电子电路识图边学边用
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3.1 电阻和电位器

电阻是一种最为常用的电子元器件,它在电路中用量最大。电阻的主要作用有分压、降压、分流、限流、上拉、下拉、取样、反馈、启动、泄放、连续可调分压器、电位器的音量及平衡控制、可变电阻调整偏流等,本节只介绍一些电阻的常用电路,其余功能在后续电路中再做介绍。

3.1.1 电阻的分压

在实际电路中,每个电器的供电电压只有一个且是固定的,而电路中不同工作点通常都需要不同的工作电压,这就需要借助电阻对电源电压进行分压,以满足不同电路工作点对电压的需要。在采用电阻分压的电路中,电阻通常采用串联的方式进行连接,电阻分压电路示意图如图3-1所示。

图3-1 电阻分压电路

连续可调分压器的工作原理如图3-2所示。在可变电阻的热端加上+U的电压,调节其中心抽头就可得到0~+U的可变电压。

图3-2 连续可调分压器的工作原理

3.1.2 电阻的分流

如图3-3所示是由电阻组成的分流电路。电路中的R2是分流电阻,如果没有R2,总电流只有一条途径就是经过R1,加入R2后,有一部分电流就也通过了R2支路,使R1支路的电流比不加入R2时减少了。

图3-3 并联分流

3.1.3 电阻的限流

如图3-4所示是一个发光二极管指示电路,发光二极管的额定电流一般都很小,往往供电电源的电流都很大,电源电流直接加在发光二极管上就烧毁了它,因此,一般采取发光二极管与电阻串联,使该支路电阻增大而电流减小,从而保障了发光二极管的正常工作条件,使之正常发光。

图3-4 电阻的限流

3.1.4 电阻的上拉、下拉

(1)电阻的上拉

电阻的上拉电路图如图3-5(a)所示,这是数字电路中的一个反相器。反相器在不接入上拉电阻而输入端悬空时,外界的低电平干扰信号容易从输入端进入到反相器中,使反相器输出端输出误动作;反相器在接入上拉电阻后,该电阻可以使在没有输入信号时,输入端始终稳定地处于高电平状态,防止了可能出现的低电平干扰。

(2)电阻的下拉

电阻的下拉电路图如图3-5(b)所示,这是数字电路中的一个反相器。输入端通过下拉电阻接地,这样在没有高电平输入时,可以使输入端稳定地处于低电平状态,防止了可能出现的高电平干扰,使反相器发生无动作。

图3-5 电阻的上拉、下拉

3.1.5 电阻的启动、泄放

(1)电阻的启动

如图3-6所示是A3开关电源电路,图中的R520、R521、R522就是启动电阻。220V交流电压经整流(VD501~VD504)、滤波(C507)后,得到+310V左右的直流电压,该电压直接送至开关管(VT513)的集电极使之得到供电电压;同时该电压经电阻R520、R521、R522分压,送至开关管(VT513)的基极,使基极得到启动电压,从而启动开关管进入工作状态。作为启动电阻,一般功率都选择的比较大。

图3-6 A3开关电源电路

(2)泄放电阻

如图3-6所示是A3开关电源电路,图中的R525就是泄放电阻。在储能元件(T511)两端并联的电阻,给储能元件提供一个消耗能量的通路,使电路安全。这个电阻叫泄放电阻。

3.1.6 热敏、压敏电阻的应用

(1)热敏电阻及应用

热敏电阻有正温度系数(PTC)热敏电阻和负温度系数(NTC)热敏电阻两种。正温度系数热敏电阻是一种具有温度敏感性的电阻,一旦温度超过一定数值(居里温度)时,其电阻值随温度的升高而呈阶跃式的增大。负温度系数热敏电阻的电阻值随温度的升高而降低。常见热敏电阻符号如图3-7所示。

图3-7 常见热敏电阻外形及符号

如图3-8是电磁炉的炉面温度检测电路,该电路用的是负温度系数热敏电阻,炉温检测电路的主要作用是检测锅具的实际温度,以及防止电磁炉对锅具干烧。该电路主要由负温度系数热敏电阻RT1、R2、电容C1及插排CN1等组成。随着热敏电阻通过陶瓷板对锅具底部温度的采样,通过插排送至单片机的⑥脚电压也会随着温度变化而变化。单片机通过主控程序的设定值与该电压进行比较,从而做出相应的动作来控制电磁炉的温度。

图3-8 电磁炉的炉面温度检测电路

如图3-9(a)所示是CRT彩色电视机中的消磁电路。消磁电路由正温度系数的热敏电阻RT1和消磁线圈L组成。在常温下,RT1的阻值约为20Ω,在开机瞬间流过消磁线圈的电流很大,产生强大的瞬间磁场,金属物被磁化,随后,其电阻阻值随着温度的升高而迅速增大,流过消磁线圈的电流也迅速下降,如图3-9(b)所示。这种变化电流所产生的磁场,达到了消磁的目的,从而完成了对荫罩的消磁作用。目前,所有的CRT(射线管)电视机的消磁线圈都安装在显像管的锥体部分,这样每开机一次便可达到消磁一次。

图3-9 消磁原理

(2)压敏电阻的应用

压敏电阻主要用于电路稳压和过压保护,是家用电器中的“安全卫士”。当压敏电阻两端的电压低于其标称电压时,其内部的晶界层几乎是绝缘的,呈高阻抗状态;当压敏电阻两端的电压(遇到浪涌过电压、操作过电压等)高于其标称电压时,其内部的晶界层的阻值急剧下降,呈低阻抗状态,外来的浪涌过电压、操作过电压就通过压敏电阻以放电电流的形式被泄放掉,从而起到过压保护。压敏电阻符号图如图3-10所示。

图3-10 常见压敏电阻符号

压敏电阻的应用电路原理图如图3-11所示,在家用电器的电源电路中,压敏电阻一般设置在保险管的后面,其作用就是过压保护。

图3-11 压敏电阻的应用电路原理图