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 降压限流、分流和分压功能说明

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、分流和分压功能说明如图3-2所示。

在图3-2（a）电路中，电阻器R1与灯泡串联，如果用导线直接代替R1，加到灯泡两端的电压有6V，流过灯泡的电流很大，灯泡将会很亮，串联电阻R1后，由于R1上有2V电压，灯泡两端的电压就被降低到4V，同时由于R1对电流有阻碍作用，流过灯泡的电流也就减小。电阻器R1在这里就起着降压限流作用。

在图3-2（b）电路中，电阻器R2与灯泡并联，流经过R1的电流I除了一部分流过灯泡外，还有一部分经R2流回到电源，这样流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。电阻器R2的这种功能称为分流。

在图3-2（c）电路中，电阻器R1、R2和R3串联在一起，从电源正极出发，每经过一个电阻器，电压会降低一次，电压降低多少取决于电阻器阻值的大小，阻值越大，电压降低越多，图3-2（c）中的R1、R2和R3将6V电压分成5V和2V的电压。

3.1.3 阻值与误差的表示方法

为了表示阻值的大小，电阻器在出厂时会在表面上标注阻值。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，这个差距称为误差。电阻器标注阻值和误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误差的方法。直标法的阻值单位有欧姆（Ω）、千欧姆（kΩ）和兆欧姆（MΩ）。

（1）误差表示方法

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

（2）直标法常见的表示形式

直标法常见的表示形式如图3-3所示。

2. 色环法

色环法是指在电阻器上标注不同颜色色环来表示阻值和误差的方法。图3-4中的两个电阻器就采用了色环法来标注阻值和误差，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，五环电阻器的阻值精度较四环电阻器更高。

（1）色环含义

要正确识读色环电阻器的阻值和误差，必须先了解各色环代表的意义。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。

四环电阻器的识读过程如下。

第一步：判别色环排列顺序。四环电阻器的色环顺序判别规律有两种。

① 四环电阻的第四条色环为误差环，一般为金色或银色，因此如果靠近电阻器一个引脚的色环颜色为金、银色，则该色环必为第四环，从该环向另一引脚方向排列的三条色环顺序依次为三、二、一。

② 对于色环标注标准的电阻器，一般第四环与第三环间隔较远。

第二步：识读色环。按照第一、二环为有效数环，第三环为倍乘数环，第四环为误差数环，再对照表3-2各色环代表的数字识读出色环电阻器的阻值和误差。

（3）五环电阻器的识读

五环电阻器阻值与误差的识读方法与四环电阻器基本相同，不同之处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，第五环为误差数环。另外，五环电阻器的误差数环颜色除了有金、银色外，还可能是棕、红、绿、蓝和紫色。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，国家标准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系列的误差等级为I，允许误差范围为±5％，若要生产E-24系列（误差为±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为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）对于标注了功率的电阻器，可根据标注的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，误差为±5％。

（2）对于没有标注功率的电阻器，可根据长度和直径来判别其功率大小。长度和直径值越大，功率越大。图3-8中的一大一小两个色环电阻器，体积大的电阻器的功率大。

（3）在电路图中，为了表示电阻器的功率大小，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功率大小（旧标准用罗马数字表示）。

3.1.6 电阻器的选用

电子元器件的选用是学习电子技术的一个重要内容。在选用元器件时，不同技术层次的人考虑的问题不同，从事电子产品研发的人员需要考虑元器件的很多参数，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、误差、额定功率和极限电压。电阻器的选用举例如图3-10所示。

在图3-10中，要求通过电阻器R的电流I=0.01A，请选择合适的电阻器来满足电路的实际要求。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 确定误差。对于电路来说，误差越小越好，这里选择电阻器误差为±5％，若难以找到误差为±5％，也可选择误差为±10％。

③ 确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率大小为P=I2R=（0.01A）2×22000Ω=2.2W，为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器功率应在实际功率的两倍以上，这里选择功率为5W的电阻器。

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≈331V，该值大于电阻器两端所加的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电路中电阻器R能正常工作并满足要求，应选择阻值为22kΩ、误差为±5％、额定功率为5W的电阻器。

2. 电阻器选用技巧

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，这时可按下面的方法来解决。

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，或采用多个小阻值小功率的电阻器串联，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的功率P=U2/R=（220V）2/44000Ω=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=（110V）2/11000Ω=1.1W，考虑两倍的余量，功率选择2.5W，也就是说将两个11 kΩ、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挡。

在检测时，先识读出电阻器上的标称阻值，然后选用合适的挡位并进行欧姆校零，才能开始检测电阻器。测量时为了减小测量误差，应尽量让万用表指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时，应切换更大或更小的挡位重新测量。

固定电阻器的检测如图3-11所示。

固定电阻器的检测过程如下。

第一步：将万用表的挡位开关拨至R×100挡。

第二步：进行欧姆校零。将红、黑表笔短路，观察表针是否指在“Ω”刻度线的“0”刻度处，若未指在该处，应调节欧姆校零旋钮，让表针准确指在“0”刻度处。

第三步：将红、黑表笔分别接电阻器的两个引脚，再观察表针指在“Ω”刻度线的位置，图3-11中表针指在刻度“20”，那么被测电阻器的阻值为20Ω×100=2kΩ。

若万用表测量出来的阻值与电阻器的标称阻值（2kΩ）相同，说明该电阻器正常（若测量出来的阻值与电阻器的标称阻值有些偏差，但在误差允许范围内，电阻器也算正常）。

若测量出来的阻值无穷大，说明电阻器开路。

若测量出来的阻值为0，说明电阻器短路。

若测量出来的阻值大于或小于电阻器的标称阻值，并超出误差允许范围，说明电阻器变值。

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的方法如图3-12所示，被测电阻器的色环标注值为1.5kΩ，测量时挡位开关选择R×2kΩ挡。

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——电阻器，W（或RP）——电位器。

第二部分用字母表示电阻体的制作材料。T——碳膜、P——硼碳膜、H——合成碳膜、S——有机实心、N——无机实心、J——金属膜、Y——氮化膜、C——沉积膜、I——玻璃釉膜、U——硅碳膜、X——线绕、G——高敏。

第三部分用数字或字母表示元件的类型。1——普通、2——普通、3——超高频、4——高阻、5——高温、6——精密、7——精密、8——高压、9——特殊、G——高功率、T——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。

举例：