2.2　电阻器和电位器

电阻器简称电阻，它是所有电子装置中应用最广泛的一种元器件，也是最便宜的电子元器件之一。它是一种线性元器件，在电路中的主要用途有：限流、降压、分压、分流、匹配、负载、阻尼、采样等。电阻器常用符号R表示，电阻的国际单位为欧姆（Ω），常用的单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。图2-5所示为几种常用电阻器的外形。

电阻的单位换算关系为：1ΜΩ=103kΩ=106Ω。

电位器是一种可调电阻器，它有3个引出端，其中两个引出端为固定端，另一个引出端为滑动端，滑动端可以在固定端电阻体上做机械运动，使其与固定端之间的电阻发生变化，电位器的图形符号及外形如图2-6所示。

2.2.1　电阻器和电位器的命名与种类

1.电阻器和电位器的命名

电阻器、电位器的型号一般由下列五部分组成，各部分用字母或数字表示，如图2-7所示。

第一部分是主称，用字母表示，R表示一般电阻器，W表示电位器，M表示敏感电阻器。

第二部分是材料，用字母表示，不同字母表示的含义如表2-5、表2-6所示。

第三部分是分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示见表2-5。

第四部分是序号，用数字表示。

第五部分是区别代号，用字母表示。

当电阻器（电位器）的主称、材料特征相同，而尺寸、性能指标有差别时，在序号后用A、B、C、D等字母予以区别。例如：

【示例1】精密金属膜电阻器。

【示例2】220kΩ单联合成碳膜电位器。

【示例3】微调47kΩ有机实芯电位器。

2.电阻器和电位器的种类

（1）电阻器的种类。电阻器的种类很多，通常有固定电阻器、可调电阻器和敏感电阻器。按电阻器结构和材料不同，可分为线绕电阻器和非线绕电阻器、功率型线绕电阻器等。非线绕电阻器有碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属玻璃铀电阻器、有机合成实芯电阻器、无机合成实芯电阻器等。

（2）电位器的种类。电位器可按材料、用途、阻值变化规律、结构特点、驱动机构运动方式等因素进行分类，如表2-7所示。

2.2.2　电阻器的主要参数及标志方法

1.电阻器的主要参数

电阻器的主要技术指标有额定功率、标称阻值、精度、温度系数、非线性度、噪声系数等项。一般情况下，电阻器只标明阻值、精度、材料和额定功率几项；对于额定功率小于0.5W的小电阻器，通常只标注阻值和精度，其材料及额定功率通常由外形尺寸和颜色判断。电阻器的主要参数通常用色环或文字符号标出。

（1）额定功率。电阻器的额定功率是指其在电路中长时间连续工作不损坏，或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率，是电阻器在电路中工作时允许消耗功率的限额。选择电阻器的额定功率，应该判断它在电路中的实际功率，一般额定功率是实际功率的1.5～2倍以上。电阻器的额定功率系列如表2-8所示。

在电路图中，标有电阻器额定功率的电阻符号如图2-8所示。

（2）标称阻值。标称阻值是电阻器的主要参数之一，不同类型的电阻器，阻值范围不同；不同精度等级的电阻器，其数值系列也不同。在设计电路时，应该尽可能选用阻值符合标称系列的电阻器。电阻器的标称阻值，用色环或文字符号标示在电阻器的表面。

（3）精度。阻值精度是指与标称阻值的相对误差。允许相对误差的范围叫作允许误差（允许偏差、精度等级）。普通电阻器的允许误差可分为±5％、±10％、±20％等，精密电阻器的允许误差可分为±2％、±1％、±0.5％、…、±0.001％等10多个等级。

（4）温度系数。指电阻器的电阻值随温度变化的情况。一般情况下，应该采用温度系数较小的电阻器；而在某些特殊情况下，则需要使用温度系数大的热敏电阻器，这种电阻器的阻值随着环境和工作电路的温度而敏感地变化。它有两种类型：一种是正温度系数型；另一种是负温度系数型。

