电阻器讲义

第一章电阻器,一、电阻器的工作特性二、电阻器的种类、结构特点及应用三、电阻器的性能指标四、电阻器的型号及标识五、电阻器的一般性能,电荷在物体里运动所遇到的阻力称为电阻resistance，具有一定电阻值的器件称为电阻器。 其在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小，还可以与其它元件组合成耦合、滤波、反馈、补偿等不同功能的电路，用处极广。,一、,1. 电压与电流的关系,设,大小关系：,相位关系 ：,u、i 相位相同,根据欧姆定律:, 频率相同,相位差 ：,2. 功率关系,(1) 瞬时功率 p：瞬时电压与瞬时电流的乘积,小写,结论: （耗能元件）,且随时间变化。,p,瞬时功率在一个周期内的平均值,大写,(2) 平均功率(有功功率)P,单位:瓦（W）,注意：通常铭牌数据或测量的功率均指有功功率。,二.电阻器的种类 、结构特点及应用,电阻器的种类繁多，通常分为固定电阻器、电位器（含可变电阻）和特种电阻（如敏感电阻、熔断电阻等）三大类。,固定电阻器,碳膜电阻,金属膜电阻,金属氧化膜电阻,实芯碳质电阻,线绕电阻,敏感电阻器,热敏电阻,光敏电阻,压敏电阻,排电阻,数码电阻,A型电阻排,B型电阻排,电阻器的分类,金属玻璃釉电阻,数字电阻,数字电位器,热敏电阻器 带开关电位器 微调电位器 直滑式电位器,片状电阻 金属膜电阻器 碳膜电阻器 线绕电阻器,金 属 膜 电 阻 器,金 属 氧 化 物 电 阻 器,水 泥 电 阻 器,水 泥 电 阻 器,水 泥 电 阻 器,碳 膜 电 阻 器,贴 片 电 阻,线 绕 电 阻 器,线绕涂覆电阻器,MF72功率型NTC热敏电阻器,热敏电阻,氧化锌压敏电阻器,电阻器在电路中的图形符号,电阻器,电位器,可调电阻器,微调电阻器,敏感电阻器,(1)固定电阻器,膜型电阻器-导电体是在陶瓷或玻璃基体上淀积的导电薄膜,主要品种包括金属膜、金属氧化膜和碳膜电阻器。,碳膜电阻器(RT型) -以小瓷棒或瓷管作骨架，通过真空和高温，热分解出的结晶碳沉积生成碳膜(导电膜)，瓷管两端装上金属帽盖和引线，外涂保护漆。改变碳膜的厚度和长度，获得不同阻值。 温度系数为单值(负值, -500PPM/ -2000PPM/ ) 制造工艺简单 阻值受电压和频率的影响小 标称功率通常为0.25W 10W 单位面积负荷功率小(体积大) 精度不高(通常为5%, 10%, 20%) 工作温度范围窄(-55 100),金属氧化膜电阻器(RY型) -用锑或锡等金属盐溶液喷雾到炽热的陶瓷骨架表面，沉积形成导电膜，瓷管两端装上金属帽盖和引线，外涂保护漆。导电膜为金属氧化物。 稳定性高(温度系数与金属膜电阻一致) 由于膜层比金属膜和碳膜厚,在脉冲负荷下稳定性好于后者 易得到低阻值 单位面积负荷功率大,产品易实现小型化 高频性能好(分布电感和电容小) 耐高温(耐热性好)(-55125/155) 机械性能好(硬度大,耐磨,不易损伤) 在潮湿环境中, 稳定性变差 金属引线的接触电阻比金属膜电阻大,金属膜电阻器(RJ型) -以小瓷棒或瓷管作骨架，由合金粉蒸发而成的金属膜形成导电膜，瓷管两端装上金属帽盖和引线，外涂保护漆。 稳定性高(可达到5PPM/) 金属引线接触电阻小 单位面积负荷功率大,产品易实现小型化 高频性能好(分布电感和电容小) 工作温度范围宽(-55125/155) 由于膜层薄, 在脉冲负荷下稳定性变差.,各种膜式电阻实物照片,线绕电阻器(RX型) -是用镍铬合金、锰铜合金等电阻丝绕在绝缘支架上制成的，在其外表涂有耐热的釉层。 