1.1 电阻器与电位器

1.1.1 常用电阻器

1.电阻器的特性

电子在物体内做定向运动时会遇到阻力，这种阻力称为电阻。具有一定电阻作用的元件称为电阻器（Resistor），习惯简称为电阻。由实验可知，物体电阻的大小与其长度L成正比，与其横截面积S成反比，用公式表示为R=ρL/S，式中的比例系数ρ 叫作物体的电阻系数或电阻率（Resistivity），它与物体材料的性质有关，在数值上等于单位长度、单位面积的物体在20℃时所具有的电阻值。

表1.1 列出了常用导体的电阻率。银、铜、铝等的电阻率比较小。因此，铜、铝被广泛用来制作导线；银的电阻率虽小，但由于价格昂贵，常用来制作镀银线；而有些合金如康铜、镍铬合金等电阻率较大，常用来制作电热器及电阻器的电阻丝。

不同材料的电阻率是不同的。相同的材料做成的导体，直径越大电阻越小，长度越大电阻越大。此外，导体的电阻大小还与温度有关。金属材料的电阻随着温度的升高而增加，呈现正温度特性；石墨和碳等非金属材料的电阻随着温度的升高而减小，呈现负温度特性。

2.电阻器与电位器的型号与命名方法

电阻器的种类很多，从构成材料上可分为有碳制电阻器（Carbon Resistor）、碳膜电阻器（Carbon Film Resistor）、金属膜电阻器（Metal Film Resistor）、绕线电阻器（Wire-Wound Resistor）等多种；从结构形式上可分为固定电阻器（Fixed Resistor）、可变电阻器（Variable Resistor）和电位器（Potentiometer）3种，它们在电路的符号如图1.1所示。

常用电阻器、电位器的外形如图1.2所示。国内电阻器和电位器的型号一般由4部分组成，各部分的确切含义如表1.2所示。

例如，RX22表示普通线绕电阻器；RJ75表示精密金属膜电阻器。

3.电阻的质量参数及电阻选用

电阻的主要参数包括电阻标称阻值、允许误差和额定功率，了解电阻的质量参数，可以合理地选用电阻。

（1）电阻的标称阻值和误差

标称阻值即电阻器表面所标的阻值（Nominal Resistance）。电阻值用符号R表示，国际单位是欧姆（Ω），有时也用千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）表示，它们之间的关系为

标称值有两种标识方法，一种是直接用数值标出，另一种体积小的电阻器则用色环或色点表示阻值。

① 直标法。直标法是在电阻体表面直接标识主要参数和技术性能的一种方法。电阻器直标法如图1.3所示。

② 文字符号法。文字符号法是将需要识别的主要参数和技术性能，用字母和数字符号两者有规律地组合起来，标识在电阻体表面的一种方法，如图1.4所示。

允许误差可用等级法标识时：0级表示±2%；Ⅰ级表示±5%；Ⅱ级表示±10%；Ⅲ级表示±20%。允许误差也用文字符号表示，各符号的含义如表1.3所示。

电阻标称值由字母和数字两种符号构成，字母表示电阻值单位，各字母的含义如表1.4所示。符号前面的数字表示整数阻值，符号后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。例如，4R7表示4.7Ω。

额定功率有两种标识方法：一种是2W以上的电阻，其功率直接用阿拉伯数字印在电阻体上；另一种是2W以下的电阻，其功率以自身的体积大小来表示。一般地，体积越大，其额定功率也相对较大。

