1.1 电阻（器）

电阻（或电阻器，以下统一用电阻表示）可以说是电路中最基本和最常用的元器件。其主要作用是限流、平移电平、提供直流通路及与电容一起构成滤波器等。

通用电阻的种类很多，包括通用型碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、金属玻璃釉电阻、线绕电阻、有机实芯电阻及无机实芯电阻等。其中，前两种电阻最常用。

1.1.1 电阻的主要参数

电阻的主要参数如下。

（1）标称阻值：电阻上面所标示的阻值。

（2）容许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称为阻值偏差（也即容许误差），它表示电阻的精度。容许误差与精度等级的对应关系为：±0.5%对应0.05、±1%对应0.1（或00）、±2%对应0.2（或0）、±5%对应Ⅰ级、±10%对应Ⅱ级、±20%对应Ⅲ级。

（3）额定功率（最大耗散功率）：在正常的大气压力（90～106.6kPa）及环境温度为-55℃～＋70℃的条件下，电阻长期工作所允许耗散的最大功率。

线绕电阻的额定功率系列为（单位为W）1/20，1/8，1/4，1/2，1，2，4，8，10，16，25，40，50，75，100，150，250，500；非线绕电阻的额定功率系列为（单位为W）1/20，1/8，1/4，1/2，1，2，5，10，25，50，100。

（4）额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。

（5）最高工作电压：允许的最大连续工作电压。当电阻在低气压下工作时，最高工作电压较低。

（6）温度系数：温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化量。温度系数越小，电阻的稳定性越好。若电阻阻值随温度升高而增大，则其温度系数为正温度系数，反之为负温度系数。

（7）老化系数：电阻在长时间额定功率的负荷下，阻值相对变化的百分数。它是表示电阻寿命长短的参数。

（8）电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1V，电阻的相对变化量。

（9）噪声：产生于电阻中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分。由于导体内部不规则的电子自由运动，会使导体任意两点的电压产生不规则的变化，该不规则的电压即为热噪声。

1.1.2 电阻的类别及其符号

为了区别不同种类的电阻，常用几个拉丁字母来表示电阻的类别，其中第一个字母表示主称，第二个字母表示导体材料，第三个字母表示形状性能等。在图1-1中，上图所示是碳膜电阻，下图所示是精密金属膜电阻。表1-1列出了电阻的类别及其符号。表1-2列出了常用电阻的技术特性。

表1-1 电阻的类别及其符号

表1-2 常用电阻的技术特性

1.1.3 电阻的标准系列值与容许误差

表1-3和表1-4给出了我国6种电阻的标准阻值系列。

表1-3 E192、E96、E48精密电阻的标准阻值系列

表1-4 E24、E12、E6通用电阻的标准阻值系列

注：表头一栏有电阻阻值系列号的，本列数据适用于该系列电阻的标称值。表中数值乘以10n（n为整数，可正可负）即可得到阻值。

1）精密电阻的允许误差系列

应用中，精密电阻的容许误差是不能随便取用的，有以下容许误差系列可供选择参考：±2%，±1%，±0.5%，±0.2%，±0.1%，±0.05%，±0.02%，±0.01%，±0.005%，±0.002%，±0.001%。

用方由于实际困难无法按上述容许误差系列订购精密电阻时，一般需要规定电阻的有效位数，如规定0.1%精度以下的电阻标称值的位数不得超过4位。

2）通用电阻的容许误差系列

E24通用电阻为±5%，E12通用电阻为±10%，E6通用电阻为±20%。

3）系列标称值来源

电阻的系列标称值是通过等比数列的计算得到的，使一个电阻阻值为A，系列公比为r，经E个等比级数得到10A的电阻值，则首、末项的关系为

ArE=10A，=＞r=101/E

分别取E=6，12，24，48，96，192，可得到我国6种电阻系列标称值的公比r，如表1-5所示。

表1-5 电阻系列标称值的公比r

以E12系列为例，对有关数值加以圆整后即可得到其标准值，如表1-6所示。

表1-6 E12系列的标准值

国标SJ418-73，SJ619-73规定了用不同r值计算出以上6个数值系列的经合理圆整后的确定值。

总之，电阻的系列值的设计使得任何两相邻阻值在符合该系列的精度要求的情况下，其数值相互衔接，也即较小标称值的电阻中符合精度要求的实际最大值与较大标称值的电阻中符合精度要求的实际最小值相等。这样一来，就可以以最少的数列（标称值）覆盖所有电阻了。

4）电阻的额定功耗系列

国标SJ617-73规定的电阻的额定功耗系列为（单位为W）：0.05，0.63，0.1，0.125，0.5，1，2，4，8，10，16，25，40，50，75，100，150，250，500。

1.1.4 电阻阻值的识别方法

在电路中，电阻用字母R表示，它的图形符号和常见外形分别如图1-2和图1-3所示。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。

国产的电阻一般都标有阻值，如47Ω、5.1k、2.2M等。在国外的产品或电路图中，常把4.7Ω标为“4Ω7”（后面不标单位）。有些电阻阻值的后面还标有误差等级，如4.3kΩⅠ、10ΩⅡ、47kΩⅢ，其中“I、Ⅱ、Ⅲ”表示误差分别为“±5%、±10%、±20%”。