阻值精度高0.1%, 0.2%, 0.5%, 1% 额定功率大(100W102W) 温度系数很低(目前可达1PPM/ 15PPM/,) 引线没有接触电阻 稳定性高(除内部结构变化以外,其他老化因素很小) 不存在非线性和电流噪声 工作温度范围宽(-55 125/300),耐高温(能在300下 工作) 易获得小阻值 有分布电感和电容, 高频(50kHz以上)性能差 绕线时的拉力使线材拉长, 造成线径不均匀, 而且每匝有一面受拉力, 另一面受压力, 影响稳定性。,金属玻璃釉电阻器(RI型) 。这种电阻器是以金属、金属氧化物或难熔化合物作为导电相，以玻璃釉作粘结剂，与有机粘结剂混合成桨料，被覆于陶瓷或玻璃基体上，然后经烘干、高温烧结而成，又称厚膜电阻器。其特点是耐高温、高压、阻值范围宽（100K100）、温度系数小、稳定可靠、耐潮湿性好。 阻燃电阻器。这种电阻器是在电阻器的表面涂上一层含有阻燃剂的涂料。其特点是在火焰中不易燃烧（没有火焰）。,熔断电阻器。是一种双功能元件，既有一般电阻器的功能，又有过负荷熔断的功能。常用有两种熔断电阻器，其一，是金属膜熔断电阻器，在电阻体中加有一种熔断剂，当超过额定负荷时，构成电阻的特殊金属膜层将在熔断剂的作用下很快烧断，使电阻器开路。其二，线绕熔断电阻器，当超过额定负荷时，电阻体上的低温合金熔珠即被熔化而使磷铜线弹开，电阻器开路。但是可经人工修复还可继续使用。 水泥电阻。这种电阻器是将电阻丝卷绕在陶瓷骨架上构成一个电阻器的毛坯，将其装入陶瓷外壳，再用类似于水泥的无机粘合剂填充，经干噪、高温固化而成。其特点是小体积大功率、耐燃、耐电弧、耐潮湿。,实芯碳质电阻器 无机实芯电阻器(RS型)有机实芯电阻器(RN型),结构：用碳质颗粒导电物质(碳黑、石墨)作导电材料,用云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛作填料，另加黏合剂经加热压制而成。按照黏合剂的不同，分为有机实芯和无机实芯电阻器。优点：无机实芯电阻器温度系数较大，可靠性较高； 有机实芯电阻器过负荷能力强。 缺点：无机实芯电阻器阻值范围小； 有机实芯电阻器噪声大、稳定性较差、分布电容和分布电感大。,单列直插式(A),双列直插式(B),排电阻,内部电路,内部电路,排电阻也叫集成电阻，其外形及内部结构见图。,图中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（10K）。半字线“-”后面的9表示此电阻有9个引脚，其中的一个引脚是公共引脚，一般都在两边，用色点标志。,排电阻适合多个电阻阻值相同，而且其中的一个引脚都连在电路的同一位置的场合，如图示。排电阻比分立电阻体积小，安装方便，但价格也稍贵。,电位器分类,小型碳膜电位器（WTX）,合成膜电位器（WTH）,有机实芯电位器（WS）,精密合成膜电位器（WHJ）,多圈合成膜电位器（WHD）,按电阻体材料分,膜式电位器,线绕电位器,按结构分,单圈电位器,多圈电位器,单联电位器,双联电位器,多联电位器,按调节机构分,普通电位器,精密电位器,功率电位器,微调电位器,专用电位器,按用途分,旋转式直滑式,按有无开关分,不带开关,旋转式推拉式,按输出函数分：X式(直线式)、 D式(对数式)、 Z式(指数式),按键式,(2)电位器,电位器分类,接触式电位器,非接触式电位器,线绕电位器,非线绕电位器,实芯电位器,膜式电位器,有机合成实芯电位器,无机合成实芯电位器,导电塑料电位器,合成碳膜电位器,金属膜电位器,金属玻璃釉电位器,通用线绕电位器,精密线绕电位器,功率型线绕电位器,微调线绕电位器,光电电位器,磁敏电位器,数字电位器,块金属电位器,实芯电位器,有机合成实芯电位器,结构：用有机黏合剂将碳质导电物、填料均匀混合构成电阻体材料，连同引出端和绝缘的塑料粉压制后加热聚合而成。