概述
电阻的英文名称为resistance,通常缩写为R,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律指出电压电流和电阻三者之间的关系为I=U/R,亦即R =U/I。电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”来表示。电阻的单位欧姆有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。师傅对徒弟说:“找一个100欧的电阻来!”,指的就是一个“电阻值”为100欧姆的电阻器,欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ)。
电阻器是电气、电子设备中用得最多的基本元件之一。主要用于控制和调节电路中的电流和电压,或用作消耗电能的负载。 (图片) 分类
电阻器有不同的分类方法。按材料分,有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型;按功率分,有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等额定功率的电阻;按电阻值的精确度分,有精确度为 ± 5%、± 10%、± 20%等的普通电阻,还有精确度为 ± 0.1%、± 0.2%、± 0.5%、± l%和 ± 2%等的精密电阻。电阻的类别可以通过外观的标记识别。(图片) 电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻,可变电阻,特种电阻。在电子产品中,以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类,但常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻,还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律,第一个字母R代表电阻;第二个字母的意义是:T-碳膜,J-金属,X-线绕,这些符号是汉语拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中,常可以看到外表涂覆绿漆的电阻,那就是RT型的。而红颜色的电阻,是RJ型的。一般老式电子产品中,以绿色的电阻居多。为什么呢?这涉及到产品成本的问题,因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好,但制造成本也高,而碳膜电阻特别价廉,而且能满足民用产品要求。
电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”,它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中,会用到1/16瓦的电阻,它的个头小多了。再者就是微型片状电阻,它是贴片元件家族的一员,以前多见于进口微型产品中,现在电子爱好者也可以买到了国产产品用来制作小型电子装置。
系统介绍
固定电阻
(1) 符号(图片) (2) 电阻器型号命名方法
电阻器的型号命名方法根据GB2471-81,见表1。电阻器型号的命名方法
第一部分:主称 | 第二部分:材料 | 第三部分:特征 | 第四部分:序号 | 符号 | 意义 | 符号 | 意义 | 符号 | 电阻器 | 电位器 | R W | 电阻器 电位器 | T | 碳膜 | 1 | 普通 | 普通 | 对主称、材料相同,仅性能指标尺寸大小有区别,但基本不影响互换使用的产品,给同一序号;若性能指标、尺寸大小明显影响互换时,则在序号后面用大写字母作为区别代号。 | H | 合成膜 | 2 | 普通 | 普通 | S | 有机实芯 | 3 | 超高频 | — | N | 无机实芯 | 4 | 高阻 | — | J | 金属膜 | 5 | 高温 | — | Y | 氧化膜 | 6 | — | — | C | 沉积膜 | 7 | 精密 | 精密 | I | 玻璃釉膜 |
8 | 高压 | 特殊函数 | P | 硼酸膜 | 9 | 特殊 | 特殊 | U | 硅酸膜 | G | 高功率 | — | X | 线绕 | T | 可调 | — | M | 压敏 | W | — | 微调 | G | 光敏 | D | — | 多圈 | R | 热敏 | B | 温度补偿用 | — | C | 温度测量用 | — | P | 旁热式 | — | W | 稳压式 | — | Z | 正温度系数 | — | (3) 电阻值的标识
例如:按部颁标准规定,电阻值的标称值应为表2所列数字的10n倍,其中,n为正整数、负整数或零。(图片)
