电阻
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知识点1——导体与绝缘体
1.导体:容易导电的物体叫做导体。
绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫半导体。
举例:金属、石墨、人体、大地及酸、碱、盐的水溶液都是导体;橡胶、玻璃、陶瓷、油等都是绝缘体;硅、锗是半导体。
不同材料的导电性能不同。
2.导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。
原来不导电的物体,当条件改变时,也可能成为导体。例如:常态下玻璃是良好的绝缘体,如果给玻璃加热,使它达到红炽状态,它就变成导体了;纯净水是绝缘体,但含有杂质的水却容易导电,是导体;干燥木棒是绝缘体,潮湿木棒是导体。
导电性能强的物体是良好的导体;绝缘性能强的物体是良好的绝缘体。良导体和良好的绝缘体都是良好的电工材料。如:铜制导线中,铜丝是良导体,外包绝缘皮是良好的绝缘体。
3.影响半导体导电性能的因素:温度、光照和掺杂物。
在半导体中掺入少量的其他元素,它的导电性能会得到很大改善,从而可以把它们制成:
光敏电阻:有无光照电阻值差异很大。热敏电阻:温度略有变化,电阻值变化很明显。压敏电阻:电压变化,电阻值明显变化。
二极管:具有单向导电性。三极管:具有将电信号放大的作用。
半导体元件的应用十分广泛,已成为电子计算机和其他电子仪器的重要元件。
知识点2——电阻
●定义:导体对电流的阻碍作用叫电阻。
不同的导体对电流的阻碍作用不同,物理学中用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小。导体的电阻是导体本身的一种特性,他的大小与是否接入电路,及加在它两端的电压和通过它的电流大小无关。
电阻的符号是R,画电路图时电阻用表示。
●电阻的单位
国际单位制中电阻的单位是欧姆(Ω),简称欧(Ω),符号是Ω。比欧大的常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们的换算关系是1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ。 1 kΩ= 1 000 Ω 1 MΩ= 1 000 000 Ω
●电阻器:电子技术中经常用到具有一定阻值的元件,把它们叫做电阻器,电阻器也叫定值电阻,简称电阻,用文字表述时符号是R,在电路图中符号是
知识点三——影响导体电阻大小的因素
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积以及温度。
(1)导体的电阻大小与导体的材料有关,不同材料的电阻对电流阻碍作用不同,即电阻不同。金属能够导电,非金属一般不导电。有一些元素,如:硅、锗,导电性能介于金属和非金属之间,比金属差,比非金属强,常常称做半导体。
(2)导体的电阻大小与导体的长度有关,导体越长,电阻越大。
(3)导体电阻的大小跟导体的横截面积有关,横截面积越小,电阻越大。
(4)导体电阻的大小还与导体的温度有关,多数导体的电阻温度的升高而增大。某些物质在很低温度时,电阻就变为零,这就是超导现象。小灯泡的灯丝时由金属钨制成的,它的电阻随温度变化而变化,通过它的电流较大时,较亮,灯丝温度较高,电阻较大;通过它的电流较小时,较暗,灯丝温度较低,电阻较小。
一般情况下,我们认为导体的电阻不随温度变化。
知识点4——探究影响导体电阻大小的因素(见实验教学)
电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的性质有关,还与导体的温度有关。电阻是导体本身的一种性质,在温度不变时,导体的电阻不随加在它两端的电压大小和通过它的电流大小而改变。即:电压和电流对电阻无影响。
知识点5——电阻分为定值定值和可变电阻(阻值可调)两种。定值电阻简称为电阻,与之对应的是电阻器,元件
符号是
可变电阻,阻值大小可以调节,与之对应的是变阻器,元件符号是
变阻器一般分为滑动变阻器、变阻箱和简易变阻箱三种,最常见的是滑动变阻器,学生实验中常采用滑动变阻器。
1.滑动变阻器的构造
如图所示,由线圈、瓷管、滑片、金属棒等组成。
电阻丝外面涂着绝缘层,绕在绝缘管上,它的两端连在A,B两个接线柱上。滑片P通过金属杆与接线柱C,D相连。滑片与电阻丝接触外,绝缘层被规则地刮去,使接触良好。滑片P移动到不同位置时,就能改变接入电路中电阻的大小。
2.滑动变阻器的工作原理
通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变电阻,进而逐渐改变电流。
3.符号
文字符号无统一规定,常用Rx表示。
4.铭牌
观察滑动变阻器滑片座上的铭牌,能够了解它的最大阻值和允许通过的最大电流。例如铭牌上标有“20Ω 1.5A”的字样,说明该滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1.5A。
5.滑动变阻器的四种连接方式
滑动变阻器有四个接线柱,若都取上两个接线柱或下面两个接线柱接入电路中,则等于没有把电阻连入电路或连入了一个固定不变的电阻。要想改变接入的电阻请遵循“一上一下”的连接原则。
6.判断滑动变阻器连入电路的电阻值变化的步骤:
第一步,确定滑动变阻器与电路的接法。串联
第二步,根据电流通过滑动变阻器的情况,判断变阻器的哪段电阻线连入电路。
第三步,根据滑片位置的变化,判断通过电流的电阻丝长度的变化。
第四步,由电阻丝接入的长度变化判断接入电路中的电阻的大小。
7.滑动变阻器的使用原则
(1)根据需要进行选择,不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流值。
(2)滑动变阻器要与被控制的电路串联。
(3)滑动变阻器要与连入电路时应采用“一上一下”两个接线柱的接线方法。
(4)为了保护电路,在通电之前应将滑片调至阻值最大端。
8.实验室有时会用到电阻箱,箱内由9个1000Ω,9个100Ω,9个10Ω和9个1Ω的电阻。使用时,将A,B两个接线柱接入电路,调节面板上的四个旋钮,便能得到0~9999Ω之间的任意整数阻值。读数时将各旋钮对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就得到接入电路的阻值。
电阻箱是一种能够表示出阻值的变阻器,它与滑动变阻器的相同之处是:都能改变连入电路中的电阻大小;不同之处是:电阻箱能够读出示数,而滑动变阻器则不能。
9.半导体和超导体现象
(1)半导体:导电能力比金属差但比非金属强的材料,如硅等。利用半导体材料可以制作二极管和三极管等电子原件。
(2)超导现象(超导体):有些物质在温度很低时,电阻会变为零的现象,称为超导现象。用有这种性能的材料可以做成超导材料,超导材料通电时不会发热。