- 图表细说电子工程师速成手册（第2版）
- 胡斌 胡松编著
- 74字
- 2020-08-29 01:49:04
3.1 解说应用量最多的普通电阻器知识点
在电子电路中，使用量最多的是电阻器，应用面最广的是电阻器，特性最为“单纯”的是电阻器，检测方法最简单的也是电阻器。
3.1.1 细说与电阻器相关的知识
电阻器在电子电路中的作用相当广泛，它在电路中不仅可以单独使用，而且在更多的情况下是与其他元器件一起构成具有各种功能的电路。
【再说电阻】
电阻器在电路中的根本作用是为电路提供一个电阻。电阻是一个物理量。
何谓电阻？通俗地讲，电阻在电路中所起的作用如同水流中遇到的阻力一样。
对导体而言，电阻的存在使电流流动中遇到了阻力，具体表现就是电阻消耗了电能，显然从这个意义上讲电阻所起的作用是消极的。但是，电路中利用电阻的这一特性，可以实现许多特定的电路功能。
电阻器就是为电路提供一个带电阻的元器件，电阻器通过消耗电量，分配电路中的电流，达到特定的目的。
【与电阻相关的概念】
关于电阻的相关知识主要说明下列几点：
（1）电阻有大小之分，其单位为欧姆，用字母Ω表示，除欧姆外还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们之间的换算关系是：
1kΩ=1000Ω；
1MΩ=1000kΩ。
（2）电阻的另一种表示方式是电导，电导用G表示，它在数值上等于电阻的倒数，电阻的单位是欧姆，电导的单位则是西门子（姆欧）。
（3）通俗地讲，能够导电的物体称为导体，例如装电灯用的导线等。导体的电阻率很小，不同材料的导体其电阻率有所不同，即它的导电能力不同，超导体的电阻率非常小。
（4）绝缘体是不能导电的物体，例如玻璃，还有干燥的木头等。绝缘体的电阻率非常大，它与导体恰好相反。
（5）在电路分析中，为了表述方便，将电阻器简称为电阻，例如“电阻R1”。
【半导体概念】
导电能力介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体材料，在电子电路中大量使用半导体材料，例如硅就是一种半导体材料。电子电路中处处可见的晶体二极管、三极管、集成电路等有源器件都是用这种半导体材料制造的。
3.1.2 解说普通电阻器种类及外形特征
【普通电阻器种类解说】
电阻器的种类很多，如表3-1所示是普通电阻器种类解说。
表3-1 普通电阻器种类解说
【电阻器种类的字母表示方法】
表3-2所示是电阻器字母表示的含义。
表3-2 电阻器字母表示的含义
图3-1所示是两种电阻器型号识别示例。
图3-1 两种电阻器型号识别示例
【识别普通电阻器外形特征】
普通电阻器种类和形态有许多，初步认识普通电阻器长得啥样子，可以建立一个感性认识，如表3-3所示是部分普通电阻器实物图。
表3-3 部分普通电阻器实物图
【普通电阻器外形特征解说】
关于普通电阻器的具体特征如下：
（1）电阻器只有两根引脚，两根引脚不分正、负极性，常见的电阻器两根引脚沿轴线方向伸出，可以弯曲，以便在电路板上进行安装。如图3-2所示是电阻器的两种安装方式示意图。
图3-2 电阻器的两种安装方式示意图
（2）图3-3所示是卧式安装在电路板上的电阻器。
图3-3 电阻器卧式安装在电路板上
（3）普通电阻器通常是一个细而长的圆柱形，长约1cm左右，直径为0.3cm左右，电阻器的体积大小也不同，电阻器的体积越大，其功率越大，在相同的功率下金属膜电阻器的体积小于碳膜电阻器的体积。
（4）现在用得最多的是色环电阻器，其电阻器上会有四条色环（还有三条、五条色环的电阻器），这些色环用来表示该电阻器的阻值大小和误差等级。对于非色环电阻器，在电阻器上会直接标出阻值等参数。
