电阻器的作用是什么?固定和可调电阻器的用途区分

   电阻器是利用一些材料对电流有阻碍作用的特性所制成的,它是一种最基本、最常用的电子元件。电阻器在电路里的用途很多,大致可以归纳为降低电压、分配电压、限制电流和向各种元器件提供必要的工作条件(电压或电流)等。为了表述方便,通常将电阻器简称为电阻。
    电阻器按其结构可分为固定电阻器和可调电阻器两种,电位器也是一种可调电阻器。

    固定电阻器
    固定电阻器通常简称电阻器或电阻,它是电子制作中使用最多的元器件之一。固定电阻器一经制成,其阻值便不能再改变。
(1)种类及特点
    电子爱好者经常使用的固定电阻器有:实芯电阻器、薄膜电阻器和线绕电阻器。图1-1所示是它们的实物外形图。由图可知,普通固定电阻器只有两根引脚,引脚无正、负极性之分;小型固定电阻器的两根引脚一般沿轴线方向伸出,可以弯曲,以便在电路板上进行安装。
常用固定电阻器实物外形图
    实芯电阻器是由碳与不良导电材料混合、并加入粘结剂制成的,型号中有RS标志。这种电阻器成本低,价格便宜,可靠性高,但阻值误差较大,稳定性差。在以前的电子管收音机和各种电子设备中,实芯电阻器使用非常普遍,但现在的成品电器中已经很少使用了。电子爱好者手头多有这种电阻器,一般在业余电子制作中是完全可以利用的。
    薄膜电阻器是用蒸发的方法将碳或某些合金镀在瓷管(棒)的表面制成的,它是电子制作中最常用的电阻器。碳膜电阻器型号有RT的标志(小型碳膜电阻器为RTX),它造价便宜、电压稳定好,但允许的额定功率较小。金属膜电阻器型号有RJ标志,外面常涂以红色或棕色漆,它的特点是精度高,热稳定性好,在相同的额定功率下,体积只有碳膜电阻器的一半。
    线绕电阻器在型号中有RX标志,是用镍铬或锰铜合金电阻丝绕在绝缘支架上制成的,表面常涂有绝缘漆或耐热釉层。线绕电阻器的特点是精度高,能承受较大功率,热稳定性好;缺点是价格贵,不容易得到高阻值。万用电表中的分流器、分压器大多采用线绕电阻器。
(2)主要参数
    电阻器的主要技术参数有标称阻值、允许偏差和额定功率。
    电阻值(简称阻值)的基本单位是欧姆(简称欧),用希腊字母“Ω”表示。通常还使用比欧姆更大的单位——千欧(kΩ)和兆欧( MΩ)。它们之间的换算关系是:
    1兆欧(MΩ) =1000千欧(kΩ)
    1千欧( kΩ) =1000欧姆(Ω)
    为了适应不同的需要,国家规定了一系列的电阻值作为产品的标准,并在产品上标注清楚标准电阻值,称之为标称电阻。我国电阻器的标称阻值系列见表2-1。表中所给比的基数,可以乘以10. 100. 1000-----例如3.9这个基数,可以是3.9Ω,也可以是39Ω、390Ω、3.9kΩ、39kΩ、390kΩ和3.9MΩ等。
电阻器标称阻值系列表1-1
I级
(±5%)
1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.33.6、3.9、4.4、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1
Ⅱ级
(±10%)
1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2
Ⅲ级
(±20%)
1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8 
