第一篇:上拉電阻與下拉電阻的作用總結
上拉電阻與下拉電阻的作用總結
一、定義:
上拉就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平!電阻同時起限流作用!下拉同理!上拉是對器件注入電流,下拉是輸出電流;弱強只是上拉電阻的阻值不同,沒有什么嚴格區分;對于非集電極(或漏極)開路輸
出型電路(如普通門電路)提升電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。
二、上下拉電阻作用:
1、提高電壓準位:
a.當 TTL 電路驅動 COMS 電路時,如果 TTL 電路輸出的高電平低于 COMS 電路的最低高電平(一般為 3.5V),這時就需要在
TTL 的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。b.OC 門電路必須加上拉電阻,以提高輸出的高電平值。
2、加大輸出引腳的驅動能力,有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。
3、N/A pin 防靜電、防干擾:在COMS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。同時管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
4、電阻匹配,抑制反射波干擾:長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干 擾。
5、預設空間狀態/缺省電位:在一些 CMOS 輸入端接上或下拉電阻是為了預設缺省電位.當你不用這些引腳的時候, 這些輸入端 下拉接 0 或上拉接 1。在I2C總線等總線上,空閑時的狀態是由上下拉電阻獲得 6.提高芯片輸入信號的噪聲容限:輸入端如果是高阻狀態,或者高阻抗輸入端處于懸空狀態,此時需要加上拉或下拉,以免收到
隨機電平而影響電路工作。同樣如果輸出端處于被動狀態,需要加上拉或下拉,如輸出端僅僅是一個三極管的集電極。從而提高 芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力。
{電源到元件間的叫上拉電阻,作用是平時使該腳為高電平地到元件間的叫下拉電阻,作用是平時使該腳為低電平上拉電阻和下拉電 阻的范圍由器件來定(我們一般用10K)+Vcc
+------+=上拉電阻 |+-----+ |元件| |+-----+
+------+=下拉電阻
-Gnd
一般來說上拉或下拉電阻的作用是增大電流,加強電路的驅動能力
比如說51的p1口
還有,p0口必須接上拉電阻才可以作為io口使用
上拉和下拉的區別是一個為拉電流,一個為灌電流
一般來說灌電流比拉電流要大
也就是灌電流驅動能力強一些}
三、上拉電阻阻值的選擇原則包括:
1、從節約功耗及芯片的灌電流能力考慮應當足夠大;電阻大,電流小。
2、從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小;電阻小,電流大。
3、對于高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮 以上三點,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理
四、原理:
上拉電阻實際上是集電極輸出的負載電阻。不管是在開關應用和模擬放大,此電阻的選則都不是拍腦袋的。工作在線性范圍就不
多說了,在這里是討論的是晶體管是開關應用,所以只談開關方式。找個TTL器件的資料單獨看末級就可以了,內部都有負載電
阻根據不同驅動能力和速度要求這個電阻值不同,低功耗的電阻值大,速度快的電阻值小。但芯片制造商很難滿足應用的需要不