（5）普通电阻器外表基色通常是彩色的，有绿色的，有黄色的等。
（6）电阻器的阻值大小与它的体积大小之间没有联系，阻值大的电阻器不一定体积大，体积很小的电阻器阻值也可能很大。
（7）贴片电阻器的特点是：这种元器件没有引脚，体积甚小，为长方形块状，它的两端有两个电极，相当于普通电阻器中的两根引脚，主要用于一些小型化的电子设备中，如用于MP3播放机中。贴片电阻器安装时与普通的电子元器件也不同，它安装在电路板的背面，直接与铜箔线路相焊接，如图3-4所示。
图3-4 贴片电阻器安装示意图
3.1.3 电阻类元器件扫描
【电阻类元器件】
图3-5所示是电阻类元器件一览表。通过这一图可以了解电阻类元器件的种类。本章所讲述的是普通电阻器，精密电阻器只是阻值更为精密，其他与普通电阻器相同。
图3-5 电阻类元器件一览表
【延伸阅读】识别电阻类元器件
表3-4所示是电阻类元器件实物图解说。
表3-4 电阻类元器件实物图解说
续表
3.1.4 解说普通电阻器电路符号识图信息
电子元器件的电路符号中含有许多对电路分析有益的识图信息，掌握电子元器件电路符号的识图信息，分析电路就会轻松点儿。
【认识普通电阻器电路符号】
图3-6所示是普通电阻器电路符号图解示意图。在电路分析中，为了表述方便将电阻器简称为电阻，例如电阻R1。
图3-6 普通电阻器电路符号图解示意图
电路图中会出现R1、R2、R3，这其中的1、2、3是电阻器在电路图中的编号，以便在一张电路图中区别这些电阻器（电容器等其他元器件也是这样区别的）。整机电路复杂时，在R前加上编号，方便寻找相应电阻器，例如1R1、2R1中R前面的1、2分别表示这两个电阻在不同的电路系统中。
举例
1R1、1R2 是整机电路同一个电路系统中的电阻器，2R1、2R2 是另一电路系统中的电阻器，通过这一标注可以方便地知道哪些元器件是同一个电路系统中的，哪些不是同一电路系统中的。
【普通电阻器电路符号的延伸阅读】
表3-5所示是普通电阻器电路符号的延伸阅读解说。
表3-5 普通电阻器电路符号的延伸阅读解说
【解说电阻器电路符号识图信息】
表3-6所示是电阻器电路符号识图信息解说。
表3-6 电阻器电路符号识图信息解说
3.1.5 解说普通电阻器参数识读方法
在电路设计和故障检修中，主要是识读电阻器的标称阻值参数和误差参数，在有功率要求的场合下还要识读额定功率参数等。
在故障检修中，如果更换损坏的电阻器时，需要识读它的标称参数。如果电阻器上的标称参数标注被损坏，则需要用万用表测量标称阻值，其具体方法将在后面章节中详细介绍。
【解说电阻器标称阻值系列】
在使用中，我们最关心的是电阻器的阻值有多大，这一阻值称为电阻器的标称阻值。例如，某电阻器标称阻值是9.1kΩ。
为了使用的需要，生产厂家需生产很多种阻值的电阻器。为了方便生产和使用，国标规定了一系列阻值作为产品的标准，即标称阻值系列。
表3-7所示是我国E6、E12和E24电阻器标称阻值系列解说。
表3-7 我国E6、E12和E24电阻器标称阻值系列解说
从表3-7可以看出E12系列中找不到 1.1×10n电阻器，只能在 E24 系列中找到它。表中各数×10n可得到不同的电阻值。
举例
1.1×10n（n=3）为1.1kΩ；1×10（n=1）为10Ω。n是正整数或负整数。
【解说电阻器允许偏差参数】
在电阻器生产过程中，由于技术原因不可能生产出与标称阻值完全一致的电阻器，不可避免存在着一些偏差。所以，规定了一个允许偏差参数。
常用电阻器的允许偏差为±5%、±10%、±20%。精密电阻器的允许偏差要求更高，如±2%、±0.001%等。
【解说4环色标电阻器】
电阻器的主要参数（标称阻值与允许偏差）要标注在电阻器上，以便使用中识别。电阻器的参数主要有色标法和直标法两种，此外还有字母数字混标法。
