電阻：叫我們電阻，這是千古奇冤，比竇娥還冤！
小易說(shuō)：我是電阻，英文名R。顧名思義，我是用來(lái)阻礙電流運(yùn)動(dòng)的。然而，事實(shí)上，我基本上是被電子工程師們拿來(lái)導(dǎo)電用，也就是讓電荷從我身上流過(guò)。
電荷從我們身上流過(guò)，就會(huì)形成電流。這個(gè)跟水從水管里流過(guò)，就會(huì)形成水流是一樣的道理。當(dāng)然，要讓水在水管里流動(dòng)，還必須要有水壓。水壓越大，流動(dòng)得就越快，也就是水流越大。電流也是一樣，要讓電荷在導(dǎo)體里流動(dòng)，就必須要有電壓。電壓越高，電荷流動(dòng)得也越快，因而電流也越大。而水管的粗細(xì)也會(huì)影響水流的大小，類(lèi)似的，電阻的大小也會(huì)影響電流的大小。大電阻，就像一條細(xì)水管，同樣電壓條件下電流就小；電阻小，就像一條粗水管，同樣電壓條件下電流就大。
電容兄弟曾跟我說(shuō)“人們總會(huì)記得你的好”，我以前深信不疑，但現(xiàn)在動(dòng)搖了，因?yàn)槲冶挥糜趯?dǎo)電，卻被叫電阻！我們被賦予了電阻稱(chēng)號(hào)，這是千古奇冤。雖然我們?cè)谝欢ǔ潭壬蠒?huì)阻礙電流的運(yùn)動(dòng)，但是本質(zhì)上，我們還是在導(dǎo)電。從這種意義上來(lái)說(shuō)，叫我電導(dǎo)更合適。但沒(méi)辦法，人在屋檐下，不得不低頭，只能打掉牙往肚子里吞。
我有一個(gè)特性，在導(dǎo)電的時(shí)候，會(huì)在一定程度上阻礙電流的運(yùn)動(dòng)（真正不阻礙電流運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體少之又少），總是會(huì)留下點(diǎn)“買(mǎi)路財(cái)”，人們管這叫做壓降，就是電壓降低的簡(jiǎn)寫(xiě)（簡(jiǎn)寫(xiě)是人們冠冕堂皇地偷懶的慣用招數(shù)）。人們?yōu)榱吮硎疚覀冞@種對(duì)電流阻礙作用的大小，就引入了電阻這個(gè)物理量。對(duì)電流的阻礙作用越大，電阻就越大，阻礙作用越小，電阻就越小。同時(shí)，懶惰的人們也順便就把電阻這個(gè)詞當(dāng)作了我的名字，這也正是千古奇冤的開(kāi)始。
我再次聲明，其實(shí)我是用來(lái)導(dǎo)電的，希望別人叫我“電導(dǎo)”。我覺(jué)得“電導(dǎo)”這個(gè)名字很帥氣，像“導(dǎo)演”、“導(dǎo)游”、“導(dǎo)師”什么的，都叫“X導(dǎo)”，并且似乎都大有好處可撈。
任何物理量，都有一個(gè)單位。我也有個(gè)單位，叫做歐姆。說(shuō)起歐姆的來(lái)歷，還有一段可歌可泣的愛(ài)情故事。德國(guó)有一個(gè)叫做歐姆的家伙“發(fā)現(xiàn)”（其實(shí)是我托夢(mèng)給他）了這么一個(gè)規(guī)律：流過(guò)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。人們把這個(gè)規(guī)律叫做歐姆定律。請(qǐng)注意：這里的描述用的是“導(dǎo)體”，這從歷史資料上再次佐證了我應(yīng)該叫做“電導(dǎo)”的觀點(diǎn)。人們?yōu)榱思o(jì)念歐姆，就把電阻的單位叫做歐姆了，簡(jiǎn)寫(xiě)為歐，有時(shí)也用希臘字母Ω表示，也可以寫(xiě)成洋氣點(diǎn)的名字ohm。
