第1章 电阻器

1.1 认识电阻器

1.1.1 电阻器的功能及分类

1.电阻器的功能

电阻器是一种在电子电路中应用最多、最常用的电子元件之一，通常简称为电阻。在电路中，电阻器的作用主要是稳定和调节电路中的电流和电压，即具有降压、分压、限流、分流、隔离、过滤（与电容器配合）、匹配和信号幅度调节等作用。

电阻器在电路中是一种控制电路中电流大小的电子元件，通过控制电流，达到如下目的：为放大电路建立合适的电流工作点；通过分压为放大电路建立合适的电压工作点；作为负载电阻，从放大电路中取得放大信号；与电容器配合，取得延时和定时控制信号；与电容器配合，组成微分或积分电路，对信号进行整形变换；与电容器配合组成电源滤波电路等。

在电路中，电阻器是耗能元件，电流通过它就会产生热量。例如，电吹风、电饭锅、电烙铁等电热器具就是利用电阻通电发热的原理制造的。

【重要提醒】

电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。

2.电阻器的分类

电阻器的种类较多，电阻器不同的分类见表1-1。

表1-1 电阻器的分类

电阻器的种类及外形比较繁杂，我们在电子电路或电路图中描述电阻器时需要统一规定一个符号来表示电阻器，电阻器在电路中的图形和文字符号如图1-1所示，文字符号用英文字母“R”表示。

图1-1 电阻器的电气符号

1.1.2 电阻器的外形及特征

1.常用电阻器的外形

常用的电阻器有普通电阻器和可调电阻器，如图1-2所示。图中，普通色环电阻上的色环用来表示标称阻值大小和阻值的误差。立式可调电阻器共有三个引脚，其中一个为动片引脚，另外两个为定片引脚（两定片引脚不分），它的标称阻值大小直接标注在可变电阻器上，使阻值识别大为方便。带开关的单联电位器有一个操纵柄（转柄），五个引脚，其中两个开关引脚，两个定片引脚，一个动片引脚。

图1-2 常用电阻器的外形

2.常用电阻器的基本特征

常用电阻器的基本特征及应用见表1-2。

表1-2 常见电阻器的基本特征及应用

1.1.3 普通电阻器的参数

1.普通电阻器的命名

国产固定电阻器的命名主要由四个部分组成，如图1-3所示。

图1-3 固定电阻器的命名

2.普通电阻器的主要参数

电阻器的主要参数有标称阻值（简称阻值）、额定功率和允许偏差等。

（1）标称阻值

标称阻值通常是指电阻器上标注的电阻值（标称值严格按照国际或国家标准标注）。电阻值的基本单位是欧姆，用“Ω”表示。在实际应用中，还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。

1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω

（2）额定功率

电阻器的额定功率是指在一定的环境温度下，电阻器能够长期连续工作而不改变其性能所允许的最大功率。功率用P表示，单位为瓦特（W）。不同类型的电阻器有不同的额定功率，最常用的有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等多种规格，如图1-4所示。

图1-4 电阻器额定功率的标注

（3）允许偏差

电阻器的实际阻值和标称阻值间的差别，常以差值与标称阻值的百分比数来表示，叫作允许偏差（或阻值误差）。

表示允许偏差的方法有直标法、罗马数字法、符号法和色标法，见表1-3。允许偏差值越小，表示电阻器的阻值精度越高。

表1-3 电阻器允许偏差表示法

1.1.4 普通电阻器的标注

电阻器的标注方法主要有直标法、数标法和色标法。

1.直标法

直标法是指将电阻器的类别、标称电阻值、允许偏差、额定功率及其他参数的数值等直接标注在电阻器的表面。也有的用数字加字母符号（Q、Ω、k、M）或两者有规律的组合来表示电阻器的阻值，其中字母符号前面的数字表示阻值的整数部分，字母符号后面的数字表示阻值的小数部分。如“6Ω8”，表示阻值为6.8Ω；“3k9”，表示阻值为3.9kΩ，如图1-5所示。

图1-5 电阻器的直标法

2.数标法

数标法常见于贴片电阻器，用3～4位整数表示阻值，单位为Ω。如果用三位数表示阻值，则前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。如电阻器上标注“ABC”，表示其阻值为AB×10^C，其中，“C”如果为9，则表示-1。图1-6所示为常用贴片电阻器的标注。

