第2部分 應用實例

一、電阻器的作用

電阻器簡稱為電阻，其實物和通用符號，如圖1-10所示，是常用元件。當有電流通過時，電流會受到它的阻礙作用而在其上產生電壓降。利用這一特性，人們常用它得到電路中想要的電壓和電流。人們可以把它的作用簡單地概括為“限流降壓”。

二、常用電阻的種類、結構、特點和應用要求

電阻的種類很多，而且隨著科學技術的發展，新型電阻還在不斷出現。這里只介紹常用的幾種。

（一）1/4W色環碳膜電阻

這種電阻在各種電子設備中用得最多。它是在柱形陶瓷骨架表面噴涂一層碳膜，兩端用帶引線的銅帽軋合而與碳膜良好接觸。碳本身是導體，它噴涂的厚薄和長度可以決定電阻的大小，或采用斜紋螺旋刻槽決定電阻的大小。外表用油漆覆蓋后打上4 ～5道色環，代表其大小、誤差和精度。使用時，可直接從色環讀數選擇或用萬用表測數選擇。

（二）1/4W色環金屬膜電阻

這種電阻一般用在較高要求的電路中。它的結構與碳膜電阻一樣，只是噴涂物為金屬膜（或金屬合成膜、金屬氧化膜）。常用5道色環表示電阻的大小、誤差或精度。

由于電阻膜的材料不同，它們的特性和用途也不同，所以在使用時要靈活地根據要求選擇。它們的主要特點是：功率都較小，金屬膜電阻相比之下穩定性更高、噪聲小，屬于正溫度系數電阻（電阻溫度升高，電阻值增大）。

除了常用1/4W的膜式電阻外，在有些電路場合也使用體積更小的1/8W、1/16W或體積更大的1/2W、1W等的膜式電阻。還有些場合使用貼片式的電阻（各種器件均有貼片式的），這樣可大大縮小體積。在人們通常涉及的電路中，一般大量使用1/4W的碳膜電阻，在較高要求的電路中則可使用性能更穩定的金屬膜電阻。例如，在如圖1-11所示的三極管放大電路中，R1、R2、R3一般采用碳膜電阻，R4 可以用金屬膜電阻，這樣可使整個放大電路更穩定。

人們在實際安裝電路和維修電器時，選用電阻一般應特別注意以下3點。

（1）根據電路需求選擇阻值大小和誤差大小。

（2）根據電路要求選擇功率大小。

（3）根據電路需求選擇電阻種類。

這里說的“電路要求”，主要是指電路的工作原理、工作性能和總體功能。要能把電阻（包括其他元件）恰當、靈活地用在電路中，需要有一個不斷學習和總結的過程。

（三）線繞電阻（見圖1-12）

這種電阻常用在功率較大的電路中。它是用特殊的合金制成細絲繞在絕緣管上（有部分再加封裝）制成的，可分為可調式和固定式。在家用電器中，常用陶瓷電阻或水泥電阻做電源保護。這種線繞電阻的特點是功率相對大、電阻值小且精確、耐熱性好、工作可靠，但體積大、成本高，有一定的電感（線圈）分量，使用時應考慮電感分量對電路的作用。

圖1-13所示是樂華CP5428W彩電開關穩壓電源輸出電路的一部分電路。R1、R2 是水泥電阻（也可用熔斷器或陶瓷電阻），這里接入電阻，可以減小開機瞬間“浪涌電流”對其他電路的沖擊，或在過流時將其燒斷保護其他電路。

目前，在彩電中還常用到熔斷電阻，一般情況下它起著電阻和熔斷器的作用。當過流使其表面溫度達到500 ～600℃時，電阻便自行脫落而熔斷，從而使其他元件免遭受損，以提高電視機的安全性。熔斷器比一般電阻值較小（零點幾歐至3.3千歐），功率也不大（0.25 ～2 W），主要用于電源電路，熔斷時間為幾十毫秒，常用熔斷器符號，如圖1-14所示。

（四）熱敏電阻（見圖1-15）

這種電阻常用來做電路的穩定、熱控制或者做信號傳感。一般分為正溫度系數和負溫度系數兩種：①溫度升高，電阻增大，稱正溫度系數的熱敏電阻，如常說的PTC器件和金屬膜電阻等；②溫度升高，電阻減小，稱負溫度系數的熱敏電阻，如常說的NTC器件。PTC和NTC都是用半導體材料摻入其他元素制成的。摻雜的情況決定了它們的轉折溫度（稱居里點），生產時可人為地確定這一溫度點Tc。圖1-16所示是PTC和NTC器件的電阻溫度特性曲線。

它們都可以把溫度的變化轉換為電阻的變化，進而改變電路中的電流。如果這個變化的電流經過電路處理后去控制一個繼電器開關或可控鍵，就可得到一個溫控開關。在一般制冷設備中壓縮機（電動機）的轉停情況就是由溫控開關來控制的。生活中冰箱內的溫度和使用空調的室內溫度就可以實現自動恒溫了。

