电阻器是电子线路中应用最为广泛的元件之一,是具有电阻特性的电子元件,通常称为电阻,在电路中起分压、分流和限流等作用,在电路中用字母“R”表示。
电阻的基本单位为“欧姆”,简称“欧”,用希腊字母“Ω”来表示。除欧姆外,电阻的单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)等,其换算关系如下:
1 MΩ = 1 000 kΩ = 106 Ω;1 kΩ = 103 Ω
电阻的常用级数单位见表2−2。
表2−2 常用的级数单位
1.电阻器的分类
电阻器分为固定电阻器和可变电阻器(电位器)。常见的有碳膜电阻器、金属膜电阻器、合成膜电阻器、线绕电阻器、熔断电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器、可变电阻器等。
常见电阻器的电路符号和外形如图2−2和图2−3所示。
图2−2 常见电阻器的电路符号
图2−3 常见电阻器的外形
图2−3 常见电阻器的外形(续)
2.电阻器的主要技术参数
1)标称阻值
标称阻值是指在电阻器表面所标示的阻值。为了生产和选购方便,国家规定了阻值系列,目前电阻器标称阻值系列,即E6、E12、E24系列,其中E24系列最全。三大标称阻值系列取值见表 2−3。
表2−3 电阻器标称阻值系列
2)阻值允许误差
实际阻值与标称阻值的相对误差为电阻精度,允许相对误差的范围叫作允许偏差。普通电阻的允许偏差可分为±5%、±10%、±20%等,精密电阻的允许偏差可分为±2%、±1%、±0.5%、…、±0.001%等十多个等级。电阻的精度等级可以用符号表示,见表2−4。
表2−4 电阻的精度等级符号
3)额定功率
额定功率是指电阻器在正常大气压力及额定温度条件下,长期安全使用所能允许消耗的最大功率。电阻的额定功率系列见表 2−5。电阻的额定功率共分为 19个等级,常用的有1/20 W、1/8 W、1/4 W、1/2 W、1 W、2 W、5 W、10 W及20 W等。
表2−5 电阻器额定功率系列
在电路图中各种功率的电阻器采用不同的符号表示,如图2−4所示。
图2−4 电阻器额定功率在电路图中的表示方法
3.电阻器的识别
1)电阻器的型号命名
我国电阻器的型号命名由四部分组成:第一部分是产品的主称,用字母R表示;第二部分是产品的主要材料,用一个字母表示;第三部分是产品的分类,用一个数字或字母表示;第四部分是生产序号,一般用数字表示。
各部分的字母和数字的意义见表2−6,如RJ71为精密型金属膜电阻器、RYG1为高功率型金属氧化膜电阻、RS11为通用型实心电阻。
表2−6 电阻(位)器各部分的意义
2)电阻器的标识方法
(1)直标法。直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器的表面直接标出标称阻值和允许偏差的方法。对小于1 000的阻值只标出数值,不标单位;对kΩ、MΩ只标注K、M。精度等级标Ⅰ或Ⅱ级,Ⅲ级不标明。其优点是直观,易于判读。但数字标注中的小数点不易辨识,因此又采用文字符号法。
(2)文字符号法。文字符号法是将阿拉伯数字和字母符号按一定规律的组合来表示标称阻值及允许偏差的方法。其优点是认读方便、直观,多用在大功率电阻器上。
例如,5R1表示5.1 Ω,R表示欧姆(Ω);“56 K”表示56 kΩ,“5 K6”表示5.6 kΩ。K、M、G、T表示阻值单位和小数点的位置,K、M、G、T之前的数字表示阻值的整数值,之后的数字表示阻值的小数值。
误差等级所使用的字母及其含义见表2−4。
(3)色标法。色标法是用色环代替数字在电阻器表面标出标称阻值和允许误差的方法。其优点是标志清晰、易于看清,而且与电阻的安装方向无关。色标法有四环和五环两种,五环电阻精度高于四环电阻精度,阻值单位为 Ω。第一位色环比较靠近电阻体的端头,最后一位与前一位的距离比前几位间的距离稍远些。色环电阻各环的意义如图2−5所示。
① 四环电阻。第一、二位色环表示阻值的有效数字,第三位色环表示阻值的倍乘率,第四位色环表示阻值允许误差。
② 五环电阻。第一、二、三位色环表示阻值的有效数字,第四位色环表示阻值的倍乘率,第五位色环表示阻值允许误差。
电阻器的识别与检测
图2−5 色环电阻各环的意义
(a)四环电阻;(b)五环电阻
色环一般采用棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑、金、银、无色表示,它们的意义见表 2−7。(www.daowen.com)
表2−7 色环电阻器上色环的意义
例如,色环电阻表示的阻值及偏差如图2−6所示。
