1.1 電阻器與電位器

1.1.1 常用電阻器

1.電阻器的特性

電子在物體內做定向運動時會遇到阻力，這種阻力稱為電阻。具有一定電阻作用的元件稱為電阻器（Resistor），習慣簡稱為電阻。由實驗可知，物體電阻的大小與其長度L成正比，與其橫截面積S成反比，用公式表示為R=ρL/S，式中的比例系數ρ 叫作物體的電阻系數或電阻率（Resistivity），它與物體材料的性質有關，在數值上等于單位長度、單位面積的物體在20℃時所具有的電阻值。

表1.1 列出了常用導體的電阻率。銀、銅、鋁等的電阻率比較小。因此，銅、鋁被廣泛用來制作導線；銀的電阻率雖小，但由于價格昂貴，常用來制作鍍銀線；而有些合金如康銅、鎳鉻合金等電阻率較大，常用來制作電熱器及電阻器的電阻絲。

不同材料的電阻率是不同的。相同的材料做成的導體，直徑越大電阻越小，長度越大電阻越大。此外，導體的電阻大小還與溫度有關。金屬材料的電阻隨著溫度的升高而增加，呈現正溫度特性；石墨和碳等非金屬材料的電阻隨著溫度的升高而減小，呈現負溫度特性。

2.電阻器與電位器的型號與命名方法

電阻器的種類很多，從構成材料上可分為有碳制電阻器（Carbon Resistor）、碳膜電阻器（Carbon Film Resistor）、金屬膜電阻器（Metal Film Resistor）、繞線電阻器（Wire-Wound Resistor）等多種；從結構形式上可分為固定電阻器（Fixed Resistor）、可變電阻器（Variable Resistor）和電位器（Potentiometer）3種，它們在電路的符號如圖1.1所示。

常用電阻器、電位器的外形如圖1.2所示。國內電阻器和電位器的型號一般由4部分組成，各部分的確切含義如表1.2所示。

例如，RX22表示普通線繞電阻器；RJ75表示精密金屬膜電阻器。

3.電阻的質量參數及電阻選用

電阻的主要參數包括電阻標稱阻值、允許誤差和額定功率，了解電阻的質量參數，可以合理地選用電阻。

（1）電阻的標稱阻值和誤差

標稱阻值即電阻器表面所標的阻值（Nominal Resistance）。電阻值用符號R表示，國際單位是歐姆（Ω），有時也用千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）表示，它們之間的關系為

標稱值有兩種標識方法，一種是直接用數值標出，另一種體積小的電阻器則用色環或色點表示阻值。

① 直標法。直標法是在電阻體表面直接標識主要參數和技術性能的一種方法。電阻器直標法如圖1.3所示。

② 文字符號法。文字符號法是將需要識別的主要參數和技術性能，用字母和數字符號兩者有規律地組合起來，標識在電阻體表面的一種方法，如圖1.4所示。

允許誤差可用等級法標識時：0級表示±2%；Ⅰ級表示±5%；Ⅱ級表示±10%；Ⅲ級表示±20%。允許誤差也用文字符號表示，各符號的含義如表1.3所示。

電阻標稱值由字母和數字兩種符號構成，字母表示電阻值單位，各字母的含義如表1.4所示。符號前面的數字表示整數阻值，符號后面的數字依次表示第一位小數阻值和第二位小數阻值。例如，4R7表示4.7Ω。

額定功率有兩種標識方法：一種是2W以上的電阻，其功率直接用阿拉伯數字印在電阻體上；另一種是2W以下的電阻，其功率以自身的體積大小來表示。一般地，體積越大，其額定功率也相對較大。

