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2.1 电阻器的识别与型号命名

2.1.1 电阻器的分类

电阻器在电子设备电路中约占元器件总数的30%以上,其质量的好坏对电路的稳定性有极大的影响。电阻器的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压,其次还可作为分流器、分压器和消耗电能的负载等。

电阻器按结构可分为固定式和可变式两大类。

固定式电阻器一般称为电阻,由于制作材料和工艺不同,可分为膜式电阻、实心式电阻、金属线绕电阻(RX)和特殊电阻等4种类型。

img膜式电阻:包括碳膜电阻RT、金属膜电阻RJ、合成膜电阻RH和氧化膜电阻RY等。

img实心式电阻:包括有机实心式电阻RS和无机实心式电阻RN。

img金属线绕电阻:用电阻丝绕在绝缘骨架上制成。

img特殊电阻:包括MG型光敏电阻和MF型热敏电阻。

可变式电阻器分为滑线式变阻器和电位器,其中应用最广泛的是电位器。

电位器是一种具有三个接头的可变电阻器,其阻值在一定范围内连续可调。

电位器的分类有以下几种。

按电阻体材料,电位器可分为薄膜和线绕两种。薄膜电位器又可分为WTX型小型碳膜电位器、WTH型合成碳膜电位器、WS型有机实心电位器、WHJ型精密合成膜电位器和WHD型多圈合成膜电位器等。线绕电位器的代号为WX。一般线绕电位器的误差不大于±10%,非线绕电位器的误差不大于±2%。阻值、误差和型号均标在电位器上。

按调节机构的运动方式,电位器可分为旋转式、直滑式。

按结构,电位器可分为单联、多联、带开关、不带开关等,开关形式有旋转式、推拉式、按键式等。

按用途,电位器可分为普通电位器、精密电位器、功率电位器、微调电位器和专用电位器等。

按阻值随转角的变化关系,电位器可分为线性电位器和非线性电位器,如图2.1所示。

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图2.1 电位器阻值随转角变化曲线

图2.1中:

imgX式(直线式):常用于示波器的聚焦电位器和万用表的调零电位器(如MF-20型万用表),线性精度为±2%、±1%、±0.3%、±0.05%。

imgD式(对数式):常用于电视机的黑白对比度调节电位器,特点是,先粗调后细调。

imgZ式(指数式):常用于收音机音量调节电位器,特点是,先细调后粗调。

X、D、Z一般都印在电位器上,使用时应注意。电阻器和电位器的电路图形符号如图2.2所示。常用电阻器的实物外形如图2.3所示。

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图2.2 电阻器和电位器的电路图形符号

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图2.3 常用电阻器的实物外形

常用电位器的实物外形如图2.4所示。

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图2.4 常用电位器的实物外形

2.1.2 电阻器的型号命名

电阻器的型号命名见表2.1。

表2.1 电阻器的型号命名

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示例:RJ71-0.125-5.1kI。

含义:精密金属膜电阻器,额定功率为1/8W,标称电阻值为5.1kΩ,允许误差为I级±5%。

2.1.3 电阻器的主要性能指标

1.额定功率

电阻器的额定功率是在规定的环境温度和湿度下,假定周围空气不流通,在长期连续负载不损坏或基本不改变性能的情况下,电阻器上允许消耗的最大功率。当超过额定功率时,电阻器的阻值将发生变化,甚至因发热而烧毁。为保证使用安全,一般选额定功率比在电路中消耗的功率高1~2倍。

额定功率分为19个等级,常用的有img、1W、2W、4W、5W等。在电路图中,非线绕电阻器额定功率的符号表示法如图2.5所示。

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图2.5 额定功率的符号表示法

实际中,应用较多的有img、1W、2W。线绕电位器应用较多的有2W、3W、5W、10W等。

2.标称阻值

标称阻值是产品标识的名义阻值,单位为欧(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。标称阻值见表2.2。

表2.2 标称阻值

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任何固定电阻器的阻值都符合表2.2中数值乘以10nΩ,n为整数。

3.允许误差

允许误差是指电阻器和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差,表示产品的精度。允许误差等级见表2.3。线绕电位器的允许误差一般小于±10%,非线绕电位器的允许误差一般小于±20%。

