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2.1 固定电阻器

2.1.1 基础知识

固定电阻器是一种阻值固定不变的电阻器 。常见固定电阻器的实物外形如图 2-1(a)所示,固定电阻器的图形符号如图 2-1(b)所示。在图 2-1(b)中,上方为国家标准电阻器符号,下方为国外常用电阻器符号(在一些国外技术资料中常见)。

图2-1 固定电阻器

2.1.2 实验演示

在学习固定电阻器更多知识前,先来看表 2-1 中的三个实验。

表2-1 固定电阻器实验

2.1.3 提出问题

看完表 2-1 中的实验,让我们带着如下几个问题,进入后续阶段的学习。

1.画出图 2-2(a)、(b)、(c)实验电路的电路图,并说明图 2-2(b)、(c)中的灯泡为什么会变暗?

2.图 2-2(c)中电阻器R 1 、R 2 的阻值分别是多少?(R 1 标有“橙黑金金”四道带颜色的圆环,R 2 标有“5W10RJ”)

3.图 2-2(c)中电阻器R 2 的功率是多少(R 2 标有“5W10RJ”),如何确定R 1 功率的大小?

4.在图 2-2(b)中,如果电源电压为 6V,灯泡正常工作电压、电流分别为 4V和0.5A。为了让灯泡正常工作,R 1 阻值和功率应选多大才最合适?

5.如何用万用表测量图 2-2(c)中电阻器R 1 、R 2 的阻值大小,又如何判断其好坏?

2.1.4 功能

固定电阻器的功能主要是降压、限流和分流、分压 。电阻器的功能说明见表 2-2。

表 2-2 电阻器的功能说明

2.1.5 标称阻值

为了表示阻值的大小,电阻器在出厂时会在表面标注阻值。 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。电阻器标称阻值和误差的标注方法主要有直标法和色环标注法。

1.直标法

直标法是指用文字符号(数字和字母)在电阻器上标注出阻值和误差的方法 。直标法表示阻值和误差的常见形式见表 2-3。

表 2-3 直标法表示阻值和误差的常见形式

2.色环法

色环法是指在电阻器上标注不同颜色圆环来表示阻值和误差的方法 。图 2-3 中的两只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。

图2-3 色环电阻器

要正确识读色环电阻器的阻值和误差,须先了解各种色环代表的意义。色环电阻器各色环代表的意义见表 2-4。

表 2-4 色环电阻器各色环代表的意义

了解色环电阻器各色环代表的意义后,就可以进行阻值和误差的识读。色环电阻器阻值与误差的识读见表 2-5。

表 2-5 色环电阻器阻值与误差的识读

续表

3.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 2-6。

表 2-6 电阻器的标称阻值系列

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 10 n 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。

2.1.6 额定功率

额定功率是指在一定的条件下电阻器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 /8W ~ 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见表 2-7。

表 2-7 电阻器额定功率的识别

2.1.7 选用

电子元器件的选用是学习电子技术一个重要的内容。在选用元器件时,不同技术层次的人考虑问题不同,从事电子产品研发的人员需要考虑元器件很多参数,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、中级层次的电子爱好者的。

1.电阻器选用举例

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 。下面通过表 2-8 中的一个例子来说明电阻器选用方法。

表 2-8 电阻器选用举例

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,这时可按下面方法解决。

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,可采用多只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若某只电阻器功率不够,可采用多只大阻值的小功率电阻器并联,或采用多只小阻值小功率的电阻器串联,不管是采用并联还是串联,每只电阻器承受的功率都会变小。至于每只电阻器应选择多大功率,可用 P = U 2 / R P = I 2 R 来计算,再考虑两倍左右的余量。

在图 2-4 中,如果无法找到 22kΩ、5W的电阻器,可用两只 44kΩ的电阻器并联来充当22kΩ的电阻器,由于这两只电阻器阻值相同,并联在电路中消耗功率也相同,单只电阻器在电路中承受功率 P = U 2 / R =220 2 /44 000=1.1W,考虑两倍的余量,功率可选择 2.5W,也就是说将两只 44kΩ、2.5W的电阻器并联,可替代一只 22kΩ、5W的电阻器。

如果采用两只 11kΩ电阻器串联代替图 2-4 中的电阻器,两只阻值相同的电阻器串联在电路中,它们消耗功率相同,单只电阻器在电路中承受的功率 P =( U / 2) 2 / R = 110 2 /11 000 =1.1W,考虑两倍的余量,功率选择 2.5W,也就是说将两只 11kΩ、2.5W的电阻器串联,同样可替代一只 22kΩ、5W的电阻器。

2.1.8 检测

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,再进行测量,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。

下面以测量一只标称阻值为 2kΩ的色环电阻来说明固定电阻器的检测,详细检测过程见表 2-9。

表 2-9 固定电阻器检测举例

2.1.9 种类

电阻器种类很多,根据构成形式不同,通常可分为碳质电阻器、薄膜电阻器、线绕电阻器和敏感电阻器四大类,每大类中又可分几小类。电阻器种类及特点见表 2-10。

表 2-10 电阻器种类及特点

2.1.10 电阻器型号命名方法

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表示电阻,W表示电位器。

第二部分用字母表示电阻体的制作材料 。T——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、X——线绕。

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 2-11。

表 2-11 国产电阻器的型号命名方法

举例: qiiWguvPfgPP7TJN+L2rLqefpaMKDUDBLO+Ru9UVce6pbgDYbNmyC8kwM7clL/NS

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