优点：阻值连续可调，分辨力高（大大优于线绕电阻）； 阻值范围宽(100 4.7 M)；体积小，耐磨、耐热性能好。缺点：温度稳定性较差。类型：直线式、对数式、指数式。,无机合成实芯电位器,结构：含无机黏合剂（如玻璃釉）的碳质合成物和填料混合冷压在基体上而成。优点：体积小，防潮性能好，耐热性能好。类型：直线式。,导电塑料电位器,结构：电阻体由碳黑、石墨和超细金属粉、邻苯二甲酸二丙脂树脂（DAP树脂）和交联剂（DAP单体）塑压而成。优点：电阻率比一般电阻体大 3 4 个数量级。特别耐磨，寿命可达500万次；制作工艺简单，分辨力高，平滑性良好，接触可靠。阻值范围宽(10 1 M)，工作温度范围55 +125 C类型：直线式。,膜式电位器,碳膜（合成膜）电位器,结构：是用配置好的悬浮液涂抹在胶脂板或玻璃纤维板上制成的电阻体，能制成片状的半可调电位器、结构较复杂的带开关电位器和精密电位器。优点：阻值连续可调，分辨力高；阻值范围宽(几百欧 几兆欧)；易于制作成符合需要的电阻规律。价格便宜，品种齐全。缺点：功率不能太高，一般做到2 W，否则体积太大；黏合剂是有机物，耐温和耐湿性能较差。类型：直线式、对数式、指数式。,金属膜电位器,结构：电阻体由特种合金或金属或金属氧化物等材料通过真空溅射，沉积在瓷基体上制造而成。优点：分辨力高，耐温性能好，分布电感小，可在100 MHz的高频电路工作。缺点：耐磨性能较差，阻值范围窄(10 100 k) 。类型：直线式、对数式、指数式。,金属玻璃釉电位器,结构：用丝网印刷的方法，将玻璃釉浆料印在陶瓷基体上，在700 800 C温度下烧制而成。优点：分辨力高，阻值范围宽(几十欧几十M欧)，耐温耐湿耐磨，分布电容和电感小，适用于射频范围工作。缺点：接触电阻变化大，电流噪声大。类型：通用、精密型、微调型。,内部,碳膜电位器实例,线绕电位器,结构：将电阻丝缠绕在涂有绝缘物的金属或非金属的条板上，再用专用工具将其弯成环型，装入基座内，配上带滑动触点的转动系统，则构成线绕电位器。优点：接触电阻低，精度高，温度系数小。缺点：分辨力较差（阻值呈阶梯变化），可靠性差，不适于高频电路。阻值100 。品种：微调型、多圈型、功率型。,线绕电位器,内部,旋转式,直滑式,微调式,推拉式开关,部分电位器实物照片,单联电位器。其只有一个电位器，它有一个独立的转轴，应用最为广泛。 双联或多联电位器。是将两个或多个电位器组合在一起，用同一调节轴（或滑柄）对各联电位器作同步调节。另一种为同心异轴的结构，其中一个轴为空心轴，各联电位器作独立调节。双联或多联电位器常用于音调、音量等控制。,开关电位器。是在电位器调节轴上加装开关装置，常见有推拉式和旋转式。通常用在收音机、电视机上作音量控制电位器和电源开关。 锁紧式电位器。是在电位器调节轴（或滑柄）上加装锁紧装置，当电位器调定后可以用锁紧装置加以固定，使电位器不在变动。一般用于不需经常调整的电路。,(3)敏感电阻器 热敏电阻器RT。阻值是随着环境和电路工作温度变化而变化的。,优点：对温度灵敏、热惰性小、寿命长、体积小、结构简单。用途：测温、控温、报警、气象探测、微波和激光功率测量等。