图2−6 色环电子标识的阻值及偏差
(4)数字标志法。用3位阿拉伯数字表示电阻器标称阻值的形式,一般多用于片状电阻器。因为片状电阻器体积较小,一般标在电阻器表面,其他参数通常省略。该方法的前两位数字表示电阻器的有效数字,第三位数字表示有效数字后面零的个数或10的幂数。但当第三位为9时,表示倍率为0.1,即10 − 1。
如 121 表示 12 × 101 = 120 Ω;202 表示 20 × 102 = 2 000 Ω。
电阻器的标志符号为100,表示有效数字为10,倍率为100,即为10 Ω。
电阻器的标志符号为759,表示有效数字为75,倍率为10 − 1,即为7.5 Ω。
此外,还有少数片状电阻器用4位数字标志电阻值。例如,电阻器的标志符号为6801,表示6.8 kΩ。4位数电阻值标志比3位数标志多了一位有效数字,第四位表示有效数字后零的个数,即倍率,其余与3位数标志法相同。
4.电位器的识别
1)电位器的概念
电位器是一种连续可调的电子元件,它靠电刷在电阻体上的滑动,取得与电刷位移成一定关系的输出电压。对外有3个引出端,其中两个为固定端,一个为滑动端(也称中间抽头),滑动端在两个固定端之间的电阻体上做机械运动,使其与固定端之间的电阻发生变化。
2)电位器的型号命名
电位器的型号命名由四部分组成:第一部分为电位器的代号,用一个字母W表示;第二部分为电位器的电阻体材料代号,用一个字母表示;第三部分为电位器的类别代号,用一个字母表示;第四部分为电位器的序号,用阿拉伯数字表示。
电位器电阻体材料代号表示的意义见表2−8。
表2−8 电位器电阻体材料代号表示的意义
电位器类别代号表示的意义见表2−9。
表2−9 电位器类别代号表示的意义
如WIW101为玻璃釉膜螺杆驱动预调类电位器。
3)电位器的标志
电位器的标志方法一般采用直标法,即用字母和阿拉伯数字直接将电位器的型号、类别、标称阻值和额定功率等标志在电位器上。
例如,WH112 470——合成碳膜电位器,阻值为470;WS−3A 0.1——有机实心电位器,阻值为0.1 Ω;WHJ−3A 220——精密合成碳膜电位器,阻值为220 Ω。
常见电位器实物如图2−7所示。
图2−7 常见电位器实物
4)电位器阻值变化规律
调整滑动端,电位器的电阻值将按照一定的规律变化。常见的电位器阻值变化规律有线性变化和非线性变化两种。
(1)线性电位器。线性电位器(X式)是指输出比Uc/Ur与行程比θ/H(θ为转角,H为总转角)成直线关系的电位器,即其阻值变化与转角成直线关系,电阻体上导电物质的分布是均匀的,故单位长度的阻值相等,每单位面积能承受的功率也相等,适用于要求调节均匀的场合。
(2)非线性电位器。非线性电位器是指输出比与行程比不成线性关系的电位器。它包括指数式电位器(Z式)、对数式电位器(D式)和其他函数规律变化(如正弦)的电位器。
① 指数式电位器是开始转动时,阻值变化较小,而在转角接近最大转角一端时,阻值的变化则比较陡。这种电位器单位面积允许承受功率不同,阻值较小一端,承受功率较大,适用于音量控制电路。
图2−8 电位器阻值变化规律
② 对数式电位器是开始旋转时,阻值变化很大,而在转角接近最大转角一端时,比较缓慢。这种电位器适用于要求与指数式相反的电路中,如音调控制电路和对比度控制电路。
电位器阻值变化规律如图2−8所示。
5.电阻(位)器的检测方法
电阻(位)器的检测一般用万用表进行测试,万用表有机械万用表和数字万用表,现在使用数字万用表较多,下面就以数字万用表测试方法为例加以介绍。
1)电阻器的检测
根据电阻器的标称阻值将数字万用表挡位旋钮转到适当的“Ω”挡位,选择测量挡位时尽量使显示屏显示较多的有效数字。黑表笔插在“COM”插孔,红表笔插在“VΩ”插孔,两表笔不分正负分别接在被测电阻器的两端,显示屏显示出被测电阻器的阻值。如果显示“000”表示电阻器已经短路;如果仅最高位显示“1”说明电阻器开路;如果显示值与电阻器上标称值相差很大,超过允许偏差,说明该电阻器质量不合格。
2)电位器的检测
(1)检测标称阻值。根据电位器标称阻值的大小,将万用表置于适当的“Ω”挡位,检测方法同固定电阻器。
(2)检测动端与电阻体的接触是否良好。万用表的一表笔与电位器的动端相接,另一表笔与任一固定端相接,慢慢旋转电位器的旋钮,从一个极端位置旋转到另一个极端位置,观察阻值是否从零(或标称值)连续变化到标称值(或零),中间是否有断路的现象。如果显示数值中间有不变或有显示“1”的情况,说明该电位器动端接触不良。
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