硬件工程师之元器件学习—电阻一

1、电阻基本知识
- 1.1、定义
- 1.2、作用
- 1.3、电阻的分类
- - 1.3.1、普通电阻
  - 1.3.2、特殊电阻
- 1.4、电阻的标注
2、电阻器参数之电阻功率
3、直插式碳膜电阻和金属膜电阻的区分
- 3.1、碳膜电阻和金属膜电阻在性能上的区别
- 3.2、碳膜电阻和金属膜电阻从外观的区分方法
- 3.3、碳膜电阻和金属膜电阻鉴别方法
4、色环电阻的标称阻值与误差
5、实际读取色环电阻阻值的技巧

1、电阻基本知识

1.1、定义

电阻表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，电路符号为【R】,单位为欧姆【Ω】。

1.2、作用

① 降压、限流（最为常用）
② 滤波、延时（与电容配合使用）
③ 反馈电阻等

1.3、电阻的分类

电阻整体分为两大类：普通电阻和特殊电阻

1.3.1、普通电阻

普通电阻又分为定值电阻和可变电阻

定值电阻是指阻值确定的电阻，定值电阻中又有碳膜电阻、金属膜电阻、氧化膜电阻、水泥电阻以及绕线电阻。各类型电阻特性如下：

碳膜电阻的额定功率较小，一般为 1/8W — 2W，适合用于 70℃ 以下的环境；

金属膜电阻的功率也较小，一般为 1/8W — 3W之间，电阻的温度系数小（电阻温度系数指当温度每发生1℃的变化，电阻阻值发生的相对变化量），即温度变化的时候，电阻的阻值变化比较小。稳定性高，精密度高，噪声小，可在125℃以下的环境长期工作。一般比碳膜电阻体积小。

氧化膜电阻的耐热耐压性能好，比金属膜具有较好的抗氧化性和脉冲过载特性及力学性能，但其阻值范围小，温度系数大，可作为小功率金属膜电阻的补充（为什么是小功率？因为它的温度系数大，功率大了温升后，对阻值影响大）。
水泥电阻的功率大，外形尺寸较大、耐震、耐湿、耐热及良好散热、低价格等特性。

绕线电阻的阻值精度极高，噪声小，稳定可靠，耐高温，170℃下仍能正常工作，但体积大、阻值较低，大多在100KΩ以下。

可变电阻是指阻值可以被改变的电阻，可变电阻有绕线电阻（通过绕制不同的轧数构成不同的阻值），滑线变阻器（通过改变线圈触点所包含的轧数来改变对应的阻值）以及电位器等。

1.3.2、特殊电阻

特殊电阻又分为保险电阻、热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻、气敏电阻以及排阻

保险电阻：又叫熔断电阻，它具有双重功能，在正常情况下具有普通的电阻特性，一旦电路因故障引起电压升高、电流增大，保险电阻就会在固定的时间内熔断，从而达到保护其它元器件的目的。

热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻、气敏电阻可制作成不同的传感器用于检测所需的信息

排阻是把按一定规律排列的分立电阻集成在一起的组合型电阻，也称集成电阻，具有体积小、规整化、精密度高等特点。

1.4、电阻的标注

直标法是将电阻的类别、标称电阻值、允许偏差、额定功率及其他参数直接标在电阻的表面。

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。

色环标注法小功率的电阻多数情况下用色环表示，特别是 0.5W 以下的碳膜和金属膜电阻使用较为普遍，色环电阻的色环可以分为三环、四环、五环 3 种。

最直接的方式是使用万用表测量

2、电阻器参数之电阻功率

额定功率指在长期连续负荷而不损坏或基本不改变性能的情况下，在电阻器上允许消耗的最大功率。当超过额定功率时，阻值会发生改变，严重时还会烧坏电阻器。

电阻器功率的选用为保证使用的安全性，一般选电阻的额定功率比它在电路中消耗的功率高1~2倍。额定功率分19个等级，常用的有 1/20W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W等。
在电路图中非绕线电阻的额定功率的符号如图所示：

普通电阻的额定功率随电阻尺寸的增大而增大。大功率电阻器的额定功率往往直接标在电阻器上。
额定功率为 0.05W ~ 2W 的小功率电阻器一般不标出功率，可查阅对应数据手册说明。

3、直插式碳膜电阻和金属膜电阻的区分

碳膜电阻在瓷管上镀一层碳，将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上形成一层碳膜。改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。碳膜电阻成本较低，性能一般。

