1.1 電阻器

要點(diǎn)

電阻器簡稱電阻，是組成電子電路不可缺少的元件之一，電位器實(shí)質(zhì)上是只可變電阻器。電阻器在電路中的主要作用是降壓、限流和分壓、分流，還可與電容器組合成RC濾波電路等。檢測電阻器主要是利用指針式萬用表或數(shù)字式萬用表的電阻擋來檢測電阻器的電阻值（簡稱阻值）是否符合標(biāo)稱阻值。

1.1.1 電阻器的符號、作用與種類

1.電阻器的符號

電阻器是電子設(shè)備中應(yīng)用較多的元件之一。電阻器的文字符號為“R”，在電路圖中常用的符號如圖1-1所示。

2.電阻器的作用

電阻器在電路中的主要作用是控制電路中電流與電壓，電阻器的阻值越大，阻礙電流通過的能力越強(qiáng)，則流過電阻器的電流越小；在串聯(lián)電路中，電流相等，電阻器的阻值越大，則電流通過電阻器產(chǎn)生的電壓降越大。因此，利用串聯(lián)電阻分壓、并聯(lián)電阻分流的原理，可為半導(dǎo)體二極管與三極管提供合適的偏置電壓；利用電阻器限制流過發(fā)光二極管或穩(wěn)壓二極管等電子元件上電流大小；它與電容器可組成濾波器及延時(shí)電路等。

電阻器的特點(diǎn)是對交流電和直流電具有一樣阻礙和限制電流的作用，只要有電流通過電阻器，必然在電阻器上產(chǎn)生電壓降，消耗電能。因此，電阻器是一種耗能元件。

3.電阻器的種類

電阻器按制作材料不同，通常分為分為薄膜電阻器、實(shí)心電阻器、繞線電阻器和水泥電阻器等。其中薄膜電阻器包括碳膜電阻器、合成碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、化學(xué)沉積膜電阻器、玻璃釉膜電阻器等；實(shí)心電阻器包括有機(jī)合成實(shí)心碳質(zhì)電阻器、無機(jī)合成實(shí)心碳質(zhì)電阻器等；繞線電阻器包括通用繞線電阻器、精密繞線電阻器、高頻繞線電阻器和大功率繞線電阻器等；水泥電阻器包括普通水泥電阻器和水泥型繞線電阻器兩類。部分電阻器的外形如圖1-2所示。

知識(shí)要訣

電阻元件應(yīng)用多，符號、單位要掌握，

控制電流與電壓，阻大壓大電流弱，

交流直流都一樣，阻流耗能一齊做，

制作材料有多種，線繞、水泥與多膜。

1.1.2 電阻器的主要參數(shù)

電阻器的主要參數(shù)有標(biāo)稱阻值、允許偏差、額定功率、最高工作溫度、極限工作電壓、溫度系數(shù)等，在選用、檢測電阻器時(shí)主要考慮標(biāo)稱阻值、允許偏差和額定功率等主要參數(shù)。

1.標(biāo)稱阻值與允許偏差

阻值的基本單位是歐姆，簡稱歐（Ω）。常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ），它們之間的換算關(guān)系為1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。

標(biāo)注在電阻器上的阻值稱為標(biāo)稱阻值，這種阻值與電阻器的實(shí)際阻值往往有一定的誤差，這個(gè)誤差稱為允許偏差。

國家對電阻器的標(biāo)稱阻值制定了標(biāo)準(zhǔn)，如表1-1所示，在使用中應(yīng)選擇某標(biāo)準(zhǔn)系列的阻值，再乘以10、100等倍率，可得到更多的標(biāo)準(zhǔn)阻值。