可能同種功能芯片做許多種,因此干脆不做這個負載電阻,改由使用者自己自由選擇外接,所以就出現OC、OD輸出的芯片。由
于數字應用時晶體管工作在飽和和截止區,對負載電阻要求不高,電阻值小到只要不小到損壞末級晶體管就可以,大到輸出上升
時間滿足設計要求就可,隨便選一個都可以正常工作。但是一個電路設計是否優秀這些細節也是要考慮的。集電極輸出的開關電
路不管是開還是關對地始終是通的,晶體管導通時電流從負載電阻經導通的晶體管到地,截止時電流從負載電阻經負載的輸入電
阻到地,如果負載電阻選擇小點功耗就會大,這在電池供電和要求功耗小的系統設計中是要盡量避免的,如果電阻選擇大又會帶
來信號上升沿的延時,因為負載的輸入電容在上升沿是通過無源的上拉電阻充電,電阻越大上升時間越長,下降沿是通過有源晶
體管放電,時間取決于器件本身。因此設計者在選擇上拉電阻值時,要根據系統實際情況在功耗和速度上兼顧。
3.從IC(MOS工藝)的角度,分別就輸入/輸出引腳做一解釋:
1.對芯片輸入管腳, 若在系統板上懸空(未與任何輸出腳或驅動相接)是比較危險的.因為此時很有可能輸入管腳內部電容電荷累積
使之達到中間電平(比如1.5V), 而使得輸入緩沖器的PMOS管和NMOS管同時導通, 這樣一來就在電源和地之間形成直接通路, 產生
較大的漏電流, 時間一長就可能損壞芯片.并且因為處于中間電平會導致內部電路對其邏輯(0或1)判斷混亂.接上上拉或下拉電阻
后, 內部點容相應被充(放)電至高(低)電平, 內部緩沖器也只有NMOS(PMOS)管導通, 不會形成電源到地的直流通路.(至于防止靜電
造成損壞, 因芯片管腳設計中一般會加保護電路, 反而無此必要).2.對于輸出管腳:
1)正常的輸出管腳(push-pull型), 一般沒有必要接上拉或下拉電阻.2)OD或OC(漏極開路或集電極開路)型管腳,這種類型的管腳需要外接上拉電阻實現線與功能(此時多個輸出可直接相連.典型應用是: 系統板上多個芯片的INT(中斷信號)輸出
直接相連, 再接上一上拉電阻, 然后輸入MCU的INT引腳, 實現中斷報警功能).其工作原理是:
在正常工作情況下, OD型管腳內部的NMOS管關閉, 對外部而言其處于高阻狀態, 外接上拉電阻使輸出位于高電平(無效中斷狀態);
當有中斷需求時, OD型管腳內部的NMOS管接通, 因其導通電阻遠遠小于上拉電阻, 使輸出位于低電平(有效中斷狀態).針對MOS 電路上下拉電阻阻值以幾十至幾百K為宜.(注: 此回答未涉及TTL工藝的芯片, 也未曾考慮高頻PCB設計時需考慮的阻抗匹配, 電磁干擾等效應.)
1, 芯片引腳上注明的上拉或下拉電阻, 是指設計在芯片引腳內部的一個電阻或等效電阻.設計這個電阻的目的, 是為了當用戶不需
要用這個引腳的功能時, 不用外加元件, 就可以置這個引腳到缺省的狀態.而不會使 CMOS 輸入端懸空.使用時要注意如果這個缺
省值不是你所要的, 你應該把這個輸入端直接連到你需要的狀態.2, 這個引腳如果是上拉的話, 可以用于 “線或” 邏輯.外接漏極開路或集電極開路輸出的其他芯片.組成負邏輯或輸入.如果是下拉 的話, 可以組成正邏輯 “線或”, 但外接只能是 CMOS 的高電平漏極開路的芯片輸出, 這是因為 CMOS 輸出的高, 低電平分別由
PMOS 和 NMOS 的漏極給出電流, 可以作成 P 漏開路或 N 漏開路.而 TTL 的高電平由源極跟隨器輸出電流, 不適合 “線或”.3, TTL 到 CMOS 的驅動或反之, 原則上不建議用上下拉電阻來改變電平, 最好加電平轉換電路.如果兩邊的電源都是 5 伏, 可以直
接連但影響性能和穩定, 尤其是 CMOS 驅動 TTL 時.兩邊邏輯電平不同時, 一定要用電平轉換.電源電壓 3 伏或以下時, 建議不要 用直連更不能用電阻拉電平.4, 芯片外加電阻由應用情況決定, 但是在邏輯電路中用電阻拉電平或改善驅動能力都是不可行的.需要改善驅動應加驅動電路.改
變電平應加電平轉換電路.包括長線接收都有專門的芯片.
