1.1 普通电阻的基本常识
1.1.1 电阻的国标型号规定
根据国家标准GB/T 2470—1995的规定,通孔式电阻器和电位器的型号由3部分或4部分组成,如图1-1所示,各部分的主要含义如表1-1所示。
图1-1 通孔式电阻器和电位器的型号组成
表1-1 通孔式电阻器和电位器的型号命名方法(通孔式)
示例:RJ73——精密金属膜电阻器。
1.1.2 电阻的主要技术参数
(1)标称阻值
标称阻值通常是指电阻体表面上标注的电阻值,简称阻值。阻值是电阻的主要参数之一,不同类型的电阻,阻值范围不同,不同精度的电阻其阻值系列亦不同。我国现行的系列主要有E6、E12、E24、E48、E96、E192等。
根据国家标准,常用的标称电阻值系列如表1-2所示。E24、E12和E6系列也适用于电位器和电容器。
表1-2 标称电阻值系列
表中数值再乘以10n,其中n为正整数或负整数。
E48、E96、E192三个系列为高精密电阻系列。其系列公差值分别如表1-3~表1-5所示。
表1-3 E48系列公差值(±2%)
表1-4 E96系列公差值(±1%)
表1-5 E192系列公差值(±0.1%,±0.25%,±0.5%)
(2)额定功率
电阻在电路中长时间连续工作而不损坏,或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率称为电阻的额定功率。不同功率电阻器的电路图符号如图1-2所示。
图1-2 不同功率电阻器的电路图符号
不同类型的电阻具有不同系列的额定功率,如表1-6所示。
表1-6 电阻的功率等级
(3)允许误差等级
电阻的允许误差等级如表1-7所示。
表1-7 电阻的允许误差等级
此外,还有最高工作电压、温度系数及噪声等。
1.1.3 电阻的分类及识别
电阻的分类如图1-3所示。
图1-3 电阻的分类
(1)通孔电阻
有引线的电阻称为通孔电阻,其外形如图1-4(a)所示,包装形式如图1-4(b)所示。
图1-4 通孔电阻
(2)贴片电阻
无引线的电阻称为贴片电阻,两端一般为银白色,中间部分为黑色,其外形图如图1-5(a)所示;图1-5(b)是贴片电阻在铅笔橡皮头上的大小;图1-5(c)是贴片电阻的包装形式。
图1-5 贴片电阻
(3)碳膜电阻
碳膜电阻器是用有机黏合剂将碳墨、石墨和填充料配成悬浮液涂覆于绝缘基体上,经加热聚合而成。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。碳膜电阻成本较低,电性能和稳定性较差,一般适于作通用电阻器。碳膜电阻外形如图1-6所示。
图1-6 碳膜电阻外形
(4)金属膜电阻
金属膜电阻就是以特种金属或合金作电阻材料,用真空蒸发或溅射的方法,在陶瓷或玻璃基本上形成电阻膜层的电阻器。这类电阻一般采用真空蒸发工艺制得,即在真空中加热合金,合金蒸发,使瓷棒表面形成一层导电金属膜。它的耐热性、噪声电势、温度系数、电压系数等电性能比碳膜电阻器优良。金属膜电阻器的制造工艺比较灵活,不仅可以调整它的材料成分和膜层厚度,也可通过刻槽调整阻值,因而可以制成性能良好,阻值范围较宽的电阻。金属膜电阻外形如图1-7所示。
图1-7 金属膜电阻外形
和碳膜电阻相比,这种电阻体积小、噪声低、稳定性好,但成本较高,常常作为精密和高稳定性的电阻器而广泛应用,同时也应用于各种无线电电子设备中。
(5)水泥电阻
水泥电阻就是用水泥(其实不是水泥而是耐火泥,这是俗称)灌封的电阻器,即将电阻线绕在无碱性耐热瓷件上,外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀材料保护固定,并把线绕电阻体放入方形瓷器框内,用特殊无燃性耐热水泥充填密封而成。水泥电阻器有普通水泥电阻器和水泥线绕电阻器两类。水泥电阻器外形如图1-8所示。
图1-8 水泥电阻器外形
