关于电阻的实验和再认识

一，电阻通识

1. 电阻器种类
   包括通用型碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、金属玻璃釉电阻器、线绕电阻器、有机实芯电阻器及无机实芯电阻器等。其中，前两种电阻器最常用。
2. 电阻器的主要参数
   （1） 标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。
   （2） 允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下：±0.5%-0.05、 ±1%-0.1(或 00)、±2%-0.2(或 0)、±5%-Ⅰ级、±10%-II 级、±20%-III 级。
   （3） 额定功率（最大耗散功率）：在正常的大气压力 90-106.6KPa 及环境温度为-55℃～＋70℃的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
   线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500。非线绕电阻器额定功率系列为（W）：1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100。
   （4） 额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。
   （5） 最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。
   （6） 温度系数：温度每变化 1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。
   （7） 老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。
   （8） 电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化 1 伏，电阻器的相对变化量。
   （9） 噪声：产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化

二，电阻的实验和再认识
1.如何测量电阻阻值？
用模拟万用表和数字万用表测量阻值，请进行各种对比（特别是对高阻值的电阻）
（a）不同万用表之间的测量结果
（b）万用表测量结果与器件上的标示值
（c）用手同时捏住两个引脚和一个引脚或不捏任何一个引脚
思路：应该考虑万用表测量电阻的输入阻抗大约是 10M 欧，也即是万用表在测量电阻档的内阻是 10M 欧，那么所测量电阻是测量电阻和内阻的并联。当测量电阻的阻值比较小时，万用表内阻可以被忽略；当测量电阻的阻值比较大时，万用表内阻不再能被忽略，会影响电阻的测量值。
万用表测电阻等效图如下：

可以看到，测量结果是5M 欧，然而 R1 真值是 10M 欧，为什么？？因此验证了上述的理论。这启示我们，必须考虑测量仪器的参数对电路的影响，不能把仪器理想化。

2.如何测量最大耗散功率与实际承受（消耗）的功率？
选 1 只 100欧、1/8W 的电阻，接在可调输出的稳压电源上，接好后打开电源并从最低的输出电压（如 3V）开始缓慢提高电压。 一边注意电源的输出电压一边观察电阻。

3.如何测量电阻的热噪声？
取一只 10M 的电阻，用示波器测量其两端的交流电压（均方值）并记录。用其它较小阻值的电阻器重复进行该测量并记录。对比分析测量结果。
提示：热噪声大小与阻值大小呈现正相关关系，Vn2
=4kTBR，k 为玻尔兹曼常数，T 为
热力学温度，B 为电路带宽，R 为阻值，Vn 为噪声均方根值。

三，关于电阻参数的选择
1.如何选择电阻偏差
对于一般的电子设备，选用 I、II 级精度的允许偏差就可以了。若需要高精度的电阻器时，则可根据实际需要从规定的高精度系列中选取。在某些场合，可以采取电阻器的串、并联方式来满足阻值及允许误差的要求。

2.如何考虑电阻的最大耗散功率？如何选用大功率电阻？
提示：电阻的额定功率要选择得比实际功率高 1-2 倍；
大功率电路中，应使用绕线电阻；
在脉冲状态下工作的电阻，额定功率应选得比脉冲信号的平均功率大