第二篇:[基本元件]上拉電阻下拉電阻的總結
[基本元件]上拉電阻下拉電阻的總結
80years 發表于 2006-11-16 10:35:00
上拉電阻下拉電阻的總結
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上拉電阻:
1、當TTL電路驅動COMS電路時,如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3.5V),這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。
2、OC門電路必須加上拉電阻,才能使用。
3、為加大輸出引腳的驅動能力,有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。
4、在COMS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平,從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力。
6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
7、長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干擾。
上拉電阻阻值的選擇原則包括:
1、從節約功耗及芯片的灌電流能力考慮應當足夠大;電阻大,電流小。
2、從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小;電阻小,電流大。
3、對于高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮
以上三點,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理
對上拉電阻和下拉電阻的選擇應結合開關管特性和下級電路的輸入特性進行設定,主要需要考慮以下幾個因素:
1. 驅動能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例,一般地說,上拉電阻越小,驅動能力越強,但功耗越大,設計是應注意兩者之間的均衡。
2. 下級電路的驅動需求。同樣以上拉電阻為例,當輸出高電平時,開關管斷開,上拉電阻應適當選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。
3. 高低電平的設定。不同電路的高低電平的門檻電平會有不同,電阻應適當設定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例,當輸出低電平時,開關管導通,上拉電阻和開關管導通電阻分壓值應確保在零電平門檻之下。
4. 頻率特性。以上拉電阻為例,上拉電阻和開關管漏源級之間的電容和下級電路之間的輸入電容會形成RC延遲,電阻越大,延遲越大。上拉電阻的設定應考慮電路在這方面的需求。
下拉電阻的設定的原則和上拉電阻是一樣的。
OC門輸出高電平時是一個高阻態,其上拉電流要由上拉電阻來提供,設輸入端每端口不大于100uA,設輸出口驅動電流約500uA,標準工作電壓是5V,輸入口的高低電平門限為0.8V(低于此值為低電平);2V(高電平門限值)。
選上拉電阻時:
500uA x 8.4K= 4.2即選大于8.4K時輸出端能下拉至0.8V以下,此為最小阻值,再小就
拉不下來了。如果輸出口驅動電流較大,則阻值可減小,保證下拉時能低于0.8V即可。當輸出高電平時,忽略管子的漏電流,兩輸入口需200uA
200uA x15K=“3V”即上拉電阻壓降為3V,輸出口可達到2V,此阻值為最大阻值,再大就拉不到2V了。選10K可用。COMS門的可參考74HC系列
設計時管子的漏電流不可忽略,IO口實際電流在不同電平下也是不同的,上述僅僅是原理,一句話概括為:輸出高電平時要喂飽后面的輸入口,輸出低電平不要把輸出口喂撐了(否則多余的電流喂給了級聯的輸入口,高于低電平門限值就不可靠了)
在數字電路中不用的輸入腳都要接固定電平,通過1k電阻接高電平或接地。
1.電阻作用:
l 接電組就是為了防止輸入端懸空
l 減弱外部電流對芯片產生的干擾
l 保護cmos內的保護二極管,一般電流不大于10mA
l 上拉和下拉、限流
l 1.改變電平的電位,常用在TTL-CMOS匹配
2.在引腳懸空時有確定的狀態
3.增加高電平輸出時的驅動能力。
4、為OC門提供電流
l 那要看輸出口驅動的是什么器件,如果該器件需要高電壓的話,而輸出口的輸出電壓又不夠,就需要加上拉電阻。
l 如果有上拉電阻那它的端口在默認值為高電平你要控制它必須用低電平才能控制如三態門電路三極管的集電極,或二極管正極去控制把上拉電阻的電流拉下來成為低電平。反之,l 尤其用在接口電路中,為了得到確定的電平,一般采用這種方法,以保證正確的電路狀態,以免發生意外,比如,在電機控制中,逆變橋上下橋臂不能直通,如果它們都用同一個單片機來驅動,必須設置初始狀態.防止直通!
2、定義:
l 上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平!電阻同時起限流作用!下拉同理!
l 上拉是對器件注入電流,下拉是輸出電流
l 弱強只是上拉電阻的阻值不同,沒有什么嚴格區分
l 對于非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)提升電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。
3、為什么要使用拉電阻:
l 一般作單鍵觸發使用時,如果IC本身沒有內接電阻,為了使單鍵維持在不被觸發的狀態或是觸發后回到原狀態,必須在IC外部另接一電阻。
l 數字電路有三種狀態:高電平、低電平、和高阻狀態,有些應用場合不希望出現高阻狀態,可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩定狀態,具體視設計要求而定!
