电阻器基础知识

2009-3-19 15:16:34 6595

0 电阻器基础知识电阻器 1.电阻器的作用与分类在电路中，电阻器上电压降U、电阻器的电阻值Ｒ、流过电阻器的电流Ｉ之间关系满足欧姆定律U=RI。电路中常将电阻器进行串、并联连接，在电路中实现分压、限流、分流，得到所需要的电压和电流。电阻器的种类繁多，结构形式各有不同，分类方法也多种多样。一般根据电阻器的结构和特性，可分为固定电阻器、可变电阻器和特种电阻器三大类。每一类又可细分为多种类型，图1-3中给出了电阻器分类，一些还可细分。几种固定电阻器的外形和特点如表1-4所示。 2.电阻器、电位器的型号和命名方法电阻器的字母符号用Ｒ表示。根据国家标准GB2470-81《电子设备用电阻器、电容器型号命名方法》规定，电阻器、电位器的型号一般由四部份组成，各部分的含意如表1-5所示。例如：RJ72--R表示（主称）电阻器，J表示（材料）金属膜，7表示（分类）精密电阻，2表示生产序号，整个符号表示精密金属膜电阻器。又如：RTX--R表示电阻器，T表示碳膜，X表示小型电阻器。光敏型电位磁敏型电位直滑式电位器旋转式电位器电阻器线绕电位器薄膜型电位器合成材料电位直线型电位器函数型（指数、对数……）步进型电位器带开关电位器抽头式电位器单联电位器锁紧型电位器多联电位器普通型电位器微调型电位器精密型电位器功率型电位器专用型电位器步进型电位器电位器??可变电阻器?? 接触式电位器非接触式电位数字式电位器按电阻体材料分类按阻值变化分类按调节方式分类按结构特点分类按用途要求分类按材料分按用途分按外型分普通固定电阻线绕电阻薄膜型电阻敏感电阻特种电阻 …… 合成电阻通用型电阻高压电阻高频无感电管形电阻方形电阻片状电阻集成电阻园柱形电阻热敏电阻光敏电阻压敏电阻气敏电阻熔断电阻湿敏电阻图1-3 电阻器的分类 3.电阻器的主要参数在电阻器的使用中，必需正确应用电阻器的参数。电阻器的性能参数包括标称阻值及允许偏差、额定功率、极限工作电压、电阻温度系数、频率特性和噪声电动势等。对于普通电阻器使用中最常用的参数是标称阻值和允许偏差，额定功率。 ⑴标称电阻值和允许偏差每个电阻器都按系列生产,有一个标称阻值。不同标称系列，电阻器的实际值在该标称系列允许误差范围之内。例如，Ｅ24系列中一电阻的标称值是1000欧，Ｅ24系列电阻的偏差是5%，这个电阻器的实际值可能在950～1050欧范围之内的某一个值，用仪表测得具体的阻值就是这个电阻的实际值。表1-4 几种固定电阻器的外形和特点名称碳膜电阻（RT）金属膜电阻（RJ）线绕电阻（RX）金属氧化膜（RY）水泥电阻片状电阻（RL）集成电阻（B-YW）外型结构陶瓷管架上高温沉积碳氢化合物电阻材料，通过厚度和刻槽控制阻值，表面涂有保漆。陶瓷管架上用真空蒸发或烧渗法形成金属膜（镍铬合金），表面涂有保漆。合金丝（康铜、锰铜或镍铬合金）绕在瓷管架上，表面涂有保护漆或玻璃釉。金属盐溶液在陶瓷管架上水解沉积成膜而成。将电阻线绕於无咸性耐热瓷件上或用氧化膜电阻等，用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成。。采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发制成采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发或溅射而成的高精度电阻网络。