简而言之，电阻器几乎可以用任何导体或半导体材料制成。从简单的金属丝到汞池，有如此多的选择。在本文中，我们将探索一个发光的例子。在这个过程中，我们将更好地理解构成良好电阻器的特性。本文围绕视频1展开，该视频展示了樱桃红色的铅笔芯作为电阻器的功能。
视频 1 ：临时铅笔芯电阻器在视频接近尾声时冒烟并自我消耗，最终断裂。
铅笔芯作为临时电阻器
图1和视频1展示了如何使用0.7毫米的铅笔芯作为电阻器。在这个例子中，铅笔芯（石墨）被放置在绿色导线之间。你会注意到，两个B&K Precision电源并联工作，以获得所需的樱桃红色。
使用欧姆定律，我们可以根据图1中获得的数值计算临时电阻器的电阻。两个电源共同提供大约7.6 VDC的电压，总电流约为7 A。
R = \dfrac{7.6 \ VDC}{7 \ A} \approx 1 \ \Omega
正如视频中所见，铅笔芯并不是一个特别好的电阻器。它在开放大气中因高温而燃烧掉碳，从而自我消耗。事实上，如果你仔细观察视频的结尾，你会发现铅笔芯在断裂前几乎被烧得所剩无几。
技术提示 ：曾有一段时间，世界上最好的工程师们正在探索如何防止这种自我碳消耗。这些实验的最终结果是可靠的电灯泡和与之密切相关的真空管。真空管的历史非常有趣，因为二极管是在试图消除玻璃灯泡内部黑色碳沉积物时意外发现的。这是一个简单的问题，如果我们在灯泡内安装第二个元件来吸引碳会怎样？剩下的就是历史了。
图 1 ：临时铅笔芯电阻器在消耗53 W时呈现樱桃红色。
理想电阻器的特性
这个实验为设计高质量的电阻器提供了一些重要线索：
- 电阻器必须能够承受环境的影响。温度必须保持相对较低，否则电阻器会自我消耗。这可能不是设计需求，而是一个操作点。显然，我们通过将临时电阻器推到一个不合理的操作点来强调这一点。
- 材料在所选温度下必须保持稳定。也许你注意到了视频中的烟雾。这是非常不受欢迎的，因为它有臭味。这也是在公共机构外进行实验的一个好理由，否则可能会触发火警。
- 电阻器的材料成分必须一致。使用直径为0.5毫米的铅芯会改变参数。同样，改变成分也会改变电阻。你可以通过比较从4H到4B不同硬度（H）和黑度（B）的铅芯来测试这个假设。
- 虽然视频中没有展示，但材料的电阻必须在电阻器的十年寿命内保持稳定。在这个例子中，随着电阻元件自我消耗，电阻预计会增加。
- 我们还应该补充，材料必须价格低廉、易于加工、对人类安全，并且对环境的影响小。有了这个规定，汞池是不可行的。
现实世界中的电阻器
实际上，现实世界中的电阻器与我们简单的铅芯例子并没有太大不同。碳合成电阻器等经典组件几乎可以在与铅芯相同的生产线上制造。区别在于质量控制人员会关注电气和寿命方面，而不是H和B。此外，最终包装也不同，因为木质覆盖物对于块状碳元件来说并不是一个有效的解决方案。相反，理想的电阻器覆盖物是防火的（无烟）、完美的电绝缘体，并且具有零热阻，从而允许内部热量传递到环境中。完美的覆盖物也是密封的，以隔离块状电阻元件免受环境损害。同时，完美的覆盖物成本低，并满足所有环境健康与安全（EHS）考虑。
满足所有这些考虑并非易事。这需要大量的妥协。这种妥协的倾向与电阻器的应用有关。不同的应用需要不同类型的电阻器。作为一个简短的例子，考虑一些可能性：
- 过去，碳合成电阻器很常见。如前所述，它们与这种铅笔芯并没有太大不同。
- 如今，碳膜电阻器可以以低成本制造。在这种设计中，碳被烧结在陶瓷芯上。
- 高功率电阻器可能用金属线绕制。再次，电阻元件绕在热稳定的陶瓷基板上。
- 令人惊讶的是，许多电阻器是用硅制造的。例如，考虑经典的555定时器。定时器的内部比较器电路由三个片上电阻器组成，这些电阻器提供输入电压的2/3和1/3的电压参考。
当然还有更多类型的电阻器有待发现。要了解更多信息，请务必访问并收藏这个权威页面，它更详细地描述了电阻器。您还可以加入DigiKey技术论坛，获取有关元件和应用的更多信息。