各种功率的电阻器在电路图中的符号如图1.5所示。

③ 色标法。色标法是指利用电阻体表面不同颜色的色环标识电阻主要参数和技术性能的一种方法。固定电阻的色环一般采用4色环和5色环标识。

普通电阻用4个色环表示，其中第1、第2色环表示有效数字，第3色环表示倍乘数，第4色环表示误差，如图1.6（a）所示。

精密电阻用5色环表示，第1、2、3色环表示电阻的有效数字，第4色环表示倍乘数，第5色环表示允许误差，如图1.6（b）所示。

色环色点标识法的规则（又称色码标识法）如表1.5所示。

例如，用4色环表示阻值及误差的电阻器，4个环的颜色分别为黄、绿、红、银，则表示该电阻器电阻值为4500Ω，即4.5kΩ，误差为±10%。

电阻器的标称阻值不是随意选定的。为了便于工厂大量生产和使用者在一定范围内选用，国家规定出一系列的标称值。误差越小，电阻器的标称值越多，如表1.6所示。

将表1.6中标称值乘以10、100、1000等就可以扩大阻值范围。例如，表中的“2.2”包括2.2Ω、22Ω、220Ω、2.2kΩ、22kΩ、220kΩ、22MΩ 等这一阻值系列。在应用电路时要尽量选择标称值系列，无标称值时应该选相近值。

电阻器上的标称值只表示电阻器阻值在此标称值附近。如果用仪表测量，会发现它的实际值与标称值并不一定相同，这说明存在阻值误差。确切地说，阻值误差等于电阻实际值和标称值之差再除以标称值所得的百分数。电阻器的允许误差分三个等级：I级为±5%，II级为±10%，Ⅲ级为±20%。

（2）电阻的额定功率

电阻器在正常大气压及额定温度下，长期连续工作并能满足规定的性能要求时，所允许耗散的最大功率叫电阻器的额定功率（Rated Power）。

电阻器的额定功率也是采用标准化的额定功率系列值，其中线绕电阻器的额定功率系列为：3W、4W、8W、10W、16W、25W、40W、50W、75W、100W、150W、250W、500W。非线绕电阻器的额定功率系列为：0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W。电阻器上的负荷功率可由式（1.1）算出

（3）电阻的温度系数

当电流通过电阻时，电阻就会发热，使电阻的温度升高，它的阻值会随之发生变化。温度每变化 1℃时，阻值变化的欧姆数与原来的欧姆数之比，就叫作电阻的温度系数（Temperature Coefficient of Resistance）。温度系数越小，电阻越稳定。碳质电阻稳定性较差，碳膜电阻比较稳定，线绕电阻就更稳定。

1.1.2 电位器的检测

电位器（Potentiometer）的主要故障有：过流烧毁（导致开路）、变值断裂、引脚腐蚀、脱焊等。电位器还经常发生滑动触头与电阻片接触不良等现象。常用电阻器的检测方法如下。

1.观察外观

正常情况下，固定电阻外形端正，标识清晰，保护漆完好，颜色均匀，光泽好。帽盖与电阻体结合紧密无伤裂、折裂、腐蚀、烧焦现象。电位器旋转轴转动灵活，手感舒适，松紧适当。带开关的电位器开关动作自如，通断可靠。

2.用万用表欧姆挡检测

量程选择和调零是否正确，对测量的准确度影响极大。检测前，要先估测电阻器的电阻大小，选择适当的量程。并校准欧姆零位，原则上测量值显示尽可能靠近中心位置。欧姆调零后，将表笔接被测电阻的两引线测量，表针指示数乘上量程倍数，即为被测电阻的阻值。

将测量值与标识阻值比较，凡阻值超过允许误差范围的、内部短路阻值变小的、时断时通的和阻值变小的电阻均应丢弃不用。

对电阻器还需检测滑动头与电阻片接触是否良好。检测方法如图1.7所示，测量片1与测量片3两焊片间的电阻值，其阻值应与标称值相同。再分别测片2与片1或者片2与片3阻值，电位器缓慢旋转过程中，万用表指针移动平稳，没有出现停顿或跳动现象，说明检测滑动头与电阻片接触良好。检测电位器开关是否良好的方法如图1.8 所示，将万用表红、黑表笔与检测片4、5充分接触，然后缓慢旋转电位器开关，旋转过程中，万用表指针应不动，当听到“咔”声后，万用表指针指向零，表明电位器的开关良好。

3.用万用表电压挡检测

此法是在带电情况下，测量电阻两端电压，然后根据欧姆定律，分析电阻性能好坏。