l 一般說的是I/O端口,有的可以設置,有的不可以設置,有的是內置,有的是需要外接,I/O端口的輸出類似與一個三極管的C,當C接通過一個電阻和電源連接在一起的時候,該電阻成為上C拉電阻,也就是說,如果該端口正常時為高電平,C通過一個電阻和地連接在一起的時候,該電阻稱為下拉電阻,使該端口平時為低電平,作用嗎:
比如:當一個接有上拉電阻的端口設為輸如狀態時,他的常態就為高電平,用于檢測低電平的輸入。
l 上拉電阻是用來解決總線驅動能力不足時提供電流的。一般說法是拉電流,下拉電阻是用來吸收電流的,也就是你同學說的灌電流
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有可商討的地方。、長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干擾。
電阻串聯才是實現阻抗匹配的好方法。通常線阻的數量級都在幾十ohm,如果加上下拉的話,功耗太大。
電阻串聯和拉電阻都是阻抗匹配的方法,只是使用范圍不同,依電路工作頻率而定
21、當TTL電路驅動COMS電路時,如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3.5V),這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。不建議采用這種方法。缺點有2。1 TTL輸出地電平時,功耗大。2TTL 輸出高電平時,上拉電源可能會有電流灌到TTL電路的電源,影響系統穩定性。
3、對于高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。
應該不會。做輸入時,上拉電阻又不吸收電流。做輸出時,驅動電流為 電路輸出電流+上拉通道輸出電流。電阻的容性特征很小,可忽略。
42. 下級電路的驅動需求。同樣以上拉電阻為例,當輸出高電平時,開關管斷開,上拉電阻應適當選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。
當輸出高電平時,開關管怎么回關斷呢? CMOS電路的輸出級基本上是推拉時。輸出地電平時,下面的MOSFET關斷,上面的導通。高電平時反過來。該條只適合OC電路。閱讀全文(567)| 回復(2)| 引用(1)
回復:上拉電阻下拉電阻的總結
kk(游客)發表評論于2006-11-16 11:57:00
Good!
回復:上拉電阻下拉電阻的總結
sunhuibo發表評論于2006-11-16 19:47:00
太多了,可否一言以蔽之
第三篇:對電路中上下拉電阻作用的個人總結
對電路中上下拉電阻作用的個人總結
一、定義:
上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平!電阻同時起限流作用!下拉同理!
上拉是對器件注入電流,下拉是輸出電流;弱強只是上拉電阻的阻值不同,沒有什么嚴格區分;對于非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)提升電流和電壓的能力是有限的,上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。
二、上下拉電阻作用:
1、提高電壓準位:a.當TTL電路驅動COMS電路時,如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3.5V),這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻,以提高輸出高電平的值。b.OC門電路必須加上拉電阻,以提高輸出的搞電平值。
2、加大輸出引腳的驅動能力,有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。
3、N/A pin防靜電、防干擾:在COMS芯片上,為了防止靜電造成損壞,不用的管腳不能懸空,一般接上拉電阻產生降低輸入阻抗,提供泄荷通路。同時管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。
4、電阻匹配,抑制反射波干擾:長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾,加上下拉電阻是電阻匹配,有效的抑制反射波干擾。
