2.1.3 电阻器的识别与检测
电阻器简称电阻,英文名为Resistor,通常缩写为R,是具有两个引脚的无源电子元件,也是电路中最常用的元件,对交流、直流都有阻碍作用,常用于控制电路电流和电压的大小。电阻的单位为欧姆(Ω),常用单位有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),其换算关系为
1.电阻器的分类
电阻器的分类有多种,可以按照材料、结构、制造工艺、用途以及特殊用途进行分类,其分类如图2-8所示。
图2-8 电阻器的分类
2.电阻器的型号命名方法
电阻器的种类很多,根据国家标准规定,电阻器的型号一般由4部分组成,具体如图2-9所示。
图2-9 电阻器的型号组成
电阻器的型号命名意义如表2-2所示。
表2-2 电阻器的型号命名意义
【例2-1】请简要说明以下电阻器型号的含义:RJ71和RI40。
解:RJ71 表示精密金属膜电阻器:RI40 表示高阻型玻璃釉膜电阻器:
R——电阻器(第一部分)R——电阻器(第一部分)
J——金属膜(第二部分)I——玻璃釉膜(第二部分)
7——精密型(第三部分)4——高阻型(第三部分)
1——序号(第四部分)0——序号(第四部分)
3.电阻器的参数
电阻器的主要参数有标称阻值、额定功率、允许偏差、最高工作温度,最高工作电压、噪声参数及高频特性等。在挑选电阻器的时候,主要考虑其标称阻值、额定功率及允许偏差。如表2-3所示。
表2-3 电阻器的主要参数
电阻器的标称阻值系列确定为E6、E12、E24、E48、E96和E192系列,即允许偏差为±20%(M)、±10%(K)、±5%(J)、±2%(G)、±1%(F)和±0.5%(D)的电阻器。在一般的应用场合里,为了节约成本,常使用E6、E12、E24系列的电阻器,其标称阻值及其允许偏差如表2-4所示。
表2-4 电阻器的标称阻值系列及其允许偏差
4.电阻器阻值的标志方法
电阻器阻值的标志方法有直标法、数标法和色标法3种。
2.1.3 电阻器阻值的标志方法
(1)直标法
直标法往往标注在体积比较大的电阻上,是用数字及文字符号单位在元件表面上直接标出电阻器的主要参数和技术性能。如图2-10所示,该电阻器是标称值为390Ω、允许偏差为±5%、额定功率为50W的线绕电阻器。
(2)数标法
常用3位数字来表示电阻器的标称值,前两位数字为阻值的有效值,第三位数字表示倍率(10n),单位为Ω。但当电阻值小于10Ω时,以×R×(×代表数字)表示,R看作小数点,如“8R2”表示标称电阻为8.2Ω。该方法常见于贴片电阻或进口器件上。如图2-11所示,电阻器上的103,代表标称阻值为10×103Ω=10000Ω=10kΩ。
图2-10 电阻器阻值的直标法
图2-11 电阻器阻值的数标法
【思考】电阻器上标志“334”“222”“473”“105”“4R7”“R300”“0R22”以及“3R3”分别表示多大的电阻?
