电阻器简称电阻,是电路中应用最广泛的一种元器件,在主板电路中约占元器件的 30%,其质量的好坏对电路的稳定性有极大的影响。在电路中,电阻器主要是用来稳定和调节电路中的电流和电压,即起降压、分压、限流、分流、隔离、过滤(与电容配合)、匹配和信号幅度调节等作用。在主板电路中,电阻器一般用字母R、RN、RF、FS等表示,如图 2-1 所示。
图2-1 常见的电阻器
电阻的国际单位是欧[姆](Ω),也常用千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)做单位。它们之间的换算方法为:1 MΩ=10 3 kΩ=10 6 Ω。
若根据电阻器的工作特性及在电路中的作用来分,可分为固定电阻和可调电阻两大类。阻值固定不变的电阻器称为固定电阻器,固定电阻器的种类比较多,主要有碳质电阻器、碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器等;阻值在一定范围内连续可调的电阻器称为可变电阻或电位器,可变电阻一般为两端可调,电位器一般为三端可调。如图 2-2 所示为电阻的电路符号。
图2-2 电阻的电路符号
若按电阻器的外观形状来分,分为圆柱形电阻和贴片电阻等,如图 2-3 所示。
图2-3 圆柱形电阻和贴片电阻
若按电阻器的制作材料来分,可分为线绕电阻、膜式电阻和碳式电阻等。
若按电阻器的用途来分,可分为精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻、熔断电阻等。
常用电阻器有以下几种:
片式固定电阻器,是从Chip Fixed Resistor直接翻译过来的,俗称贴片电阻(SMD Resistor),是金属玻璃釉电阻器中的一种,是将金属粉和玻璃釉粉混合,采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器,如图 2-3 所示。其优点是耐潮湿、高温、温度系数小,是主板上应用最多的一种电阻器。
碳膜电阻是使用最早、最广泛的电阻器,如图 2-4 所示。它由碳沉积在瓷质基体上制成,通过改变碳膜的厚度或长度,可以得到不同的阻值。其主要特点是耐高温,当环境温度升高后,与其他电阻相比,其阻值变化很小,高频特性好,精度高,常在精密仪表等高档设备中使用。
金属膜电阻是在采用高温真空镀膜技术将镍铬或类似的合金紧密附在瓷棒表面形成皮膜,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值,然后加适当接头切割,并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。金属膜电阻的主要特点是精度比较高、稳定性好、噪声低、温度系数小。由于它是引线式电阻,方便手工安装及维修,常用在大部分家电、通信设备、仪器仪表和各种无线电电子设备上。如图 2-5 所示为金属膜电阻。
图2-4 碳膜电阻
图2-5 金属膜电阻
线绕电阻器是用电阻丝绕在绝缘骨架上构成的,如图 2-6 所示。电阻丝一般采用具有一定电阻率的镍铬、锰铜等合金制成。绝缘骨架是由陶瓷、塑料、涂覆绝缘层的金属等材料制成管形、扁形等各种形状。电阻丝在骨架上根据需要可以绕制一层,也可绕制多层,或采用无感绕法等。
这种电阻分固定和可变两种。它的特点是工作稳定,耐热性能好,误差范围小,阻值可精确到 0.001 Ω,价格较贵,多用于医疗设备,额定功率一般在 1 W以上。
图2-6 线绕电阻
保险电阻具有双重功能,在正常情况下具有普通电阻器的电气特性;一旦电路中电压升高,电流增大或某个元器件损坏,保险电阻就会在规定的时间内熔断,从而达到保护其他元器件的目的。保险电阻用字母“F”表示,通常标注为“000”,如图 2-7所示。
图2-7 保险电阻
光敏电阻是一种电导率随吸收的光量子多少而变化的敏感电阻器。它是利用半导体的光电效应特性制成的,其阻值随着光照的强弱而变化。光敏电阻器主要用于各种自动控制、光电计数、光电跟踪以及照相机的自动曝光等场合使用。
NTC热敏电阻是一种具有负温度系数变化的热敏元件,其阻值随温度升高而减小,可用于稳定电路的工作点。PTC热敏电阻是一种具有正温度系数变化的热敏元件。在达到某一特定温度前,PTC热敏电阻的阻值随温度升高而缓慢下降,当超过这个温度时,其阻值剧烈增大。这个特定温度点称为居里点。PTC热敏电阻的居里点可通过改变其材料中各成分的比例而变化。它在家电产品中应用广泛,如电饭煲的温控器等。
其他电阻包括温敏电阻、磁敏电阻、气敏电阻、力敏电阻、压敏电阻等,这些电阻在自动控制方面起到很大作用。
集成型电阻又称排阻。这是一种电阻网络,它具有体积小、精度高、规整化等特点,适用于电子仪器设备及计算机电路中。排阻一般用字母“RN”表示,常见的排阻主要有 8 脚和 10 脚两种,其中 8 脚的用得较多。在电路中一般使用“472”“330”等来标注阻值,其中“330”表示阻值为 33 Ω。如图 2-8 所示为排阻及内部结构图。