據(jù)說(shuō)男人讓女人開(kāi)心的時(shí)候，女人就會(huì)大叫歐姆的名字。有時(shí)男人會(huì)送幾千歐（元）的LV包給情人，雖然電子工程師們比較苦B，但他們有時(shí)也很有情調(diào)，例如送個(gè)幾千歐的電阻給女朋友。總之，女人都很喜歡“歐”，有了歐這個(gè)單位，作為一個(gè)電阻，我覺(jué)得特有面子。
1歐姆到底有多大呢？當(dāng)加在我兩端的電壓為1伏，流過(guò)我身體的電流剛好為1安時(shí)，那么我的電阻剛好就是1歐姆。這樣說(shuō)可能不大直觀，舉一些具體點(diǎn)的例子吧。
常見(jiàn)的小塊金屬，例如不銹鋼勺子、螺絲釘、金屬鍋等等，電阻大約只有零點(diǎn)幾歐。而人體表面的電阻，大概有數(shù)千歐到幾百千歐，這個(gè)跟皮膚的位置、距離、干燥程度、細(xì)嫩程度等都有關(guān)系。美女們的體表電阻往往比粗漢們的小得多，因?yàn)樗齻兤つw嫩，水份又多。
所以你可以根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)一種判斷是不是美女的儀器，送給你的女朋友，保證她會(huì)很喜歡的。而人體內(nèi)部的電阻，大約只有幾百歐到幾千歐，這個(gè)跟測(cè)量的部位、不同人的構(gòu)造（例如脂肪多的人電阻就會(huì)大些）、水份、鹽份甚至體積等等都有關(guān)系。因此通過(guò)對(duì)人體電阻的測(cè)量，可以反映出身體的很多狀況，甚至可以用于診斷一些病變等等。
歐姆定律用公式表示為I=U/R。其中I表示流過(guò)我身體中的電流，U表示加在我兩端的電壓，R就是我的阻值了。雖然看上去這個(gè)公式很簡(jiǎn)單，但是他卻很有用。當(dāng)你知道其中任意兩個(gè)值時(shí)，就可以計(jì)算出另一個(gè)值。利用這個(gè)公式，你可以用伏安法來(lái)測(cè)量我的阻值。只要測(cè)量出加在我兩端的電壓U，以及流過(guò)我身體中的電流I，就可以計(jì)算出我的阻值為R=U/I。
另外，當(dāng)知道流過(guò)我身體中的電流和我的阻值之后，你就可以計(jì)算出我兩端的電壓，即U=R*I。
你們要牢記一點(diǎn)，在絕大部分情況下，導(dǎo)體都是存在著電阻的。因此，只要有電流從導(dǎo)體身上流過(guò)，導(dǎo)體兩端就一定存在著電壓。哪怕是供電用的導(dǎo)線也是如此。因此當(dāng)使用導(dǎo)線導(dǎo)電時(shí)，一定要注意到由于導(dǎo)線的電阻產(chǎn)生的壓降對(duì)電路的影響。
電源大哥的內(nèi)部也存在著電阻，人們管這叫做電源的內(nèi)阻。其中一個(gè)原因是電源大哥他身體里的電需要導(dǎo)體幫忙導(dǎo)出來(lái)，既然是導(dǎo)體就一定會(huì)存在著電阻。因此當(dāng)電源往外供電時(shí)，在電源的內(nèi)阻上就會(huì)產(chǎn)生壓降，從而導(dǎo)致電源的實(shí)際輸出電壓變低。根據(jù)公式U=R*I，可以得出，當(dāng)輸出的電流越大，在內(nèi)阻上的壓降也就越大。而電源內(nèi)部本身能夠提供的電壓是固定的，因此當(dāng)內(nèi)阻上的壓降越大時(shí)，對(duì)外輸出的電壓就越低。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，電阻的確是個(gè)討厭鬼，在這里對(duì)電源大哥說(shuō)聲對(duì)不住了。
