第2章 电阻器知识及基本电路全解

2.1 应用最广泛的电阻器基础知识全解

在电子电路中，使用量最大的是电阻器，应用面最广的是电阻器，特性最为“单纯”的是电阻器，检测方法最简单的也是电阻器，电子电路中无处不存在电阻器。

2.1.1 与电阻相关的重要概念

电阻器在电子电路中的作用相当广泛，它在电路中可以构成许许多多功能电路。电阻器在电路中不仅可以单独使用，而且在更多的情况下是与其他元器件一起构成具有各种功能的电路。

【电阻概念解说】

电阻器的根本作用是为电路提供一个电阻。电阻是一个物理量。

何谓电阻？通俗地讲，电阻在电路中所起的作用如同水流中遇到的阻力一样。

对导体而言，电阻的存在使电流流动中遇到了阻力，具体表现就是电阻消耗了电能，显然从这个意义上讲电阻所起的作用是消极的。但是，电路中利用电阻的这一特性，可以实现许多特定的电路功能。

电阻器就是为电路提供一个带电阻的元器件，电阻器通过消耗电量，分配电路中的电流，达到特定的目的。

【与电阻相关的概念】

关于电阻的相关知识主要说明下列几点：

（1）电阻有大小之分，其单位为欧姆，用字母Ω表示，除欧姆外还有千欧（用kΩ表示）、兆欧（MΩ），它们之间的换算关系是：1kΩ=1000Ω；1MΩ=1000kΩ。

电路分析中，为了表述方便将电阻器简称为电阻，如电阻R1。

（2）电阻的另一种表示方式是电导，用字母G表示，它在数值上等于电阻的倒数，电阻的单位是欧姆，电导的单位则是西门子。导体的电阻越小，电导越大，反之则小。如下所示是电导G与电阻R之间关系式

（3）电抗（X）是指交流电路中由电感和电容引起的阻抗部分，包括感抗 XL和容抗 XC，符号为X，单位为欧姆。

（4）阻抗（Z）是一个复合参数，实部为电阻，虚部为电抗，所以它与电阻、容抗和感抗三者有关，单位为欧姆。

（5）导纳（Y）是阻抗的倒数，也是一个复合参数，实部为电导，虚部为导纳，符号为 Y，单位为西门子。

导纳通常表示的是器件并联的情况，而阻抗表示的是器件的串联情况。

（6）电纳（B）是导纳的虚数部分，包括容纳BC和感纳BL，符号为B，单位为西门子。

（7）通俗地讲，能够导电的物体称为导体，如装电灯用的导线等。导体的电阻率很小，不同材料的导体其电阻率也是有所不同的，即它的导电能力不同，超导体的电阻率非常小。

（8）绝缘体是不能导电的物体，如玻璃，还有干燥的木头等。绝缘体的电阻率非常的大，它与导体恰好相反。

（9）半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，在电子电路中大量使用半导体材料，例如，硅就是一种半导体材料。电子电路中处处可见的晶体二极管、三极管、集成电路等有源器件都使用这种半导体材料制造。

2.1.2 电阻器种类

常用电阻类元器件有：普通电阻器、可变电阻器、电位器、特殊电阻器（湿敏电阻器、热敏电阻器等）等。

【电阻器种类解说】

电阻器的种类很多，如表2.1所示是电阻器种类解说。

【电阻器种类的字母表示方法】

电阻器字母表示的含义如表2.2所示。

2.1.3 普通电阻器基本知识详解

【电阻器电路符号】

电阻器电路符号解说如表2.3所示。

【电阻器标称阻值系列解说】

在使用中，我们最关心的是电阻器的阻值有多大，这一阻值称为电阻器的标称阻值。例如，某电阻器标称阻值是9kΩ。

生产厂家为了使用的需要，生产了很多阻值的电阻器。为了方便生产和使用，国标规定了一系列阻值作为产品的标准，即标称阻值系列。

我国电阻器的标称阻值系列共有E6、E12、E24、E48、E96和E192六种，如表2.4所示是常用E6、E12、E24标称阻值系列。

从上表可以看出，E12系列中找不到1.1×10n电阻器，只能在E24系列中找到它。表中各数乘以10n可得到不同的电阻值。

例如：1.1×10n（n=3）为1.1kΩ的电阻器。n是正整数或负整数。1×10为10Ω的电阻器。

【电阻器允许偏差参数解说】

电阻器生产过程中，由于技术原因不可能造成与标称阻值完全一致的电阻器，不可避免存在着一些偏差。所以，规定了一个允许偏差参数。

常用电阻器的允许偏差为±5%、±10%、±20%。精密电阻器的允许偏差要求更高，如±2%、±0.001%等。

2.1.4 电阻器参数色环表示方法

电子电路中的电阻器主要采用色标法，因为所用电阻器的功率多为1/8W、1/16W，体积很小，只能采用色标法。

【四色环电阻器标称值识别】

如图 2.1 所示是四色环电阻器标注示意图。从四色环电阻器标注示意图中可以看出，这四条色环表示了不同的含义，第1、2条分别为第1、2位有效数色环（有效数为两位），第3条为倍乘数色环，第4条为允许误差等级色环。