,特性：电阻值随温度显著变化。,分类：,按温度特性分,正温度系数热敏电阻PTC（T R ）负温度系数热敏电阻NTC（T R ）,按温度变化的灵敏度分：缓变型、突变型。,按电阻受热方式分：直热式、旁热式。,按结构和形状分：棒状、圆片、方片、珠状、线管状、薄膜及厚膜等。,主要技术参数,标称阻值Rt,在20时的电阻值。为提高测量精度，测量时间应尽量断。,电阻温度系数,指温度每变化1时电阻值的变化率。,额定功率PN,在标准大气压和最高温度下，热敏电阻长期工作所允许承受的最大电功率。,时间常数,表述热敏电阻热惯性的参数，其值越小，热惰性越小，即温度变化后电阻达到稳定值的时间越短。,检测方法,用手捏住电阻加温，观察其阻值是否变化20%50%，如果阻值在此范围内，热敏电阻正常；否则，损坏。,光敏电阻RL或RG -是利用半导体的光电效应制成的光电传感元件，其阻值随入射光的强弱而改变，当入射光的增强时，电导率随之增大，因而电阻值随之减小。光敏电阻主要用于遥控、遥测。,优点：对光敏感。无光照时呈高阻，光照时阻值随光强度变小。用途：照明控制、报警、相机自动曝光控制及测量仪器等。,特性：电阻值随外界光照强度大小而变化。,分类：,按光谱特性分,可见光光敏电阻紫外光光敏电阻红外光光敏电阻,按制作材料分：多晶光敏电阻、单晶光敏电阻或硫化铬CdS、硒化铬CdSe 、硫化铬CdS、硫化铅PbS、硒化铅PbSe、锑化铟InSb,主要参数：亮电阻RL、暗电阻RD 、最高工作电压VM 、亮电流IL 、暗电流ID 、时间常数、温度系数灵敏度。,压敏电阻器(VSR)RV-其伏安特性是非线性的，对外加电压非常敏感，当电阻器两端电压增加到某一特定值时，其电阻值即急剧减小。,特性：电阻值随电压非线性变化。当两端电压低于标称额定值时，电阻值接近无穷大；当两端电压略高于标称额定值时，压敏电阻被击穿导通，由高阻态变低阻态。用途：过压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪和保护半导体元器件等。,分类：,按特性分,对称型压敏电阻（无极性）非对称型压敏电阻（有极性）,按材料分：氧化锌、碳化硅、金属氧化物、锗（硅）、钛酸钡等压敏电阻。结构和形状分：结型、体型、单颗粒层、薄膜等压敏电阻。,主要参数：标称电压、电压比、最大限制电压、残压比、通流容量、漏电流、电压温度系数、电流温度系数、电压非线性系数、绝缘电阻、静态电容。,气敏电阻器。是利用半导体表面吸附某种气体分子之后电阻率发生变化的特性制成的敏感元件。 力敏电阻器。某些金属和半导体材料的电阻率会随外加应力而改变，这种现象称为压力电阻效应，利用压力电阻效应制成的电阻器称为力敏电阻器。,（4）合成型电阻器-导电体采用导电合成物(10 1011cm)压制而成主要品种包括有机实芯和金属玻璃釉电阻。 稳定性好 噪声小 温度系数小 易获得高阻值,三、电阻器的性能指标,1、电阻额定功率定义：额定功率是指电阻器在直流或交流电路中，在一定的工作环境下（87kPa-107 kPa的大气压，-55-125的工作温度）长期连续工作所允许承受的最大功率。额定功率标称值：通常有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5、10W等规格。电阻器额定功率时，应使额定值高于在电路中的实际值1.52倍以上.非线性、温度系数、噪声、极限电压、标称阻值和允许偏差,2、标称阻值：标称阻值是产品标志的“名义”阻值，其单位为欧、千欧、兆欧。标称阻值系列如表所示。