电阻器及应用中的允许偏差与表示方式

1.2.1　电阻元件的伏安特性

微课　电阻器特性及应用

电路中常用的电阻元件一般都是线性电阻元件。对于线性电阻元件，在图1-2所示的电流、电压参考方向^[2]下，电压与电流的关系为

上式又称为欧姆定律。

在电路分析中，小写字母用于表示交流电量的瞬时值，大写字母用于表示直流电量。

交流电是指大小和方向随时间周期性变化的物理量，单位时间内变化的次数称为频率（f），变化一周所需的时间称为周期（T），频率与周期互为倒数（f=1/T）。

直流电是指方向不变的物理量。直流电其实是交流电中f=0时的一种特例。

图1-2　电阻电路

1.2.2　电阻器的功能及应用

1.分压

在实际应用中，当需要对电路进行限压、限流时，常采用电阻元件串联方式，即将电阻元件依次首尾连接，如图1-3所示。电路的等效电阻和分压大小按下述方法计算。

（1）等效电阻。

图1-3　电阻串联电路

（2）分压公式。

即：电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，每个电阻两端的电压与其电阻值成正比。

2.分流

当将电阻元件并联，即按图1-4所示将电阻元件首尾分别连接时，具有分流作用。电路的等效电阻和分流大小按下述方法计算。

（1）等效电阻。

图1-4　并联电阻电路

即总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。

若为两电阻并联，则有

（2）分流公式。

即：电路的总电流等于各电阻支路电流之和，每个电阻支路的电流与其阻值成反比。

1.2.3　电阻器的识别

1.电阻器的类型

微课　电阻器识别与检测

电阻器一般分为固定电阻、可变电阻和敏感电阻。按结构可分为线绕电阻和固体电阻，滑线变阻器就是最典型的线绕电阻。固体电阻器按材料可分为碳膜电阻、金属膜电阻、合成膜电阻、氧化膜电阻、实心电阻和贴片电阻等。电子电路中最常见的是碳膜电阻，随着电子设备的微型化和高集成化，贴片电阻器在微型计算机、通信设备、医疗仪器等电子产品中被广泛应用。常见电阻器的外观如图1-5所示。

图1-5　常用电阻器实物

2.电阻器的型号

电阻器的型号由4部分构成，其中第一部分和第二部分用字母表示，第三部分用数字或字母表示，第四部分用数字表示。如RJ7为精密金属膜电阻器；WSW1为普通微调有机实心电位器。电阻器型号含义如表1-1所示。

表1-1　电阻器的命名方法

续表

3.电阻器的主要参数(www.xing528.com)

（1）标称阻值。

电阻器的标称阻值是指按某种方法标注在电阻器上的电阻值。国家标准电阻标称值，普通电阻有E6、E12、E24系列，精密电阻常用的有E48、E96、E192系列，分别使用于允许误差为±20%、±10%、±5%、±2%、±1%、±0.5%、±0.2%、±0.1%的电阻器。E表示指数间距，E6的含义是在1～10之间分6个值，系列值公比为E12的含义是在1～10之间分12个值，系列值公比为；其他系列依此类推，故分为以下型号。

E6（±20%）标称值系列：1.0，1.5，2.2，3.3，4.7，6.8。

E12（±10%）标称值系列：1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，3.0，3.9，4.7，5.6，6.8，8.2。

E24（±5%）标称值系列：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。

（2）允许偏差。

允许偏差是指电阻器实际阻值与标称阻值的偏离程度，用相对误差的百分数来表示。允许偏差标称系列有±0.1%、±0.2%、±0.5%、±1%、±2%、±5%、±10%、±20%。

允许偏差在±2%内的电阻为精密电阻。

（3）标称额定功率。

电阻器必须在其额定功率以下使用，超过其额定功率将会烧坏。线性电阻器的额定功率系列有0.05 W、0.125W、0.25 W、0.5W、1 W、2W、4W、8W、10 W、16 W、25 W、40W、50W、75 W、100W、150W、250 W、500W。

4.电阻器的参数标称方法

（1）直标法。

将电阻器的标称阻值和允许偏差用数字、单位符号和百分数直接标注在电阻器上，适合体积较大的电阻器。

（2）色标法。

用不同颜色的圆环表示电阻器的阻值和允许偏差。色环表示的含义如表1-2所示。颜色与数值的关系如图1-6所示。

图1-6　电阻器的色环标识法

（a）普通电阻；（b）精密电阻

表1-2　电阻器的色环含义

如某四环电阻的颜色依次为绿、棕、金、金，则表示电阻值为5.1Ω，允许偏差为±5%；五环电阻的颜色依次为棕、黑、绿、金、红，则表示电阻值为10.5Ω，允许偏差为±2%。