从图中可以看出，第3条与第4条色环之间的距离比较远，这样可以确定哪环是第1色环，哪是第4色环。

如图2.2所示是四色环电阻中色码的具体含义解读示意图。

【五色环电阻器标称值识别】

如图2.3所示是五色环电阻器标注示意图。从五色环电阻器标注示意图中可以看出，第1、2、3条分别表示3位有效数（精密电阻器用3位有效数表示），第4条为倍乘色环，第5条为允许误差等级色环。

从图中可以看出，第4条与第5条色环之间的距离比较远，这样可以确定哪一环是第1色环，哪一环是第5色环。

五色环电阻器多为精密电阻器。色标法中用色环的颜色表示0～9。

如图 2.4 所示是五色环电阻中色码的具体含义解读示意图。

关于色环电阻的识别进一步说明以下4点。

（1）色标法中用色环的颜色来表示某个特定的数字或倍乘、允许偏差等级，整个色码的颜色共有12种和一个本色（电阻器本身的颜色）。

（2）标称阻值单位为Ω。

（3）当允许误差等级为±20%时，表示允许误差的这条色环为电阻器本色，此时4条色环电阻器只有3条。

（4）有的色标电阻器中的4条色环会均匀分布在电阻器上，这时确定色环顺序的绝招是根据色码表可知，金色、银色色码在有效数中无具体含义，而只在允许误差中表示具体偏差值，所以金色或银色这一环必定为最后一条色环，根据这一点可以分辨各色环的顺序，如图2.5所示。

【举例说明】

如图2.6所示是四色环电阻器，最右端为银色的色环，说明这是最后一条色环，这样这一电阻器的色环顺序为棕、黑、红和银。查表可以知道，棕和黑分别表示1和0，这样有效数是10。红色表示2，倍乘为2，即×102，银色表示±10%。

所以，这一色环电阻器的参数为10×102Ω，为1000Ω=1kΩ，误差为±10%。

如图2.7所示是部分四色环电阻器识别示意图。

2.1.5 电阻器参数其他表示方法

【电阻器参数直标法】

如图2.8所示是直标法电阻器示意图。直标法主要用于体积较大（一般功率大）的电阻器上，它将标称阻值和允许偏差直接用数字标在电阻器身上。例如，在某电阻器身上标出1kΩ，允许偏差为±10%，显然这种表示方式方便了识别。

【电阻器参数字母数字混标法】

在直标法中，5.7kΩ的电阻器，若在印刷或使用中将小数点漏掉，这样 5.7kΩ的电阻会变成57kΩ电阻。为此，可采用字母数字混标法来解决这一问题，将5.7kΩ电阻标注成5k7，用k来表示小数点。

这里的k是借用的词头符号。电阻器的这种表示方法不常见。表2.5给出字母数字混标法电阻器的一些例子。

如图2.9所示是直标法电阻器实物图，从图中可看出，一只为10Ω电阻，另一只为0.5Ω电阻。

【电阻器参数三位数和四位数表示法】

如图2.10所示是贴片电阻器实物图，由于它体积非常小，没有引脚（只有两端的焊盘），采用三位数表示方法。

图中贴片电阻器上标出103三个数字，它表示10×103Ω=10kΩ。

在三位数表示法中，前二位为有效数，第三位是倍乘数，单位是Ω。

如图2.11所示是四位数表示方法（精密电阻）实物图。

四位数表示方法中前三位表示有效数字，第四位是倍乘数，单位是Ω，1502=15000Ω=15kΩ。

【电阻器误差表示法】

电阻器中的误差表示有三种方式：一是直接用%表示，二是用字母来表示，三是用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示（Ⅰ表示±5%、Ⅱ表示±10%、Ⅲ表示±20%）。如表2.6所示是电阻器误差字母的具体含义。

如图2.12所示是两种误差表示方式的电阻器示意图。

【实用电路中电阻器参数识别】

如图2.13所示，电路中的R1和R2均在电路图中标出了标称值。

电阻器电路图中的标称参数标注注意一点：当不标出Ω单位时，标注值是Ω，如图2.13中的10即为10Ω。

在一些讲解电路工作原理的电路图中也可以不标出电阻器的标称阻值。