电工电子元器件认识 电阻器的结构参数与特性.docx

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电工电子元器件认识电阻器的结构参数与特性

电阻器的特性结构与参数

任务目标；

电阻器的特性、结构、参数、误差等级及标注方法。

学习目标；

掌握电阻器的特性、结构、参数、误差等级及标注方法。

1、概念

能阻碍电流流动的物体就称为电阻。

也就是说，当电流通过金属导体时，做定向移动的自由电子就会与金属中的带电粒子相互发生碰撞，碰撞的力度小导体对电流的阻力就小，说明此导体的导电能力强，碰撞的力度大，导体对电流的阻力就大，说明此导体的导电能力差，这就说明导体对电流的阻碍有大小之分。

2、电阻器的单位及换算关系

电阻在电子电路中的应用十分广泛，任何一个电子电路就必须有电阻，哪怕是没有别的组件，电阻在电路中用“R”表示，单位是“欧姆”，简称“欧”。

用字母“Ω”表示。

还有千欧（KΩ）和兆欧（MΩ）。

它们的换算关系：

1MΩ（兆欧）=1000KΩ（千欧）=1000000Ω（欧）

1KΩ（兆欧）=1000Ω（欧）

3、电阻器的符号

电阻器的符号

电阻器符号

4、影响电阻器阻值大小的因素

导体的电阻是客观存在的，它不随导体两端电压大小而变化，也就是说在导体两端即便是没有电压导体仍然有电阻（敏感电阻除外）。

1）材料

银、铜、铝、铁。

大家知道，导体的材料不一样，它的导电能力也不同，在金属导体中，导电能力最强的是什么呢？

是“银”，其次就是铜，铝，铁，金子虽贵但导电能力很差，金刚石就不导电的。

2）温度

（1）金属导体温度越高，电阻越大。

例：

冬天取暖用的电炉子，热线式空流计中的热丝电阻。

（2）半导体材料是温度越高，电阻越小。

例：

半导体材料制作的三极管和功放集成电路这些易发热的组件都加有散热片。

3）截面积

导体越粗，电阻越小，反之越大。

4）长度

导体越长，电阻越大，反之越小。

例：

照明用的灯泡灯丝断了以后重新搭上就会比以前亮，这就是灯丝变短，电阻变小，电流增大，灯泡变亮。

5、电阻器的作用

电阻器的作用是限流和分压

限流分压电路

6、电阻器的主要参数

电阻器的主要参数有：

标称阻值、阻值误差、额定功率。

1）标称阻值

标称阻值是指电阻器表面所标的阻值。

这个阻值是国家制定的标准系列标注的，不是个人或生产厂家随意标定的。

2）电阻器的额定功率

额定功率指的是电阻器在一定的气压和温度下长期连续工作所允许承受的最大功率。

如果在使用当中超过了它的允许值此组件将会被烧坏。

电阻器的额定功率也是国家规定的也不是个人和生产厂家私自制造的。

额定功率的单位是“瓦特”简称“瓦”用字母“W”表示。

功率标注

3）电阻器的误差等级

由于生产电阻器工艺水平的差异，将使产品的实际阻值产生一定的误差，为了反应误

差的大小，国

家也规定了误差等级，此误差共分三级，分别用罗马数字表示。

I表示误差为标称值的+-5％，II表示误差为标称值的+-15％，III表示误差为标称值

的+-20％。

