2.1电阻器
2.1.1电阻器的分类
电阻器种类很多,常用的有碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、水泥电阻器、色环电阻器、可变电阻器等,如图2-1所示。下面就电工常用的电阻器分别加以介绍。
图2-1 固定电阻器外形图
1.金属膜电阻器
金属膜电阻器的外形如图2-1(a)所示。金属膜电阻器耐热特性和稳定性较好,温度系数小,潮湿系数小,噪声小,可工作于120℃的温度条件,而且体积小。它的阻值范围为1Ω~600MΩ,精度可达0.5%,额定功率不超过2W。
2.碳膜电阻器
碳膜电阻器的外形如图2-1(b)所示。碳膜电阻器的阻值范围为0.75Ω~10MΩ,额定功率有0.1W、0.125W、0.25W、1W、2W、5W、10W等,少数做成25W、50W、100W。
碳膜电阻器的温度系数小,稳定性好,运用较多,价格便宜,广泛用于直流、交流和脉冲电路中。
3.线绕电阻器
线绕电阻器的外形如图2-1(c)所示,与前面介绍的几种电阻器有所不同:该电阻器是用高阻值的合金电阻丝绕制在瓷管上制成的,常用的有镍铬合金电阻丝、锰铜电阻丝、康铜电阻丝等。
常用的线绕电阻器有RX20型、RX21型、RX22型、RX25型等。
线绕电阻器具有精度高、热稳定性好、噪声小,耐高温在300℃左右,能承受较大的负载和较高的耐压。
在实际工作中,如果市售的电阻买不到,或不能满足耐压和电流的要求,则可以根据参数绕制电阻。
4.水泥电阻器
水泥电阻器的外形如图2-1(d)所示,它属于线绕电阻器的一种,常用于电视机的行、场扫描电路及计算机、仪器仪表的电路中。水泥电阻器的功率大、阻值小,且都工作在大电流、高电压状态下,易于损坏。
水泥电阻器常用型号有RX27—1、RX27—1V、RX27—3(A、B、C)、RX27—4等。
5.色环电阻器
色环电阻是在电阻器上涂有四个色环,偏向电阻器的一端。如果电阻体积较小、色环均匀分部,则由误差色环来区分首尾。四色环电阻如图2-2(a)所示,色环第一圈 A表示电阻值的最高位数字,第二圈 B表示电阻值的第二位数字,第三圈 C表示再乘以10C,第四圈D表示阻值的允许误差。
五位有效数字的色环电阻如图2-2(b)所示,色环第一圈 A表示电阻值的最高位数字,第二圈 B表示电阻值的第二位有效数字,第三圈 C表示电阻值的第三位有效数字,第四圈D表示再乘以10D,第五圈E表示阻值的允许误差。电阻的单位为欧姆(Ω)。
图2-2 色环电阻外形图
色环电阻颜色的表示值见表2-1。
表2-1 色环电阻颜色的表示值
例如,四个色环分别为红(第一位数)、紫(第二位数)、橙(乘数)、金(允许误差),则电阻值为R=[(2×10+7)×103±5%]Ω。
若五个色环分别为橙(第一位数)、橙(第二位数)、红(第三位数)、棕(乘数)、蓝(允许误差),则电阻值为R=[(3×100+3×10+2)×101±0.25%]Ω=(3320±0.25%)Ω。
为了帮助读者记忆色环电阻的阻值,口诀如下:
棕1红2橙是3,4、5黄绿6是蓝,7紫8灰白是9,黑色圆圆大鸭蛋。金银代表误差数,颜色数码记周全。常用电阻四个环,环靠哪头哪头算,一环二环有效环,三环倍乘是关键,四环代表误差数,一般运用不要管。精密电阻有五环,三位数字是特点,倍乘误差四、五环,运用自如真方便。
6.可变电阻器
可变电阻器分为滑动式、旋转式,如图2-3所示。
图2-3 可变电阻器外形图
电位器也叫做可变电阻器,分为旋转式开关电位器、推拉式开关电位器等。电位器外形如图2-4所示。
图2-4电位器外形图
7.其他电阻器
其他电阻器包括光敏电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器、湿敏电阻器,它们属于敏感电阻器,分别对光、温度、电压和湿度变化起作用。
2.1.2电阻器的符号及其表示法
1.电阻器的图形符号
电阻器的图形符号如图2-5所示。在电路图中,电阻器用字母R来表示,电位器用字母RP表示。
图2-5电阻器的图形符号
2.电阻器功率的表示法