提到了電流和電壓，就不得不提到電功率P。很羨慕電容兄弟，總是能把正負(fù)電荷這對(duì)姐妹花深藏在心里。雖然我身體里也存在著很多電荷，但我覺(jué)得那都不是我的，他們都只是路人甲。當(dāng)正負(fù)電荷這對(duì)姐妹花中的任意一個(gè)或者兩個(gè)一起從我們身上流過(guò)時(shí)，總會(huì)引起我渾身燥熱。人們把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流在電阻上單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量可用公式P=I*I*R來(lái)表示。由于U=I*R，因此這個(gè)公式也可以寫(xiě)成P=I*U。
因此，當(dāng)電流越大時(shí)，我渾身的燥熱就越厲害，并且這種燥熱跟電流的平方成正比。當(dāng)發(fā)熱太厲害時(shí)，我就會(huì)承受不了，出現(xiàn)冒煙、燒糊、阻值變大，甚至被燒毀等一系列癥狀。所以親愛(ài)的電工們，請(qǐng)你們一定要注意我們能夠承受的電功率。對(duì)一個(gè)電阻來(lái)說(shuō)，通常有一個(gè)額定功率值。這個(gè)值表示在正常的情況下，我們能夠長(zhǎng)期工作而所能承受的最大功率值。電阻流過(guò)電流會(huì)發(fā)熱也不盡是壞事，例如電爐絲、電飯鍋等都是利用電阻絲流過(guò)電流會(huì)發(fā)熱來(lái)工作的。
正常情況下，我應(yīng)該是一個(gè)只有二個(gè)端子的器件。人是一種奇怪的動(dòng)物，他們總會(huì)把一些東西抽象化。因此人們將我們電阻抽象成符號(hào)。在各種電路圖中，我們的抽象符號(hào)都經(jīng)常會(huì)閃亮登場(chǎng)。為了得到不同的阻值，有時(shí)人們會(huì)將兩個(gè)電阻串聯(lián)或者并聯(lián)起來(lái)使用，如圖所示。
電阻串聯(lián)電路有兩個(gè)特點(diǎn)，其一就是流過(guò)每個(gè)電阻的電流都是一樣的（因?yàn)殡姾刹豢赡軕{空消失，也不可能憑空冒出來(lái)，所以假如串聯(lián)電路中電流不一樣的話，那一定是有地方漏電了，也就是說(shuō)有其他支路。想想水管模型吧，兩根水管串聯(lián)起來(lái)，里面流過(guò)的水流一定是相等的，否則就有地方在漏水了）。其二就是電路的總電壓等于這兩個(gè)電阻上電壓的和。因此，當(dāng)兩個(gè)電阻R1和R2串聯(lián)后，總的壓降就是U=I*R1+I*R2也就是U=I*(R1+R2)。這樣推算下來(lái)，當(dāng)我們串聯(lián)起來(lái)后，總的阻值就是兩個(gè)電阻的阻值之和。
同樣，電阻并聯(lián)電路有兩個(gè)特點(diǎn)，其一就是兩個(gè)電阻兩端的電壓相等。其二就是電路的總電流等于這兩個(gè)電阻電流之和（再想想水管模型吧，兩根水管的出水量等于這兩根水管的出水量之合）。因此，當(dāng)兩個(gè)電阻R1和R2并聯(lián)后，流過(guò)電路中總的電流就是I=U/R1+U/R2。簡(jiǎn)化一下，就是I=U*(1/R1 + 1/R2)。也就是說(shuō)，并聯(lián)電路的總電阻，等于各電阻的倒數(shù)的和的倒數(shù)。
文章 / 轉(zhuǎn)載自電子工程專(zhuān)輯
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編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-01-05
