常用电子元件——电阻

     电阻器是电路元件中应用最广泛的一种，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，其次还作为分流器分压器和负载使用。

1．分类

　　3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。

　　4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。
 
在电子电路中常用的电阻器有固定式电阻器和电位器，按制作材料和工艺不同，固定式电阻器可分为：膜式电阻（碳膜RT、金属膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY）、实芯电阻（有机RS和无机RN）、金属线绕电阻（RX）、特殊电阻（MG型光敏电阻、MF型热敏电阻）四种。

表1 几种常用电阻的结构和特点

电阻种类	电 阻 结 构 和 特 点	实物图片
碳膜电阻	气态碳氢化合物在高温和真空中分解，碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜。改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。碳膜电阻成本较低，性能一般。
金属膜电阻	在真空中加热合金，合金蒸发，使瓷棒表面形成一层导电金属膜。刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。这种电阻和碳膜电阻相比，体积小、噪声低、稳定性好，但成本较高。
碳质电阻	把碳黑、树脂、粘土等混合物压制后经过热处理制成。在电阻上用色环表示它的阻值。这种电阻成本低，阻值范围宽，但性能差，很小采用。
线绕电阻	用康铜或者镍铬合金电阻丝，在陶瓷骨架上绕制成。这种电阻分固定和可变两种。它的特点是工作稳定，耐热性能好，误差范围小，适用于大功率的场合，额定功率一般在1瓦以上。
碳膜电位器	它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。碳膜电位器有大型、小型、微型几种，有的和开关一起组成带开关电位器。    还有一种直滑式碳膜电位器，它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。这种电位器调节方便。
线绕电位器	用电阻丝在环状骨架上绕制成。它的特点是阻值范围小，功率较大。

 

2． 主要性能指标

额定功率：在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。为保证安全使用，一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2倍。额定功率分19个等级，常用的有0.05W、0.125W、0.25 W、0.5 W、1 W、2 W、3 W、5 W、7 W、10 W，在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号表示如下图：

标称阻值：产品上标示的阻值，其单位为欧，千欧、兆欧，标称阻值都应符合下表所列数值乘以10^N欧，其中N为整数。

表2　标称阻值系列

允许误差	系列代号	标称阻值系列
5%	E24	1.0     1.1　1.2　1.3　1.5　1.6　1.8　2.0　2.2　2.4　2.7　3.0 3.3　3.6　3.9　4.3　4.7　5.1　5.6　6.2　6.8　7.5　8.2　9.1
10%	E12	1.0　1.2　1.5　1.8　2.2　2.7　3.3　3.9　4.7　5.6　6.8　8.2
20%	E6	1.0　1.5　2.2　3.3　4.7　6.8

允许误差：电阻器和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围，它表示产品的精度，允许误差的等级如下表所示。

表3　允许误差等级

级别	005	01	02	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
允许误差	0.5%	1%	2%	5%	10%	20%

标称阻值与误差允许范围的标识方法

表4 色环颜色所代表的数字或意义

色 别	第一色环 最大一位数字	第二色环 第二位数字	第三色环 应乘的数	第四色环 误 差
棕	1	1	10
红	2	2	100
橙	3	3	1000
黄	4	4	10000
绿	5	5	100000
蓝	6	6	1000000
紫	7	7	10000000
灰	8	8	100000000
白	9	9	1000000000
黑	0	0	1
金			0.1	±5%
银			0.01	±10%
无色				±20%

示例

1）在电阻体的一端标以彩色环，电阻的色标是由左向右排列的，图1的电阻为27000Ω±0.5%。
　　 2）精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。第一至第3色环表示电阻的有效数字，第4色环表示倍乘数，第5色环表示容许偏差，图2的电阻为17.5Ω±1%

表示27000Ω±5%	表示17.5Ω±1%

在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则

阻值在兆欧以上，标注单位M。比如1兆欧，标注1M；2.7兆欧，标注2.7M。
    　　阻值在1千欧到100千欧之间，标注单位k。比如5.1千欧，标注5.1k；68千欧，标注68k。
    　　阻值在100千欧到1兆欧之间，可以标注单位k，也可以标注单位M。比如360千欧，可以标注360k，也可以标注0.36M。
    　　阻值在1千欧以下，可以标注单位Ω，也可以不标注。比如5.1欧，可以标注5.1Ω或者5.1；680欧，可以标注680Ω或者680。

最高工作电压：它是指电阻器长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值，电阻器内部产生火花，引起噪声，甚至损坏。下表是碳膜电阻的最高工作电压。

表5　碳膜电阻的最高工作电压

标称功率（W）	1/16	1/8	1/4	1/2	1	2
最高工作电压（V）	100	150	350	500	750	1000

稳定性：稳定性是衡量电阻器在外界条件（温度、湿度、电压、时间、负荷性质等）作用下电阻变化的程度
（1）温度系数a，表示温度每变化1度时，电阻器阻值的相对变化量。
即： 式中：R1、R2分别为温度t1和t2时的电阻值
（2）电压系数av表示电压每变化1伏时，电阻器阻值的相对变化量，即： 式中：R1、R2分别是电压为U1和U2时的电阻值

噪声电动势：电阻器的噪声电动势在一般电路中可以不考虑，但在弱信号系统中不可忽视。
线绕电阻器的噪声只习作定于热噪声（分子扰动引起）仅与阻值、温度和外界电压的频带有关。薄膜电阻除了热噪声外，还有电流噪声，这种噪声近似地与外加电压成正比。

高频特性：电阻器使用在高频条件下，要考虑其固定有电感和固有电容的影响。这时，电阻器变为一个直流电阻（R0）与分布电感串联，然后再与分布电容并联的等效电路，非线绕电阻器的LR=0.01-0.05微亨，CR=0.1-5皮法，线绕电阻器的LR达几十微亨，CR达几十皮法，即使是无感绕法的线绕电阻器，LR仍有零点几微亨。