7、电阻器的标称阻值以及误差的标注方法

1）直标法

直标法就是将电阻器的标称阻值以及误差直接标注在电阻器的表面上。

直标法

2）文字符号法（数字与字母组合表示法）

文字表示法就是用字母和数字有规律的组合起来直接标注在电阻器的表面上。

文字符号法

该表示法中数字表示有效数字，字母表示小数点。

一般有R（欧），K（千欧），M（兆

欧）。

例：

3R3表示3.3欧姆，3K3表示3.3千欧，3M3表示3.3兆欧。

R33表示0.3欧姆。

文字符号法中的误差也是用字母来表示的。

用字母J、K、M表示，J表示误差为±5%，K表

示误差为±10%，M表示误差为±20%。

3）色标法

色标法就是将电阻器的标称阻值以及误差用不同的颜色标注在电阻器的表面上。

如图

2-6所示。

色标法一般分为两种：

普通电阻（四环电阻）和精密电阻（五环电阻）。

色标法

（1）四环电阻

四环电阻就是用四条环标在电阻器的表面上。

如果我们发现了一个电阻器上标有四条

环的颜色那么该电阻器就是四环电阻。

四环电阻的色环含义

四环电阻的表示法

第一环表示有效数字（也就是该颜色所相对的数字）；

第二环表示有效数字（也是该颜色所对应的数字）；

第三环表示倍乘数（也就是说零的个数）；

第四环表示误差（一般为金色和银色）。

四环电阻表示方法

①如何确定四环电阻的第一环？

首先找出误差环，在四环电阻的表示法

中，不是误差环的颜色一般为金色和银色，如果在四环电阻器上靠近断头的颜色为金色或银色那么该颜色环就是误差环，另一端则为第一环或首环。

顺序排列第二环和第

三环。

在四环电阻器中，如果已经确认了第一环，那么前两环是有效数字，就是说前两环是什么颜色就对应什么数字，第三环是0的个数，如果是棕那就是1个0.是红色就是2个0，是橙就是3个0了。

快速读四环电阻的方法：

记准记牢第三环颜色所代表的阻值范围，这一点是快识的关键。

具体是：

黑色：

几十几欧橙色：

几十几千欧金色：

几点几兆欧黄色：

几百几十千欧

棕色：

几百几十欧绿色：

几点几兆欧红色：

几千几欧蓝色：

几十几兆欧

（2）精密电阻

精密电阻又称五环电阻。

如图2-8所示。

它跟四环电阻相比误差小了一些，它是用五道色色环来表示该电阻的阻值以及误差的。

见表2-2。

五环电阻表示法（如图2-9所示）前三环表示有效数字；第四环表示零的个数；第五环表示误差。

五环电阻五环电阻表示方法

五环电阻的色环含义

4）如何判断四环和五环电阻的第一环呢？

（1）首先从取值范围加以判别阻值，一般色环电阻的取值范围都在1欧姆—10兆欧之间，如果读出的数值超过了这个范围就证明你的第一环选错了，可以反过来重新读一次。

例：

一个五环电阻的颜色分别是棕、红、黄、灰、棕，那么从左到右为棕是一，红是二，黄是四，灰是第四环那就是00000000了，五环是误差不理它，组合起来就是124X108=12400000000Ω，超出了取值范围，证明读反了，反过来重新读一次为，棕灰黄红棕，那即是，124X102=12400Ω，正确即OK。

