第3章 电阻器

3.1 固定电阻器

3.1.1 外形与符号

固定电阻器是指生产出来后阻值就固定不变的电阻器。固定电阻器的实物外形和电路符号如图3-1所示。

3.1.2 功能

电阻器的功能主要有降压限流、分流和分压。电阻器的降压限流、分流和分压说明如图3-2所示。

3.1.3 阻值与允许偏差的表示方法

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，这个差距称为允许偏差。电阻器标注阻值和允许偏差的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允许偏差的方法。直标法的阻值单位有欧（Ω）、千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。

（1）允许偏差表示方法

直标法表示允许偏差一般采用两种方式：一是用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示允许偏差为±5%、±10%、±20%，如果不标注允许偏差，则允许偏差为±20%；二是用字母来表示，各字母对应的允许偏差见表3-1，如J、K分别表示允许偏差为±5%、±10%。

（2）直标法常见的表示形式

直标法表示阻值常见形式如图3-3所示。

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允许偏差的方法。图3-4中的两个电阻器就采用了色环法来标注阻值和允许偏差，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，五环电阻器表示的阻值精度比四环电阻器更高。

（1）色环含义

要正确识读色环电阻器的阻值和允许偏差，必须先了解各种色环代表的意义。色环电阻器各色环代表的意义见表3-2。

（2）四环电阻器的识读

四环电阻器的识读如图3-5所示。

（3）五环电阻器的识读

五环电阻器阻值与允许偏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，第五环为允许偏差数环。另外，五环电阻器的允许偏差数环颜色除了有金色、银色外，还可能是棕色、红色、绿色、蓝色和紫色。五环电阻器的识读如图3-6所示。

3.1.4 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3-3。

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系列的允许偏差等级为I，允许偏差范围为±5%，若要生产E-24系列（允许偏差为±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。

3.1.5 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1/8～1/2W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）对于标注了额定功率的电阻器，可根据标注的额定功率值来识别功率大小。图3-7中的电阻器标注的额定功率值为10W，阻值为330Ω，允许偏差为±5%。

2）对于没有标注额定功率的电阻器，可根据长度和直径来判别其额定功率的大小。长度和直径值越大，额定功率越大，图3-8中的一大一小两个色环电阻器，大电阻器的额定功率更大。

3）在电路图中，为了表示电阻器的额定功率大小，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额定功率值如图3-9所示，1W以下用线条表示，1W以上的直接用数字表示额定功率大小（旧标准用罗马数字表示）。

3.1.6 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、允许偏差、额定功率和极限电压。在图3-10中，要求通过电阻器R的电流I=0.01A，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）确定允许偏差。对于电路来说，允许偏差越小越好，这里选择电阻器允许偏差为±5%，若难以找到允许偏差为±5%，也可选择允许偏差为±10%。

3）确定额定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的额定功率大小为P=I²R=（0.01A）²×22000Ω=2.2W，为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器额定功率应在实际功率的两倍以上，这里选择电阻器额定功率为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，可能额定功率满足要求，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，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3-10电路中的电阻器R能正常工作并满足要求，应选择阻值为22kΩ、允许偏差为±5%、额定功率为5W的电阻器。

2.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，或采用多个小阻值的小功率电阻器串联，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3-10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，并联在电路中消耗的功率也相同，单个电阻器在电路中承受功率P=U²／R=（220²／44000）W=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3-10中的电阻器，两个阻值相同的电阻器串联在电路中，它们消耗的功率相同，单个电阻器在电路中承受的功率P=（U／2）²／R=（110²／11000）W=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。

3.1.7 用指针万用表检测固定电阻器

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档。在检测时，先识读出电阻器上的标称阻值，选用合适的档位并进行欧姆校零，然后开始检测电阻器。测量时为了减小测量误差，应尽量让万用表表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，应切换更大或更小的档位重新测量。固定电阻器的检测如图3-11所示。

3.1.8 用数字万用表检测固定电阻器

用数字万用表检测固定电阻器如图3-12所示，被测电阻器的色环标注值为1.5kΩ，测量时档位开关选择2kΩ档。

3.1.9 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表示电阻器，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表示碳膜、H表示合成碳膜、S表示有机实心、N表示无机实心、J表示金属膜、Y表示氧化膜、C表示沉积膜、I表示玻璃釉膜、X表示线绕。

第三部分用数字或字母表示元件的类型。1表示普通、2表示普通或阻燃、3表示超高频、4表示高阻、5表示高温、6表示高湿、7表示精密、8表示高压、9表示特殊、G表示高功率、T表示可调。

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3-4。