电阻简介与其检测方法
一、基础知识
电阻器是电路元件中应用最广泛的一种,在电子设备中约占元件总数的 30%以上,其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压,其次还作为分流器分压器和负载使用。固定电阻器在电路图中的标号一般为R,电位器的标号为W。
1.分类
在电子电路中常用的电阻器有固定式电阻器和电位器,按制作材料和工艺不同,固定式电阻器可分为:膜式电阻(碳膜 RT、金属膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY)、实芯电阻(有机 RS和无机RN)、金属线绕电阻(RX)、特殊电阻(MG型光敏电阻、MF型热敏电阻)四种。
2.主要性能指标
额定功率:在规定的环境温度和湿度下,假定周围空气不流通,在长期连续负载而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。为保证安全使用,一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2倍。额定功率分19个等级,常用的有 0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5W、7W、10W,在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号表示如下图:
标称阻值:产品上标示的阻值,其单位为欧,千欧、兆欧,标称阻值都应符合下表所列数值乘以 10N欧,其中N为整数。
允许误差 | 系列代号 | 标称阻值系列 |
5% | E24 | 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 |
10% | E12 | 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2 |
20% | E6 | 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 |
允许误差:电阻器和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围,它表示产品的精度,允许误差的等级如下表所示。
级别 | 005 | 01 | 02 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
允许误差 | 0.5% | 1% | 2% | 5% | 10% | 20% |
标称阻值与误差允许范围的标识方法
色别 | 第一色环 最大一位数字 |
第二色环 第二位数字 |
第三色环 应乘的数 |
第四色环 误差 |
棕 | 1 | 1 | 10 | |
红 | 2 | 2 | 100 | |
橙 | 3 | 3 | 1000 | |
黄 | 4 | 4 | 10000 | |
绿 | 5 | 5 | 100000 | |
蓝 | 6 | 6 | 1000000 | |
紫 | 7 | 7 | 10000000 | |
灰 | 8 | 8 | 100000000 | |
白 | 9 | 9 | 1000000000 | |
黑 | 0 | 0 | 1 | ±5% |
金 | 0.1 | ±10% | ||
银 | 0.01 | ±20% | ||
无色 |
示例
1)在电阻体的一端标以彩色环,电阻的色标是由左向右排列的,图 1的电阻为27000Ω±0.5%。
2)精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。第一至第3色环表示电阻的有效数字,第4色环表示倍乘数,第5色环表示容许偏差,图2的电阻为17.5Ω±1%
表示 27000Ω±5% 表示 17.5Ω±1%
在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则
阻值在兆欧以上,标注单位 M。比如1兆欧,标注1M;2.7兆欧,标注2.7M。
阻值在 1千欧到100千欧之间,标注单位k。比如5.1千欧,标注5.1k;68千欧,标注 68k。
阻值在 100千欧到1兆欧之间,可以标注单位k,也可以标注单位M。比如360千欧,可以标注 360k,也可以标注0.36M。
阻值在 1千欧以下,可以标注单位Ω,也可以不标注。比如5.1欧,可以标注5.1Ω或者 5.1;680欧,可以标注680Ω或者680。
最高工作电压:它是指电阻器长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值,电阻器内部产生火花,引起噪声,甚至损坏。下表是碳膜电阻的最高工作电压。
标称功率(W) | 1/16 | 1/8 | 1/4 | 1/2 | 1 | 2 |
最高工作电压(V) | 100 | 150 | 350 | 500 | 750 | 1000 |
稳定性:稳定性是衡量电阻器在外界条件(温度、湿度、电压、时间、负荷性质等)作用下电阻变化的程度
(1)温度系数 a,表示温度每变化1度时,电阻器阻值的相对变化量:
即: 式中:R1、R2 分别为温度t1和t2时的电阻值
(2)电压系数 av表示电压每变化1伏时,电阻器阻值的相对变化量:
即: 式中:R1、R2 分别是电压为U1和U2时的电阻值
噪声电动势:电阻器的噪声电动势在一般电路中可以不考虑,但在弱信号系统中不可忽视。
线绕电阻器的噪声只习作定于热噪声(分子扰动引起)仅与阻值、温度和外界电压的频带有关。薄膜电阻除了热噪声外,还有电流噪声,这种噪声近似地与外加电压成正比。
高频特性:电阻器使用在高频条件下,要考虑其固定有电感和固有电容的影响。这时,电阻器变为一个直流电阻(R0)与分布电感串联,然后再与分布电容并联的等效电路,非线绕电阻器的 LR=0.01-0.05微亨,CR=0.1-5皮法,线绕电阻器的LR达几十微亨,CR 达几十皮法,即使是无感绕法的线绕电阻器,LR仍有零点几微亨。
3.命名方法
根据部颁标准(SJ-73)规定,电阻器、电位器的命名由下列四部分组成:第一部分(主称);第二部分:(材料);第三部分(分类特征);第四部分(序号)。它们的型号及意义见下表。
表6 电阻器的型号命名法
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