精密金属膜电阻器
表2 电阻器(电位器、电容器)标称系列及误差表
系列 | 允许误差 | 电 阻 器 的 标 称 值 | E24 | 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 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 | E12 | 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 | E6 | Ⅲ 级(±20%) | 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 |
(图片)
多圈线绕电位器电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文字符号法。
① 直标法
将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差 ± 20%)。也有厂家采用习惯标记法,如:
3 Ω 3 Ⅰ 表示电阻值为3.3 Ω、允许误差为 ± 5 %
1 K 8 表示电阻值为1.8 KΩ、允许误差为 ± 20 %
5 M 1 Ⅱ 表示电阻值为5.1 MΩ、允许误差为 ± 10 %
② 色标法
将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差,各种颜色所对应的数值见表 B303。固定电阻器色环标志读数识别规则如图T301所示。(图片) 电阻器色标符号意义
颜色 | 有效数字第一位数 | 有效数字第二位数 | 倍乘数 | 允许误差 | 棕 | 1 | 1 | 101 | ±1 | 红 | 2 | 2 | 102 | ±2 | 橙 | 3 | 3 | 103 | — | 黄 | 4 | 4 | 104 | — | 绿 | 5 | 5 | 105 | ±0.5 | 蓝 | 6 | 6 | 106 | ±0.2 | 紫 | 7 | 7 | 107 | ±0.1 | 灰 | 8 | 8 | 108 | — | 白 | 9 | 9 | 109 | — | 黑 | 0 | 0 | 100 | — | 金 | — | — | 10-1 | ±5 | 银 | — | — | 10-2 | ±10 | 无色 | — | — | — | ±20 | 例如:红红棕金 表示220 Ω ± 5 %
黄紫橙银 表示47 kΩ ± 10 %
棕紫绿金棕 表示17.5 Ω ± 1 %(图片) ③ 文字符号法
例如:3M3K 3M3表示3.3MΩ,K表示允许偏差为 ± 10 %。允许偏差与字母的对应关系见表4。
(4) 电阻器额定功率的识别
电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中,长期连续工作所允许消耗的最大功率。有两种标志方法:2W以上的电阻,直接用数字印在电阻体上;2W以下的电阻,以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时,采用如图 T302 符号: (图片) (5) 电阻(电容)器偏差标志符号表电阻(电容)器偏差标志符号表
允许偏差 | 标志符号 | 允许偏差 | 标志符号 | 允许偏差 | 标志符号 | ± 0.001 | E | ± 0.1 | B | ± 10 | K | ± 0.002 | Z | ± 0.2 | C | ± 20 | M | ± 0.005 | Y | ± 0.5 | D | ± 30 | N | ± 0.01 | H | ± 1 | F | - | - | ± 0.02 | U | ± 2 | G | - | - | ± 0.05 | W | ± 5 | J | - | - | 可变电阻器
(1) 符号(图片) (2) 功能简介
可变式电阻器一般称为电位器,从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状;从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式;从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时,其相应的阻值依旋转角度而变化。变化规律有三种不同形式,参见图T303
X型为直线型,其阻值按角度均匀变化。它适于作分压、调节电流等用。如在电视机中作场频调整。
Z型为指数型,其阻值按旋转角度依指数关系变化(阻值变化开始缓慢,以后变快),它普遍使用在音量调节电路里。由于人耳对声音响度的听觉特性是接近于对数关系的,当音量从零开始逐渐变大的一段过程中,人耳对音量变化的听觉最灵敏,当音量大到一定程度后,人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器,使声音变化听起来显得平稳、舒适。
