在电子电路中,为了控制电压和电流,需要使用电阻器。电阻器通常被称为电阻。电阻器的种类繁多,按照结构形式可分为固定电阻、可变电阻和电位器三种。在电路中,电阻器通常以特定符号表示(如图1所示)。
常用电阻包括碳膜电阻、碳质电阻、金属膜电阻、线绕电阻和电位器等。表1展示了这些电阻的结构和特点。
大多数电阻上都会标明其标称阻值,但这一数值与实际阻值可能存在差异。这种差异通过电阻的实际阻值与标称阻值之间的百分比来衡量,即电阻的误差。表2列出了常用电阻的误差等级。
国家规定了一系列的标准阻值,不同误差等级的电阻拥有不同数量的标称值。误差越小的电阻,其标称值越多。表3列举了普通电阻的标称阻值系列,例如1.0这个标称值,可以对应1Ω、10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ、100kΩ等不同倍数。
在实际应用中,不同的电路对电阻的误差有不同的要求。一般电子电路采用Ⅰ级或Ⅱ级电阻即可。电路中电阻的阻值通常会标注标称值。若非标称值,则可根据电路需求选择相近的标称电阻。
当电流通过电阻时,电阻会因消耗功率而发热。若电阻发热功率超过其承受能力,电阻可能会损坏。因此,电阻在长期工作时所能承受的最大功率称为额定功率。电阻消耗的功率可通过电功率公式计算得出,其中P表示电阻消耗的功率,U表示电阻两端的电压,I表示通过电阻的电流,R表示电阻的阻值。
电阻的额定功率也有相应的标称值,常见的有1/8瓦、1/4瓦、1/2瓦、1瓦、2瓦、3瓦、5瓦、10瓦、20瓦等。在电路图中,电阻的标称功率通常用特定符号表示(如图2所示)。选择电阻时应预留一定余量,选用标称功率略高于实际所需功率的电阻。例如,实际负荷为1/4瓦时,可以选择1/2瓦的电阻;实际负荷为3瓦时,可以选择5瓦的电阻。
为了区分不同类型的电阻,通常使用拉丁字母来表示电阻的类别。如图3所示,第一个字母R表示电阻,第二个字母表示导体材料,第三个字母表示形状性能。上图展示的是碳膜电阻,而下图则是精密金属膜电阻。表4列出了电阻的类别及其符号。表5则列出了常用电阻的技术特性。
碳质电阻和部分1/8瓦碳膜电阻的阻值和误差通过色环来表示。电阻上通常有三道或四道色环,依次为第一道、第二道、第三道和第四道色环。靠近电阻端的是第一道色环,其余依次排列。第一道色环表示阻值的第一位数字,第二道色环表示第二位数字,第三道色环表示应有多少个零。第四道色环表示阻值的误差。色环的颜色代表的具体数字或意义见表6。
例如,一个碳质电阻有四道色环,顺序为红、紫、黄、银,其阻值为270000欧,误差为±10%。又如,一个碳质电阻有三道色环,分别为棕、绿、黑,其阻值为15欧,误差为±20%。
在电路图中,电阻的单位标注规则如下: - 阻值在兆欧以上的电阻,标注单位M。例如,1兆欧标注为1M,2.7兆欧标注为2.7M。 - 阻值在1千欧至100千欧之间的电阻,标注单位k。例如,5.1千欧标注为5.1k,68千欧标注为68k。 - 阻值在100千欧至1兆欧之间的电阻,既可以标注单位k,也可以标注单位M。例如,360千欧标注为360k或0.36M。 - 阻值在1千欧以下的电阻,可以标注单位Ω,也可以不标注。例如,5.1欧标注为5.1Ω或5.1,680欧标注为680Ω或680。
在选择电阻时,应根据电路的具体需求来决定电阻的种类和误差等级。对于一般的电路,使用误差在10%甚至20%的碳膜电阻就足够了。
电阻的额定功率应选择实际承受功率的1.5至2倍,以确保其耐用性和可靠性。在将电阻装入电路前,应使用万用表的欧姆档验证其阻值。安装时,应确保电阻的类别、阻值等标识清晰可见,方便后续核查。