电阻有什么作用?

电器工程 电阻器
2022-01-05 08:48:14

好的,这里是非常基本的问题。

我读了很多书,搜索了很多,我读到的每一个描述似乎都在谈论电子的流动,而且理论上太深了,以至于我无法掌握它们的基本使用原理。

我知道电阻器会限制“流量”,因此例如 LED 不会爆炸。但我无法准确理解电阻对电流和电压的作用......

电阻器会影响电流和电压吗?以什么方式?

4个回答

电流是电荷通过材料的运动。阻力是这些移动电荷的物理障碍

保持这些电荷运动需要一定的能量,并且由于能量降与保持运动的电荷量成正比,这会导致材料两端的电压降,因为电动势(以伏特为单位)是能量(以伏特为单位)焦耳)每次充电(以库伦为单位)。

由于它是一个物理障碍物,它还限制了电荷在每单位时间内可以通过给定点的速率。这导致最大电流,因为电流(以安培为单位)是每单位时间(以秒为单位)的电荷(以库仑为单位)。

事实证明,如果你在相同的电阻上施加或多或少的电动势,电流会完全线性地增加或减少。这就引出了欧姆定律,它指出电动势与电流和电阻的乘积成正比,即 \$E = IR\$。

将电压视为推动电子通过作为电线的管道的压力或力可能会有所帮助。电流是在任何时候通过给定点的电子数量或数量。电阻器就像他们的名字所说的那样做。他们反抗。您可以使用它们来限制电流或电压,具体取决于它们是串联(一个接一个)还是并联(并排共享相同的连接点。将电子想象成乒乓球穿过一根管子,把一个推进去,已经在里面的把一个从另一端推出。管子的长度加倍(串联一个电阻器)会增加推动它所需的力,所以它会限制电压。但是,如果你把管并排,那么相同数量的球必须通过两倍的路径,限制了一次可以通过的数量,从而限制电流。我知道这过于简单化并且不能解释所有情况,但它可以让您的大脑直观地了解电子流理论以及电阻器如何影响这种理论。

希望这很简单:

电压来自电荷分离中的势能(一个节点为正,电子较少,一个节点为负,电子较多)。把它想象成在地面上有一个保龄球(充电),而不是在梯子的顶部。梯子顶部的球具有更多的势能,更多的电压。

电流来自电荷的“流动”。

电阻器可让您选择给定电压的电流量,因为您可以将电线视为没有电阻(简化)。

简而言之:电阻器限制电子的流动,降低电流。电压由电阻两端的势能差产生。

数学上的答案是,电阻器是一种两端电气设备,它遵循或您可以说强制执行欧姆定律:V=IR。

V 是两个端子之间的电压,I 是从一个端子流向另一个端子(通过电阻器)的电流,R 是称为电阻的值。对于理想电阻器,R 是一个常数,不依赖于 V、I 或其他任何值。描述欧姆定律的另一种方式是说电阻两端的电压和通过它的电流成正比。比例常数为 R,即电阻。

物理学的一个基本结果是电阻器将电势能转化为热能。因此,当电流流过它们时,它们往往会变热。真正的电阻器具有最大允许功耗,并且它们可能具有略微依赖于温度的 R 以及其他理想情况下的缺点。

就电阻器的制造方式而言,真正的电阻器是由在绝缘体(介电材料)和导体(例如铜线)之间具有导电性的材料构成的。如果您可以确定通过电阻器的路径电流,则使该路径更长会增加电阻。使横截面更宽会降低阻力。

至于是什么使材料成为良导体……嗯,通常良导体在分子水平上具有可移动的电子。好的绝缘体没有。好的电阻介于两者之间。