一文了解：电阻器的基础知识以及选用方法
电阻器是一种最为常用的电子元器件，电阻器主要分为固定电阻器、电位器和敏感电阻器三类。固定电阻器的阻值固定无法改变，电位器的阻值可通过手动调节来改变，而敏感电阻器的阻值会随施加条件（如温度、湿度、压力、光线、磁场和气体）变化而发生改变。排阻是一种将多个电阻器以一定的方式连接起来并封装成多引脚的元器件。本文主要介绍固定电阻器的外观、符号、功能及标称阻值等。
1 电阻器的外形与符号
固定电阻器是一种阻值固定不变的电阻器。固定电阻器的实物外形和电路符号如图1所示，在图1（b）中，上方为国家标准的电阻器符号，下方为国外常用的电阻器符号（在一些国外技术资料常见）。
图1 固定电阻器
2 电阻器的功能
固定电阻器的主要功能有降压、限流、分流和分压。固定电阻器的功能说明如图2所示。
图2 固定电阻器的功能说明图
固定电阻器的基本功能说明
•降压限流
在图2（a）中，电阻器R1与灯泡串联，如果用导线直接代替R1，加到灯泡两端的电压有6V，流过灯泡的电流很大，灯泡将会很亮，串联电阻R1后，由于R1上有2V电压，灯泡两端的电压就被降低到4V，同时由于R1对电流有阻碍作用，流过灯泡的电流也就减小。电阻器R1在这里就起着降压、限流功能。
•分流
在图2（b）中，电阻器R2与灯泡并联在一起，流过R1的电流I除了一部分流过灯泡外，还有一路经R2流回到电源，这样流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。R2的这种功能称为分流。
•分压
在图2（c）中，电阻器R1、R2和R3串联在一起，从电源正极出发，每经过一个电阻器，电压会降低一次，电压降低多少取决于电阻器阻值的大小，阻值越大，电压降低越多。
3 电阻器的标称阻值
为了表示阻值的大小，电阻器在出厂时会在表面标注阻值。标注在电阻器上的阻值称为标称阻值。电阻器的实际阻值与标称阻值往往有一定的差距，这个差距称为误差。电阻器标称阻值和误差的标注方法主要有直标法和色环法。
（1）直标法
直标法是指用文字符号（数字和字母）在电阻器上直接标注出阻值和误差的方法。直标法的阻值单位有欧姆（Ω）、千欧姆（kΩ）和兆欧姆（MΩ）。
误差大小表示一般有两种方式：一是用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示误差为±5%、±10%、±20%，如果不标注误差，则误差为±20%；二是用字母来表示，各字母对应的误差见表2-1，如J、K分别表示误差为±5%、±10%。
表1 字母与阻值误差对照表
表2 直标法常见的表示形式
（2）色环法
色环法是指在电阻器上标注不同颜色圆环来表示阻值和误差的方法。图2-3中的两个电阻器就采用了色环法来标注阻值和误差，其中一只电阻器上有四条色环，称为四环电阻器，另一只电阻器上有五条色环，称为五环电阻器，五环电阻器的阻值精度较四环电阻器更高。
图3 色环电阻器
① 色环含义 要正确识读色环电阻器的阻值和误差，必须先了解各种色环代表的意义。四环色环电阻器各色环颜色代表的意义及数值见表3。
表3 四环色环电阻器各色环颜色代表的意义及数值
② 四环电阻器的识读 四环电阻器阻值与误差的识读如图4所示。
图4 四环电阻器阻值和误差的识读
四环电阻器的阻值与误差识别
四环电阻器的识读具体过程如下。
第一步：判别色环排列顺序。
四环电阻器的色环顺序判别规律如下。
① 四环电阻的第四条色环为误差环，一般为金色或银色，因此如果靠近电阻器一个引脚的色环颜色为金、银色，该色环必为第四环，从该环向另一引脚方向排列的三条色环顺序依次为三、二、一。
② 对于色环标注标准的电阻器，一般第四环与第三环间隔较远。
第二步：识读色环。
按照第一、二环为有效数环，第三环为倍乘数环，第四环为误差数环，再对照表3各色环代表的数字识读出色环电阻器的阻值和误差。
③ 五环电阻器的识读
五环电阻器阻值与误差的识读方法与四环电阻器基本相同，不同在于五环电阻器的第一、二、三环为有效数环，第四环为倍乘数环，第五环为误差数环。另外，五环电阻器的误差数环颜色除了有金、银色外，还可能是棕、红、绿、蓝和紫色。五环电阻器的识读如图5所示。
