第2章 电阻与电阻电路

2.1 电阻基础

2.1.1 基本概念

任何物质都有阻止电流流动的特性，物质的这种阻挡电流的特性被称为电阻（resist-ance），用字母“R”表示。

不同的物质对电流的“阻力”大小不同。导体对电流的“阻力”小，如铁和铜；绝缘体对电流的“阻力”大，如木头和橡胶。

通常讲的“电阻”实际上是指一个个的电阻器（Resistor），是一种元器件。在电路中，电阻通常用2.1（a）或图2.1（b）的图形符号来表示。原始的电脑电路图中，基本上都是采用图2.1（b）所示的电阻符号。

电路中的电子元器件种类很多，不同种类的元器件都会用一些特定的字母来表示。电阻在电路中用字母“R”表示。

但电路中会有许多电阻，单用字母“R”不能准确描述每一个电阻。为此，采用字母“R”加数字来表示电路中的电阻，以方便对电路的描述。就好像人的姓名一样，字母“R”是电阻的姓，“R”后面的数字就是每一个电阻的名。例如，在图2.2所示的电路中，R638、R483、R634、R639就分别表示了4个不同的电阻。这种表示方法对于电容、电感、二极管、三极管、集成电路等都是适用的。

电阻的应用非常广泛。电阻可被用作负载、偏置电路或反馈元件。电阻与电容结合使用可用于放电、滤波、定时、耦合、脉冲形成等方面。电阻也可用于设置工作电流与信号电平。电阻用于电源电路中可损耗功率，减小相应电压，也可用于测量电流、电压。

2.1.2 电阻的单位

电阻器都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。常用的单位还包括kΩ（千欧）、MΩ（兆欧），其换算关系如下所示。

1kΩ=1000Ω；1MΩ=1000kΩ

电阻上单位的表示通常采用色环法和数字法。但笔记本电脑中绝大多数的电阻都很小，很少被标上阻值。通常是通过电路图或者对好机器中的相同位置电阻的测量来获得该电阻的阻值。

2.1.3 欧姆定律

对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。电阻的阻值可用公式

来描述。这就是著名的欧姆定律。其中，U为电压，单位是伏特；I为电流，单位是安培。

欧姆定律表明：流过电阻的电流与其端电压成正比，而与本身的阻值成反比。

当电路两端的电压为1V，通过的电流为1A时，则该段电路的电阻值为1Ω。

欧姆定律仅适用于线性电阻（电路）。如果流过一个元器件的电流随电压的变化而呈线性变化，则该元器件是一个线性元件，如图2.3（a）所示。否则，该元器件是非线性元器件，如图2.3（b）所示。

若一个电阻器在一定的使用条件下，加在其两端的电压与通过的电流的关系遵循欧姆定律，则该电阻器是线性元件，如各种膜式电阻器、线绕电阻器等。

在规定的使用条件下，若加在电阻器上的电压和通过的电流的关系，不遵循欧姆定律，这种电阻器称为非线性电阻器，如压敏电阻器、热敏电阻器等。

电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。可以计算电阻的功率，计算公式是

P=UI

代入欧姆定律，则可得到P=I2R或P=U2/R。功率的单位是瓦特（W），1W=1000mW。

例2.1：计算图2.4中流过电阻的电流，电阻消耗的功率。

代入欧姆定律，得流过电阻的电流

由此，可计算出电流流过电阻时所产生的功率为

P=I2R=0.0062×500=0.018W=180mW

或者，P=UI=3V×0.006=0.018W=180mW

习题2.1：若需要图2.4所示电路中的电流为200mA，电阻R的阻值应该是多少？

习题2.2：假如图2.4中R的阻值是3kΩ，电路中的电流是多少？