理论教育 电阻及电阻率:材料分类和色环表示法

电阻及电阻率:材料分类和色环表示法

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:电阻的单位是欧[姆],用符号Ω表示。表1-3-1几种常用材料的电阻率物体按照其导电性能好坏可分为导体、绝缘体和半导体三大类,各种材料的导电性能可用电阻率表示。图1-3-3两种色环电阻阻值的标注普通电阻器用4个色环表示其阻值和允许偏差。

电阻及电阻率:材料分类和色环表示法

1.基本概念

电流通过导体时,由于自由电子运动中不断与导体内的原子、分子发生碰撞,以及自由电子相互之间的碰撞,都会使其运动受到阻碍,这种导体对电流的阻碍作用就称为电阻,用字母R或者r表示。

电阻的单位是欧[姆],用符号Ω表示。除了欧[姆]之外,常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。它们之间的换算关系是

1 kΩ=103 Ω

1 MΩ=103

2.电阻定律

实验证明,在温度一定时,导体的电阻与导体长度成正比,与导体横截面积成反比,还与导体的材料有关。导体的电阻可用下式表示,即

式中 R——导体电阻,Ω;

L——导体长度,m;

S——导体横截面积,m2

ρ——导体的电阻率,Ω·m。

电阻的倒数称为电导,用字母G表示,其定义式为

电导的单位是西门子,用S表示。电导G用来表示导体的导电能力,G越大表示材料的导电能力越强,G越小表示材料的导电能力越弱。

表1-3-1列出了几种常用材料的电阻率。由表1-3-1可以看出,银的导电性最好,但是由于银的价格昂贵,用它作导线太不经济,因此目前多用铜和铝来作导线。又因为自然界中的铝矿蕴藏丰富,价格便宜,所以在很多场合常用铝代替铜作导线。

表1-3-1 几种常用材料的电阻率

物体按照其导电性能好坏可分为导体、绝缘体和半导体三大类,各种材料的导电性能可用电阻率表示。一般导体材料的电阻率在10-8~10-6 Ω·m范围内;绝缘体的电阻率在106~1016 Ω·m范围内;半导体的电阻率介于上述两者之间。(www.daowen.com)

3.常见电阻器

在电子线路中,电阻器(简称电阻)是使用最多的元件之一。常用的电阻器种类很多,按照其结构不同可分为固定电阻器、可变电阻器和微调电阻器。常见的电阻器主要有碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器和线绕电阻器等,如图1-3-1所示。

图1-3-1 常见电阻器外形

(a)碳膜电阻器;(b)金属膜电阻器;(c)金属氧化膜电阻器

可变电阻器是一种常见的可调电子元件,常用于需要调节电阻大小的场合,通过调节电阻的大小达到调节电位的目的,故又称为电位器,如用于调节收音机音量大小的电位器。电位器一般是由一个电阻和一个转动或滑动装置组成,当其滑动臂的接触刷在电阻上滑动时,就能连续改变滑动臂与电阻两端间的电阻值。如果是调节阻值范围很小的可变电阻器,则称为微调电阻器(微调电位器)。图1-3-2所示为几种常见的电位器。

图1-3-2 常见电位器

(a)普通电位器;(b)带开关电位器;(c)微调电位器

4.电阻器常用标注方法

电阻器常用的标注方法有直标法和色环法两种。

(1)直标法。直标法就是把元件的主要参数直接印制在元件的表面上,这种方法主要用于功率比较大的电阻器。如,在电阻值为680 Ω的电阻上标有“6.8”或“6 R8”的字样,在电阻值为6.8 kΩ的电阻上标有“6.8 k”或“6 k8”的字样。

(2)色环法。随着电子元器件的不断小型化,使得电阻器的体积越来越小,已经很难在电阻上标记数字了,因此,目前小功率的电阻器广泛使用色环法。色环法就是用不同的颜色环标在电阻上表示不同的数字,通过颜色的不同来表示电阻值和精度的方法。一般用背景颜色区别电阻器的种类:浅色(淡绿色、淡蓝色、浅棕色)表示碳膜电阻器,红色表示金属或金属氧化膜电阻器,深绿色表示线绕电阻器等。一般用色环表示电阻器阻值的数值及精度,如图1-3-3所示。

图1-3-3 两种色环电阻阻值的标注

普通电阻器用4个色环表示其阻值和允许偏差。第一、第二环表示有效数字,第三环表示倍率(乘数),与前三环距离较大的第四环表示精度。精密电阻器通常采用5个色环。第一、第二、第三环表示有效数字,第四环表示倍率,与前四环距离较大的第五环表示精度。有关色码标注的定义见表1-3-2。

表1-3-2 色码标注的定义

例如,有一只外表标有蓝、灰、橙、金4个色环的电阻,其阻值大小为68×1 000=68(kΩ),允许偏差为±5%。

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