（2）从误差环的颜色加以判别

因为在色环电阻的表示法中，表示误差环的颜色有七种，即：

红±2％，绿±0.5％，蓝±0.25％，紫±0.1％，棕±1％，金±5％，银±10％。

注：

五环电阻中，表示误差环的颜色一般为棕色。

如果在读值的时候发现一个电阻器断头的颜色不是误差环的颜色，那么该环就是第一环。

例：

黄、红、黑、银、红，420X10-2=4.2Ω±2％。

因为黄色不表示误差，则可肯定黄色就是第一环，那么红色则为误差环。

（3）根据有效环与误差环之间的间距加以判别。

在这五道环中，其中有四道环是紧挨着的，总与另外的一道换有一点点的间距，且这条单环较宽，那么这条单环就是误差环，另一端则是首环。

（4）试测：

用上述还不能识别时可进行试测，但前提是电阻器必须完好。

8、固定电阻器的种类

固定电阻又可分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。

1）碳膜电阻

结晶碳沉积在陶瓷棒的骨架上制成的。

如图2-10所示。

特点：

价格便宜、阻值范围宽（1Ω-10MΩ）、具有良好的稳定性和高频特性。

电路中常用“RT”来表示。

功率一般为8/1W～2W。

由于碳膜电阻的价格便宜阻值范围宽，所以它的应用十分广泛，常用在一些要求不高的电器设备中。

碳膜电阻

2）金属膜电阻

用真空蒸发的方法将合金材料镀于陶瓷棒的骨架上。

其型号用“RJ“表示。

阻值范围在1Ω-200MΩ之间。

特点；净密度高、耐高温、稳定度高等。

由于金属膜电阻的精密度高，阻值范围也宽，且体积小，所以常用于较高档的电气设备，汽车电脑，通讯，仪器，仪表等设备中。

金属膜电阻

3）线绕电阻

用高等阻值的合金电阻丝绕制在瓷管上。

其型号用“RX”标注。

（阻值范围不定）。

特点：

热稳定性能好、精密度高、耐高温、能承受较大负载的特点。

外形：

由于线绕电阻的热稳定性能好、精密度高等优点，所以常用在一些仪表和仪器的电路中。

又因为它的功率较大，所以一般用在电源电路中做限流电阻使用。

但由于该电阻是线绕在绝缘管上，也可以说就相当于一个线圈套在绝缘管上，而线圈有通低频阻高频的特性，所以该电阻不能用在高频电路中。

线绕电阻器

4）熔断电阻器

熔断电阻器又名保险丝电阻器，是一种具有熔断丝（保险丝）及电阻器作用的双功能，一旦电路出现故障时，该电阻器因过负荷会在规定的时间内熔断开路，从而起到保护某他元器件的作用。

它经常使用在电源电路和电机驱动电路中，常见的熔断电阻器如图2-13所示。

保险丝电阻的额定功率一般有0.25W、0.5W、1W、2W和3W等规格，阻值为零点几欧姆，少数为几十欧姆至几千欧姆。

熔断电阻器的符号

熔断电阻器熔断电阻器的符号

熔断电阻器的常用型号有RF型（涂覆型），RF11（瓷外壳型）RRD0910型和RRD0911型（瓷外壳型）等。

RF10型电阻表面涂有灰色不燃料，其电阻阻值用色环表示。

RF11的阻值用字母表示。

例：

1W、10Ω、2W、1Ω2等。

也有的不标功率，只标阻值。

例：

1Ω及10Ω等。

5）水泥电阻器

水泥电阻器是一种陶瓷绝缘的功率型线绕电阻器。

例：

汽车电脑电路中的大功率电阻。

水泥电阻器有如下特点：

（1）采用陶矿质材料封装、散热好、功率大。

（2）采用工业高频电子陶瓷外壳，具有优良的阻燃和防爆特性，电阻丝洗用康铜、锰铜或镍铬等合金材料，有较好稳定性和过负载能力，电阻丝同焊脚引线之间采用压接方式，在负载智囊路的情况下，可迅速在压接处熔断。

进行电路板上，也可利用金属支架独立安装。

水泥电阻器有立式（如HX2T-IV型）与卧式（如RX27-3型）两类。

水泥电阻

6）排电阻

排电阻也叫集成电阻，是一种集多只电阻于一体的电阻器件。

其外形及结构如图2-16所示。

图b）中，BX表示产品型号，“10”表示有效数字，“3”表示有效数字后边加0的个数，103即10000（10KΩ）。

“9”表示此阻排有9个引脚，其中一个是公共引脚。

公共引脚一般都在两边，用色点标示。

排电阻体积小，安装方便，适合多个电阻阻值相同，而且其中一个引脚都是连在电路的同一位置的场合。

测量排电阻的方法比较简单。

对已知引脚排列顺序的排电阻。

可将一支表笔接公共引脚，用另一支表笔依次对每个电阻进行测量。

其阻值应符合标称值。

对于不知引脚排列顺序的排电阻，可先将红表笔任接被测量电阻的一个引脚，然后用黑表笔去测试其它引脚，若所得值相同，则说明红表笔所接的是被测量排电阻的公共脚。

a）排电阻b）外形c）内部结构

a）b）c）排电阻的外形与结构

7）贴片电阻

贴片电阻因体积小、节省空间而广泛的用在各种控制单元内。

贴片电阻的测量方法与普通电阻的方法相同，仅在结构形式和标称方法上有所区别，一般在电阻体上直接印有标称值，如101、102、473等。

其数值前两位为有效数字，第三位为倍乘数，算法同色环电阻。

例：

101为10×101=100Ω；102为10×102=1000Ω等。

对于某些场合因为受电路中其它组件的影响，在线测量的结果可能与电阻实际标称的值有很大差别，这个时候最好的方法就是将电阻焊下来测量，以进一步确认测量值的准确程度，以及电阻是否存在问题。

