1.1　电阻

1.1.1　电阻的基本特性

电阻元件，简称电阻，其图形符号可以表示为图1-1（a）所示。电阻在电子设计中最为常见，几乎所有的电子产品中都会使用此元件。在理想情况下，一般认为电阻具有以下特性：在任何时刻其两端的电压和电流都服从欧姆定律，即

式中，R为电阻最重要的参数，称为元件的电阻值，单位为Ω（欧姆，简称欧）；U为电阻两端电压，单位为V（伏特，简称伏）；I为流过电阻两端电流，单位为A（安培，简称安）。

如果绘制一条曲线，将电压作为横坐标，电流作为纵坐标，则根据电阻的伏安特性可以得到一条经过原点的曲线，由于电压与电流单位分别伏特与安培，因此可以称此曲线为电阻的伏安特性曲线，如图1-1（b）所示，可以看出理想电阻属于线性元件。在理想状态下，电阻的电阻值是固定不变的。但在实际中，电阻值通常会随着温度的变化而变化，因此，严格地说电阻是带有非线性因素的。而且由于工艺的限制，电阻也是会存在误差的，普通电阻精度通常分为±1%、±5%、±10%3种。

正常情况下，当电压加载在电阻两端时，就会有电流经过电阻，电阻则会消耗电能，其消耗的功率为

在电阻上消耗的电能为

电阻一般会将消耗的电能转换成热能，如果消耗电能较大，电阻会发出较大热量，从而改变电阻自身与环境的温度。由于材料的限制，电子元件只能在一定范围的温度下正常工作，否则会烧坏元件。因此在实际的设计工作中，需要从功率的角度合理选择电阻。

在实际的生产过程中，厂家通常只会生产固定阻值的电阻，因此对于非标准值的电阻则可以通过电阻的串、并联电路来得到。

如图1-2（a）为n个电阻R₁，R₂，…，R_n的串联，串联电路等效电阻R′的计算公式为

在串联电路中流过所有电阻的电流均相等，当R₁=R₂=…=R_n=R时，每个电阻两端的电压U_n=U/n，且等效电阻R′=nR，可求得每个电阻消耗的功率，并且每个电阻消耗的功率为等效电阻R′的1/n。

如图1-3（a）为n个电阻R₁，R₂，…，R₂的并联组合，并联电路等效电阻R的计算公式为

在并联电阻中所有电阻两端电压相等，当R₁=R₂=…=R_n时，等效电阻R=R₁/n。类似地，也可求得每个电阻消耗的功率为等效电阻R的1/n。

因此，通过串并联组合电路不仅能够得到任意电阻值，而且可以提高等效电阻的实际功率。假设某一电阻值为R的电阻最大只能承受1/4W的功率，那么可以通过4个电阻值为4R的电阻并联或者4个电阻值为R/4的电阻串联得到等效电阻R，那么此等效电阻最大可承受1W的功率。