（3）文字符号法。

用数字、单位、符号按照一定的规律组合表示，单位标识位置隐含小数点，如5Ω1表示5.1Ω、9M1表示9.1 MΩ等。允许偏差用字母表示，其中：W为±0.05%，B为±0.1%，C为±0.2%，D为±0.5%，F为±1%，G为±2%，J为±5%，K为±10%，M为±20%。

（4）数字索位法。

电阻值用3位数字表示，第一、第二位数字为电阻有效值，第三位是乘10的倍率（即加0的个数）。10Ω以下的电阻用“R”表示小数点，电阻值的单位为Ω。例如，0R3表示阻值为0.3Ω；2R2表示阻值为2.2Ω；154表示阻值为150 kΩ；470表示阻值为47Ω等。

1.2.4　电阻器的检测

1.检测意义

电阻器等器件检测是电路装接的关键环节。这是因为，一方面任何电路基于其功能及安全性，对器件参数都有特定要求，参数错误将影响电路功能及可靠性等；另一方面，在电路装接时，如果因检测不当而将超出允许偏差的不合格电阻器用于电路中，会影响电路质量；如果把没有超差的电阻器淘汰掉，将造成器件的浪费。因此，在实际电路装接时，务必认真按照操作规范进行电阻器等器件的检测和筛选。

2.测量方法

万用表又叫多用表、三用表或复用表，是一种多功能、多量程的测量仪表。万用表一般能测量电流、电压和电阻，有的还可以测量晶体管的放大倍数、频率、电容值、逻辑电位和分贝值等。目前万用表的种类主要有机械指针式万用表和数字式万用表，外形如图1-7所示。

图1-7　万用表类型

（a）指针式万用表；（b）数字式万用表

（1）用指针式万用表测量电阻的方法。

①接表笔：红表笔插入“+”孔，黑表笔插入“-”（COM）孔。

②选挡位：将转换开关旋转至“Ω”挡。

③选量程：根据被测电阻值的大小，选择合适量程，选择的原则是使指针不要指向刻度盘的3/4以上，因为这一区域刻度较密集，会产生读数误差。

④调零：指针式万用表的调零有机械调零和欧姆调零。机械调零可用螺丝刀旋转万用表刻度盘下方中间的螺钉，使其在无电量的状态下指针指向零电流或零电压刻度位置；欧姆调零是将红、黑表笔短接，旋转万用表刻度盘右下方的欧姆调旋钮，使指针指向电阻刻度的“0”位置。

⑤测量：分别将红、黑表笔接触电阻器的引线，需注意在测量10 kΩ以上的电阻时，不能用两手同时接触电阻器的两根引线；否则会将人体电阻并入，产生测量误差，影响准确性。

⑥读数：万用表的电阻刻度方向与电流、电压相反，电阻的零刻度位于仪表盘最右侧，指针逆时针方向偏转是电阻值增大。读取测量电阻值时，需保持眼睛、指针、刻度三点一线，读数需根据所选量程换算。如果量程为“×10”挡，读数为15，则测量电阻值应为150Ω；如果量程为“×1 k”挡，读数为2.2，则测量电阻值为2.2 kΩ。

（2）用数字万用表测量电阻的方法。

①接表笔：红表笔插接在“VΩHz”或“VΩ”孔，黑表笔插接在“COM”孔。

②调挡位：将转换开关旋转至“Ω”挡。

③选量程：根据被测电阻值的大小，选择合适量程，选择的原则是所选量程应大于被测电阻值；否则会显示“1”，表示过量程。

④测量：分别将红、黑表笔接触电阻器的引线，同样需注意不能将两手同时接触电阻器的两根引线；否则会并入人体电阻，产生测量误差。

⑤读数：数字万用表的读数可直接从显示屏读出，不需要进行量程换算，但需根据所选的量程确定单位。如果选择量程为1 kΩ，测得电阻的显示数值为.22，则电阻值应为0.22 kΩ，即220Ω。还需注意的是，在测量1 MΩ的电阻时，需经数秒，待读数稳定后再读取测量值。