测量电阻、输入电路和输出

出处:维库电子市场网时间:2024-12-24
  电阻器是基本的电子元件。通过以简单且可预测的方式抵抗电子的流动,电阻器使设计人员能够轻松控制电流和电压,而电流和电压就是电路的全部意义所在。
  电阻,或者简称电阻器的“值”决定了它将如何影响它所连接的电路。您需要知道电阻器的电阻 — 有时近似值很好 — 但有时您需要精度。电阻器的值通常在元件本身上表示,用老式的彩色带或印刷数字表示。但这些是标称值,这意味着实际电阻可能比此指示值高或低一定百分比。例如,如果电阻器的容差为 10%,则“1000 欧姆”电阻器实际上可能在 900 到 1100 欧姆之间。
  为什么要测量?
  那么,如果电阻值就贴在电阻器上,为什么还需要测量呢?有两个原因:首先,您可能无法自信地从标签中确定电阻——可能是组件旧且标签褪色,或者您可能不了解颜色代码。其次,您可能需要知道特定电阻器的确切值,而不是标称值。高精度电路需要高精度元件。如果模数转换器的参考电压由外部电阻器确定,则需要知道该电阻器的确切值,以便准确解释数字化测量值。
  了解法律

  描述电流流动的基本定律是欧姆定律,它将电压 (V) 和电流 (I) 与电阻 (R) 联系起来:

  换句话说,提供给电路的电压等于流经电路的电流乘以电路的总电阻。表达这种相同关系的另一种方式是

  这意味着流经电路的电流等于提供给电路的电压除以电路的总电阻。
  欧姆定律不仅适用于整个电路,也适用于单个元件。使用电阻器时,当电流流过电阻材料时,能量会耗散,这种能量损失表现为电压降,即电阻器两个端子处的电压之差。因此,欧姆定律提供了测量电阻器值的基本方法:如果您知道电阻器两端的电压降和流过电阻器的电流,您就知道电阻。
  简单的方法
  测量电阻常见和简单的方法是使用数字万用表或 DMM。这个不可或缺的设备了解欧姆定律,并很乐意为您完成这项工作:当您将电阻器的端子连接到两个探头时,它会提供已知电流,测量产生的电压降,并计算电阻。问题是,这种方法只有在您可以将 电阻器从电路中取出时才有效;如果电阻器的端子连接到其他元件,则 DMM 的读数不可信。因此,如果您需要知道无法与其他元件隔离的电阻器的值,则必须更具创意。
  不那么简单的方法
  无论特定电阻测量的具体情况如何,基本策略都是相同的:确定电流和电压,然后计算电阻。因此,确定电路中嵌入的电阻器的值的目标是以某种方式测量该电阻器两端的压降和流经该电阻器的电流。

  只需将两个 DMM 探头连接到电阻器的两个端子即可测量电压降(请记住,电路必须通电才能正常工作)。然而,测量电流并不是那么简单。要测量电流,DMM 必须与流经电阻器的电流串联,换句话说,流过电阻器的电流必须流入一个 DMM 探头,通过 DMM 的测量电路,然后从另一个探头流出。这意味着您必须找到一种方便的方法来断开电阻器的电流路径,然后将两个 DMM 探针连接到该开路的两侧;查看连接器、跳线和易于拆卸的组件,作为将 DMM 插入当前路径的可能位置。

  使用 DMM 测量电阻

  如果您找不到使用 DMM 测量流过电阻器的电流的方法,还有另一个更复杂的选择:首先,获取另一个电阻器并使用 DMM 测量其值。然后你需要找到一种方法将此电阻器插入电路中,使其与您要测量的电阻串联。因为两个电阻器是串联的,所以您知道相同的电流流过两个电阻器。测量新电阻器两端的压降,然后使用欧姆定律计算电流。相同的电流流过原始电阻器,因此在测量原始电阻器两端的压降后,可以使用欧姆定律来计算其电阻。

  使用欧姆定律计算未知电阻
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