2.1 固定电阻器
2.1.1 外形与符号
固定电阻器是一种阻值固定不变的电阻器。固定电阻器的实物外形和电路符号如图2-1所示，在图2-1（b）中，上方为国家标准的电阻器符号，下方为国外常用的电阻器符号（在一些国外技术资料常见）。
图2-1 固定电阻器
2.1.2 功能
固定电阻器的主要功能有降压、限流、分流和分压。固定电阻器的功能说明如图2-2所示。
图2-2 固定电阻器的功能说明图
固定电阻器的基本功能说明
•降压限流
在图2-2（a）中，电阻器R1与灯泡串联，如果用导线直接代替R1，加到灯泡两端的电压有6V，流过灯泡的电流很大，灯泡将会很亮，串联电阻R1后，由于R1上有2V电压，灯泡两端的电压就被降低到4V，同时由于R1对电流有阻碍作用，流过灯泡的电流也就减小。电阻器R1在这里就起着降压、限流功能。
•分流
在图2-2（b）中，电阻器R2与灯泡并联在一起，流过R1的电流I除了一部分流过灯泡外，还有一路经R2流回到电源，这样流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。R2的这种功能称为分流。
•分压
在图2-2（c）中，电阻器R1、R2和R3串联在一起，从电源正极出发，每经过一个电阻器，电压会降低一次，电压降低多少取决于电阻器阻值的大小，阻值越大，电压降低越多。
2.1.3 标称阻值
为了表示阻值的大小，电阻器在出厂时会在表面标注阻值。标注在电阻器上的阻值称为标称阻值。电阻器的实际阻值与标称阻值往往有一定的差距，这个差距称为误差。电阻器标称阻值和误差的标注方法主要有直标法和色环法。
（1）直标法
直标法是指用文字符号（数字和字母）在电阻器上直接标注出阻值和误差的方法。直标法的阻值单位有欧姆（Ω）、千欧姆（kΩ）和兆欧姆（MΩ）。
误差大小表示一般有两种方式：一是用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示误差为±5%、±10%、±20%，如果不标注误差，则误差为±20%；二是用字母来表示，各字母对应的误差见表2-1，如J、K分别表示误差为±5%、±10%。
表2-1 字母与阻值误差对照表
直标法常见的表示形式见表2-2。
表2-2 直标法常见的表示形式
（2）色环法
色环法是指在电阻器上标注不同颜色圆环来表示阻值和误差的方法。图2-3中的两个电阻器就采用了色环法来标注阻值和误差，其中一只电阻器上有四条色环，称为四环电阻器，另一只电阻器上有五条色环，称为五环电阻器，五环电阻器的阻值精度较四环电阻器更高。
图2-3 色环电阻器
① 色环含义 要正确识读色环电阻器的阻值和误差，必须先了解各种色环代表的意义。四环色环电阻器各色环颜色代表的意义及数值见表2-3。
表2-3 四环色环电阻器各色环颜色代表的意义及数值
② 四环电阻器的识读 四环电阻器阻值与误差的识读如图2-4所示。
图2-4 四环电阻器阻值和误差的识读
四环电阻器的阻值与误差识别
四环电阻器的识读具体过程如下。
第一步：判别色环排列顺序。
四环电阻器的色环顺序判别规律如下。
① 四环电阻的第四条色环为误差环，一般为金色或银色，因此如果靠近电阻器一个引脚的色环颜色为金、银色，该色环必为第四环，从该环向另一引脚方向排列的三条色环顺序依次为三、二、一。
② 对于色环标注标准的电阻器，一般第四环与第三环间隔较远。
第二步：识读色环。
按照第一、二环为有效数环，第三环为倍乘数环，第四环为误差数环，再对照表2-3各色环代表的数字识读出色环电阻器的阻值和误差。
③ 五环电阻器的识读 五环电阻器阻值与误差的识读方法与四环电阻器基本相同，不同在于五环电阻器的第一、二、三环为有效数环，第四环为倍乘数环，第五环为误差数环。另外，五环电阻器的误差数环颜色除了有金、银色外，还可能是棕、红、绿、蓝和紫色。五环电阻器的识读如图2-5所示。
图2-5 五环电阻器阻值和误差的识读
2.1.4 标称阻值系列
