电阻的作用,简而言之就是电路中可通过它来限制其所连支路的电流大小,从而保护电路。下面我们一起来看看电阻具体起到些什么作用,从而限制电流大小的。
1、分压
电阻的第一个作用便是分压。当一电阻和另一个元器件如灯泡在电路中处于串联时,流过电阻和灯泡的电流相同,而电阻和灯泡各自的电压之和等于电阻和灯泡作为整体时两端的总电压。此时,该电阻起到分压的作用。
2、分流
电阻的第二个作用便是分流。当一电阻和另一元器件如灯泡在电路中处于并联时,电阻两端电压和灯泡两端电压相同,而流过电阻的电流与流过灯泡的电流之和等于流过电阻和灯泡的总电流。此时,该电阻起到分流的作用。
3、阻抗匹配
电阻的第三个作用便是阻抗匹配。阻抗匹配指的是在信号的传输过程中,为了得到最大功率输出的一种工作状态,而采用一些方法使得负载阻抗与激励源内部阻抗相互适配的过程。而其方法之一就是通过改变阻抗力来实现,在这种情况下,电阻起到的是它的阻抗匹配作用。
4、RC充放电电路
RC充放电电路是电阻器应用的基础电路,在电子电路中会常常见到,因此了解RC充放电特性是非常有用的。
RC充放电电路如上图所示。图中开关S原来停留在B点位置,电容器C上没有电荷,它两端的电压等于零。当开关接到A点时.电源E通过R向电容器C充电,在电路接通的瞬间,电容器电压Vc=0,充电电流最大值等于Z/R。随着电容器两极上电荷的积累,Vc逐渐增大,电阻器R上的电压Vr =E -Vc,充电电流i=(E—Vc)/R且随着Vc的增大而越来越小,Vc的上升也越来越慢。当Vc=E时,i=0,充电过程结束。
试验证明,充电过程可用下面公式描述,即
式中:e-自然对数;t-时间。
从公式中不难看出,充电过程中Vc和i是按指数规律变化的。而充电的快慢取决于电阻和电容的乘积,因此称RC为时间常数r,即r=RC。如果R和C的的单位取欧姆和法拉,则r的单位为秒。
根据公式计算在不同时间内的Vc和i,其结果见表2-4。从表中可以看出,r越大充电越慢。当t=3r时,Vc=0.95E;当t=5r时,Vc=0.993E;一般认为当 t=(3-5)r时,电容器上的电荷已被充满。电容器上的电荷已被充满。
当电路开关S在C充满电荷后由A端置于B端时,电容C上的电荷通过R放电,其放电也是按指数规律进行的。利用RC充放电特性可组成很多应用电路,如积分电路、微分电路、去耦电路以及定时电路等。