电阻的单位为欧姆（Ω），其倍率单位有千欧（kΩ），兆欧（MΩ）等。其换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧。

电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。

（1）数标法主要用于贴片电阻等小体积的电阻，如472表示47×100Ω（即4.7k），104表示100k。

（2）色标法使用最多，常见的有四色环电阻、五色环电阻（精密电阻器）。快速识读色环电阻的关键是先读第三环，确定范围（如棕表示几百几十欧，红表示几点几千欧，橙表示几十几千欧，以此类推），再看前两环。

（3）顾名思义，直标法就是把阻值直接印刷在电阻上面。

1.四色环电阻的识别

所谓四色环电阻，就是一个电阻上最多有四条色环表示阻值，如图1-4所示。每一种颜色代表的数字或特性参数如表1-7所示。

表1-7 四色环电阻的识别

识别时：第一环代表阻值的第一位数字；第二环代表阻值的第二位数字；第三环代表倍率，即把由第一、第二位数字组成的数乘以这个倍率，即为电阻的阻值；第四环代表阻值的误差范围。例如，有一个色环为棕、橙、黄、银的电阻，其阻值如图1-5所示。又如，一个色环为绿、棕、金、金的电阻，其阻值如图1-6所示。

从上两例和表1-7中可以看到，黑、金、银既表示0、5%、10%，又表示1、0.1、0.01。初学者应记住，只有当第三环出现黑、金、银时，此三色才表示1、0.1、0.01。再如，一个色环为棕、黑、黑、银的电阻，其阻值如图1-7所示。

2.五色环电阻的识别

五色环电阻是国外的一些产品，用五色环来表示其特性参数，如图1-8与表1-8所示。表中，第一、第二、第三环分别代表阻值的第一、第二、第三位数字，第四环代表倍率，第五环代表阻值的误差范围。这和四色环电阻类似。

表1-8 五色环电阻的识别

例如，一个色环为橙、棕、绿、红、金的电阻，其阻值如图1-9所示。对于阻值小于10Ω的电阻，常在前四环中省去一环，如一个色环为黄、紫、银、绿的电阻，其阻值如图1-10所示。

1.1.5 电阻的特殊问题

在选用电阻时需要注意以下两个常见的但又有特殊性的问题。

1.精度与标称值

在刚开始设计和制作电路时，许多同学往往存在以下误区。

（1）购买或查找按照理论计算出阻值的电阻。前面已经介绍过，电阻是按照系列值生产出来的，因此并不能生产出具有任意计算出来的阻值的电阻。如果需要具有比较精确的阻值的电阻，可以从最接近的系列值中去筛选，也可通过电阻的串联或并联来解决，还可采用可变电阻器来得到所需阻值的电阻。

（2）忽视阻值的误差，或同一标称值电阻阻值的离散性。当计算出来的阻值正好与某个标称值相同时，或仅仅根据电阻的标称值使用时，往往出现电路的性能与设计的性能大相径庭的现象。其原因是有的电阻系列的误差可以高达10%，在制作一些要求较高的电路时往往得到很差的性能。例如，制作仪器放大器时，如果需要阻值匹配的电阻的实际值相差10%，这就意味着电路的共模抑制比最多只能达到20dB。

（3）忽略了电阻的稳定性，特别是其阻值的温度漂移（简称温漂）。如果需要准确阻值的电阻，除了需要用电阻（欧姆）表去筛选外，还需要从精密电阻中去筛选。从精密电阻中去筛选有两个含义：一是精密电阻的精度更高，意味着其系列值更多，误差更小，更容易筛选到所需阻值的电阻；二是精密电阻的温漂很小，稳定性很高，选定后的电阻阻值变化很小。一般来说，需要精度较高的电阻时可以采用精密金属膜电阻。

2.额定功率（最大耗散功率）和实际功耗

忽视电阻的额定功率和不能准确掌握电阻的额定功率与实际功耗也是初学者经常遇到的困惑。

（1）顾名思义，额定功率（最大耗散功率）是电阻的绝对极限值。而实际功耗是电阻（阻值为R）在一定的工作电压U时，其实际消耗的功率值（用公式P=U2/R来计算，或已知电阻中流过的电流I时用公式P=I2R来计算）。在实际应用时，电阻的实际功率不允许超过其额定功率。因而，在选用电阻时应该估算其实际功耗值不能超过额定功率值，或选用额定功率值超过实际可能的功耗值的电阻。

（2）电阻的额定功率是“标称”值，而不是实际值，因此选用额定功率大的电阻并不意味着其消耗的功率大，而是其可能“承受”的功率大。

（3）在制作精密电路时，应该选用额定功率比普通电路更大的电阻，这是因为更大额定功率的电阻在消耗同样的功率时，其温升（升高的温度）较小，带来的温漂也小，对电路的性能影响也小一些，而电路保持精度与其可靠性却更高。

（4）在设计和制作大功率电路时，选用电阻的额定功率的裕量应该更大一些，这是因为需要考虑电阻自身的散热条件、其他器件的发热，以及由于电阻自身温漂所带来的正反馈效应（即电阻本身的温度升高而导致其功耗增加，功耗增加反过来又导致温度升高）会使电阻因实际功耗超过最大耗散功率而烧毁。所谓正反馈是类似这样一种状况：电阻在恒流驱动下，产生图1-11所示的功耗正反馈循环。