电阻器是由厂家生产出来的，但厂家是不能随意生产任何阻值的电阻器。为了生产、选购和使用的方便，国家规定了电阻器阻值的系列标称值，该标称值分E-24、E-12和E-6三个系列，具体见表2-4。
国家标准规定，生产某系列的电阻器，其标称阻值应等于该系列中标称值的10n（n为正整数）倍。如E-24系列的误差等级为I，允许误差范围为±5%，若要生产E-24系列（误差为±5%）的电阻器，厂家可以生产标称阻值为1.3Ω、13Ω、130Ω、1.3kΩ、13kΩ、130kΩ、1.3MΩ……的电阻器，而不能生产标称阻值是1.4Ω、14Ω、140Ω……的电阻器。
表2-4 电阻器的标称阻值系列
2.1.5 额定功率
额定功率是指在一定的条件下元件长期使用允许承受的最大功率。电阻器额定功率越大，允许流过的电流越大。固定电阻器的额定功率也要按国家标准进行标注，其标称系列有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W和10W等。小电流电路一般采用功率为1/8W～1/2W的电阻器，而大电流电路中常采用1W以上的电阻器。
电阻器额定功率识别方法如下。
① 对于标注了功率的电阻器，可根据标注的功率值来识别功率大小。图2-6中的电阻器标注的额定功率值为10W，阻值为330 Ω，误差为±5%。
图2-6 根据标注识别功率
② 对于没有标注功率的电阻器，可根据长度和直径来判别其功率大小。长度和直径值越大，功率越大，图2-7中的一大一小两个色环电阻器，大电阻的功率更大。碳膜、金属膜电阻器的长度、直径与功率对应关系可参见表2-5，例如一个长度为8mm、直径为2.6mm的金属膜电阻器，其功率为0.25W。
图2-7 根据体积大小来判别功率
表2-5 碳膜、金属膜电阻器的长度、直径与功率对照表
③ 在电路图中，为了表示电阻器的功率大小，一般会在电阻器符号上标注一些标志。电阻器上标注的标志与对应功率值如图2-8所示，1W以下用线条表示，1W以上的直接用数字表示功率大小（旧标准用罗马数字表示）。
图2-8 电路图中电阻器的功率标志
2.1.6 选用
电子元器件的选用是学习电子技术一个重要的内容，在选用元器件时，不同技术层次的人考虑问题不同，从事电子产品研发的人员需要考虑元器件很多参数，这样才能保证生产出来的电子产品性能好，并且不易出现问题，而对大多数从事维修、制作和简单设计的电子爱好者来说，只要考虑元器件的一些重要参数就可以解决实际问题。本书中介绍的各种元器件的选用方法主要是针对广大初、中级层次的电子技术人员。
（1）选用举例
在选用电阻器时，主要考虑电阻器的阻值、误差、额定功率和极限电压。在图2-9中，要求通过电阻器R的电流I=0.01A，请选择合适的电阻器来满足电路实际要求。
图2-9 电阻器选用例图
电阻器的选用说明
电阻器的选用过程如下。
① 确定阻值。用欧姆定律可求出电阻器的阻值R=U/I=220V/0.01A=22000Ω= 22kΩ。
② 确定误差。对于电路来说，误差越小越好，这里选择电阻器误差为±5%，若难于找到误差为±5%，也可选择误差为±10%。
③ 确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率大小为P=I2R=(0.01A)2× 22000Ω=2.2W，为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器功率应在实际功率的两倍以上，这里选择电阻器功率为5W。
④ 确定被选电阻器的极限电压是否满足电路需要。当电阻器用在高电压小电流的电路时，可能功率满足要求，但电阻器的极限电压小于电路加到它两端的电压，电阻器会被击穿。
电阻器的极限电压可用
来求，这里的电阻器极限电压
≈331V，该值大于两端所加的220V电压，故可正常使用。当电阻器的极限电压不够时，为了保证电阻器在电路中不被击穿，可根据情况选择阻值更大或功率更大的电阻器。