阻值及功率 1Ω～10MΩ 0.125W～10W 1Ω～620MΩ 0.125W～5W 0.1Ω～5MΩ 0.125W～500W 1Ω～1MΩ 25W～50KW 1Ω ～200KΩ 0.5W～50W 1Ω～1MΩ 1/32W～3W 51Ω ～33KΩ 特点稳定，电压频变化影响小，负温度系数，价廉。耐热，稳定性和温度系都优于碳膜，体积小，精度高，可达0.5%～0.05%。低噪声，高线性度，温度系数小，稳定度高，工作温度可达315℃。抗氧化性和耐高温，高温下热稳定性优于金属膜。具有耐高功率、散热性好、稳定性高等特点体积小、无引脚，高精度、高稳定、温度系数小，高频特性好。高精度、高稳定、低噪声、温度系数小，高频特性好。应用民用低挡电子产品。要求较高的电子产品。大功率，高稳定性，高温工作场合。补充金属膜大功率及低阻值部分。用于电源和功率电路中的分流和降计算机、通信及家用电器、精密仪计算机、仪器、仪表及特殊要求压。器、仪表等。电路。在要求电阻偏差小的电路中，可选用Ｅ48、Ｅ96、Ｅ192精密电阻系列，在电阻器的使用中，根据实际需要选用不同精密度的电阻，一般来说误差小的电阻温度系数也小，阻值稳定性高。电阻的单位是欧姆，用符号Ω表示。还常用千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）等单位表示。单位之间的换算关系是： 1ＭΩ＝1000ＫΩ＝1000000Ω ⑵电阻器的额定功率电阻器在电路中实际上是个将电能转换成热能的元件，消耗电能使自身温度升高。电阻器的额定功率是指在规定的大气压和特定的温度环境条件下，长期连续工作所能呈受的最大功率值。电阻器实际消耗的电功率Ｐ等于加在电阻器上的电压与流过电阻器电流的乘积，即Ｐ＝ＵＩ。电阻器的额定功率从0. 05Ｗ至500Ｗ之间数十种规格。在电阻的使用中，应使电阻的额定功率大于电阻在电路中实际功率值的1.5～2倍以上。表1-5 电阻器和电位器的命名方法第一部份第二部份第三部份第四部份用字母表示主称用字母表示电阻体材料用数字或字母表示分类符号意义符号意义符号意义用数字表示序号 R W M 电阻器电位器敏感电阻 T J H P U I Y S X N C G 碳膜金属膜合成膜硼碳膜碳膜玻璃釉膜氧化膜有机实芯线绕无机实芯化学沉积膜光敏 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G T X Z W D 普通型普通型超高频高阻型高温型精密型高压、特殊函数特殊型高功率可调小型正温度系数微调多圈用一位数或无数字表示在电路图中，电阻的额定功率常用图1-4所示符号表示。大于1 Ｗ的电阻器也常在电阻符号中用阿拉伯数字加单位表示或在电路图中进行说明，如25Ｗ。 25W 1/8W 1/4W 1/2W 1 W 2 W 5 W 10W 25W 图1-4 电阻器额定功率的图形符号在现代电子设备中，还常用到如水泥电阻和无引脚的片状电阻等新型电阻器。水泥电阻体积小，功率较大，在电路中常作降压或分流电阻。片状电阻有两种类型，厚膜片状电阻和薄膜片状电阻。目前常用的是厚膜电阻，如国产ＲＬ11系列片状电阻。片状电阻的特点是体积小，重量轻，高频特性好，无引脚采用贴焊安装。除此之外，还有集成电阻（排阻）。 4.几种特殊电阻 ⑴保险电阻：又叫熔断电阻器，在正常情况下起着电阻和保险丝的双重作用，当电路出现故障而使其功率超过额定功率时，它会像保险丝一样熔断使连接电路断开。保险丝电阻一般电阻值都小(0.33Ω～10KΩ)，功率也较小。保险丝电阻器常用型号有：RF10型、RF111-5 保险丝电阻器的符号型、RRD0910 型、RRD0911 型等。常见保险丝电阻器外形和符号如图 1-5 所示。