(3)色标法
将阻值和允许偏差用色环的方式标志在电阻器上。分为以下两种方法。
1)四色环标志法。普通电阻器采用四色环标志法,就是用4条色环表示电阻器的主要参数。其中,前两环表示阻值的有效数字,第三环表示倍率,最后一环为允许偏差。例如,一个四色环电阻器的色序为红红黑金,根据图2-12所示方法,其阻值为22×100=22Ω,误差为±5%。
2)五色环标志法。精密电阻器采用五色环标志法,就是用5条色环表示电阻器的主要参数。其中,前三环表示阻值的有效数字,第三环表示倍率,最后一环为误差。例如,一个五色环电阻器的色序为黄紫黑橙棕,根据图2-12所示方法,其阻值为470×103=470kΩ,误差为±1%。
从上面分析可以看出,色标法确定的电阻值与电阻上色环的排序是有关系的,那么如何确定色环顺序呢?在识别时,可运用如下技巧加以判断。
技巧1:先找标志允许偏差的色环,从而排定色环顺序。最常用的表示电阻允许偏差的颜色是:金、银、棕,尤其是金环和银环,一般不用作电阻色环的第一环,所以在电阻上只要任意端有金环或银环,就可以认定这是色环电阻的最末一环。
技巧2:棕色环是否是允许偏差标志的判别。棕色环既常用作允许偏差环,又常作为有效数字环,且常常在第一环和最末一环中同时出现,使人很难识别谁是第一环。在实践中,可以按照色环之间的间隔加以判别:比如对于一个五色环的电阻而言,第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些。同样对四色环的电阻而言,第四环和第三环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些,据此可判定色环的排列顺序。
技巧3:在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下,还可以利用电阻的标称值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是:棕、黑、黑、黄、棕,其值为:100×104Ω=1MΩ允许偏差为±1%,属于正常的电阻系列值,若是反顺序读:棕、黄、黑、黑、棕,其值为140×100Ω=140Ω,允许偏差为±1%。显然按照后一种排序所读出的电阻值,在电阻的生产系列中是没有的,故后一种色环顺序是不对的。
图2-12 电阻器阻值的色标法
技巧4:对于某些非常特别的电阻,自己无法通过以上方法判别和推算阻值的话,最有效的方法是利用万用表的电阻测试档位进行测试再加以比对,最终确定阻值。
【例2-2】已知一只五色环的电阻其色环序列为:红、黑、黑、棕、棕,请用电阻的色标法识别电阻的阻值。
解:五色环电阻的前三环为有效位,故依次写出颜色对应的有效值为:200;然后第四环数字代表为10的倍率,棕色即101,电阻的阻值则为
2.1.3 认识常见电阻器
最后一环代表允许偏差值,棕色表示±1%的允许偏差。所以该电阻为阻值2kΩ,允许偏差为±1%的电阻。
5.常见电阻器的外形及特点(见表2-5)
表2-5 常见电阻器的外形及特点
(续)
6.电阻器的选用
根据电路的具体要求,选择电阻器的类型、阻值、允许偏差和额定功率。例如,高频电路应选用高频电阻,小信号高增益放大电路应选用低噪声电阻器,而不能使用噪声较大的合成碳膜电阻器和有机实心电阻器。
线绕电阻器的功率较大、电流噪声小、耐高温、但体积较大。普通线绕电阻器常用于低频电路中作限流电阻器、分压电阻器,精密度较高的线绕电阻器多用于固定衰减器、电阻箱、计算机及各种精密电子仪器中。
另外,所选电阻器的额定功率要符合应用电路中对电阻器功率的要求,若电路要求的是功率型电阻器,则其额定功率可高于实际应用电路要求功率的1~2倍。
7.电阻器的检测
使用数字万用表对电阻器进行检测,具体方法请参考2.1.2节,将黑表笔插进“COM”插孔,红表笔插入到和“VΩ mA”插孔中,把旋钮拨到“Ω”中所需的量程,红黑表笔接在电阻两端的金属部位,测量中可以用一只手接触电阻,但不要把两只手同时接触电阻两端,这样会影响测量精确度。读数时,要保持表笔和电阻有良好的接触。
2.1.3 电阻器的检测
当所测电阻的阻值超过档位的最大值,数字万用表会显示“1”或者“OL”(根据数字万用表具体型号有所不同)。特别地,在欧姆档测量中,如果红黑表笔不接任何电子元器件,那么数字万用表会显示“1”或者“OL”,这是因为表笔不接任何器件,相当于红黑表笔测量空气的阻值,由于空气不导电,理想情况则为无穷大,因此数字万用表会显示“1”或者“OL”,超过欧姆档任何量程的最大值。