综上所述，为了让图2-9电路中电阻器R能正常工作并满足要求，应选择阻值为22kΩ、误差为±5%、额定功率为5W的电阻器。
（2）电阻器选用技巧
在实际工作中，经常会遇到所选择的电阻器无法与要求一致，这时可按下面方法解决。
① 对于要求不高的电路，在选择电阻器时，其阻值和功率应与要求值尽量接近，并且额定功率只能大于要求值，若小于要求值，电阻器容易被烧坏。
② 若无法找到某个阻值的电阻器，可采用多个电阻器并联或串联的方式来解决。电阻器串联时阻值增大，并联时阻值减小。
③ 若某个电阻器功率不够，可采用多个大阻值的小功率电阻器并联，或采用多个小阻值小功率的电阻器串联，不管是采用并联还是串联，每个电阻器承受的功率都会变小。至于每个电阻器应选择多大功率，可用P=U2/R或P=I2R来计算，再考虑两倍左右的余量。
在图2-9中，如果无法找到22kΩ、5W的电阻器，可用两个44kΩ的电阻器并联来充当22kΩ的电阻器，由于这两个电阻器阻值相同，并联在电路中消耗功率也相同，单个电阻器在电路中承受功率P=U2/R=2202/44000=1.1W，考虑两倍的余量，功率可选择2.5W，也就是说将两个44kΩ、2.5W的电阻器并联，可替代一个22kΩ、5W的电阻器。
如果采用两个11kΩ电阻器串联来替代图2-9中的电阻器，两个阻值相同的电阻器串联在电路中，它们消耗功率相同，单个电阻器在电路中承受的功率P=（U/2）2/R=1102/11000=1.1W，考虑两倍的余量，功率选择2.5W，也就是说将两个11kΩ、2.5W的电阻器串联，同样可替代一个22kΩ、5W的电阻器。
2.1.7 检测
固定电阻器常见故障有开路、短路和变值。检测固定电阻器使用万用表的欧姆挡。
在检测时，先识读出电阻器上的标称阻值，然后选用合适的挡位并进行欧姆校零，然后开始检测电阻器。测量时为了减小测量误差，应尽量让万用表指针指在欧姆刻度线中央，若表针在刻度线上过于偏左或偏右时，应切换更大或更小的挡位重新测量。
下面以测量一只标称阻值为2kΩ的色环电阻器为例来说明电阻器的检测方法，测量如图2-10所示。
图2-10 固定电阻器的检测
固定电阻器的检测
固定电阻器的检测如下。
第一步：将万用表的挡位开关拨至×100Ω挡。
第二步：进行欧姆校零。将红、黑表笔短路，观察表针是否指在“Ω”刻度线的“0”刻度处，若未指在该处，应调节欧姆校零旋钮，让表针准确指在“0”刻度处。
第三步：将红、黑表笔分别接电阻器的两个引脚，再观察表针指在“Ω”刻度线的位置，图中表针指在刻度“20”，那么被测电阻器的阻值为20×100=2kΩ。
若万用表测量出来的阻值与电阻器的标称阻值相同，说明该电阻器正常（若测量出来的阻值与电阻器的标称阻值有些偏差，但在误差允许范围内，电阻器也算正常）。
若测量出来的阻值无穷大，说明电阻器开路。
若测量出来的阻值为0，说明电阻器短路。
若测量出来的阻值大于或小于电阻器的标称阻值，并超出误差允许范围，说明电阻器变值。
2.1.8 种类
电阻器种类很多，根据构成形式不同，通常可以分为碳质电阻器、薄膜电阻器、线绕电阻器和敏感电阻器四大类，每大类中又可分几小类。电阻器种类及特点见表2-6。
表2-6 电阻器种类及特点
2.1.9 电阻器的型号命名方法
国产电阻器的型号由四部分组成（不适合敏感电阻器的命名）。
第一部分用字母表示元件的主称，R表示电阻，W（或RP）表示电位器。
第二部分用字母表示电阻体的制作材料。T—碳膜、H—合成碳膜、S—有机实芯、N—无机实芯、J—金属膜、Y—氧化膜、C—沉积膜、I—玻璃釉膜、X—线绕。
第三部分用数字或字母表示元件的类型。1—普通、2—普通、3—超高频、4—高阻、5—高温、6—精密、7—精密、8—高压、9—特殊、G—高功率、T—可调。
第四部分用数字表示序号。用不同序号来区分同类产品中的不同参数，如元件的外形尺寸和性能指标等。
国产电阻器的型号命名方法具体见表2-7。
表2-7 国产电阻器的型号命名方法
举例：