2.电位器的主要参数

电位器技术指标的参数很多，但一般来说主要可分为标称阻值、额定功率、滑动噪声、分辨率、阻值变化规律、机械耐久性、机械零位电阻等。

（1）标称阻值。电位器的标称阻值是标在产品上的名义阻值，其系列与电阻的阻值系列相同。根据不同的精度等级，实际阻值与标称阻值的允许误差范围为±20％、±10％、±5％、±2％、±1％，精密电位器的精度可达到±0.1％。

（2）额定功率。电位器的额定功率是指两个固定端之间耗散的最大功率。一般电位器的额定功率系列为0.63W、0.125W、0.25W、0.5W、0.75W、1W、2W、3W；线绕电位器的额定功率比较大，大功率的可达到100W。应该特别注意，电位器的固定端附近容易因电流过大而烧毁，滑动端与固定端之间所能承受的功率要小于电位器的额定功率。

（3）滑动噪声。当电刷在电阻体上滑动时，电位器中心端与固定端之间的电压出现无规则的起伏，这种现象称为电位器的滑动噪声。它是由材料电阻率分布的不均匀性以及电刷滑动时接触电阻的无规律变化引起的。

（4）分辨率。分辨率是指电位器的阻值连续变化时，其阻值变化量与输出电压的比值。即电位器对输出量可实现的最精细的调节能力，称为电位器的分辨率。非线绕电位器的分辨率较线绕电位器的分辨率要高。

（5）阻值变化规律。调整电位器滑动端，其电阻值按照一定规律变化。常见的电位器阻值变化有线性变化（X型）、指数变化（Z型）和对数变化（D型）。根据不同的需要，还可制成按照其他函数（如正弦、余弦）规律变化的电位器。

（6）机械耐久性。它是表示电位器使用寿命的指标，通常以旋转（或滑动）多少次为标志。

（7）机械零位电阻。当电位器的滑动端处于机械零位时，滑动端与一个固定端之间的电阻应该是零。但由于接触电阻和引出电阻的影响，机械零位的电阻一般不是零。在某些应用场合，必须选择机械零位电阻小的电位器。

2.2.3　表面安装电阻器及电阻排（网络电阻器）

1.表面安装电阻器

表面安装电阻器按封装外形，可分为矩形片状和圆柱形两种，如图2-9所示。表面安装电阻器按制造工艺可分为厚膜型和薄膜型两类。

（1）矩形片状表面安装电阻器

矩形片状表面安装电阻器一般是用厚膜工艺制作的；基片大都采用陶瓷氧化铝（Al2O3）制成，具有较好的机械强度和电绝缘性。电阻膜采用（RuO2）制作的电阻浆印制在基片上，再经过烧制。通过改变电阻浆料成分或配比，得到不同的电阻值，也可以用激光在电阻膜上刻槽微调电阻值；由于（RuO2）的成本较高，近年来又开发出一些低成本的电阻浆料，如氮化系材料（TaN-Ta），碳化钨系材料（WC-W）和Cu系材料。在电阻膜的外面有一层保护层，采用玻璃浆印制在电阻膜上，经过烧结成釉状，所以片状元器件看起来都亮晶晶的。矩形片状电阻器的额定功率系列有：1W、1/2W、1/4W、1/8W、1/10W、1/16W。矩形片状电阻器的范围在0.1Ω～20MΩ之间，有各种规格。电阻值采用数码法直标在元器件上，阻值小于10Ω用R代替小数点，如8R2表示8.2Ω。0R为跨接片，电流容量不超过2A。

矩形片状电阻器是根据其外形尺寸的大小划分成几个系列型号的，现有两种表示方法，欧美产品大多采用英制系列，日本产品大多采用公制系列，我国这两种系列都可以使用。无论哪种系列，系列型号的前两位数字都表示元器件的长度，后两位数字表示元器件的宽度。矩形电阻器外形尺寸如表2-9所示。