另外，可调电阻器在标注阻值时，也常用两位数字表示。第一位表示有效数字，第二位表示倍率。如某电阻器标注为“24”，则表示2×10⁴=20kΩ。

3.色标法

用色标法的电阻器，在电阻器上印有四道或五道色环表示阻值，阻值的单位为Ω。对于四环电阻器，紧靠电阻器端部的第一、二环表示两位有效数字，第三环表示倍乘数，第四环表示允许偏差。对于五环电阻器，第一、二、三环表示三位有效数字，第四环表示倍乘数，第五环表示允许偏差。色环电阻器的标注法如图1-7所示。

图1-6 常用贴片电阻器的标注

图1-7 色环电阻器的标注法

色标法中每种颜色所对应的数字在国际上是统一的，初学者往往一时记不住，运用不熟练，其实只要记住下面10个字的顺序，即“黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白”，它对应着数字“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9”，并且代表允许偏差的最后一圈色环多为专门的金色或银色，“熟能生巧”，慢慢地就会运用自如了。图1-8所示为色环电阻器的识读示例。

图1-8 色环电阻器的识读示例

色环记忆口诀

1，2，3，4，5，棕红橙黄绿，

6，7，8，9，0，蓝紫灰白黑。

金5银10表误差，读准色环就计算。

【重要提醒】

下面介绍识读色环电阻器的几个技巧。

（1）首位色环的确定

在一般电阻器的色环中，金、银色环一般表示精度，即色环中金或银色环通常为末位色环。另外，最靠近引线端的色标是首位色标，依此定出其右边的第二、三、四和第五位色标。

当色环中有与最后一环颜色相同时，可通过色环之间的距离来判断，即第一环与第二环之间的距离要比最后一环与前一环的距离小。

如果色环中没有金或银色环，并且无法准确判断哪个色环最靠近引线端，可以先用万用表试测一下（可以用不同的量程试测），然后根据初测的阻值，确定倍乘数位色环的颜色，继而判断出首位色环的颜色。

（2）允许偏差色环的确定

最常用的表示电阻器允许偏差的颜色是金、银、棕，尤其是金色环和银色环，一般很少用作电阻器色环的第一环，所以在电阻器上只要有金色环和银色环，就可以基本认定这是电阻器的允许偏差色环，即最末一个色环。

（3）棕色环是否表示允许偏差的确定

棕色环既常用作允许偏差环，又常作为有效数字环，且常常在第一环和最末一环中同时出现，让人很难识别谁是第一环。可以按照色环之间的间隔加以判别。例如，一个五色环电阻器，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判断色环的排列顺序，如图1-9所示。

图1-9 棕色环是否表示允许偏差的确定

1.1.5 常用电阻器介绍

1.碳膜电阻器

碳膜电阻器，顾名思义它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而形成的，常见的碳膜电阻器的外形如图1-10所示。

图1-10 碳膜电阻器

碳膜电阻器成本较低，是目前电子、电器、资讯产品使用量最大的电阻器。但是，其电性能和稳定性较差。

碳膜电阻器一般为四环电阻器。

2.金属膜电阻器

金属膜电阻器是采用高温真空镀膜技术将镍铬或类似的合金紧密附在瓷棒表面形成皮膜，经过切割调试阻值，以达到最终要求的精密阻值，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而形成。常见的金属膜电阻器的外形如图1-11所示。

图1-11 金属膜电阻器

从外观上看，常用的电阻器中金属膜的为五色环（精度为1%），碳膜的为四色环（精度为5%）。金属膜的为蓝色，碳膜的为土黄色或是其他的颜色。

金属膜电阻器各方面性能比碳膜电阻器更好，常用于高精度、低温度系数和低噪声的精密应用场合。

【重要提醒】

区分碳膜电阻器和金属膜电阻器的方法如下：

1）用刀片刮开保护漆，露出的膜的颜色为黑色的，为碳膜电阻器；膜的颜色为亮白的，则为金属膜电阻器。

2）由于金属膜电阻器的温度系数比碳膜电阻器小得多，所以可以用万用表测电阻器的阻值，然后用烧热的电烙铁靠近电阻器，如果阻值变化很大，则为碳膜电阻器，反之则为金属膜电阻器。

3.线绕电阻器

线绕电阻器是用电阻丝绕在绝缘骨架上再经过绝缘封装处理而成的一类电阻器，电阻丝一般采用一定电阻率的镍铬、锰铜等合金制成，绝缘骨架一般采用陶瓷、塑料、涂覆绝缘层的金属骨架。常见线绕电阻的外形如图1-12所示。