電阻器的實(shí)際阻值在允許偏差范圍之內(nèi)的電阻器均為合格電阻器。在國外，電阻器的允許偏差用字母表示，如表1-2所示。

電阻器的標(biāo)稱阻值和允許偏差主要以色環(huán)與直標(biāo)等方法標(biāo)出。

（1）色環(huán)法

色環(huán)法是指在電阻器上印有4道或5道不同顏色圓環(huán)來表示標(biāo)稱阻值和允許偏差。對于4環(huán)電阻器，第1、2環(huán)表示兩位有效數(shù)字，第3環(huán)表示倍乘數(shù)，第4環(huán)表示允許偏差；對于5環(huán)電阻器，第1、2、3環(huán)表示三位有效數(shù)字，第4環(huán)表示倍乘數(shù)，第5環(huán)表示允許偏差，如圖1-3所示。

色環(huán)一般采用黑、棕、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫、灰、白、金、銀12種，色環(huán)顏色的意義見表1-3。

例如，有一個(gè)電阻器的色環(huán)為棕、黑、黃、金，棕色表示1、黑色表示0、黃色表示要乘10000，金色代表±5%，該電阻器的阻值為100000Ω，即100kΩ，誤差±5%。

知識(shí)點(diǎn)撥

在實(shí)際觀察電阻器的色環(huán)時(shí)，只要記住色環(huán)顏色的意義編成的順口溜，就很方便。這個(gè)順口溜如下：一頭大棕熊，瞪著兩只紅眼睛，吃了三只橙子，還有四只黃鼠狼，撞倒了五棵大綠樹；踩死了六朵藍(lán)色的花，蹭了一身紫色的漆（七），一揮（灰）巴（八）掌，打翻了一瓶白酒（九），黑夜里什么也看不見（零）。

還有一口訣也容易記，這個(gè)口訣如下：棕一紅二橙是三，四黃五綠六是藍(lán)，七紫八灰九雪白，黑是圓圈大雞蛋。金銀誤差五和十，誤差二十無色環(huán)。

（2）直標(biāo)法

直標(biāo)法是在電阻體上用數(shù)字或字母標(biāo)出阻值，標(biāo)在電阻體上的單位文字符號（字母）前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值。最后的文字符號（字母）表示允許偏差值。

如5.1Ω所示的電阻器上印有“5R1J”字樣；100kΩ的電阻器上印有“100K”字樣，如圖1-4所示。

電阻器標(biāo)稱值的單位文字符號如表1-4所示。

常用精密電阻器的誤差等級（允許偏差）用文字符號（字母）表示，其含義如表1-2所示。

圖1-4中，5R1J表示該電阻器標(biāo)稱值為5.1Ω，允許偏差為±5%；100K表示該電阻器標(biāo)稱值為100kΩ，允許偏差為±10%。

2.額定功率

當(dāng)電流通過電阻器時(shí)，電阻器就要消耗功率并散發(fā)出熱量。電阻器的額定功率是指在正常條件下，電阻器在交流或直流電路中長期連續(xù)工作所允許消耗的最大功率。常用電阻器的功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W等，大于5W的直接用數(shù)字注明，如圖1-5所示。一般電阻器通過電流所產(chǎn)生的熱量和該電阻器的散熱情況有關(guān)，體積大的電阻器容易散熱。所以，對于同一類型的電阻器，體積小的電阻器允許消耗的功率小，體積大的電阻器允許消耗的功率大，如圖1-6所示。使用中應(yīng)選用額定功率等于或大于電路要求的電阻器，一般小電流電路采用1/8W～1/4W小功率電阻器，而大電流電路采用1W以上的電阻器。

電阻器消耗的功率為

圖1-6 不同功率電阻器的體積

P=IU=I2R=U2/R

式中：P為電阻器消耗的功率（W）；I為通過電阻器的電流（A）；U為電阻兩端的電壓；R為電阻器的阻值（Ω）。

例如，有一電阻器的阻值為100Ω，流過電阻器的電流為0.5A，則該電阻器消耗的功率為

P=I2R=25W

又如40W燈泡在220V交流電路中的阻值為

R=U2/P=1210Ω

知識(shí)鏈接

電阻器的主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值一般都標(biāo)注在它的外表面上，當(dāng)其參數(shù)由于某種原因而脫落或想知道該電阻器的精確阻值時(shí)，就需要進(jìn)行檢測。