图2-8 排阻及内部结构图
一般是指电位器,电位器是一种阻值可以连续变化的电阻。在电子设备中,经常用它进行阻值、电位的调节。例如,在收录机中用它来控制音量,在电视机中用它来调节亮度、对比度等。
电阻器的主要参数包括电阻值、额定功率和允许偏差。
电阻器阻值的国际单位是欧[姆],用字母“Ω”表示。同时常用的单位还有兆欧(MΩ)和千欧(kΩ)。
电阻器在电路中工作时所承受的最大功率。功率用字母“ P ”表示;单位为瓦[特],用字母“W”表示。功率与电压、电流成正比: P = UI 。因此电阻的额定功率也可以理解为:电阻所能承受的最大电压和最大电流的乘积。电阻的实际功率超过了电阻的额定功率,电阻就有可能被烧毁。因此在选用电阻器时,所选电阻器的额定功率应大于实际承受功率的两倍以上,这样才能保证电阻器在电路中长期工作时的可靠性。在电路图中以各种符号来表示电阻的额定功率,如图 2-9 所示。
图2-9 电阻在电路图上所表示的功率
电阻的允许偏差=
×100%。
电阻的标示有直标法、文字符号标示法、数标法、色标法。
直标法是指直接标在电阻器的表面。例如电阻器上印有“68 kΩ±5%”,则其阻值为 68 kΩ,误差为±5%;如果只在电阻器上印了“68”,则表示阻值为 68 Ω。
用阿拉伯数字和文字符号有规律地组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示,见表 2-1。文字符号前面的数字表示整数部分,文字符号后面的数字表示阻值的小数部分。例如标注为“4Ω7”表示阻值为 4.7 Ω;标注为“4K7”表示阻值为 4.7 kΩ。
表 2-1 文字符号所代表的允许偏差
另外还有一种精密电阻也是采用文字符号表示法,例如标有“01A”丝印的电阻:前面的“01”表示有效阻值,后面的“A”表示倍数,根据表 2-2 的精密电阻代码换算表查出标有“01A”丝印的电阻阻值为 100×10 0 =100 Ω;那么标有“01B”表示阻值为100×10 1 =1000 Ω。
表 2-2 精密电阻换算表
续表
数标法主要用三位数表示阻值,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。例如电阻上标有“ABC”,其阻值为AB×10 C ,其中,如果“C”为 9,则表示为-1。例如标注为“653”,表示阻值为“65×10 3 k=65 kΩ;标注为“279”,表示阻值为27×10 -1 Ω=2.7 Ω;标注为“000”,表示阻值为 0。
小功率的电阻器多数情况下用色环表示,特别是 0.5 W以下的碳膜电阻和金属膜电阻两种。色环电阻的色环可分为四环和五环两种,标称的含义如图 2-10 所示。
图2-10 色环标称的含义
色环标称法中色环的基本色码对照表如表 2-3 所示。
表 2-3 基本色码表
续表
例如,电阻器的色标分别为橙黄黑金,对照色码表,其阻值为 34×10 0 Ω,误差为±5%,即阻值为 34 Ω,误差为±5%;如电阻器的色标分别为黄、紫、黑、银、棕,对照色码表,其阻值为 470×10 -2 Ω,误差为±1%,即阻值为 4.7 Ω,误差为±1%。
特点:流过每个电阻的电流都是相同的,主要起分压作用,如图 2-11 所示。
由图 2-11 得出,串联后的总阻值等于各个电阻的阻值( R )之和,即: R ab = R 1 + R 2 + R 3 ;流过各电阻的电流( I )均相等,即: I ab = I 1 = I 2 = I 3 ;每个电阻两端的电压( U )等于通过它的阻值和电流的乘积,即: U = R × I ;而总电压( U )等于各个电阻的电压之和,即: U ab = U 1 + U 2 + U 3 。
特点:每个电阻两端的电压是相同的,主要起分流作用,如图 2-12 所示。
由图 2-12 得出,并联后的总阻值等于各个电阻阻值( R )的倒数之和,即 1/ R =1/ R 1 +1/ R 2 +1/ R 3 ;每个电阻两端的电压( U )均相等,即: U = U 1 = U 2 = U 3 ;流过每个电阻的电流等于其两端的电压除以它的阻值,即: I = U / R ;总电流( I )等于流过各个电阻的电流之和,即 I = I 1 + I 2 + I 3 。
图2-11 电阻串联
图2-12 电阻并联
①将万用表的挡位旋钮调到“Ω”挡的适当位置,如电阻阻值为 100 Ω,那么我们就要将万用表的挡位旋钮调到“200”挡。
②将万用表的两个表笔分别和电阻的两端相接,电阻的阻值就会显示在显示屏上。如果显示屏上显示“0”或者显示屏上显示的数字不停变动或显示的数字与电阻器上的标示值相差很大,则说明该电阻已损坏。