（2）圆柱形表面安装电阻器

圆柱形表面安装电阻器可以用薄膜工艺来制作，在高铝陶瓷基柱表面溅射镍铬合金膜或碳膜，在膜上刻槽调整电阻值，两端压上金属焊端，再涂覆耐热漆形成保护层并印上色环标志。圆柱形表面安装电阻器外形与普通电阻器类似，可分为碳膜电阻器和金属膜电阻器两大类。其额定功率有1/8W、1/4W两种，对应规格分别为ф1.1×2.0mm、ф1.5×3.5mm、ф2.2×5.9mm，体积大的功率也大，其标志采用常见的色环标志法，参数与矩形片状电阻器相近。与矩形片状电阻器相比，圆柱形表面安装电阻器的高频特性差，但噪声和三次谐波失真较小，因此，多用在音响设备中。

2.排电阻器

排电阻器是一种将按一定规律排列的分立电阻器集成在一起的组合型电阻器，也称集成电阻器或电阻器网络。排电阻器有单列直插式、双列直插式和表面安装式3种外形结构，其内部电阻器的排列有多种形式。排电阻器的外形如图2-10所示。

2.2.4　电阻器与电位器的选用和质量判别

1.电阻的正确选用与质量判断

（1）电阻器的正确选用

在选用时，不仅要求其各项参数符合电路的使用条件，还要考虑外形尺寸和价格等多方面的因素。一般来说，电阻器应该选用标称阻值系列，允许误差多用±5％的，额定功率大约为在电路中的实际功耗的1.5～2倍以上。另外，还要仔细分析电路的具体要求，在那些稳定性、耐热性、可靠性要求比较高的电路中，应该选用金属膜或金属氧化膜电阻；如果要求功率大、耐热性好，工作频率又不高，则可选用线绕电阻器；对于无特殊要求的一般电路，可使用碳膜电阻器，以便降低成本。

（2）电阻器的质量判断

电阻器质量判别，首先要观看外表是否有外观质量缺陷，然后再用万用表直接测量电阻器两个引脚，若读数为无穷大或为零，表明电阻器已损坏；反之，则可以通过调整测量量程准确读出电阻器的阻值。对于热敏电阻器，应先预测一下室温下的阻值，然后用发热元器件（如灯泡、电烙铁等）靠近热敏电阻器对其加热，同时用万用表测量其阻值是否随温度的升高而变化。若不发生变化，则损坏；若阻值增大，则该热敏电阻器是正温度系数的热敏电阻器；若其阻值降低，则是负温度系数的热敏电阻器。热敏电阻器的测试方法如图2-11所示。

2.电位器的正确选用与质量判别

（1）电位器的合理选用。电位器的种类很多，用途各异，可根据电路特点及要求，查阅产品手册，了解性能，合理选用。特别是对于一些曾用过的旧电位器，必须要仔细检查其引出端子是否松动，接触是否良好可靠。对于不符合要求的电位器不能勉强凑合使用，否则将影响电路正常工作，甚至导制其他元器件损坏。

（2）电位器的测量。电位器质量判别如图2-12所示，首先找出标称阻值端，检测时可用万用表的R×1挡，分别测量3个引脚间的阻值，测得阻值与标称阻值相等的两个引脚（“1、3”引脚）为标称阻值端（固定引脚），另一个为中间引脚（“2”引脚）。若测得与标称值相差很大，则表示电位器已损坏。然后，可用万用表检查电位器活动臂（中间引脚）与电阻器片的接触是否良好，用万用表一个表笔接中间端（“2”引脚），另一表笔接固定引脚（“1或3”引脚），按逆时针或顺时针慢慢旋转电位器轴柄，观察万用表阻值。若万用表指针连续平稳变化，则电位器触点良好。否则该电位器触点有可能接触不良或电阻片碳膜涂层不均匀、电阻体磨损、有严重污染等。