图5 五环电阻器阻值和误差的识读
4 电阻器的额定功率
额定功率是指在一定的条件下元件长期使用允许承受的最大功率。电阻器额定功率越大，允许流过的电流越大。固定电阻器的额定功率也要按国家标准进行标注，其标称系列有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W和10W等。小电流电路一般采用功率为1/8W～1/2W的电阻器，而大电流电路中常采用1W以上的电阻器。
电阻器额定功率识别方法如下。
① 对于标注了功率的电阻器，可根据标注的功率值来识别功率大小。图2-6中的电阻器标注的额定功率值为10W，阻值为330 Ω，误差为±5%。
图6 根据标注识别功率
② 对于没有标注功率的电阻器，可根据长度和直径来判别其功率大小。长度和直径值越大，功率越大，图7中的一大一小两个色环电阻器，大电阻的功率更大。碳膜、金属膜电阻器的长度、直径与功率对应关系可参见表4，例如一个长度为8mm、直径为2.6mm的金属膜电阻器，其功率为0.25W。
图7 根据体积大小来判别功率
表4 碳膜、金属膜电阻器的长度、直径与功率对照表
③ 在电路图中，为了表示电阻器的功率大小，一般会在电阻器符号上标注一些标志。电阻器上标注的标志与对应功率值如图2-8所示，1W以下用线条表示，1W以上的直接用数字表示功率大小（旧标准用罗马数字表示）。
图8 电路图中电阻器的功率标志
5 电阻器选用
（1）选用举例
在选用电阻器时，主要考虑电阻器的阻值、误差、额定功率和极限电压。在图9中，要求通过电阻器R的电流I=0.01A，请选择合适的电阻器来满足电路实际要求。
图9 电阻器选用例图
电阻器的选用说明
电阻器的选用过程如下。
① 确定阻值。用欧姆定律可求出电阻器的阻值R=U/I=220V/0.01A=22000Ω=22kΩ。
② 确定误差。对于电路来说，误差越小越好，这里选择电阻器误差为±5%，若难于找到误差为±5%，也可选择误差为±10%。
③ 确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率大小为P=I2R=(0.01A)2×22000Ω=2.2W，为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器功率应在实际功率的两倍以上，这里选择电阻器功率为5W。
④ 确定被选电阻器的极限电压是否满足电路需要。当电阻器用在高电压小电流的电路时，可能功率满足要求，但电阻器的极限电压小于电路加到它两端的电压，电阻器会被击穿。
电阻器的极限电压可用U=√PR来求，这里的电阻器极限电压U=√5*22000≈331V，该值大于两端所加的220V电压，故可正常使用。当电阻器的极限电压不够时，为了保证电阻器在电路中不被击穿，可根据情况选择阻值更大或功率更大的电阻器。
综上所述，为了让图9电路中电阻器R能正常工作并满足要求，应选择阻值为22kΩ、误差为±5%、额定功率为5W的电阻器。
（2）电阻器选用技巧
在实际工作中，经常会遇到所选择的电阻器无法与要求一致，这时可按下面方法解决。
① 对于要求不高的电路，在选择电阻器时，其阻值和功率应与要求值尽量接近，并且额定功率只能大于要求值，若小于要求值，电阻器容易被烧坏。
② 若无法找到某个阻值的电阻器，可采用多个电阻器并联或串联的方式来解决。电阻器串联时阻值增大，并联时阻值减小。
③ 若某个电阻器功率不够，可采用多个大阻值的小功率电阻器并联，或采用多个小阻值小功率的电阻器串联，不管是采用并联还是串联，每个电阻器承受的功率都会变小。至于每个电阻器应选择多大功率，可用P=U2/R或P=I2R来计算，再考虑两倍左右的余量。
在图9中，如果无法找到22kΩ、5W的电阻器，可用两个44kΩ的电阻器并联来充当22kΩ的电阻器，由于这两个电阻器阻值相同，并联在电路中消耗功率也相同，单个电阻器在电路中承受功率P=U2/R=2202/44000=1.1W，考虑两倍的余量，功率可选择2.5W，也就是说将两个44kΩ、2.5W的电阻器并联，可替代一个22kΩ、5W的电阻器。