司保险丝电阻电路符号 ⑵敏感电阻器：是指其电阻值对于某种物理量（如温度、湿度、光照、电压、机械力、磁通值增大，称之为正温度系数（PTC）热敏电阻，彩色电视机中的消磁电阻就是典型的正温度系数的热敏电阻。温度升高阻值下降，阻值明显理制造而成，当外加电压施加到某一临界值时，和几种常用敏感电阻的电路符号如图 1-6 示。 (a) (b) (c) 电路符图 (c)部分外国公 (a)保险丝电阻外形 (b) 、以及气体浓度等）具有敏感特性，当这些物理量发生变化时，敏感电阻的阻值就会随物理量变化而发生改变，呈现不同的电阻值。根据对不同物理量敏感，敏感电阻器可分为热敏、湿敏、光敏、压敏、力敏、磁敏和气敏等类型敏感电阻。敏感电阻器所用的材料几乎都是半导体材料，这类电阻器也称为半导体电阻器。热敏电阻的阻值随温度变化而变化，温度升高阻为负温度系数（NTC）热敏电阻。目前应用较多的是负温度系数热敏电阻，又可分为普通型负温度系数热敏电阻；稳压型负温度系数热敏电阻；测温型负温度系数热敏电阻等。光敏电阻是电阻的阻值随入射光的强弱变化而改变，当入射光增强时，光敏电阻的减小，入射光减弱时电阻值增大。压敏电阻器是利用半导体材料的非线性原电阻的阻值急剧变小，也称电压敏感电阻。常在电路中作保护元件，如彩电电源电路中就使用了压敏电阻。敏感电阻器的外形tu（b）（c）（d）图1-6 敏感电阻及常见敏感电阻电路符号 (a) 敏感电阻外型（b ）光敏电阻符号（ c）热敏电阻符号（d）压敏电阻符号 (a) 5.电位器可调电阻器就是电阻器的阻值可以在一定范围内调节变化，可分为微调电阻器和电位器两种。电位器在电阻体上有两个固定端和一个可在电阻体上滑动的滑动端构成，如图1-7(b)所示。滑动点在电阻体上滑动，从滑动端到固定电阻器仍一端之间的电阻值随滑动点移动而改变，从而实现阻值调节作用。一般的可变电阻器都有三条引脚，部分电位器还和开关装在一起，组成带开关的开关电位器。微调电阻器和电位器的电路符号如图1-7(c)所示。 ⑴电位器的类型电位器的分类如图1-3中所示，对某种类型还可有具体分类，如薄膜型可分为金属膜、金属氧化膜等。电位器随额定功率不同体积有大小之分，还有旋转轴柄有长柄、短柄之分。轴端形式也各有不同，电位器的轴端形式常用有：ZS-1光轴式，ZS-3带起子槽式，ZS-5铣平面式和ZS-13轴中开口式等，如图1-8示。 (a) 和微调电图1-7 电位器和微调电阻 (a)常见电位器和微调电阻 (b)普通电位器结构 (c) 电位器、微调电阻符号滑动触点电阻体接地端端 3 2 1 (c) 微调电阻电位器 (b) 电位器在旋转时，其相应阻值随旋转角度而变化（图1-9），按变化规律可分为Ｘ、Ｚ、Ｄ型。X型为直线式，其阻值按旋转角线性变化。这种电位器适于作分压、调节电流、电视机中场频调整等。Z型为指数式，其阻值按旋转角度按指数关系变化。它常使用在音量调节电路中，由于人耳对声音的听觉特性是接近于对数关系的，当音量从零开始逐渐变大的一段过程中，人耳对音量变化听觉最灵敏，当音量大到一定程度后，人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器，使声音变化听起来显得平稳、舒适。D型为对数式，其阻值按旋转角度成对数关系变化。适用在音调控制等电路。 Z型 X型 D型 100% 100% 转角变化阻值变化 ZS-1 ZS-3 ZS-5 ZS-13 图1-8电位器的轴端形式图1-9 电位器旋转角度与阻值关系微调电阻的阻值虽然可以象电位器一样进行调节，由于没有旋柄，调节不方便，所以，微调电阻用于需要调节，但又不需经常调节的电路中。