避免这种情况，引脚通常通过将电阻连接到vcc来向上拉，或通过将电阻连接到地来向下拉。这里的电阻值通常是10k。

5.传感器:它可能是抑制，但大多数简单的传感器只是可变电阻。一些例子是异地恋，Flex传感器等。

例如，LDR是一种特殊的电阻，其电阻随入射光量的变化而变化。赋予它们这种特殊性能的电阻材料是二硫化镉。它们被用于夜灯和黑暗探测器。

使用电阻器时要记住的事情

1.功耗:同样，永远不要选择一个额定功率小于你要通过它的电阻。一个好的经验法则是选择额定功率至少高出两倍的电阻器。

2.温度系数:当处理使用大电流或高温的电阻时，这是非常重要的，因为电阻漂移相当剧烈。有两种类型的温度系数，一种叫做全国过渡委员会(负温度系数)，另一种叫做PTC(列车自动控制系统)(正温度系数)。对于NTC，电阻的电阻将随着周围温度的升高而降低，而对于PTC，电阻的电阻将随着周围温度的升高而增加。这个属性也被一些传感器使用，比如热敏电阻测量温度。

结论

电阻，就像它们看起来一样简单，但它们的应用是无穷尽的，你甚至可以构建一个DAC(数字到模拟转换器)，但只是使用电阻(R2R)方法。无论是简单的运放增益电路还是复杂的开关电路，电阻都起着至关重要的作用。我们已经触及了所有的电阻器基础知识在这篇文章中，这应该会让你在观察电路时，在试图分析电阻的功能时感到舒服。