D型为对数型,其阻值按旋转角度依对数关系变化(即阻值变化开始快,以后缓慢),这种方式多用于仪器设备的特殊调节。在电视机中采用这种电位器调整黑白对比度,可使对比度更加适宜。
电路中进行一般调节时,采用价格低廉的碳膜电位器;在进行精确调节时,宜采用多圈电位器或精密电位器。(图片) 光敏电阻
(1) 符号(图片) 光敏电阻是一种电阻值随外界光照强弱(明暗)变化而变化的元件,光越强阻值越小,光越弱阻值越大。如果把光敏电阻的两个引脚接在万用表的表笔上,用万用表的R × 1k挡测量在不同的光照下光敏电阻的阻值:将光敏电阻从较暗的抽屉里移到阳光下或灯光下,万用表读数将会发生变化。在完全黑暗处,光敏电阻的阻值可达几兆欧以上(万用表指示电阻为无穷大,即指针不动),而在较强光线下,阻值可降到几千欧甚至1千欧以下。
利用这一特性,可以制作出各种光控的小电路来。事实上街边的路灯大多是用光控开关自动控制的,其中一个重要的元器件就是光敏电阻(或者是光敏三级管,一种功能相似的带放大作用的半导体元件)。光敏电阻是在陶瓷基座上沉积一层硫化镉(CdS)膜后制成的,实际上也是一种半导体元件。住宅或公寓里声控楼道灯在白天不会点亮,也是因为光敏电阻在起作用。我们可以用它制作电子报晓鸡,清晨天亮时喔喔叫。
(2) 特性与参数
主要有CdS元件、CdSe元件和PbS元件。它们的电阻率对某段波长的照度变化很敏感,当照度增加时,电阻率急剧减小,并在一定条件下,照度和电阻率可呈现线性关系。在完全无光照时,光敏电阻也会呈现一定的电阻值,称为暗电阻,而光照时的电阻称为光电阻。对CdS 光敏电阻,暗电阻约几兆欧姆,而光电阻可小到几百欧姆。光敏电阻的温度系数和照度有关,强光照射条件下为正,弱光照射条件下为负。
在上述三种光敏电阻中,以CdS光敏电阻应用最广。它可以工作在交流状态,对可见光敏感,输出信号较大,价格便宜,抗噪声能力比光敏二极管强,但响应速度较慢。表B315列出了几种CdS光敏电阻的参数,其中峰值波长指光谱响应中最敏感的波长值;响应时间指光敏电阻两端加电压后,从受光照开始,电阻中的光电流从0增加到正常电流值的63%所经历的时间t,遮光后,光电流从正常值衰减到37%时所经历的时间tf。
当选用CdS作开关元件时,应注意它的允许功耗和响应速度能否满足要求。几种CdS光敏电阻的参数
参数型号 | 光谱响应范围 mm | 峰值波长mm | 允许功耗mW | 最高工作电压V | 响应时间 | 光电特性 | 电阻温度系数%/℃- 20 ~ 60℃ | t ms | tf ms | 暗电阻MΩ | 光电阻KΩ(100lx) | UR-74A | 0.4 ~ 0.8 | 0.54 | 50 | 100 | 40 | 30 | 1 | 0.7 ~ 1.2 | - 0.2 | UR-74B | 0.4 ~ 0.8 | 0.54 | 30 | 50 | 20 | 15 | 10 | 1.2 ~ 4 | - 0.2 | UR-74C | 0.5 ~ 0.9 | 0.57 | 50 | 100 | 6 | 4 | 100 | 0.5 ~ 2 | - 0.5 | 最灵敏的感温元件--热敏电阻
半导体热敏电阻是利用半导体材料的热敏特性工作的半导体电阻。它是用对温度变化极为敏感的半导体材料制成的,其阻值随温度变化发生极明显的变化。
热敏电阻主要用在温度测量、温度控制、温度补偿、自动增益调整、微波功率测量、火灾报警、红外探测及稳压、稳幅等方面,是自动控制设备中的重要元件。热敏电阻按其结构分为直热式和旁热式两大类。直热式热敏电阻一般是用锰、镁、钴、镍铁等金属氧化物粉料挤压成杆状、片状、垫圈状或珠状的电阻体,经1000°C至1500°C高温烧结后,再烧制附银电极,焊接引线而成。加热电流直接通过电阻体。旁热式热敏电阻由电阻体和加热器构成。电阻体旁装有金属丝绕制的加热器(加热线圈),二者紧耦合在一起,但又彼此绝缘。电阻体和加热器密封在内部抽成高真空的玻璃外壳中,引出电极。加热器通过加热电流时,电阻体周围温度变化,导致阻值改变。按电阻温度系数的不同,热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。
在工作温度范围内,正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而急剧增大,负温度系数电阻的阻值随温度升高而急剧减小。后者应用较为广泛。此外,热敏电阻由于具有热敏特性,其电压和电流之间不再保持线性关系,成为一种非线性元件了。
3/8/2008
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