電阻的基礎(chǔ)知識

一、基礎(chǔ)知識 電阻器是電路元件中應用最廣泛的一種，在電子設備中約占元件總數(shù)的30%以上，其質(zhì)量的好壞對電路工作的穩(wěn)定性有極大影響。它的主要用途是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，其次還作為分流器分壓器和負載使用。

1．分類
在電子電路中常用的電阻器有固定式電阻器和電位器，按制作材料和工藝不同，固定式電阻器可分為：膜式電阻（碳膜RT、金屬膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY）、實芯電阻（有機RS和無機RN）、金屬線繞電阻（RX）、特殊電阻（MG型光敏電阻、MF型熱敏電阻）四種。

表1 幾種常用電阻的結(jié)構(gòu)和特點

2． 主要性能指標

額定功率：在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下，假定周圍空氣不流通，在長期連續(xù)負載而不損壞或基本不改變性能的情況下，電阻器上允許消耗的最大功率。為保證安全使用，一般選其額定功率比它在電路中消耗的功率高1-2倍。額定功率分19個等級，常用的有0.05W、0.125W、0.25 W、0.5 W、1 W、2 W、3 W、5 W、7 W、10 W，在電路圖中非線繞電阻器額定功率的符號表示如下圖：

標稱阻值：產(chǎn)品上標示的阻值，其單位為歐，千歐、兆歐，標稱阻值都應符合下表所列數(shù)值乘以10N歐，其中N為整數(shù)。

表2　標稱阻值系列

允許誤差：電阻器和電位器實際阻值對于標稱阻值的最大允許偏差范圍，它表示產(chǎn)品的精度，允許誤差的等級如下表所示。

表3　允許誤差等級

標稱阻值與誤差允許范圍的標識方法

表4 色環(huán)顏色所代表的數(shù)字或意義

示例

1）在電阻體的一端標以彩色環(huán)，電阻的色標是由左向右排列的，圖1的電阻為27000Ω±0.5%。
2）精密度電阻器的色環(huán)標志用五個色環(huán)表示。第一至第3色環(huán)表示電阻的有效數(shù)字，第4色環(huán)表示倍乘數(shù)，第5色環(huán)表示容許偏差，圖2的電阻為17.5Ω±1%

表示27000Ω±5%

表示17.5Ω±1%

在電路圖中電阻器和電位器的單位標注規(guī)則

阻值在兆歐以上，標注單位M。比如1兆歐，標注1M；2.7兆歐，標注2.7M。
阻值在1千歐到100千歐之間，標注單位k。比如5.1千歐，標注5.1k；68千歐，標注68k。
阻值在100千歐到1兆歐之間，可以標注單位k，也可以標注單位M。比如360千歐，可以標注360k，也可以標注0.36M。
阻值在1千歐以下，可以標注單位Ω，也可以不標注。比如5.1歐，可以標注5.1Ω或者5.1；680歐，可以標注680Ω或者680。

最高工作電壓：它是指電阻器長期工作不發(fā)生過熱或電擊穿損壞時的電壓。如果電壓超過規(guī)定值，電阻器內(nèi)部產(chǎn)生火花，引起噪聲，甚至損壞。下表是碳膜電阻的最高工作電壓。

表5　碳膜電阻的最高工作電壓

穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是衡量電阻器在外界條件（溫度、濕度、電壓、時間、負荷性質(zhì)等）作用下電阻變化的程度
（1）溫度系數(shù)a，表示溫度每變化1度時，電阻器阻值的相對變化量。
即： 式中：R1、R2分別為溫度t1和t2時的電阻值
（2）電壓系數(shù)av表示電壓每變化1伏時，電阻器阻值的相對變化量，即： 式中：R1、R2分別是電壓為U1和U2時的電阻值

噪聲電動勢：電阻器的噪聲電動勢在一般電路中可以不考慮，但在弱信號系統(tǒng)中不可忽視。
線繞電阻器的噪聲只習作定于熱噪聲（分子擾動引起）僅與阻值、溫度和外界電壓的頻帶有關(guān)。薄膜電阻除了熱噪聲外，還有電流噪聲，這種噪聲近似地與外加電壓成正比。

