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硬件开发核心笔记：电阻选型、功率核算与热敏应用
1. 电阻基础：封装与核心参数
电阻在电路中主要起到限流、分压和负载的作用。选型时，封装（物理尺寸）直接决定了其散热能力和最大功率。
1.1 常用贴片封装与功率对照
| 封装代码 (Metric/Imperial) | 典型功率 () | 备注 |
|---|---|---|
| 0402 | 1/16 W | 适用于消费类电子，高密度 PCB |
| 0603 | 1/10 W | 最常用封装，兼顾体积与功率 |
| 0805 | 1/8 W | 稳定性好，易于手工焊接 |
| 1206 | 1/4 W | 适用于电流稍大的检测或采样 |
| 插件电阻 | 1/2 W ~ 数十 W | 大功率场合（如水泥电阻、铝壳电阻） |
1.2 关键性能参数
-
阻值 (Resistance)：根据基尔霍夫定律计算所需的理论值。
-
精度 (Tolerance)：
-
普通电路：±5% (J级)。
-
采样/反馈电路：±1% (F级) 或 ±0.1% (精密型)。
-
额定功率 (Rated Power)：建议降额使用。工程经验：实际功耗不应超过额定功率的 50%，以确保可靠性。
-
温度系数 (TCR)：单位为 。在精密仪器中，TCR 越低，温漂越小。
2. 读懂电阻的标号与色环
电阻的阻值通常通过数字或色环来表示。
2.1 贴片电阻数字表示法
-
三位数 (5%)：前两位为有效数字，最后一位为 。
-
102 =
-
四位数 (1%)：前三位为有效数字，最后一位为 。
-
1101 =
-
带 R 标示：
R代表小数点。 -
4R7 = ；R10 = 。
2.2 色环电阻表示法
- 四色环：前两环为数值，第三环为倍率，第四环为误差。
- 五色环：精密电阻常用，提供更细分的阻值表达。
3. 热敏电阻 (Thermistors) 的原理与应用
热敏电阻是阻值随温度变化的特殊电阻，分为 NTC 和 PTC 两种。
3.1 NTC (负温度系数)
- 特性：温度越高，阻值越低。
- 核心应用：
- 测温：利用阻值-温度曲线（R-T Table）转换出环境电压，计算温度。
- 抑制浪涌电流 (Inrush Current)：在电源启动瞬间提供大阻值，随后因自身发热阻值减小，减少系统损耗。常见于开关电源和 CPU 保护。
3.2 PTC (正温度系数)
- 特性：温度越高，阻值越高。当温度超过某个临界点（居里点）时，阻值呈阶跃式上升。
- 核心应用：
- 自恢复保险丝 (PPTC)：当电路过流导致发热时，PTC 阻值剧增实现断路保护；故障排除温度降低后，阻值恢复。
4. 传感器应用实战
电阻式传感器本质上是将物理量变化转化为电阻变化，进而转化为电压信号。
- 光敏电阻 (LDR)：环境光增强，阻值减小。常用于自动路灯和背光调节。
- 分流器 (Shunt)：极小阻值（毫欧级）的精密电阻，通过测量其两端压降来推算大电流，广泛应用于电池管理系统 (BMS)。
5. 硬件设计避坑指南
- 电压应力：除了功率，电阻还有最大工作电压限制（尤其是 0402/0603 等小封装），高压应用时需核对规格书。
- 散热布局：大功率电阻在工作时会产生高温，应远离敏感的电解电容和处理器。
- 焊接注意：精密电阻（0.1%）对焊接应力敏感，过度加热可能导致阻值永久性偏移。
硬件开发核心笔记：电阻选型、功率核算与热敏应用
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