表2.3 允许误差等级

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电阻器的阻值和误差一般都用数字标识在电阻器上,一些合成电阻器的阻值和误差常用色环表示。色环颜色的意义见表2.4。阻值和误差的色环标识如图2.6所示。色环电阻可以分为四环和五环,通常为四环。其中,四环电阻前两环为数字,第三环表示前面数字再乘以10的n次幂,最后一环为误差;五环电阻前三环为数字,第四环表示前面数字再乘以10的n次幂,最后一环为误差。

表2.4 色环颜色的意义

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例如,四环电阻的色环颜色分别为棕、绿、红、金色,则阻值和误差分别为:R=(1×10+5)×102Ω=1500Ω,误差为±5%。

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图2.6 阻值和误差的色环标识

4.最高工作电压

最高工作电压是根据电阻器、电位器的最大电流密度、电阻体击穿及结构等因素所规定的工作电压限度。对阻值较大的电阻器,当工作电压过高时,虽功率不超过规定值,但内部会发生电弧火花放电,导致损坏。一般1/8W碳膜电阻器或金属膜电阻器的最高工作电压分别不能超过150V或200V。

2.1.4 电阻器的测试

测试电阻器的方法很多,可用万用表、电阻电桥直接测量,也可根据欧姆定律R=V/I,通过测量流过电阻器的电流I及电阻器上的压降U进行计算。

当测量精度要求较高时,采用电阻电桥来测量电阻器。电阻电桥有单臂电桥(惠斯通电桥)和双臂电桥(凯尔文电桥)。

当测量精度要求不高时,可直接用万用表测量电阻器。现以MF—20型万用表为例,首先将万用表的功能旋钮置Ω挡,选择合适量程,红、黑表笔短接,指针应指在0位;若不在0位,则进行零欧姆调节。调0后,即可将被测电阻器串接在两表笔之间,指针偏转,稳定后,可从刻度线上直接读出数值,再乘以量程,即可得到被测电阻器的阻值。当换量程时,必须再次调0。每换一个量程,都必须调0。

特别要指出的是,在测量电阻器时,不能双手同时触摸电阻器引脚或表笔笔尖,否则,人体电阻会与被测电阻器并联在一起,表头指示的数值就不单纯是被测电阻器的阻值了。

2.1.5 选用电阻器常识

根据电子设备的技术指标和电路的具体要求选用电阻器的型号和误差等级。

为了提高电子设备的可靠性,延长使用寿命,应选用额定功率大于实际消耗功率1.5~2倍的电阻器。

电阻器装配前应进行测量、核对,尤其装配在精密电子设备上时,需经人工老化处理,以提高稳定性。

非色环电阻应将标称值的标识朝上,以便于观察。

焊接电阻器时,电烙铁停留时间不宜过长。

电阻器的等效电路如图2.7所示。不同类型的电阻器,RLC有很大差异。线绕电阻本身是电感线圈,不能用于高频电路。薄膜电阻若刻有螺旋槽,则工作频率为10MHz左右,若未刻螺旋槽(如RY型),则工作频率更高。

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图2.7 电阻器的等效电路

当电路中将电阻器串联或并联而获得所需阻值时,应考虑额定功率。阻值相同的电阻器串联或并联,额定功率等于各个电阻器额定功率之和;阻值不同的电阻器串联时,额定功率取决于高阻值电阻器,并联时,额定功率取决于低阻值电阻器,且需计算后再应用。

2.1.6 电阻器和电位器的选用原则

电阻器的选用一般应遵循如下原则:

①金属膜电阻器稳定性好、温度系数小、噪声小,常用在要求较高的电路中。

②金属氧化膜电阻器有极好的脉冲、高频特性,常用在要求较高的电路中。

③碳膜电阻器温度系数为负数、噪声大、精度等级低,常用于一般要求的电路中。

④线绕电阻器精度高,分布参数较大,不适合高频电路。

⑤敏感电阻器又称半导体电阻,通常有光敏、热敏、湿敏、压敏、气敏等不同类型,可用作传感器,用来检测相应的物理量。

电位器选用的原则如下:

①在高频、高稳定性的场合,选用薄膜电位器。

②要求电压均匀变化的场合,选用直线式电位器。

③音量控制宜选用指数式电位器。

④要求高精度的场合,选用线绕多圈电位器。

⑤要求高分辨率的场合,选用各类非线绕电位器、多圈微调电位器。

⑥普通应用场合,选用碳膜电位器。