5、預設空間狀態/缺省電位:在一些 CMOS 輸入端接上或下拉電阻是為了預設缺省電位.當你不用這些引腳的時候, 這些輸入端下拉接 0 或上拉接 1。在I2C總線等總線上,空閑時的狀態是由上下拉電阻獲得 6.提高芯片輸入信號的噪聲容限:輸入端如果是高阻狀態,或者高阻抗輸入端處于懸空狀態,此時需要加上拉或下拉,以免收到隨機電平而影響電路工作。同樣如果輸出端處于被動狀態,需要加上拉或下拉,如輸出端僅僅是一個三極管的集電極。從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力。{電源到元件間的叫上拉電阻,作用是平時使該腳為高電平
地到元件間的叫下拉電阻,作用是平時使該腳為低電平
上拉電阻和下拉電阻的范圍由器件來定(我們一般用10K)+Vcc
+------+=上拉電阻
|+-----+ |元件| |+-----+
+------+=下拉電阻
-Gnd
一般來說上拉或下拉電阻的作用是增大電流,加強電路的驅動能力
比如說51的p1口
還有,p0口必須接上拉電阻才可以作為io口使用
上拉和下拉的區別是一個為拉電流,一個為灌電流
一般來說灌電流比拉電流要大
也就是灌電流驅動能力強一些}
三、上拉電阻阻值的選擇原則包括:
1、從節約功耗及芯片的灌電流能力考慮應當足夠大;電阻大,電流小。
2、從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小;電阻小,電流大。
3、對于高速電路,過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮 以上三點,通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理
四、原理:
上拉電阻實際上是集電極輸出的負載電阻。不管是在開關應用和模擬放大,此電阻的選則都不是拍腦袋的。工作在線性范圍就不多說了,在這里是討論的是晶體管是開關應用,所以只談開關方式。找個TTL器件的資料單獨看末級就可以了,內部都有負載電阻根據不同驅動能力和速度要求這個電阻值不同,低功耗的電阻值大,速度快的電阻值小。但芯片制造商很難滿足應用的需要不可能同種功能芯片做許多種,因此干脆不做這個負載電阻,改由使用者自己自由選擇外接,所以就出現OC、OD輸出的芯片。由于數字應用時晶體管工作在飽和和截止區,對負載電阻要求不高,電阻值小到只要不小到損壞末級晶體管就可以,大到輸出上升時間滿足設計要求就可,隨便選一個都可以正常工作。但是一個電路設計是否優秀這些細節也是要考慮的。集電極輸出的開關電路不管是開還是關對地始終是通的,晶體管導通時電流從負載電阻經導通的晶體管到地,截止時電流從負載電阻經負載的輸入電阻到地,如果負載電阻選擇小點功耗就會大,這在電池供電和要求功耗小的系統設計中是要盡量避免的,如果電阻選擇大又會帶來信號上升沿的延時,因為負載的輸入電容在上升沿是通過無源的上拉電阻充電,電阻越大上升時間越長,下降沿是通過有源晶體管放電,時間取決于器件本身。因此設計者在選擇上拉電阻值時,要根據系統實際情況在功耗和速度上兼顧。3.從IC(MOS工藝)的角度,分別就輸入/輸出引腳做一解釋:
1.對芯片輸入管腳, 若在系統板上懸空(未與任何輸出腳或驅動相接)是比較危險的.因為此時很有可能輸入管腳內部電容電荷累積使之達到中間電平(比如1.5V), 而使得輸入緩沖器的PMOS管和NMOS管同時導通, 這樣一來就在電源和地之間形成直接通路, 產生較大的漏電流, 時間一長就可能損壞芯片.并且因為處于中間電平會導致內部電路對其邏輯(0或1)判斷混亂.接上上拉或下拉電阻后, 內部點容相應被充(放)電至高(低)電平, 內部緩沖器也只有NMOS(PMOS)管導通, 不會形成電源到地的直流通路.(至于防止靜電造成損壞, 因芯片管腳設計中一般會加保護電路, 反而無此必要).2.對于輸出管腳:
1)正常的輸出管腳(push-pull型), 一般沒有必要接上拉或下拉電阻.2)OD或OC(漏極開路或集電極開路)型管腳,這種類型的管腳需要外接上拉電阻實現線與功能(此時多個輸出可直接相連.典型應用是: 系統板上多個芯片的INT(中斷信號)輸出直接相連, 再接上一上拉電阻, 然后輸入MCU的INT引腳, 實現中斷報警功能).其工作原理是:
在正常工作情況下, OD型管腳內部的NMOS管關閉, 對外部而言其處于高阻狀態, 外接上拉電阻使輸出位于高電平(無效中斷狀態);當有中斷需求時, OD型管腳內部的NMOS管接通, 因其導通電阻遠遠小于上拉電阻, 使輸出位于低電平(有效中斷狀態).針對MOS 電路上下拉電阻阻值以幾十至幾百K為宜.(注: 此回答未涉及TTL工藝的芯片, 也未曾考慮高頻PCB設計時需考慮的阻抗匹配, 電磁干擾等效應.)1, 芯片引腳上注明的上拉或下拉電阻, 是指設計在芯片引腳內部的一個電阻或等效電阻.設計這個電阻的目的, 是為了當用戶不需要用這個引腳的功能時, 不用外加元件, 就可以置這個引腳到缺省的狀態.而不會使 CMOS 輸入端懸空.使用時要注意如果這個缺省值不是你所要的, 你應該把這個輸入端直接連到你需要的狀態.2, 這個引腳如果是上拉的話, 可以用于 “線或” 邏輯.外接漏極開路或集電極開路輸出的其他芯片.組成負邏輯或輸入.如果是下拉的話, 可以組成正邏輯 “線或”, 但外接只能是 CMOS 的高電平漏極開路的芯片輸出, 這是因為 CMOS 輸出的高, 低電平分別由 PMOS 和 NMOS 的漏極給出電流, 可以作成 P 漏開路或 N 漏開路.而 TTL 的高電平由源極跟隨器輸出電流, 不適合 “線或”.3, TTL 到 CMOS 的驅動或反之, 原則上不建議用上下拉電阻來改變電平, 最好加電平轉換電路.如果兩邊的電源都是 5 伏, 可以直接連但影響性能和穩定, 尤其是 CMOS 驅動 TTL 時.兩邊邏輯電平不同時, 一定要用電平轉換.電源電壓 3 伏或以下時, 建議不要用直連更不能用電阻拉電平.4, 芯片外加電阻由應用情況決定, 但是在邏輯電路中用電阻拉電平或改善驅動能力都是不可行的.需要改善驅動應加驅動電路.改變電平應加電平轉換電路.包括長線接收都有專門的芯片.
第四篇:電阻與變阻器教案
電阻與變阻器教案
一、教學目標 知識與技能
1、知道電阻的概念、單位及其換算,以及電阻器在電路中的符號。
2、理解決定電阻大小的因素,知道滑動變阻器的構造,在電路中的符號,理解滑動變阻器的作用,會把滑動變阻器接入電路以改變電路的電流,知道變阻箱的讀數方法。過程與方法
1、利用“控制變量法”和“歸納法”對決定電阻大小的因素進行實驗探究。
2、利用 圖示分析和實驗驗證的方法來學習滑動變阻器的構造、作用、使用方法。
情感態度價值觀
培養實事求是的科學探究態度和表達自己觀點、尊重他人的意識。
二、教學重點、難點
1、教學重點:探究決定電阻大小的因素;變阻器的構造和使用方法。
2、教學難點:控制變量法的運用,會用變阻器改變電流和電壓。
三、預習課本76頁2分鐘
四、復習
1、什么是電流?
電何的定向移動形成電流。物理學中用每秒鐘通過導體任一橫截面的電荷量來表示電流的強弱。用符號I表示,I=Q/t,單位安培,單位符號A。測量工具;電流表:。要串聯在電路中使用,不能直接接在電源兩級,什么是電壓?
電荷的壓力差。有電源提供,符號U。單位:伏特,用V表示。測量工具:電壓表,符號V,使用時要并聯在電路中使用,可以直接接到電源兩端。測量○哪個用電器兩端的電壓,只要用電壓表“抱一抱”這個用電器。
電流表因為內阻很小,分析電路時刻直接當成一條導線。
電壓的內阻很大,電流很小,分析電路時,刻看成開路。那到底什么事電阻呢?今天我們就一起來認識一下電阻。
五、電阻
1、電阻就是導體對電流的阻礙作用。
電阻與電流有這樣一個關系:電壓一定時,電流越小電阻越大,電流遠大,電阻越小。
2、用符號R表示
3、單位:歐姆,簡稱“歐”,符號?,(解釋?的讀法和寫法,并讓學生上來寫)
4、我們知道他的單位是?,那1?到底多大呢?導體兩端給1V的電壓(電荷的壓力差)通過的電流為1A時,1?的單位是比較小的。有一些電阻較大的,那需要用較大的單位來表示,比?的答單位有千歐k?、兆歐M?,這里要注意兆歐的符號M是大寫的,M的單位比k大1000倍,1k?=1000?,1M?=1000k?,5、一個小燈泡的電阻大約10?,像我們實驗室用的 導線,一條導線只有約0.001?,幾乎為0,所以在實驗時如果把導線直接接到燈泡兩端,燈泡就會被短路,是因為導線電阻遠小于燈泡,電流幾乎都從旁邊的導線經過。看課本76頁信息窗,幾個常見用電器的電阻。
6、電阻器???