金属膜电阻用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面，使瓷棒表面形成一层导电金属膜。通过刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。这种电阻和碳膜电阻相比，同功率情况下体积小，但成本较高。

3.1、碳膜电阻和金属膜电阻在性能上的区别

1）碳膜电阻具有负温度系数，而金属膜电阻具有较小的正温度系数；
2）碳膜电阻的精度一般不是很高，而金属膜电阻精度比碳膜电阻高，但是由于现在工艺的提高，这种说法越来越不被提倡；
3）碳膜电阻性能稳定、阻值范围宽、温度系数低，是目前广泛一样的电阻器。
金属膜电阻比碳膜电阻的精度更高，稳定性更好，噪声和温度系数小。仪器仪表及通讯设备中大量采用。

3.2、碳膜电阻和金属膜电阻从外观的区分方法

1）碳膜电阻外观多为土黄色或者粉红色，而金属膜电阻外观大多数是蓝色；（微型电阻过去的国标是按颜色区别，金属膜电阻用红色，碳膜电阻用绿色）

2）碳膜电阻有四个色环，而金属膜电阻有五个色环。
由于工艺的提高和假金属膜的出现，以上两种方法有时候并不是绝对，一般情况下只可以进行简单区分。

3.3、碳膜电阻和金属膜电阻鉴别方法

1、破漆法：用刀片刮开保护漆，露出保护膜颜色若是黑色则为碳膜电阻；若为亮白色泽为金属膜电阻。
2、测量法：由于金属膜电阻的温度系数比碳膜电阻小得多，所以可以用万用表测电阻的阻值，然后用烧热的电烙铁靠近电阻，如果阻值变化很大，则为碳膜电阻，反之则为金属膜电阻。

4、色环电阻的标称阻值与误差

初学阶段用到最多的端子应当属直插式金属膜电阻或碳膜电阻，它们基本上都是色环电阻,即：用电阻体上不同颜色的圆环来表示电阻的标称阻值和误差。因此，一定要先学会读电阻上的色环。利于快速找到自己想要的电阻阻值，提高效率，同时也是电子领域一项基本的技能。
色环电阻比较常见的有五环电阻和四环电阻。在电阻体上有四个颜色环的为四环电阻，有五个颜色环的为五环电阻。
对于金属膜电阻有普通电阻和精密电阻之分，普通电阻一般是用四色环表示，精密电阻一般用五色环表示。

四环电阻各色环的含义：
第一环是数据位的十位数，第二环是个位数，，第三环是应乘10的次幂（颜色所对应的数字），第四色环是误差率。

五环电阻各色环的含义：
第一环是数据位的百位数，第二环是十位数，，第三环是个位数，第四环是应乘10的次幂（颜色所对应的数字），第五色环是误差率。

5、实际读取色环电阻阻值的技巧

知道了色环电阻的识别方法，这些电阻你能不能都会识别呢？
在实践中发现：
有些色环电阻的排列顺序往往不容易区分，容易读错。特别是色环从电阻的哪头儿开始识别，初学的朋友在读色环电阻的阻值时可能感到比较困惑。为此，总结了如下3个技巧：
**技巧1：先找误差色环，再从另一侧顺序读取阻值环。表示误差最常用的色环颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般较少用作电阻色环的第一环，所以再电阻上只要有金环或者银环，就可以基本确定电阻的误差环。

技巧2：棕色环是否为误差色环的判别。棕色环既常用作误差环，又常作为阻值的数字环，且常常再第一环和最后环同时出现，此时很难识别谁是第一环。在实践中，通常按照色环之间的间隔加以判别。

技巧3：在色环间距不容易区分的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来进行判别。电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192六大系列，分别适用于允许偏差为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%和±0.5%的电阻器。其中E24系列为常用数系，**E48、E96、E192系列为高精密数系。首先正反两个方向识别阻值的大小和误差范围，然后根据大小及误差判断是否属于正常系列。当然这种方法也又特例，因此，对于这种情况建议还是使用万用表进行直接测量为好。
比如若一个电阻的正向读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为 100X10000 = 1MΩ，误差为 1%，属于正常的电阻系列值；反向读序：棕、黄、黑、黑、棕，其值为 140X1=140Ω，误差为 1%。这两种在E96系列都能找到，此时只能求助万用表加以区分了。

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