圖1-17所示是彩電顯像管的自動消磁電氣原理圖。

圖1-17中的PTC電阻常溫下只有幾歐到十幾歐，通電時流過L3 的電流很大，產生強磁場，實現消除顯像管雜散磁場，從而保證了彩色的純度。幾秒鐘后由于溫度升高，PTC電阻迅速增大到上兆歐，流過的電流可忽略不計。彩電正是利用短時間電阻的這種變化實現通電時線圈大電流、強磁場來消磁的。

（五）變阻器（電位器）（見圖1-18）

這種電阻阻值可以改變，常用在音響中調音量和電視機亮度，其他需要調節電壓的電路場合也可使用。常用的是碳膜電位器，一般有旋轉式和直滑式兩種。部分旋轉式的帶有獨立的一個開關。①一類是當順時針旋轉時，首先是開關接通然后是電阻部分隨旋角而改變，這叫旋轉式開關電位器；② 另一類是電位器阻值在任意位置都可以將開關接通或斷開的“推—推式”和“推—拉式”帶開關的電位器，顯然，這類電位器使用起來更方便。

其實，電位器還有同軸雙聯電位器、雙開關電位器及小型的微調電位器等結構的。如圖1-19所示的RP1、RP2就是一個同軸雙聯電位器控制立體聲收錄機兩路音量的常用電路。電路中的虛線表示“同軸”，可實現兩路同步控制。電路中如果電位器的滑片與碳膜電阻接觸不良或電阻片已磨損有槽，將產生時響時不響，或有嚴重咔嚓噪聲，或完全不響的現象。解決辦法：換新電位器或用密度較小的油類清洗后改變觸點軌道（需特別小心）。處理得當可照樣正常使用。

三、電阻的損壞特點

任何電子元器件在使用中都有可能損壞，損壞的情況可能是硬性的短路或開路，也可能是軟性的參數性能變化。電阻的損壞表現為開路或阻值變大，一般不產生短路故障；電位器則為接觸不良，電阻片嚴重磨損使旋動時產生嚴重咔嚓聲。

四、電阻的串聯與關聯（見圖1-20）

（一）串聯

電阻串聯，其總電阻大于參加串聯的最大電阻，等于它們的和。需要增大電阻阻值時，可用小阻值電阻串聯解決。但要注意：每個電阻上的電壓不得超過該電阻的極限工作電壓（可查有關元件表）；每個電阻上的耗散功率不應超過其額定功率，為了安全，一般應小于額定功率的一半。

【例1-1】 一只1/4W，100kΩ的色環碳膜電阻和一只1/4W，200kΩ的色環電阻串聯在600V電路中是否可以（查表得它們的耐壓都是350V）？

解：串聯使總電阻增大了，但要回答“是否可以”，就得計算它們兩端實際加的電壓和它們實際消耗的功率這兩項是否在規定的范圍內。

已知：R1 =100kΩ，1/4W，R2 =200kΩ，1/4W；耐壓均為350V；V總為600V。

得①總電阻：R=R1 +R2 =100+200=300kΩ

④ R1消耗的功率：P1 ===0.4（W）

⑤ R2消耗的功率：P2 ===0.8（W）

通過以上計算可知：如果將這兩個電阻串聯使用，實際消耗的功率都大于它們的額定功率，時間稍長，會過熱而燒壞。同時，由于200kΩ這個電阻兩端的實際電壓（400V）也超過了它的耐壓值（350V），所以不能在電路中這樣使用。

（二）并聯

電阻并聯，其總阻值小于參加并聯的最小一個電阻阻值。在使用時，同樣應注意：工作電壓不得超過其中任何一個電阻的極限工作電壓（耐壓），每個電阻上的耗散功率（消耗的功率）不應超過其額定功率。同樣，為了安全，耗散功率一般應小于額定功率的一半。

【例1-2】 將一只1/4W，100kΩ的色環碳膜電阻和一只1/2W，100kΩ的色環碳膜電阻并聯，接入400V的電路是否可以？如果不行，如何解決？

解：查元件表得以上兩只電阻的極限工作電壓（耐壓）均為350V，所以不能并聯接入400V的電路中。如果都用1/2W，100kΩ的兩個電阻。那么

R1 =R2

P1 =P2 ===1.6（W）

可以看出，由于每個電阻的額定功率（1/2W）小于實際消耗的功率（1.6W），所以不能這樣使用。如果改用兩只2W，100kΩ的色環碳膜電阻就可以了。

如果在這個并聯電路中需要計算支路的電流，可用下面公式。

式（1.1）～式（1.5）是電阻串、并聯電路常用的計算公式，請牢記，以便在工作中計算方便快捷。