(1)作用:電阻器用來調節電路中的電流和電壓。(2)在電路中的符號:
(3)電阻器在電路中也會消耗電流,所以他也是一個用電器。
六、影響電阻大小的因素
1、預習課本
在閱讀課本時,你們要思考幾個問題:(1)怎樣研究電阻的大小?
剛才,我們已經知道在電壓一定時,電流越小,電阻越大。所以我們可以在固定電壓下,根據電流的大小來判斷電阻的大小。(2)電阻的大小與那些因素有關?
電阻跟材料、長度、橫截面積、溫度有關: a、材料:現在請同學們翻到課本78頁,用一分鐘看一下幾種物質的導電性能,觀察哪種物質的導線性能好。(電阻越小,導電性能越好)銀(Ag)的導線性能最好,接下來是銅(Cu),鋁(Al),鐵(Fe)
現在使用較多的是銅和鋁。大家知道為什么不用銀?銀的導電性能最好?(因為銀的價格比較貴,而且難以避免有人去偷導線,這樣會照成很多麻煩)相對來說銅鋁是比較實用的導體。由于鐵絲的電阻大約是銅的5.6倍,鋁的3.4倍,這就是為什么不用鐵來做電線的原因。)b、長度
導線好比水渠,水渠越長,水流就越小,同樣導線越長電流也就越小,這樣電阻就越大。所以電阻大大小跟導線的長度有關系。
c、橫截面積:河道越寬,水流就越大,同樣,導線越粗,也就是橫截面積越大,電流就越大,這樣電阻就越小。
d、溫度:大部分物質的性質是溫度越高,電阻越大。你知道小燈泡什么時候做容易燒壞嗎?(提問)在來等的那一瞬間,這個時候燈絲的溫度低,電阻小,電流就比較大,所以容易燒壞,你們做實驗的時候會有個別同學喜歡玩,經常斷開閉合開關,現在知道為什么,希望以后不要再有這種情況發生了。
另外還有個別物質的電阻是隨溫度的升高而減小的,玻璃能導電嗎?在常溫下,玻璃是不導電的(導電性能非常小),我們把不導電的物體成為絕緣體,就像導線外面那一層橡膠皮,就是絕緣體。給玻璃加熱,電阻變小,當他達到一定溫度時就可以導電。
(3)在實驗中用到的實驗方法?
2、擴展:我們以前家里常用的白熾燈,如果燈絲斷掉,有什么方法可以讓它重新發亮。(看著燈絲傾斜燈泡,讓燈絲重新搭上去。接入電路中,會發現燈泡更亮了,這是為什么?接入電路多的燈絲變短了,電阻就變小,這樣電流變大。)
重新搭上去的燈絲容易脫落,如果在半夜風一吹就滅了。而且電流越大,燈絲更容易燒斷。總結電阻
3、現在我們知道電阻導體的材料、長度、橫截面積、和溫度有關,這些都是導體本身固有的屬性,所以電阻的產生是由導體本身的性質決定的,跟電壓和電流的大小無關。
板書設計:
1、電阻
(1)定義:導體對電流的阻礙作用叫電阻。(2)符號: R。
(3)單位:歐姆,簡稱“歐”,符號?
千歐k?、兆歐M?
1k?=1000?,1M?=1000k?,小燈泡的電阻大約10?,一條導線只有約0.001?