    但是由于电阻器在生产过程中存在着误差,所以标称阻值并不是100%的等于电阻器的实际电阻。我们把电阻器的实际阻值和标称阻值间的差别,常以差值与标称阻值的百分比数来表示,叫作允许偏差(或阻值误差)。电阻器产品根据允许偏差大小可以分为3个等级,即:级允许偏差为±5%; Ⅱ级允许偏差为±10%;Ⅲ级允许偏差为±20%。很显然,允许偏差值越小,表示电阻器的阻值精度越高。电阻器是一种耗能元器件,当电流通过电阻器时,就会有一部分电能转换成热能,使电阻器温度升高。若使用时电阻器通过的电流太大或电阻器两端承受的电压过高,都会造成电阻器因过热而损坏。因此,各种电阻器都规定了它的标称功率(又叫额定功率)。如果低于额定功率使用,电阻器的寿命就长,工作安全;如果超负荷使用,轻者会缩短它的使用寿命,重者可能将电阻器烧坏。电阻器长期工作所允许承受的最大电功率即为额定功率,单位为瓦(W)。一般电阻器分为1/16W、 1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等多种,使用中电阻器实际消耗的功率必须小于它的额定功率。在电子制作中,如果电路中没有特别注明,通常都可以使用1/8W或1/4W的电阻器。
(3)标识方法
    以前国产的电阻器大多数是将其标称阻值、允许偏差和额定功率(1W以下不标明)用数字和字母等直接印在表面漆膜上的,如图1-2 (a)所示。这种直接标志法的好处是各项参数一目了然。另一种标志方法是在单位符号(Ω、KΩ、 MΩ,)前面用数字表示整数阻值,而在单位符号后面用数字表示第一位小数阻值,下面的字母则表示电阻值允许偏差的等级。字母等级划分:D表示±0.5%,F表示±1%,G表示±2%,J表示±5%,K表示±10%,M表示±20%。例如,图1-2 (b)所示的电阻器阻值为3.9kΩ,偏差为±5%。
电阻器的直接标志法
    实际上,目前占据电阻器主流标志方法的是国际上惯用的“色环标志法”。采用色环标志电阻器的标称阻值和允许偏差有很多好处:颜色醒目,标志清晰,不易褪色,并且从电阻器的各个方向都能看清阻值和允许偏差。使用这种电阻器装配整机时,不需注意电阻器的标志方向,有利于自动化生产。在整机调试和修理过程中,不用拨动电阻器就可看清阻值,给调试和修理带来了很大的方便,因此世界各国大多采用色环标志法。
    采用色环标志法的电阻器,在电阻器上印有4道或5道色环表示阻值等,阻值的单位为Ω。对于4环电阻器,紧靠电阻器端部的第1、2环表示两位有效数字,第3环表示倍乘数,第4环表示允许偏差,如图1—3左边所示。对于5环电阻器,第1~3环表示3位有效数字,第4环表示倍乘数,第5环表示允许偏差,如图1-3右边所示。一般说来,我们常用的碳膜电阻器多采用4色环,而金属膜电阻器为了更好地表示精度,多采用5色环。
色环电阻器的标志法
    色环一般采用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银1 2种颜色,它们所代表的数字意义如表2-2所示。图1-4给出了色环电阻器的实例。其中,图1-4 (a)的电阻器4道色环依为“棕、黑、红、金”,它表示10后面有两个“0”,其阻值为1000Ω =1kΩ ,允许偏差为±5%;图1-4 (b)的电阻器5道色环依次为“绿、棕、黑、橙、棕”,它表示510后面有3个“O”,其阻值510×10³Ω=510kΩ,允许偏差为±1%。
电阻器上色环颜色的意义表1-2
颜色 有效字数 倍乘数 允许偏差
0 ×10⁰=0  
1 ×10¹ ±1% 
2 ×10² ±2%
3 ×10³  
4 ×10⁴  
绿 5 ×10⁵ ±0.5%
6 ×10⁶ ±0.25%
7 ×10⁷ ±0.1%
8 ×10⁸  
9 ×10⁹  
  ×10¹=0.1 ±5%
  ×10²=0.01 ±10%
无色   ×10 ±20%
 色环电阻器实物图
