电阻器的原理及作用

一、电阻器及其原理

电阻器通常由一串电阻值相等的电阻体组成，其中电阻体的材料、形状、长度、电阻率等都有不同。在直流电路中，当电压施加到电阻器两端时，电子将在电阻体内进行漂流，从而形成了电阻体内的电流。根据欧姆定律，电阻器两端的电压和电阻器内通过的电流可用下式表示：

V=I×R

其中，V表示电压，I表示电流，R表示电阻。电阻器的电阻值R越大，它就越能限制通过它的电流，同时两端的电压也会越高。相反，当电阻值较小时，它可以容许更大的电流流过，并且两端的电压会降低。

除了限制电流以外，电阻器还有其他的应用。例如，在电路中连接一个电阻器可以起到分压的作用，使电压被分配到不同的电路部分，从而达到控制的目的。

此外，电阻器还可以起到调节电路增益、提高电路写入速率的作用。在一些电子设备中，电阻器已经成为不可或缺的元件，如模拟转数字转换器（ADC）和数字转模拟转换器（DAC）。

总之，电阻器虽然看起来简单，但它的作用不可小觑。只有了解了电阻器的工作原理，才能更好地应用于电子电路设计中。

二、电阻器的作用

1、分压

当一个电阻器和另一个元件（如灯泡）在电路中串联时，流过电阻器和灯泡的电流是相同的，当电阻器和灯泡作为一个整体时，电阻器和灯泡各自的电压之和等于两端的总电压。此时，电阻作为分压而起作用。

2、分流

电阻器两端的电压与灯泡两端的电压相同是因为一个电阻器和另一个元件排排坐并联在电路中，流过电阻器的电流和流过灯泡的电流之和等于流过电阻器和灯泡的总电流。此时，电阻充当分流器。

3、阻抗匹配

阻抗匹配是指负载阻抗和激励源内部阻抗相互适应的过程，以获得信号传输过程中最大功率输出的工作状态。其中一种方法是通过改变阻抗力来实现的，在这种情况下，电阻作为阻抗匹配函数。

4、滤波

在电阻和电容串联的RC充放电电路中，首先开关S接B点，如下图所示，电容C不充电，两端电压为零，然后开关S接a点，此时电源通过电阻R开始对电容充电，当电容器两端的电荷增加到电路的平衡时，电源不再给电容器充电，然后开关S置于B点，当电容器开始放电时，电容器两端的电荷逐渐减小，当它降到零时，就不会再放电。然后，将开关s置于a点，在充放电的无限循环中开始充电，我们称电阻R的函数为滤波函数。

5、特殊电阻

特种电阻由半导体材料制成，特殊电阻的电阻值也是可变的，但与可变电阻不同，可变电阻的电阻值可以手动调节，特殊电阻的电阻值取决于外部环境条件。例如，热敏电阻的电阻值随温度的升高而减小。在电路中应用时，可根据其电阻值判断温度，并用作热传感器;光敏电阻的电阻值在有光时大大降低，可作为电路中的光开关;变阻器的电阻值随着两端电压的变化而变化，在电路中起到保护作用，保护电路不受电压的升降。超导元件是最特殊的电阻，在导电时不会产生热量，在制作计算机元件时不需要冷却系统，从而大大降低了计算机的体积和能耗。