在计算机、精密挡仪器、通讯设备和家用电器中，还用到无引脚片状或圆柱形等形状电位器，它具有体积小，重量轻，高频特性好，阻值调节范围宽，温度系数小，额定功率小等特点。 ⑵电位器的主要性能参数 ①电位器的标称阻值和允许偏差常用电位器有E6、E12系列。电位器的实际总阻值与标称阻值之间的最大允许偏差就是电位器的阻值精度。 ②电位器的额定功率电位器的额定功率的定义与电阻器的额定功率定义相似。根据国家标准的规定，电位器额定功率的标称系列如表1-6所示。表1-6 电位器额定功率标称系列（单位：Ｗ）电位器系列 0.025;0.05;0.25;0.5;1;1.6;2;3;5;10;16;25;40;63;100 线绕电位器 0.25;0.5;1;1.6;2;3;5;10;16;25;40;63;100 非线绕电位器 0.025;0.05;0.1;0.25;0.5;1;2;3 在电位器的选用中，除在参数上注意电位器的标称阻值和额定功率这两个参数外，还要考虑电位器的体积、轴长、轴端形式等方面的情况。数字电位器现在应用也逐步增多，在扩音机的音量调节中使用了步进式数字电位器。 6．电阻和电位器的检测 ⑴外观检查对于固定电阻首先查看标志清晰，保护漆完好，无烧焦，无伤痕，无裂痕，无腐蚀，电阻体与引脚紧密接触等。对于电位器还应检查转轴灵活，松紧适当，手感舒适。有开关的要检查开关动作是否正常。 ⑵万用表检测 ①固定电阻的检测用万用表的电阻挡对电阻进行测量，对于测量不同阻值的电阻选择万用表的不同倍乘挡。对于指针式万用表，由于电阻挡的示数是非线性的，阻值越大，示数越密，所以选择合适的量程，应使表针偏转角大些，指示于1/3～2/3满量程，读数更为准确。若测得阻值超过该电阻的误差范围、阻值无限大、阻值为0或阻值不稳，说明该电阻器已坏。在测量中注意拿电阻的手不要与电阻器的两个引脚相接触，这样会使手所呈现的电阻与被测电阻并联，影响测量准确。另外，不能带电情况下用万用表电阻挡检测电路中电阻器的阻值。在线检测应首先断电，再将电阻从电路中断开出来，然后进行测量。 ②保险丝电阻和敏感电阻的检测保险丝电阻一般阻值只有几到几十欧，若测得阻值为无限大，则已熔断。也可在线检测保险丝电阻的好坏，分别测量其两端对地电压，若一端为电源电压，一端电压为0伏，保险丝电阻已熔断。敏感电阻种类较多，以热敏电阻为例，又分正温度系数和负温度系数热敏电阻。对于正温度系（PTC）热敏电阻，在常温下一般阻值不大，在测量中用烧热的电烙铁靠近电阻，这时阻值应明显增大，说明该电阻正常，若无变化说明元件损坏，负温度系热敏电阻则相反。光敏电阻在无光照（用手或物遮住光）的情况下万用表测得阻值大，有光照表针指示电阻值有明显减小。若无变化，则元件损坏。 ③可变电阻和电位器的检测首先测量两固定端之间电阻值是否正常，若为无限大或为零欧，或与标称相差较大，超过误差允许范围，都说明已损坏；电阻体阻值正常，再将万用表一只表笔接电位器滑动端，另一只表笔接电位器（可调电阻）的任一固定端，缓慢旋动轴柄，观察表针是否平稳变化，当从一端旋向另一端时，阻值从零欧变化到标称值（或相反），并且无跳变或抖动等现象，则说明电位器正常，若在旋转的过程中有跳变或抖动现象，说明滑动点现电阻体接触不良。 ⑶用电桥测量电阻如果要求精确测量电阻器的阻值，可通过电桥（数字式）进行测试。将电阻插入电桥元件测量端，选择合适的量程，即可从显示器上读出电阻器的阻值。例如，用电阻丝自制电阻或对固定电阻器进行处理来获得某一较为精确的电阻值时，就必须用电桥测量自制电阻的阻值。 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