各種功率的電阻器在電路圖中的符號如圖1.5所示。

③ 色標法。色標法是指利用電阻體表面不同顏色的色環標識電阻主要參數和技術性能的一種方法。固定電阻的色環一般采用4色環和5色環標識。

普通電阻用4個色環表示，其中第1、第2色環表示有效數字，第3色環表示倍乘數，第4色環表示誤差，如圖1.6（a）所示。

精密電阻用5色環表示，第1、2、3色環表示電阻的有效數字，第4色環表示倍乘數，第5色環表示允許誤差，如圖1.6（b）所示。

色環色點標識法的規則（又稱色碼標識法）如表1.5所示。

例如，用4色環表示阻值及誤差的電阻器，4個環的顏色分別為黃、綠、紅、銀，則表示該電阻器電阻值為4500Ω，即4.5kΩ，誤差為±10%。

電阻器的標稱阻值不是隨意選定的。為了便于工廠大量生產和使用者在一定范圍內選用，國家規定出一系列的標稱值。誤差越小，電阻器的標稱值越多，如表1.6所示。

將表1.6中標稱值乘以10、100、1000等就可以擴大阻值范圍。例如，表中的“2.2”包括2.2Ω、22Ω、220Ω、2.2kΩ、22kΩ、220kΩ、22MΩ 等這一阻值系列。在應用電路時要盡量選擇標稱值系列，無標稱值時應該選相近值。

電阻器上的標稱值只表示電阻器阻值在此標稱值附近。如果用儀表測量，會發現它的實際值與標稱值并不一定相同，這說明存在阻值誤差。確切地說，阻值誤差等于電阻實際值和標稱值之差再除以標稱值所得的百分數。電阻器的允許誤差分三個等級：I級為±5%，II級為±10%，Ⅲ級為±20%。

（2）電阻的額定功率

電阻器在正常大氣壓及額定溫度下，長期連續工作并能滿足規定的性能要求時，所允許耗散的最大功率叫電阻器的額定功率（Rated Power）。

電阻器的額定功率也是采用標準化的額定功率系列值，其中線繞電阻器的額定功率系列為：3W、4W、8W、10W、16W、25W、40W、50W、75W、100W、150W、250W、500W。非線繞電阻器的額定功率系列為：0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W。電阻器上的負荷功率可由式（1.1）算出

（3）電阻的溫度系數

當電流通過電阻時，電阻就會發熱，使電阻的溫度升高，它的阻值會隨之發生變化。溫度每變化 1℃時，阻值變化的歐姆數與原來的歐姆數之比，就叫作電阻的溫度系數（Temperature Coefficient of Resistance）。溫度系數越小，電阻越穩定。碳質電阻穩定性較差，碳膜電阻比較穩定，線繞電阻就更穩定。

1.1.2 電位器的檢測

電位器（Potentiometer）的主要故障有：過流燒毀（導致開路）、變值斷裂、引腳腐蝕、脫焊等。電位器還經常發生滑動觸頭與電阻片接觸不良等現象。常用電阻器的檢測方法如下。

1.觀察外觀

正常情況下，固定電阻外形端正，標識清晰，保護漆完好，顏色均勻，光澤好。帽蓋與電阻體結合緊密無傷裂、折裂、腐蝕、燒焦現象。電位器旋轉軸轉動靈活，手感舒適，松緊適當。帶開關的電位器開關動作自如，通斷可靠。

2.用萬用表歐姆擋檢測

量程選擇和調零是否正確，對測量的準確度影響極大。檢測前，要先估測電阻器的電阻大小，選擇適當的量程。并校準歐姆零位，原則上測量值顯示盡可能靠近中心位置。歐姆調零后，將表筆接被測電阻的兩引線測量，表針指示數乘上量程倍數，即為被測電阻的阻值。

將測量值與標識阻值比較，凡阻值超過允許誤差范圍的、內部短路阻值變小的、時斷時通的和阻值變小的電阻均應丟棄不用。

對電阻器還需檢測滑動頭與電阻片接觸是否良好。檢測方法如圖1.7所示，測量片1與測量片3兩焊片間的電阻值，其阻值應與標稱值相同。再分別測片2與片1或者片2與片3阻值，電位器緩慢旋轉過程中，萬用表指針移動平穩，沒有出現停頓或跳動現象，說明檢測滑動頭與電阻片接觸良好。檢測電位器開關是否良好的方法如圖1.8 所示，將萬用表紅、黑表筆與檢測片4、5充分接觸，然后緩慢旋轉電位器開關，旋轉過程中，萬用表指針應不動，當聽到“咔”聲后，萬用表指針指向零，表明電位器的開關良好。

3.用萬用表電壓擋檢測

此法是在帶電情況下，測量電阻兩端電壓，然后根據歐姆定律，分析電阻性能好壞。