高頻特性：電阻器使用在高頻條件下，要考慮其固定有電感和固有電容的影響。這時，電阻器變?yōu)橐粋€直流電阻（R0）與分布電感串聯(lián)，然后再與分布電容并聯(lián)的等效電路，非線繞電阻器的LR=0.01-0.05微亨，CR=0.1-5皮法，線繞電阻器的LR達幾十微亨，CR達幾十皮法，即使是無感繞法的線繞電阻器，LR仍有零點幾微亨。

3. 命名方法
根據(jù)部頒標準（SJ-73）規(guī)定，電阻器、電位器的命名由下列四部分組成：第一部分（主稱）；第二部分：（材料）；第三部分（分類特征）；第四部分（序號）。它們的型號及意義見下表。

表6　電阻器的型號命名法

示例：RJ71-0.125－5.1kI型的命名含義：R電阻器-J金屬膜-7精密-1序號-0.125額定功率-5.1k標稱阻值-I誤差5%。

4．選用常識
根據(jù)電子設備的技術(shù)指標和電路的具體要求選用電阻的型號和誤差等級；額定功率應大于實際消耗功率的1.5-2倍；電阻裝接前要測量核對，尤其是要求較高時，還要人工老化處理，提高穩(wěn)定性；根據(jù)電路工作頻率選擇不同類型的電阻。

二、檢測方法與經(jīng)驗

1. 固定電阻器的檢測
將兩表筆(不分正負)分別與電阻的兩端引腳相接即可測出實際電阻值。為了提高測量精度，應根據(jù)被測電阻標稱值的大小來選擇量程。由于歐姆擋刻度的非線性關(guān)系，它的中間一段分度較為精細，因此應使指針指示值盡可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范圍內(nèi)，以使測量更準確。根據(jù)電阻誤差等級不同。讀數(shù)與標稱阻值之間分別允許有±5％、±10％或±20％的誤差。如不相符，超出誤差范圍，則說明該電阻值變值了。B?注意：測試時，特別是在測幾十kΩ以上阻值的電阻時，手不要觸及表筆和電阻的導電部分；被檢測的電阻從電路中焊下來，至少要焊開一個頭，以免電路中的其他元件對測試產(chǎn)生影響，造成測量誤差；色環(huán)電阻的阻值雖然能以色環(huán)標志來確定，但在使用時最好還是用萬用表測試一下其實際阻值。

2.水泥電阻的檢測
檢測水泥電阻的方法及注意事項與檢測普通固定電阻完全相同。

3. 熔斷電阻器的檢測
在電路中，當熔斷電阻器熔斷開路后，可根據(jù)經(jīng)驗作出判斷：若發(fā)現(xiàn)熔斷電阻器表面發(fā)黑或燒焦，可斷定是其負荷過重，通過它的電流超過額定值很多倍所致；如果其表面無任何痕跡而開路，則表明流過的電流剛好等于或稍大于其額定熔斷值。對于表面無任何痕跡的熔斷電阻器好壞的判斷，可借助萬用表R×1擋來測量，為保證測量準確，應將熔斷電阻器一端從電路上焊下。若測得的阻值為無窮大，則說明此熔斷電阻器已失效開路，若測得的阻值與標稱值相差甚遠，表明電阻變值，也不宜再使用。在維修實踐中發(fā)現(xiàn)，也有少數(shù)熔斷電阻器在電路中被擊穿短路的現(xiàn)象，檢測時也應予以注意。