知識(shí)要訣

電阻參數(shù)比較多，主要參數(shù)有三個(gè)，

阻值、功率與誤差，選用、檢測記心窩，

標(biāo)稱阻值有系列，色環(huán)表示直標(biāo)妥，

允許偏差分等級，色環(huán)顏色標(biāo)在末。

1.1.3 電阻器的選用

1.注意電阻器的類型

電阻器有多種類型，選擇哪一種材料和結(jié)構(gòu)的電阻器，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而定。例如，在高頻電路中應(yīng)選用分布電感和分布電容小的非線繞電阻器，如碳膜電阻器、金屬膜電阻器和金屬氧化膜電阻器等；在高增益小信號放大電路中應(yīng)選用低噪聲電阻器，如金屬膜電阻器、碳膜電阻器和線繞電阻器，而不能使用噪聲較大的合成碳膜電阻器和有機(jī)實(shí)心電阻器；對于一般穩(wěn)定性能要求不高的電子電路，如晶體管或場效應(yīng)管的偏置電路等，可選用碳膜電阻器，以降低成本；對于穩(wěn)定性、耐熱性、可靠性及噪聲要求高的電路，宜選用金屬膜電阻器；對于工作頻率低、功率大，且對耐熱性能要求較高的電路，可選用線繞電阻器。

選用電阻器時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用通用型電阻器。因通用型電阻器不僅種類多，而且規(guī)格齊全，阻值范圍寬，生產(chǎn)成本低，可滿足一般電路的要求。在通用型電阻器無法滿足電路要求時(shí)，才應(yīng)考慮選用精密電阻器和特殊電阻器。

2.注意電阻器的主要參數(shù)

選用電阻器首先應(yīng)按照電路圖上標(biāo)出的阻值與功率要求進(jìn)行選擇。應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)系列的電阻器，見表1-1。一般電路使用的電阻器允許偏差為±5%～±10%。精密儀器及特殊電路中使用的電阻器，應(yīng)選用精密電阻器。

所選電阻器的額定功率要符合應(yīng)用電路中對電阻器功率容量的要求，一般不應(yīng)隨意加大或減小電阻器的功率。若電路要求是功率型電阻器，則其額定功率可高于實(shí)際應(yīng)用電路要求功率的1.5～2倍，否則就很難保證電路正常安全工作。對于家用電器或其他電子產(chǎn)品維修時(shí)更換電阻器的功率，原則上就按電路圖紙上所標(biāo)注的數(shù)據(jù)選用就可以了。因?yàn)樵入娐穼σx用的電阻器的功率數(shù)據(jù)一般都經(jīng)過細(xì)致考慮，不要再重新加大其余量了。

3.電阻器的代換

當(dāng)電阻器損壞時(shí)，最好換用同類型、同規(guī)格、同阻值、同功率的電阻器。如果無合適阻值和功率的電阻，可以考慮代換。

電阻器代換的原則：額定功率大的可以代替額定功率小的，精度等級高的可以代替精度等級低的，金屬膜電阻器可以代替同阻值的、同功率的碳膜電阻器。

知識(shí)要訣

選用電阻要注意，類型與電路合適，

通用電阻宜優(yōu)先，種類較多規(guī)格齊，

標(biāo)稱阻值與功率，還有偏差莫忘記，

代換電阻有原則，大代小與高代低。

知識(shí)點(diǎn)撥

在電子制作過程中，如果遇到所選擇的電阻器無法與要求一致，可采用以下方法解決：

（1）若無法找到某個(gè)阻值的電阻器，可采用多個(gè)電阻器并聯(lián)或串聯(lián)的方式來解決。電阻器串聯(lián)時(shí)阻值增大，并聯(lián)時(shí)阻值減小。