电子电路中的电阻器主要采用色标法，因为所用电阻器的功率多为1/8W、1/16W，体积很小，只能采用色标法。如表3-8所示是4环表示法解说。
表3-8 4环表示法解说
表3-9所示是4色环色标法中色码的具体含义解说（也适用于色标电容器等）。
表3-9 4色环色标法中色码的具体含义解说
【解说5环色标电阻器】
精密电阻器采用5环色标的方法，如表3-10所示是5环色标电阻器表示法解说。
表3-10 5环色标电阻器环表示法解说
表3-11所示是5环（精密）色标法中色码的具体含义解说。
表3-11 5环（精密）色标法中色码的具体含义解说
【电阻器色环识别绝招放送】
色标电阻器中的4条色环均匀分布在电阻器上，这时确定色环顺序的绝招是：
根据色码表可知，金色、银色色码在有效数中无具体含义，而只在允许误差中表示具体偏差值，所以金色或银色这一环必定为最后一条色环，根据这一点可以分辨各色环的顺序。
【解说电阻器直标法】
直标法主要用于体积较大（功率大）的电阻器上，它将标称阻值和允许偏差直接用数字标在电阻器上。例如，在某电阻器上标出1kΩ，允许偏差为±10%，显然这种表示方式方便了识别。
图3-7所示是直标法电阻器示意图。
图3-7 直标法电阻器示意图
【解说电路图中电阻器标称阻值】
在电路图中，能够识读电阻器参数的信息很少，只有电阻器的标称阻值。
如图3-8所示，R1和R2均在电路图中标出了标称值，在一些讲解电路工作原理的电路图中也可以不标出电阻器的标称阻值。
图3-8 电路图中电阻器标称识别示意图
3.1.6 解说普通电阻器参数运用
在实际使用中，关于电阻器的诸多参数运用说明几点。
（1）标称阻值始终是最关心的参数，它的大小关系到电阻器的电路功能效果，所以在更换电阻器时这是最主要的。
（2）误差参数关系到电阻器的阻值误差大小，不同误差等级中的同一标称值电阻器，其实际阻值可能相差较大。例如，一个误差为±20%的1k电阻器，它的实际阻值最小是800Ω，最大可能是1200Ω。另一个误差为±10%的1k电阻器其最小阻值是900Ω，最大为1100Ω。所以不同误差等级的电阻器之间不可以相互代替，否则可能由于阻值相差较大，而造成电路性能的改变。通过查看电阻器上的误差色环，可以了解电阻器的误差等级。
（3）额定功率的大小关系到电阻器在电路中是否能安全运用的大问题，如果额定功率小了，电阻器在电路中会发热；如果额定功率大了，电阻器体积大，且不经济。查看电阻器额定功率大小的方法是，同样材料的电阻器，体积大的额定功率大。
3.1.7 解说电阻器故障及修配方法
相对其他电子元器件而言，电阻器的故障发生率比较低。下列几种情况下电阻器故障发生率相对高一些：
（1）工作在高电压，特别是大电流场合下的电阻器容易发生故障，主要是出现烧坏现象。
（2）功率很小的电阻器因为体积小，容易折断，引脚也容易断。
【电阻器修复方法】
电阻器如果发生引脚断故障可以修复，方法是：将电阻器断掉引脚的一端用刀片刮干净，再用一根硬导线焊上，作为电阻器的引脚。
电阻器的其他故障通常不能修复，要做更换处理。
【解说电阻器选配原则】
尽可能选用原规格的电阻器。选配电阻器时，主要注意以下几点原则：
（1）标称阻值相同的情况，功率大的可以代替功率小的，但安装空间要足够装下新电阻。
（2）在无法配到原标称阻值情况下，采用并联或串联的方法来获得所需要的电阻。例如，需要一个5.1Ω电阻器，可用两只10Ω电阻器并联后代替5.1Ω电阻器。
（3）有功率要求的情况下，不仅要考虑串联、并联后的阻值，还要考虑串联、并联后的功率是否达到要求。
（4）熔断电阻器外形与普通电阻器十分相似，对这种电阻器不要用普通电阻器去代替。