电阻的综合应用实例

1、欧姆定律的历史

      1826年，德国的一个30多岁中学老师欧姆发现了电学上的一个重要定律——欧姆定律，这是他最大的贡献。这个定律在我们今天看来很简单， 

然而它的发现过程却并非如一般人想象的那么简单。欧姆为此付出了十分艰巨的劳动。在那个年代，人们对电流强度、电压、电阻等概念都还不大

清楚，特别是电阻的概念还没有，当然也就根本谈不上对它们进行精确测量了；况且欧姆本人在他的研究过程中，也几乎没有机会跟他那个时代的

物理学家进行接触，他的这一发现是独立进行的。甚至，刚开始科学界仍不承认欧姆的科学发现，许多人对他还抱有成见，甚至认为定律太简单，

不足为信。这一切使欧姆也感到万分痛苦和失望，但他坚持科学真理，不屈不挠，最终得到世人的认可！欧姆独创地运用库仑的方法制造了电流

扭力秤，用来测量电流强度，引入和定义了电动势、电流强度和电阻的精确概念。

欧姆是一个天才的研究者，一个很有天赋和科学抱负的人。欧姆定律及其公式的发现，给电学的计算，带来了很大的方便。

为纪念他，电阻的单位“欧姆” （简称“欧”，符号为Ω），以他的姓氏命名。

经过前面几期的电阻基础知识的介绍，下面我们开始给出实例，来看看电阻的用途吧！

电路讲解： 如（图1）所示，该电路是一个最基本的电阻用法： 限流。由于LED的正向压降较小，当供应电压较高时，必须用电阻进行限制通过LED

灯的电流，否则电流过大，LED灯会永久性损坏。LED的驱动电流正常在20mA以内，本电路中，IF =ILED= (5-VF)/R, 其中VF是LED灯的压降，

根据不同种类的LED颜色，VF通常在1.8~3.3V之间。

电路讲解： 如（图2）所示，该电路是一个通过电阻对LED发光二极管进行电流设置的例子，即使供应电压+VS在一定的范围内变化时，LED基本上得

到一个固定电流大小的驱动。Iout=ILED= 1.4/Rext。1.4V由BCR402内部的2个二极管得到。

 电路讲解： 如（图3）所示，该电路是一个RC震荡电路，震荡输出频率 Fout由RT和CT决定，基本不受供电电压影响，当RT固定时，这个电路可以作为

一个高精度测量电容的电路（通过测量Fout的值，就可以计算出CT的值）。在这个电路中，R1和R2起的作用，是分压的作用，B点电压在1/3VDD或

2/3VDD之间变换。U1是一个比较器用途的运算放大器芯片，高速轨到轨输入输出二运放TLV2316或TLV4316等都可以很好的胜任！

电路讲解： 如（图4）所示，该电路是电流监测、检测电路，这个电路中通过Rsense的大电流Ilaod 会产生一个微小的压降，接着MAX4173对这个微小压降

进行放大后，在输出端OUT可以得到一个较大倍数（20/50/100）的大电压，从而在OUT端可以通过示波器实时看到负载的电流大小和波形！这个电路

，通常可用来观察和测量低功耗系统的功耗和工作状态。

电路讲解： 如（图5）所示，该电路是一个数控恒流源电路，电路中通过运放的虚短原理和作用，使得A点的电压等于DAC数控的输出电压VIN, 从而实现IOUT

是固定的输出，即恒流源。当DAC数控的电压VIN变化时，IOUT也跟着等比例变大或变小。

电路讲解： 如（图6）所示，该电路是路灯自动控制器，它可以白天关闭路灯，而天黑的时候，可以自动点亮路灯。其关键的地方就是采用了具有光敏特性的

电阻LDR1，这种电阻的阻值会根据光照亮度的大小发生变化，比如：白天电阻值小，而晚上电阻变大很多！利用这种光敏特性，从而实现了路灯的自动控制。

图中，R2、R3、P1起分压的作用，用于设置电压的比较阀值，P1可以调节路灯开或关的光控灵敏度。Ry是继电器，受控开关连接路灯的开关电路。

受篇幅限制，这里仅仅给出了电阻的常见用法，实际上电阻的作用是很广泛的，比如用于单片机或74HC系列的的上拉或下列电阻起确定电平的作用、用RC做无源、

有源滤波器、微积分电路、延时电路、阻抗匹配、过流保护、音量控制、温度补偿控制电路等等。

电阻的用途，欢迎大家一起来补充！

下面我们再来看看：使用电阻的一些技巧：

※ 技巧① 没有找到合适的电阻怎么办？

方法： 根据电阻串联和并联的公式，即如下公式：

串联电阻:  R总 = 各个电阻的和。

并联电阻:  R总的倒数 = 各个电阻倒数的和

例如，当你手头只有10K欧姆的电阻时，但此时需要一个15K的电阻，你可以用2个10K的并联，然后再跟一个10K的电阻串联即可。特别的，在一些电路上，

往往有个电阻的值是不确定的，这种情况下，建议大家设计PCB的时候，采用并联和串联的方式，把1个电阻设计成多个电阻来“共同发力”，以免到时找

不到最合适的电阻值，毕竟电阻值市面上都是固定那些，比如E24或E12等等。

※ 技巧② 电阻发烫，没有找到合适的功率的电阻怎么办？

方法： 电阻发烫，往往是电阻的额定功率或散热功率不足，这时可通过通过并联的方式，让每个电阻承担部分的功率，这样就不发烫了。同时有可能的话，

在电阻的PCB焊盘下增加铜皮和散热孔。

※ 技巧③ 电阻太多，PCB没地方放，怎么办？

方法：使用排阻！或者内置电阻的三极管。这样的排阻一般有插件或者贴片，内部可包含四个或8个电阻，这些电阻的外观，大致如下：

※ 技巧④  零欧姆的电阻应用技巧

零欧姆，这是一个基本认为是没有阻值的线性器件，相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减

作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。

零欧姆，大概有以下几个功能：

（1） 做为跳线使用。这样既美观，安装也方便。

（2） 在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起。这样做的

好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。

（3）做保险丝用。由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。由于0欧电阻电流承受能力比较弱

(其实0欧电阻也是有一定的电阻的，只是很小而已)，过流时就先将0欧电阻熔断了，从而将电路断开，防止了更大事故的发生。有时也会用一些阻值为

零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。不过不太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。

（4）为调试预留的位置。可以根据需要，决定是否安装，或者其它的值。有时也会用*来标注，表示由调试时决定。

（5）作为配置电路使用。这个作用跟跳线或者拨码开关类似，但是通过焊接固定上去的，这样就避免了普通用户随意修改配置。通过安装不同位置的电阻，

就可以更改电路的功能或者设置地址。