图1-12 线绕电阻器

线绕电阻器具有阻值精确、温度系数小、精度较高的特点。在线绕电阻器中，有一种用陶瓷做骨架，在电阻器的外层涂釉或其他耐热并且散热良好的绝缘材料的大功率线绕电阻器。这种线绕电阻器的特点是耗散功率大，可达数百瓦，主要用作大功率负载，并能工作在150～300℃温度的环境中。

4.熔断电阻器

熔断电阻器又称保险电阻器。熔断电阻器兼备电阻器与熔丝两者的功能，熔断电阻器在正常情况下具有普通电阻器的功能，一旦电路出现故障电流过大，超过其额定功率时，它就会发挥其熔丝的作用来保护机器设备。熔断电阻器分为不可修复型和可修复型两种。熔断电阻器的形状有多种，既有像普通电阻器的，也有其他形状的。常见的熔断电阻器如图1-13所示。

图1-13 熔断电阻器

5.电阻排

电阻排又称为排电阻，它是将几个相同阻值的电阻器组合在一起形成一排电阻；电阻排一般用于密度高的电路装配，在集成电路比较多的电路中起着上拉电阻和限流电阻的作用。电阻排一般用“RN”表示。常见电阻排及其内部结构如图1-14所示。

图1-14 电阻排及其内部结构

6.水泥电阻器

水泥电阻器就是用耐火泥（俗称水泥）灌封的电阻器，即将电阻线绕在无碱性耐热瓷件上，外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀材料保护固定，并把线绕电阻体放入方形瓷器框内，用特殊无燃性耐热水泥充填密封而成。水泥电阻器有普通水泥电阻器和水泥线绕电阻器两类。水泥电阻器外形如图1-15所示。

图1-15 水泥电阻器

水泥电阻器通常用于功率大、电流大的场合，有2W、3W、5W、10W甚至更大的功率，水泥电阻器具有体积小、耐振、耐湿、耐热及良好散热、低价格等特性，广泛应用于电源适配器、音响设备、音响分频器、仪器、仪表等设备中。

7.贴片电阻器

贴片电阻器，顾名思义它是一种表面安装片式可贴的电阻器，具有体积小、精度高、稳定性和高频性能好等特点，适用于高精密电子产品的基板中，如图1-16所示。而贴片电阻排则是将多个相同阻值的贴片电阻器制作成一个贴片电阻器，目的是可有效地限制元件数量，减少制造成本和缩小电路板的面积。

图1-16 贴片电阻器

由于贴片电阻器价格低廉，生产方便，能大面积减少印制电路板（PCB）的面积，减少产品外观尺寸，现在已取代绝大部分传统引线电阻器。目前以手机、掌上电脑（PDA）为代表的绝大多数高密度电子产品多使用贴片电阻器。

8.光敏电阻器

光敏电阻器的外形结构如图1-17所示。光敏电阻器是阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器。其阻值会随着光线的增强而减小。

图1-17 光敏电阻器

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于各种光控电路，如对灯光的控制、调节等场合，也可用于光控开关。

9.压敏电阻器

压敏电阻器是指对电压变化很敏感的电阻器。当电压在标称值内，电阻器上的阻值呈无穷大状态；当电压略高于标称电压时，其阻值很快下降，使电阻器处于导通状态；当电压减小到标称电压以下时，其阻值又开始增加。

压敏电阻器主要用在电器设备的输入端，作为过电压保护器件，如防止雷击电压或其他原因导致的瞬时高电压损坏电器设备。压敏电阻器的外形如图1-18所示。

图1-18 压敏电阻器

10.热敏电阻器

热敏电阻器的特性是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数（PTC）热敏电阻器在温度越高时电阻值越大，负温度系数（NTC）热敏电阻器在温度越高时电阻值越小。

热敏电阻器常用于温度控制，如小型电动机的过热保护、开水器的水温控制、暖风器的温度控制。热敏电阻器的外形如图1-19所示。

图1-19 热敏电阻器

11.可调电阻器

可调电阻器就是我们平常所说的电位器，是一种阻值可以连续调节的电阻器，在电路中的主要作用是调节电压和电流的大小。

通过手动调节转轴或滑柄，就可改变电位器的电阻值，从而改变电压与电流的大小，其外形如图1-20所示。电位器用在调光台灯上，可调节灯光的强弱；用于功放机上，可调节音量、音调。

图1-20 可调电阻器