贴片电阻实物如图2-17所示。

贴片电阻

9、特殊用途的电阻器（敏感电阻器）

敏感电阻器主要是指电特性对于温度、光线、电压、机械力、磁通、湿度、气体浓度等物理量表现敏感的组件，如热敏、光敏、压敏、力敏、磁敏、湿敏和气敏电阻器。

利用这类组件可以构成能检测相应物理量的探测器，如红外探测器、辐射热探测器等；还可制成无触点开关和非接触式电位器，如光电电位器和磁敏电位器等。

由于它们几乎都是用半导体材料做成的，因此这类电阻器也称做“半导体电阻器”。

敏感电阻器的主称符号用“M”表示。

敏感电阻的种类主要有光敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻、气敏电阻、力敏电阻、磁敏电阻等。

敏感电阻器中字母表示的意义。

敏感电阻器中字母表示的意义

1）热敏电阻

热敏电阻是电阻值对温度极为敏感的一种电阻器，也叫半导体热敏电阻器。

它可由单晶、多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。

这种电阻器具有一系列特殊的电性能，最基本的特性是其阻值随温度的变化极为明显。

（1）热敏电阻器的种类：

①按结构及形状分：

圆片形（片状）、圆柱形（柱形）、圆圈形（垫圈形）等多种热敏电阻器。

②按温度变化的灵敏度分：

高灵敏度型（突变型）、低灵敏度型（缓变型）热敏电阻器。

③按受热方式分：

直热式热敏电阻器、旁热式热敏电阻器。

④按温变（温度变化）特性分：

正温度系数（PTC）、负正温度系数（NTC）热敏电阻器。

热敏电阻器的主要特点是对温度灵敏度高、热惰性小、寿命长、体积小、结构简单以及可制成各种不同的外形结构。

因此，随着工农业生产以及科学技术的发展这种组件已获得了广泛的应用，如温度测量、温度控制、温度补偿、液面测定、气压测定、火灾报警、气象探空、开关电路、过荷保护等等。

热敏电阻器用字母“MZ”和“MF”表示，其电路符号如图2-19所示。

热敏电阻热敏电阻器电路符号

（2）正温度系数热敏电阻（PTC）

结构：

用钛酸钡、锶、锆等材料制成的。

特点：

当温度上升时电阻的阻值只有微小的变化（增大），而热敏电阻的阻值则随温度变化很大。

这类随温度升高而阻会上增加的热敏电阻称为正温度系数电阻器。

在常温下，其电阻值较小，仅有几欧姆～几十欧姆；当流经它的电流超过额定值时，其电阻值能在几秒钟内迅速增大至数百欧姆～数千欧姆以上。

例：

冬天取暖用的电子炉子的炉丝，彩色电视机上的消磁电子阻，汽车上热线式空气流量计中的热线电阻等。

（3）负温度系数热敏电阻（NTC）

结构：

用锰、钴、镍、铜、铝等金属氧化物（具有半导体性质）或碳化硅等材料采用陶瓷工艺制成的。

特点：

电阻当温度增加时其电阻值减小，这类随温度升高而阻减小的热敏电阻器称为负温度系数电阻器。

在汽车上主要应用于感知发动机的热状态，计算进气的流量及进行排气净化处理需要有能够连续精确地测量，冷却水温度，进气温度与排气温度，车内车外温度传感器等。

2）光敏电阻

光敏电阻器是一种对光敏感组件，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。

（1）结构：

通常由光敏层、玻璃基片（或树枝防潮膜）和电极等组成的。

光敏电阻器在电路中，用字母“MG”标示，电路符号如图2-21所示。

光敏电阻光敏电阻器符号、

（2）特点

光敏电阻器大多数是由半导体材料制成的，它是利用半导体的光导电特性，使电阻器的电阻值随入射光线的强弱发生变化，当射入光线增强时，它的阻值会明显减小，当射入光线减弱时，它的阻值会显着增大。

（3）作用与应用

广泛应用于各种自动控制电路（如自动照明灯控制电路、自动报警电路等）、家用电器（如电视机中的亮度自动调节,照相机的自动曝光控制等）及各种测量仪器中。

（4）光敏电阻器种类

按制作材料分：

多晶和单晶光敏电阻器，还可分为硫化镉、硒化镉、硫化铅、硒化铅、锑化铟光敏电阻器等。

按光谱特性分：

可见光光敏电阻器（主要用于各种光电自动控制系统、电子照相机、光报警等）、紫外光光敏电阻器（主要用于紫外线探测仪器）、红外光光敏电阻器（主要用于天文、军事等领域的有关自动控制系统）。

