001-2电导的自述

Posted 2021-01-06 ydvely521

电阻，英文名R。顾名思义，我是用来阻碍电流运动的。然而，事实上，我基本上是被电子工程师们拿来导电用，也就是让电荷从我身上流过。电荷从我们身上流过，就会形成电流。这个跟水从水管里流过，就会形成水流是一样的道理。当然，要让水在水管里流动，还必须要有水压。水压越大，流动得就越快，也就是水流越大。电流也是一样，要让电荷在导体里流动，就必须要有电压。电压越高，电荷流动得也越快，因而电流也越大。而水管的粗细也会影响水流的大小，类似的，电阻的大小也会影响电流的大小。大电阻，就像一条细水管，同样电压条件下电流就小；电阻小，就像一条粗水管，同样电压条件下电流就大。

 

电容兄弟曾经跟我说过，“人们总是会记得你的好”，我以前也总是深信不疑，但现在，我开始动摇了——因为我们都被用于导电，却叫我们电阻！我们被赋予了电阻称号，这是千古奇冤，比窦儿还冤。虽然我们在一定程度上会阻碍电流的运动，但是本质上，我们还是在导电。从这种意义上来说，叫我电导更合适。但是没办法，人在屋檐下，不得不低头，只能打掉牙往肚子里吞。

 

我有一个特性，在导电的时候，会在一定程度上阻碍电流的运动（真正不阻碍电流运动的导体少之又少！），总是会留下点“买路财”，人们管这叫做压降，就是电压降低的简写（简写是人们冠冕堂皇地偷懒的惯用招数）。人们为了表示我们这种对电流阻碍作用的大小，就引入了电阻这个物理量。对电流的阻碍作用越大，电阻就越大，阻碍作用越小，电阻就越小。同时，懒惰的人们也顺便就把电阻这个词当作了我的名字，这也正是千古奇冤的开始。事实上，我再次声明，其实我是用来导电的，因此我更希望别人叫我“电导”。我觉得“电导”这个名字很帅气，像“导演”、“导游”、“导师”什么的，都叫“X导”，并且似乎都大有好处可捞。

任何物理量，都有一个单位。我也有个单位，叫做欧姆。说起欧姆的来历，还有一段可歌可泣的爱情故事。德国有一个叫做欧姆的家伙“发现”（其实是我托梦给他）了这么一个规律：流过导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。人们把这个规律叫做欧姆定律。请注意：这里的描述用的是“导体”，这从历史资料上再次佐证了我应该叫做“电导”的观点。人们为了纪念欧姆，就把电阻的单位叫做欧姆了，简写为欧，有时也用希腊字母Ω表示，也可以写成洋气点的名字ohm。据说男人让女人开心的时候，女人就会大叫欧姆的名字。但我一直想不明白的是，这些男人听着自己的女人在大叫别人男人名字的时候，却显得异常兴奋。有时男人会送几千欧（元）的LV包给情人，虽然电子工程师们比较苦B，但他们有时也很有情调，例如送个几千欧的电阻给女朋友。总之，女人都很喜欢“欧”，不管是在商场里还是卧室里。有了欧这个单位，我作为一个电阻，也觉得特有面子，因为人们总会在很多时刻想起你或者叫着你。

 

1欧姆到底有多大呢？当加在我两端的电压为1伏，流过我身体的电流刚好为1安时，那么我的电阻刚好就是1欧姆。这样说可能不大直观，举一些具体点的例子吧。常见的小块金属，例如不锈钢勺子、螺丝钉、金属锅等等，电阻大约只有零点几欧。而人体表面的电阻，大概有数千欧到几百千欧，这个跟皮肤的位置、距离、干燥程度、细嫩程度等都有关系。美女们的体表电阻往往比粗汉们的小得多，因为她们皮肤嫩，水份又多。所以你可以根据这个原理设计一种判断是不是美女的仪器，送给你的女朋友，保证她会很喜欢的，没准还会因此而尖叫起来，叫声当然还是“欧”了。而人体内部的电阻，大约只有几百欧到几千欧，这个跟测量的部位、不同人的构造（例如脂肪多的人电阻就会大些）、水份、盐份甚至体积等等都有关系。因此通过对人体电阻的测量，可以反映出身体的很多状况，甚至可以用于诊断一些病变等等。

