电阻元件的伏安特性及表示方法

按照流经电阻元件的电流和电压关系，电阻可分为线性电阻和非线性电阻两种。如果流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比，则称其为线性电阻，其电阻值为常数，且电阻、电流和电压之间符合欧姆定律，图形符号如图1.4.1 所示。如果电阻两端的电压与通过它的电流不是线性关系，则该电阻称为非线性电阻，其电阻值不是常数。

图1.4.1　电阻元件符号

常温下，金属导体的电阻是线性电阻，在其额定功率内，其伏安特性曲线为直线。特殊的，像热敏电阻、光敏电阻等，在不同的电压和电流下，其电阻值不同，因此其伏安特性曲线为非线性。

（1）电阻元件的作用和表述

电阻元件是代表消耗电能的理想电路元件，它有阻碍电流流动的功能，沿电流流动的方向必然会产生电压下降。电阻元件在电路中多用来进行限流、分压、分流以及阻抗匹配等，也有在数字电路中作为提拉（上拉）电阻使用的，它是电路中应用最多的元件之一。

电阻器的代表符号为R，单位是欧姆，简称欧，符号为Ω。电阻的单位换算为

1 MΩ（兆欧）=1 000 kΩ（千欧）=1 000 000 Ω

由欧姆定律可知，电阻元件上的电压与流过它的电流成正比，在电压与电流为关联参考方向时，有

如果电压与电流的参考方向为非关联的，则有

（2）电阻元件的伏安特性

如果把电阻元件的电压取为纵坐标（或横坐标），电流取为横坐标（或纵坐标），画出电压和电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。线性电阻元件的伏安特性是通过坐标原点的直线，元件上的电压与元件中的电流成正比，如图1.4.2 所示。在电压和电流为关联参考方向时，任何时刻线性电阻元件吸取的电功率为

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图1.4.2　电阻元件的伏安特性

电阻R 是一个与电压U 和电流I 无关的正实常数，故功率P 恒为非负值。这说明任何时刻电阻元件都不可能发出电能，也就是说，它吸取的电能全部转换成其他非电能而被消耗掉或作为其他用途。所以，线性电阻元件不仅是无源元件，而且还是耗能元件，它总是在消耗功率。

与线性电阻元件不同，非线性电阻元件的伏安特性不是一条通过原点的直线，所以元件上的电压和元件中的电流之间不服从欧姆定律，且元件的电阻将随电压或电流的改变而改变。今后，为了叙述方便，把线性电阻元件简称为电阻。这样，“电阻”这个术语以及它相应的符号R，一方面表示一个电阻元件，另一方面也表示这个元件的参数。

（3）其他种类电阻

电阻的种类较多，按制作的材料不同，可分为绕线电阻和非绕线电阻两大类。非绕线电阻因制造材料的不同，有碳膜电阻、金属膜电阻、实心碳质电阻等。另外还有一类特殊用途的电阻，如热敏电阻、压敏电阻等。

（4）电阻的表示方法

电阻的表示方法有直标法和色环法两种。

1）电阻规格的直标法

直标法是直接将电阻的类别和主要技术参数的数值标注在电阻表面上，如图1.4.3（a）所示为碳膜电阻（T 为碳膜，H 为合成碳膜，J 为金属膜，X 为线绕），阻值为1.2 kΩ，精度（误差）为10%。

图1.4.3　电阻规格的表示方法

2）电阻的色环表示法

色环表示法分四道和五道色环表示法两种形式。

四道色环：第1、2 色环分别表示阻值的第一、第二位数字，第3 色环表示前两位数字再乘以10 的方次，第4 色环表示阻值的允许误差，如图1.4.3（b）所示。五道色环：第1、2、3 色环分别表示阻值的前3 位数字，第4 色环表示前3 位数字再乘以10 的方次，第5 色环表示阻值的容许误差。1 至4 道（4 色标为3 道）色环是均匀分布的，另外一道是间隔较远分布的，读取色标应该从均匀分布的那一端开始。也可以从色环颜色断定从电阻的那一端开始读，最后一环只有两种颜色。色环表法中，每种不同的颜色分别对应的数值及误差如表1.4.1 所示。

表1.4.1　电阻的色环表示对应值