电阻器的额定功率是指在长期连续负荷而不损坏或基本不改变性能的情况下,在电阻器上允许消耗的最大功率。当超过额定功率时,电阻器的阻值会发生改变,严重时还会烧坏。普通电阻器的额定功率随电阻尺寸的增大而增大。额定功率为0.05~2W的一般不标出,而大功率电阻器的额定功率往往直接标在电阻器上面,如图2-6所示。
图2-6电阻器功率的表示法
3.电阻器的标称值
固定电阻器阻值的大小,不是无穷多个连续数值,而是按一定规律制造的,产品出厂时给定的值称为标称值,它标示在电阻器上。
电阻标称值的直接表示方法,即把此数值直接标出,见表2-2。
表2-2电阻的文字符号及其标称值
2.1.3电阻器的特性
①电阻器对电流存在阻碍作用。
②电阻器是一个耗能元件,当电流流过它时,电阻器将电流转换成热能,所以对电能存在损耗作用。电路中电阻器通过消耗电能分配电流。
③电阻器对直流电和交流电呈现相同的电阻。流过电阻的电流就只与电阻大小相关。
④ 普通电阻器是线性的(还有非线性电阻器)。
⑤可变电阻器是一个阻值大小可以连续改变的电阻器,阻值的改变要靠人工调整。
⑥电位器两定片之间的电阻为该可变电阻器的标称阻值,也是这个可变电阻器的最大阻值。当动片从一个定片端向另一个定片端滑动时,动片到一个定片的阻值在减小,到另一个定片的阻值在增大,最大阻值为该可变电阻器的标称阻值。
⑦ 金属膜电位器耐温性能好、分辨力强,但阻值变化范围较窄;实芯电位器体积小、耐温、耐磨、分辨力强;合成碳膜电位器分辨力强、阻值范围宽,但阻值的稳定性及耐温、耐湿性差;金属玻璃釉电位器分辨力强、阻值范围宽、可靠性高、高频特性好,有耐温、耐湿、耐磨通用性,是精密型和微调型电位器;线绕电位器接触电阻低、精度高、温度系数小,缺点是分辨力弱、可靠性差,不宜应用于高频电路,标称阻值一般不低于100Ω。
2.1.4电阻器的检测
具体的检测方法是:用万用表的欧姆挡,欧姆挡的量程应视电阻器阻值的大小而定。一般情况下应使指针落到刻度盘的中间段,以提高测量精度。这样做的原因是万用表的欧姆挡刻度线是非线性的,而中间段分度较细而准确。
① 换万用表欧姆挡的不同量程时,首先要进行万用表指针的校零。
② 用万用表检测电阻器的阻值时,手不能同时接触被测电阻器的两根引脚,以避免人体电阻对测量结果的影响,如图2-7所示。
图2-7电阻器测量的示意图
③测量电阻器时,红、黑表笔可以不分,它不影响测量结果。
④ 欧姆挡量程选得是否合适,将直接影响测量精度。例如,测10Ω的电阻器时,应选用R×1挡,如选用R×1k挡,其读数精度极差。因此,认真选择欧姆挡量程是提高测量精度的重要环节。被测电阻器的阻值为几欧姆至几十欧姆时,可选用R×1挡;被测电阻器的阻值为几十欧姆至几百欧姆时,可选用R×10挡;被测电阻器的阻值为几百欧姆至几千欧姆时,可选用R×100挡;被测电阻器的阻值为几千欧姆时,可选用R×1k挡;被测电阻器的阻值在几千欧姆以上时,应选用R×10k挡。
2.1.5电阻器的选用与更换
1.电阻器的选用
在选用电阻时,不仅要求其各项参数(额定功率、阻值、允许误差、耐压等)符合电路的使用条件,还要考虑外形尺寸和价格等方面的因素。应该选用标称阻值系列,允许偏差多为±5%的,选取电阻器的额定功率为实际计算值的2~3倍。也可根据电路的工作频率选择电阻器的类型。RX型线绕电阻器的分布电感和分布电容都较大,只是用于频率低于50kHz的电路中;RH型合成膜电阻器和RS型有机实芯电阻器可用在几十兆赫兹的电路中;RT型碳膜电阻器可用于1000MHz左右的电路中;而RJ型金属膜电阻器和RY型氧化膜电阻器可在高达数百兆赫兹的高频电路中工作。
在使用过程中,要仔细分析电路的具体要求。在那些稳定性、耐热性、可靠性要求较高的电路中,应该选用金属膜或金属氧化膜电阻器;如果要求功率大、耐热性能好、工作频率不高,则可选用线绕电阻器;对于无特殊要求的一般电路,可选用碳膜电阻器,以便降低成本。
2.电阻器的更换
当电阻器在使用中出现断裂、阻值与标称阻值不符、短路、端部引出线接触不良时,都要进行更换。
更换的原则是阻值与功率最好与原来的一致。当没有同规格的电阻时应选用额定功率大的代换功率小的;精度高的代换精度低的。当阻值不符时,可通过电阻器的串联、并联的方法取得相应阻值。通过串联可增大阻值,通过并联可减小阻值。但要注意不同的阻值所分担的功率是不同的。串联电路中阻值越大,其分担的功率就越大;并联电路中阻值越大,其分担的功率就越小。