（2）若某個(gè)電阻器功率不夠，可采用多個(gè)大阻值的小功率電阻器并聯(lián)，或采用多個(gè)小阻值小功率的電阻器串聯(lián)，不管是并聯(lián)還是串聯(lián)，每個(gè)電阻器承受的功率都會(huì)變小。

1.1.4 電阻器的檢測

電阻在使用前除了檢查外觀有無損壞，還應(yīng)檢測其阻值是否與標(biāo)稱阻值相符。

用指針式萬用表檢測固定電阻器時(shí)，首先應(yīng)將萬用表水平放置。若發(fā)現(xiàn)表針不指在機(jī)械零點(diǎn)，應(yīng)用螺絲刀調(diào)節(jié)表頭上的調(diào)整螺釘，使表針回零，如圖1-7所示。讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對著表針，若表盤上有反射鏡，眼睛看到的表針應(yīng)與鏡里影子重合。

然后將量程選擇開關(guān)撥到電阻擋，在測量電阻之前，首先應(yīng)注意“調(diào)零”，其方法是將萬用表的紅、黑表筆短路，然后調(diào)整電阻“調(diào)零”旋鈕，使萬用表指針指到“0”位置即可，如圖1-8所示，并且每換一次倍率擋，都要再次進(jìn)行電阻調(diào)零，以保證測量準(zhǔn)確。如果指針不能調(diào)到零位，說明電池不足或儀表內(nèi)部有問題。如電池不足應(yīng)及時(shí)更換，否則將使測量結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。

“調(diào)零”結(jié)束后要根據(jù)被測電阻的阻值的大小選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋贡粶y電阻的指示值盡可能位于萬用表上刻度線的中間，這樣可提高檢測的精確度。

指針式萬用表的電阻擋一般都設(shè)有5個(gè)量程，它們分別為R×1、R×10、R×100、R×1k、R×10k擋。如不知被測阻值大小時(shí)，可選用最高電阻擋進(jìn)行測試，并逐步減小量程，使萬用表指針盡量指在刻度線的中間位置。選擇合適的倍率是減少讀數(shù)誤差的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)盡量避免萬用表指針指示在刻度密集的部位。如有一被測電阻的阻值為100Ω左右，如選用R×1擋來測量，則讀數(shù)在靠近高阻值一端，表針指示在刻度密集的部位，這樣讀數(shù)會(huì)有較大誤差；如選用R×10擋來測量，則讀數(shù)在中間，有利于準(zhǔn)確讀數(shù)。

一般測量10Ω以下的電阻可選用R×1擋，測量100Ω～1kΩ的電阻可選用R×10擋；測量1～10kΩ的電阻可選用R×100擋；測量10～100kΩ的電阻可選用R×1k擋；測量10kΩ以上的電阻可選用R×10k擋。

用電阻擋測量電阻時(shí)，將被測電阻脫離電源，用兩表筆（不分正負(fù)）接觸電阻的兩端引腳，如圖1-9（a）所示。從表頭指針顯示的讀數(shù)乘以所選量程的倍率即為所測電阻的阻值。圖1-9（a）所測電阻的表針指在20～30之間，20～30之間有5小格，每小格代表2，由于是倒刻度線，讀數(shù)時(shí)由右向左讀數(shù)，所以，電阻刻度線上讀數(shù)為22，如圖1-9（b）所示。如果所選用的量程為R×100擋，則被測電阻的阻值就為22×100=2200Ω=2.2kΩ。