色环标志法中每种颜色所对应的数字在国际上是统一的,初学者往往一时记不住,运用得不熟练,其实你只要记住下面1 0个字的顺序,即“黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白”,它对应着数字“O、1、2、3、4、5、6、7、8、9”,并且代表允许偏差的最后一圈色环多为专门的金色或银色,熟能生巧,慢慢就会运用自如了。
 
    可调电阻器
    可调电阻器主要有微调电阻器和电位器两大类,其最大特点是电阻值能够在一定范围内连续可调。
    (1)微调电阻器
    微调电阻器又称微调电位器、半可调电阻器,其实物外形见图1-5。它的阻值可以在一定范围内改变,常用于偶尔需要调整阻值的电路,例如作为晶体管的偏流电阻器、电桥平衡电阻器等。
常用微调电阻器实物外形图
  微调电阻器的结构原理可通过图1-6所示的WH7-A型立式微调电阻器来说明。与固定电阻器相比较,微调电阻器增加了一个可以在两个固定电阻片引出脚之间滑动的触点引出脚,其中两个固定电阻片引出脚之间的电阻值固定,并将该电阻值称为这个微调电阻器的标称阻值。而滑动触点引出脚与何一个固定电阻片引出脚之间的电阻值可以随着滑动触点的转动而改变。这样,可以达到调节电路中电压或电流的目的。
    微调电阻器的阻值一般打印在它的外壳或表面明显处,所标阻值是它的最大阻值。微调电阻器多用于小电流的电路中,其额定功率较小,常见的多是合成碳膜电阻器,它的型号中有WH标志。若在大电流电路中使用微调电阻器,如电源滤波电路等,则要用线绕半可调电阻器(型号中有wx标志)。
    (2)电位器
WH7-A型立式微调电阻器
    电位器也是一种可调电阻器,它在电路中多用于经常需要改变阻值、进行某种控制或调节的地方,如收音机的音量调节、稳压电源输出电压调节等都是通过电位器来完成的。常用电位器有普通旋转式电位器、带开关电位器、小型带开关电位器、直滑式电位器等,它们的实物外形见图1—7。
常用电位器实物外形图
WH15-K型带开关电位器
    电位器与微调电阻器在构造上有相似的地方,它们一般都有3个引出脚(见图1-8),其中两边的两个固定电阻引出脚间的电阻最大,而中间的滑动触点引出脚与左、右两个引出脚之间的电阻可通过与旋轴相连的簧片式触点的移动而改变,但这两个电阻值之和始终等于最大电阻(标称阻值)。与微调电阻器相比,电位器具有较长的旋轴和外壳,制造工艺也更精巧,有的电位器还附有独立的电源开关。在业余电子制作或临时搭接线路的电子实验中,只要体积允许,可用电位器来代替微调电阻器。
    电位器在实际应用时必须配上合适的手动绝缘旋钮或拨轮盘。例如,广泛应用于便携式收音机、磁带录放机等产品中的WH15-K型带开关小型合成膜电位器(见图1-8),只有给它配上了专门的塑料拨轮盘,才能顺利操作。通过塑料拨轮盘控制旋柄转动,从而完成控制电源开关和阻值改变两项工作。
 
    电路符号
电阻器的符号图
    图1-9中画出了固定电阻器、微调电阻器与电位器的电路符号。其图形符号中的长方块,表示电阻体本身,两端的短线表示电阻器的两个引脚线。微调电阻器和电位器图形符号中带箭头的引线,表示滑动簧片端。在电路图中,为了使电路图整齐、清楚,这些图形符号可以竖着画,也可以横着画,在电路图中的位置也以连接简洁为前提。这与制作时它们的实际安装位置,竖放还是横放,以及排列的远近疏密都没有关系。这一点对电阻器以外的其他元器件也是一样的,请初学者注意。
    固定电阻器的文字符号是R,可调电阻器的文字符号是RP(有些书刊用W表示),它们常写在图形符号旁边。若电路图中有多只同类元器件,就在文字符号后面或右下角标上数字,以示区别,如R1、RP2或R、RP等。
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