2、電阻器
(1)作用:電阻器用來調節電路中的電流和電壓。(2)在電路中的符號:
(3)會消耗電流,是用電器。
3、影響電阻大小的因素
材料、長度、橫截面積、溫度
電阻的產生是由導體本身的性質決定的
第五篇:電壓-電阻知識點總結
《電壓 電阻》知識點歸納
一、電壓
(一)電壓的作用
1.電壓是形成電流的原因:電壓使電路中的自由電荷定向移動形成了電流。電源是提供電壓的裝置。
2.電路中獲得持續電流的條件:①電路中有電源(也就是電路兩端有電壓);②電路是閉合的。
(二)電壓的單位
1.國際單位:V 常用單位:kV、mV
換算關系:1Kv=1000V 1V=1000mV
2.記住一些電壓值:一節干電池1.5V
一節蓄電池2V
家庭電壓220V
安全電壓不高于36V
(三)電壓測量:
1.儀器:電壓表,符號:
2.讀數時,看清接線柱上標的量程,和分度值.3.使用規則:
①電壓表要并聯在電路中。
②電流從電壓表的“正接線柱”流入,“負接線柱”流出。否則指針會反偏。
③被測電壓不要超過電壓表的最大量程。
④ 電壓表可以直接連在電源兩端,此時電壓表測得是電源電壓
危害:1.被測電壓超過電壓表的最大量程時,不僅測不出電壓值,電壓表的指針還會被打彎甚至燒壞電壓表。
2.選擇量程:實驗室用電壓表有兩個量程,0~3V和0~15V。測量時,先選大量程,用開關試觸,若被測電壓小于3V則換用小的量程,若被測電壓大于15V則換用更大量程的電壓表。
4.串聯電路電壓的規律______________________________________________________________________________.并聯電路電壓的規律_______________________________________________________________________
(四)電流表、電壓表的比較
(五)利用電流表、電壓表判斷電路故障
1.電流表示數正常而電壓表無示數:
“電流表示數正常”表明主電路為通路,“電壓表無示數”表明無電流通過電壓表,則故障原因可能是:①電壓表損壞;②電壓表接觸不良;③與電壓表并聯的用電器短路。
2.電壓表有示數而電流表無示數
“電壓表有示數”表明電路中有電流通過,“電流表無示數”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表,則故障原因可能是:①電流表短路;②和電壓表并聯的用電器開路,此時電流表所在電路中串聯了大電阻(電壓表內阻)使電流太小,電流表無明顯示數。
3.電流表電壓表均無示數
“兩表均無示數”表明無電流通過兩表,除了兩表同時短路外,最大的可能是主電路斷路導致無電流。
二、電阻
(一)定義及符號 :電阻表示導體對電流阻礙作用的大小 符號:_______.(二)單位
1.國際單位:歐姆 2.常用單位:千歐、兆歐。
3.換算: ______________________________
4.了解一些電阻值:手電筒的小燈泡,燈絲的電阻為幾歐到十幾歐。日常用的白熾燈,燈絲的電阻為幾百歐到幾千歐。實驗室用的銅線,電阻小于百分之幾歐。電流表的內阻為零點幾歐。電壓表的內阻為幾千歐左右。
(三)影響因素
1.實驗原理:在電壓不變的情況下,通過電流的變化來研究導體電阻的變化。(也就是用串聯在電路中小燈泡亮度的變化來研究導體電阻的變化)
2.實驗方法:控制變量法。
3.結論:導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于導體的 , ,.還與_______有關。
4.結論理解:
⑴導體電阻的大小由導體本身的材料、長度、橫截面積決定。與是否接入電路、與外加電壓及通過電流大小等外界因素均無關(也就是與電壓、電流無關),所以導體的電阻是導體本身的一種性質。
(四)分類
1.定值電阻:電路符號:
2.變阻器:電路符號
。(阻值大小保持不變的電阻)。
⑴滑動變阻器: 結構示意圖:
變阻原理:通過改變連入電路中的電阻絲的長度來改變電阻的大小,從而改變電路中電流的大小。
使用方法:① 根據銘牌選擇合適的滑動變阻器;②串聯在控制電路中;③接法:“一上一下”;④接入電路前應將電阻調到最大。
銘牌:某滑動變阻器標有“50Ω 1.5A”字樣,50Ω表示滑動變阻器的最大阻值為50Ω或變阻范圍為0~50Ω。1.5A表示滑動變阻器允許通過的最大電流為1.5A.
作用:①通過改變電路中的電阻,逐漸改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓;②保護電路。