4.電位器的檢測
檢查電位器時，首先要轉(zhuǎn)動旋柄，看看旋柄轉(zhuǎn)動是否平滑，開關(guān)是否靈活，開關(guān)通、斷時“喀噠”聲是否清脆，并聽一聽電位器內(nèi)部接觸點和電阻體摩擦的聲音，如有“沙沙”聲，說明質(zhì)量不好。用萬用表測試時，先根據(jù)被測電位器阻值的大小，選擇好萬用表的合適電阻擋位，然后可按下述方法進行檢測。
A?用萬用表的歐姆擋測“1”、“2”兩端，其讀數(shù)應為電位器的標稱阻值，如萬用表的指針不動或阻值相差很多，則表明該電位器已損壞。
B?檢測電位器的活動臂與電阻片的接觸是否良好。用萬用表的歐姆檔測“1”、“2”(或“2”、“3”)兩端，將電位器的轉(zhuǎn)軸按逆時針方向旋至接近“關(guān)”的位置，這時電阻值越小越好。再順時針慢慢旋轉(zhuǎn)軸柄，電阻值應逐漸增大，表頭中的指針應平穩(wěn)移動。當軸柄旋至極端位置“3”時，阻值應接近電位器的標稱值。如萬用表的指針在電位器的軸柄轉(zhuǎn)動過程中有跳動現(xiàn)象，說明活動觸點有接觸不良的故障。

5.正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)的檢測
檢測時，用萬用表R×1擋，具體可分兩步操作：A?常溫檢測(室內(nèi)溫度接近25℃)；將兩表筆接觸PTC熱敏電阻的兩引腳測出其實際阻值，并與標稱阻值相對比，二者相差在±2Ω內(nèi)即為正常。實際阻值若與標稱阻值相差過大，則說明其性能不良或已損壞。B?加溫檢測；在常溫測試正常的基礎(chǔ)上，即可進行第二步測試—加溫檢測，將一熱源(例如電烙鐵)靠近PTC熱敏電阻對其加熱，同時用萬用表監(jiān)測其電阻值是否隨溫度的升高而增大，如是，說明熱敏電阻正常，若阻值無變化，說明其性能變劣，不能繼續(xù)使用。注意不要使熱源與PTC熱敏電阻靠得過近或直接接觸熱敏電阻，以防止將其燙壞。

6.負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)的檢測
(1) 測量標稱電阻值Rt
用萬用表測量NTC熱敏電阻的方法與測量普通固定電阻的方法相同，即根據(jù)NTC熱敏電阻的標稱阻值選擇合適的電阻擋可直接測出Rt的實際值。但因NTC熱敏電阻對溫度很敏感，故測試時應注意以下幾點：A?Rt是生產(chǎn)廠家在環(huán)境溫度為25℃時所測得的，所以用萬用表測量Rt時，亦應在環(huán)境溫度接近25℃　時進行，以保證測試的可信度。B?測量功率不得超過規(guī)定值，以免電流熱效應引起測量誤差。C?注意正確操作。測試時，不要用手捏住熱敏電阻體，以防止人體溫度對測試產(chǎn)生影響。
(2) 估測溫度系數(shù)αt
先在室溫t1下測得電阻值Rt1，再用電烙鐵作熱源，靠近熱敏電阻Rt，測出電阻值RT2，同時用溫度計測出此時熱敏電阻RT表面的平均溫度t2再進行計算。

7.壓敏電阻的檢測
用萬用表的R×1k擋測量壓敏電阻兩引腳之間的正、反向絕緣電阻，均為無窮大，否則，說明漏電流大。若所測電阻很小，說明壓敏電阻已損壞，不能使用。

8. 光敏電阻的檢測
A?用一黑紙片將光敏電阻的透光窗口遮住，此時萬用表的指針基本保持不動，阻值接近無窮大。此值越大說明光敏電阻性能越好。若此值很小或接近為零，說明光敏電阻已燒穿損壞，不能再繼續(xù)使用。B?將一光源對準光敏電阻的透光窗口，此時萬用表的指針應有較大幅度的擺動，阻值明顯減小。此值越小說明光敏電阻性能越好。若此值很大甚至無窮大，表明光敏電阻內(nèi)部開路損壞，也不能再繼續(xù)使用。C?將光敏電阻透光窗口對準入射光線，用小黑紙片在光敏電阻的遮光窗上部晃動，使其間斷受光，此時萬用表指針應隨黑紙片的晃動而左右擺動。如果萬用表指針始終停在某一位置不隨紙片晃動而擺動，說明光敏電阻的光敏材料已經(jīng)損壞。