任何固定电阻器的阻值都应符合表中所列数值乘以10 n欧姆，其中n为整数。,标称阻值,电阻元件的正确选择和使用 根据用途选择电阻器的种类根据电路的性能和可靠性的要求, 选择合适的品种。 正确选取阻值和允许偏差选择接近计算值的标称值。根据精度要求选择允许偏差，例如万用电表，应选用0.05%级的精密电阻。 额定功率的选择选用的额定应比实际承受功率大1.52倍, 以保证可靠性要求。 使用中应注意的问题在安装前，要核实阻值。在安装时，电阻的引出线不要在其根部打弯。焊接时，不能使电阻长时间受热。大于10W的电阻器，应保证有散热的空间。,四、型号命名方法,明细表中文字说明 炭膜电阻 RT1/8W330KM 金属膜电阻 RJ 1/4W 5.1K J RM73 B 2B TE 102 J 表贴电阻 4.7K 5 0603,电阻器的型号和标号,K 10% M 20 %G 2%,示例：RJ71 0.125 5.1kI型的命令含义,由此可见，这是精密金属膜电阻器，其额定功率为W，标称电阻值为51k，允许误差为土5。,如 RT10 - 0.25 - 3K3 - I 卧式碳膜电阻器0.25W 3.3K5% RJ71 2 - 10K - f 精密金属膜电阻器 10K1%,无线电工艺,电阻器,四色环,五色环,直标法,参数法,2、电阻器阻值标识方法,色标法,6.8 K5%,a)直标法:直接标出标称值,字母分别为功率、电阻单位符、偏差等,1.8,1.8,20,200,100K,91X1000=91K,21X100=2.1K,10X100=1K,b)参数法:前两位为标称值,最后一位为倍率,偏差+/-5%,c)文字符号法：用数字和单位符号组合起来,表示5.1K ,表示7.4M ,d)色标法 有四环和五环电阻两种,五环电阻:,5环电阻一般都是金属氧化膜电阻，主要用于精密设备或仪器上。,第一位数,第二位数,乘 数,允许偏差,四环电阻:,4环电阻误差比5环电阻要大，一般用于普通电子产品上,电阻的色环标识,棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑,1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,第一位数,第二位数,倍乘数,允许误差,1,0,102,1000,(1k),误差：金色 5% 银色 10% 无色 20% 棕色 1%,10%,倍乘数,允许误差,1,0,0,102,10k, 1%,本页有动画设置，自动播放。,色标法,绿蓝红金,棕红黑黑棕,四色环电阻（一般电阻）,五色环电阻（高精密度电阻）,前两环为标称值,第三环为倍率,第四环为偏差,前三环为标称值,第四环为倍率,第五环为偏差,56X100=5.6 K 5 %,120X1=120 1%,色环电阻值速读方法,普通精度的电阻用四条色环来表示其阻值与误差级别，首先要把颜色与所代表的数字记熟，即：棕1、红2、橙3、黄4、绿5、蓝6、紫7、灰8、白9、黑0。色环与数字的对应关系，把它们编成口诀：,误差色环的判断，通常离其他色环较远或离电阻器引线端较远的色环为误差色环；也可以通过色环的颜色来判断：若末端色环为黑、橙、黄、灰、白色，则该色环不是误差标志，而是第一位有效数字；若末端色环为金色或银色，则其为误差色环，则从另一端读起。金色为I级误差（5%）、银色为级误差（10%）,棕1红2橙上3，4黄5绿6是蓝，7紫8灰9雪白，黑色是0须记牢。,本页有动画设置，每点击鼠标，演示一步。,练习,棕 红 橙