（5）光敏电阻的检测

用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的数值基本保持不动，阻值接近无穷大。

此值越大说明光敏电阻性能越好。

若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。

将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的数值应有较大幅度的摆动，阻值明显减些此值越小说明光敏电阻性能越好。

若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏，也不能再继续使用。

将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表数值应随黑纸片的晃动而左右摆动。

如果万用表数值始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。

3）压敏电阻

“压敏电阻在一定电流电压范围内电阻值随电压而变”，或者是说“电阻值对电压敏感”的电阻器。

压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个种。

常用的“氧化锌”压敏电阻器，它的主体材料有二价元素和六价元素氧所构成。

压敏电阻器在电路中用字母“MY”表示。

压敏电阻压敏电阻电路符号

（1）特性

压敏电阻器的电压与电流不遵守欧姆定律，而成特殊的非线性关系。

当两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器的电阻值接近无穷大，内部几乎无电流流过；当两端所加电压略高于标称额定电压值时，压敏电阻器将迅速击穿导通，并由高阻状态变为低阻状态，工作电流也急剧增大；当两端所加电压低于标称额定电压值时，压敏电阻器又恢复为高阻状态；当两端所加电压超过最大限制电压值时，压敏电阻器将完全击穿损坏，无法再自行恢复。

（2）作用与应用

广泛应用于家用电器及其它电子产品中，起过压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。

（3）压敏电阻器的主要参数

除标称阻值、额定功率和允许偏差等基本指标外，还有如下指标：

标称电压：

指通过1mA直流电流时压敏电阻器两端的电压值。

电压比：

指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0.1mA时产生的电压值之比。

最大限制电压：

指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值。

10、使用电阻注意事项

1）选用电阻器时应注意它的标称阻值（数字或色环），还应该用万用表进行测量，测得实际阻值与标称阻值有误差，只要不超过规定的误差就可以使用。

2）换用电阻器时尽量换同等规格的电阻，如无同规格电阻可以用阻值相近的代用。

例：

原电阻为10KΩ电阻并联或两只2.4KΩ电阻串联后代用。

3）换用电阻时，功率应尽量相同或稍大些。

例：

原电阻为1/8W换的还用1/8W的，如无可用1/4W代换，原电阻为10W可用15W代换，如果原电阻器功率比较大，不能用小于它的代换。

例：

一支电阻为10W68Ω用5W68Ω代就会把电阻器烧坏。

4）装机或维修时，电阻的引线不能剪得太短，以免焊接不牢也不能留得太长，以免与其它组件相碰。

5）普通电阻器损坏一般是开路或阻值变大，不可能出现短路和击穿现象，这一点应提起注意。

11、电阻在汽车上的应用

电阻在汽车电控系统是不可缺少的，有一部分传感器就利用电阻器的特性制成的如:

热线式空气流量计，叶片式空气流量计，量芯式空气流量计，节气门位置传感器，水温传感器和进气温度传感器等。

1、热线式空气流量计

热线式空气流量计是利用惠斯顿平衡电桥原理制成的，将四个电阻两两串联，并接成一起组成电阻电桥电路。

当四个桥臂的电阻值满足一定关系时会使接在对角线的A,B两点问没有电流通过，这种情况称为电了桥的平衡状态。

因此，得出结论:

（1）、电桥的平衡条件是:

对臂电阻的乘积相等

即:

假设:

R1xR4=R2xR3

R1=3Ω，R2=6ΩR3=2ΩR4=4Ω

无论电阻怎么样换位置只要对臂电阻的乘积相等，电桥将保持平衡。

惠斯顿平衡电桥

2、节气门位置传感器

节气门位置传感器安装在节气门体上，与节气门轴相边接，驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度，节气门位置传感器将节气门开度的大小转变成电信号输入ECU，ECU根据节气门位置信号判断发动机的工况，并根据发动机的不同工况控制喷油脉冲宽度。

它的两个触点（或称触头）与节气门轴联动，一个触点可在电阻上滑动，利用电阻的变化将节气门位置信号转换成电压值TVA。

ECU可感知节气门的开度，使ECU进行喷油量修正，而另一个触点在节气门全关闭时与怠速触IDL接触，IDL信号用来断油和点火提前角的控制。

节气门位置传感器