欧姆定律用公式表示为I=U/R。其中I表示流过我身体中的电流，U表示加在我两端的电压，R就是我的阻值了。虽然看上去这个公式很简单，但是他却很有用。当你知道其中任意两个值时，就可以计算出另一个值。利用这个公式，你可以用伏安法来测量我的阻值。只要测量出加在我两端的电压U，以及流过我身体中的电流I，就可以计算出我的阻值为R=U/I。

另外，当知道流过我身体中的电流和我的阻值之后，你就可以计算出我两端的电压，即U=R*I。你们要牢记一点，在绝大部分情况下，导体都是存在着电阻的。因此，只要有电流从导体身上流过，导体两端就一定存在着电压。哪怕是供电用的导线也是如此。因此当使用导线导电时，一定要注意到由于导线的电阻产生的压降对电路的影响。

 

电源大哥的内部也存在着电阻，人们管这叫做电源的内阻。其中一个原因是电源大哥他身体里的电需要导体帮忙导出来，既然是导体就一定会存在着电阻。因此当电源往外供电时，在电源的内阻上就会产生压降，从而导致电源的实际输出电压变低。根据公式U=R*I，可以得出，当输出的电流越大，在内阻上的压降也就越大。而电源内部本身能够提供的电压是固定的，因此当内阻上的压降越大时，对外输出的电压就越低。从这个角度来说，电阻的确是个讨厌鬼，在这里对电源大哥说声对不住了。

 

提到了电流和电压，就不得不提到电功率P。很羡慕电容兄弟，总是能把正负电荷这对姐妹花深藏在心里。虽然我身体里也存在着很多电荷，但我觉得那都不是我的，他们都只是路人甲而已。当正负电荷这对姐妹花中的任意一个或者两个一起从我们身上流过时，总会引起我浑身燥热。人们把这种现象叫做电流的热效应。电流在电阻上单位时间内产生的热量可用公式P=I*I*R来表示。由于U=I*R，因此这个公式也可以写成P=I*U。因此，当电流越大时，我浑身的燥热就越厉害，并且这种燥热跟电流的平方成正比。当发热太厉害时，我就会承受不了，出现冒烟、烧糊、阻值变大，甚至被烧毁等一系列症状。所以，亲爱的电工们，请你们一定要注意我们能够承受的电功率。对一个电阻来说，通常有一个额定功率值。这个值表示在正常的情况下，我们能够长期工作而所能承受的最大功率值。电阻流过电流会发热也不尽是坏事，例如电炉丝、电饭锅等都是利用电阻丝流过电流会发热来工作的。

 

正常情况下，我应该是一个只有二个端子的器件。人是一种奇怪的动物，他们总会把一些东西抽象化。因此人们将我们电阻抽象成符号。在各种电路图中，我们的抽象符号都经常会闪亮登场。为了得到不同的阻值，有时人们会将两个电阻串联或者并联起来使用，如图所示。

电阻串联电路有两个特点，其一就是流过每个电阻的电流都是一样的（因为电荷不可能凭空消失，也不可能凭空冒出来，所以假如串联电路中电流不一样的话，那一定是有地方漏电了，也就是说有其他支路。想想水管模型吧，两根水管串联起来，里面流过的水流一定是相等的，否则就有地方在漏水了）。其二就是电路的总电压等于这两个电阻上电压的和。因此，当两个电阻R1和R2串联后，总的压降就是U=I*R1+I*R2也就是U=I*(R1+R2)。这样推算下来，当我们串联起来后，总的阻值就是两个电阻的阻值之和。

 

同样，电阻并联电路有两个特点，其一就是两个电阻两端的电压相等。其二就是电路的总电流等于这两个电阻电流之和（再想想水管模型吧，两根水管的出水量等于这两根水管的出水量之合）。因此，当两个电阻R1和R2并联后，流过电路中总的电流就是I=U/R1+U/R2。简化一下，就是I=U*(1/R1 + 1/R2)。也就是说，并联电路的总电阻，等于各电阻的倒数的和的倒数。

转自电子工程师专辑公众号