水泥电阻器是线绕电阻器的一种,它属于功率较大的电阻,能够允许较大电流的通过。它的作用和一般电阻一样,只是可以用在电流大的场合,阻值一般不大。水泥电阻器具有外形尺寸较大、耐振、耐湿、耐热及良好散热、低价格等特性,广泛应用于电源适配器、音响设备、音响分频器、仪器、仪表、电视机、汽车等设备中。
(6)线绕电阻
绕线电阻是用镍铬线或锰铜线、康铜线绕在瓷管上制成的,分固定式和可调式两种。绕线电阻的优点:阻值精度极高,工作时噪声小、稳定可靠,温度系数小,能承受高温,在环境温度170℃下仍能正常工作;其缺点是:体积大、阻值较低,大多在100kΩ以下。另外,由于结构上的原因,其分布电容和电感系数都比较大,不能在高频电路中使用。线绕电阻外形图如图1-9所示。
图1-9 线绕电阻外形图
(7)网络电阻
网络电阻又称为排阻,是一种将多个电阻按一定规律排列集中封装在一起,组合而制成的一种复合电阻。它具有体积小、安装方便等优点,广泛应用于各种电子电路中,与大规模集成电路配合使用。常见的网络电阻外形如图1-10所示。
图1-10 网络电阻外形
如图1-11所示各种电阻网络中,以4~10个电阻组成的边侧并联单列直插式的最为常见,另外还有贴片类型的。
图1-11 几种网络电阻的排列形式
1.1.4 电阻的图形符号与标号
在电路原理图中,固定电阻通常用“R”表示,可变电阻用“W”表示,排阻通常用“RN”表示。电阻的图形符号如图1-12所示。
图1-12 电阻的图形符号
还有一种电路符号在进口电子设备电路图中出现,如图1-13所示,也是国家标准中允许使用的电路符号。
图1-13 国外电阻的图形符号
在电路原理图和印制电路板图中,电阻的标号形式为:“数字+R+数字”,例如3R5,表示第3单元电路中的第5个电阻。当单元电路较少时,可采取“R+数字”来表示,例如R8,表示第8个电阻。电阻的标号如图1-14所示。
图1-14 电阻的标号
1.1.5 电阻参数的几种常用表示方法
(1)直标法
直标法就是将电阻的阻值用数字和文字符号直接标在电阻体上。直标法主要用于体积较大(功率大)的电阻上,其允许误差则用百分数表示,未标误差的电阻为±20%的允许误差。电阻直标法如图1-15所示。
图1-15 电阻直标法
(2)文字符号法
文字符号法就是将电阻的标称值和误差用数字和文字符号按一定的规律组合标识在电阻体上。文字符号法为了解决数值中的小数点印刷不清或被遗漏的问题,常常用电阻的单位来取代小数点,如5.7k标注为5k7,3300M标注为3G3,0.1Ω标注为R10,1Ω标注为1R5,电阻文字符号法如图1-16所示。
图1-16 电阻文字符号法
(3)色标法
色标法是将电阻的类别及主要技术参数的数值用颜色(色环或色点)标注在它的外表面上。色标电阻(色环电阻)可分为四环、五环标法。四环电阻各色环含义如图1-17所示。
图1-17 四环电阻各色环含义
快速识别色环电阻的要点是熟记色环所代表的数字含义,为方便记忆,色环代表的数值顺口溜如下:
1棕2红3为橙,4黄5绿在其中,
6蓝7紫随后到,8灰9白黑为0,
尾环金银为误差,数字应为5/10。
四色环电阻的色环表示标称值(2位有效数字)及精度。示例:色环为棕绿橙金表示15×103Ω=15kΩ±5%kΩ的电阻。
五色环电阻的色环表示标称值(3位有效数字)及精度。示例:色环为红紫绿黄棕表示275×10/4Ω=2.75MΩ±1%MΩ的电阻。
一般四色环和五色环电阻表示允许误差的色环的特点是该色环距离其他环的距离较远。较标准的表示应是表示允许误差的色环的宽度是其他色环的1.5~2倍。
(4)数码表示法
数码法是在电阻体的表面用三位数字或两位数字加R来表示标称值的方法称为数码表示法。该方法常用于贴片电阻、排阻等。
示例:标注为“103”的电阻其阻值为10×103=10kΩ,如图1-18所示;标注为“472”的电阻其阻值为47×102=4.7kΩ。需要注意的是,要将这种标注法与直标法区别开,如标注为220的电阻器,其阻值为22Ω,只有标注为221的电阻器,其阻值才为220Ω。
图1-18 数码表示法