測量電阻時(shí)，不要用手同時(shí)去接觸電阻器的兩端引線，以免接入人體電阻對測量幾十千歐以上的電阻帶來測量誤差，如圖1-10所示。

若在印制電路板（PCB）上測量電阻時(shí)，必須從印制電路板上焊下電阻，或至少焊開一頭的引線，以免與其他元器件連接而產(chǎn)生讀數(shù)誤差。

在測量中如果表針停在無窮大處不擺動(dòng)，則說明電阻器內(nèi)部斷路；如果指示值與電阻器上標(biāo)稱值相差很大，則說明該電阻器值已變；如果指示值與電阻器上標(biāo)稱值非常接近，則說明該電阻器正常；如果指示值接近0，則說明該電阻器擊穿。除電阻值正常外，其他幾種情況的電阻器均應(yīng)拋棄不能用。

檢測色環(huán)電阻器要熟悉色環(huán)顏色的意義（參表1-3），例如，有一色環(huán)電阻器，色環(huán)順序是棕、黑、棕、金色，如圖1-11所示。棕色表示1、黑色表示0、棕色表示要乘10，金色代表±5%，該電阻器標(biāo)稱阻值為100Ω，誤差±5%。用數(shù)字式萬用表測其實(shí)際電阻值為105Ω，符合標(biāo)準(zhǔn)，如圖1-12所示。

知識(shí)要訣

用表檢測電阻器，首先看清標(biāo)稱值，

表筆短接先調(diào)零，雙手莫觸電阻體，

在路測量要脫焊，測量數(shù)值乘倍率，

阻值為零、無窮大，擊穿、斷路應(yīng)拋棄。

1.1.5 電阻的串聯(lián)與并聯(lián)

利用電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)的方法，可代替暫時(shí)找不到的電阻器。如當(dāng)一個(gè)電阻器的阻值不能滿足需要時(shí)，可采用串聯(lián)的方法予以解決；當(dāng)一個(gè)電阻器的功率不能滿足需要時(shí)，可采用并聯(lián)的方法予以解決。

1.電阻的串聯(lián)

電阻的串聯(lián)是將兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻頭尾相接連在電路中，電阻器串聯(lián)后總電阻增大，總電阻RP的等于各串聯(lián)電阻之和。

例如，三個(gè)電阻器串聯(lián)時(shí)，總電阻RP=R1+R2+R3，電阻越串聯(lián)總阻值越大；流過各電阻器的電流相等；各串聯(lián)電阻器上的電壓之和等于加在串聯(lián)電路兩端的電源電壓，阻值大的電阻器電壓降大，所消耗的功率也大，如圖1-13（a）所示。例如，需要一個(gè)22kΩ的電阻器，而手上沒有這一阻值的電阻器，但有10kΩ和2kΩ的電阻器，將這兩個(gè)10kΩ電阻器和一個(gè)2kΩ的電阻器串聯(lián)后就能得到所需要的22kΩ電阻器。其中10kΩ的電阻器的電壓降和消耗功率是2kΩ電阻器的5倍。

2.電阻的并聯(lián)

電阻的并聯(lián)是將電阻頭頭相連、尾尾相接地接在電路中。電阻器并聯(lián)后總電阻越小，總電阻RP的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。如2個(gè)電阻器并聯(lián)時(shí)，電阻器并聯(lián)后總電阻越小，總電阻1/RP=1/R1+1/R2；各電阻支路電流之和等于并聯(lián)回路中的總電流，即總電流I=I1+I2；并聯(lián)電阻兩端的電壓相等；并聯(lián)電路中，哪個(gè)支路的阻值大，流過它的電流就小，反之則大，由此可判斷電阻并聯(lián)電路中各支路電流的大小，如圖1-13（b）所示。

如果是阻值不同的電阻器串、并聯(lián)，不同阻值的電阻器分擔(dān)的功率是不同的。串聯(lián)電路中阻值越大，其功率就越大；并聯(lián)電路中，阻值越小，其功率越大。

知識(shí)要訣

電阻串聯(lián)與并聯(lián)，代用電阻很方便，

串聯(lián)電阻分阻和，各處電流都不變，

并聯(lián)電阻值倒數(shù)，支路電阻倒數(shù)和，

各路電壓均相同，值小分流大一點(diǎn)。