一文了解：電阻器的基礎知識以及選用方法
電阻器是一種最為常用的電子元器件，電阻器主要分為固定電阻器、電位器和敏感電阻器三類。固定電阻器的阻值固定無法改變，電位器的阻值可通過手動調節來改變，而敏感電阻器的阻值會隨施加條件（如溫度、濕度、壓力、光線、磁場和氣體）變化而發生改變。排阻是一種將多個電阻器以一定的方式連接起來并封裝成多引腳的元器件。本文主要介紹固定電阻器的外觀、符號、功能及標稱阻值等。
1 電阻器的外形與符號
固定電阻器是一種阻值固定不變的電阻器。固定電阻器的實物外形和電路符號如圖1所示，在圖1（b）中，上方為國家標準的電阻器符號，下方為國外常用的電阻器符號（在一些國外技術資料常見）。
圖1 固定電阻器
2 電阻器的功能
固定電阻器的主要功能有降壓、限流、分流和分壓。固定電阻器的功能說明如圖2所示。
圖2 固定電阻器的功能說明圖
固定電阻器的基本功能說明
?降壓限流
在圖2（a）中，電阻器R1與燈泡串聯，如果用導線直接代替R1，加到燈泡兩端的電壓有6V，流過燈泡的電流很大，燈泡將會很亮，串聯電阻R1后，由于R1上有2V電壓，燈泡兩端的電壓就被降低到4V，同時由于R1對電流有阻礙作用，流過燈泡的電流也就減小。電阻器R1在這里就起著降壓、限流功能。
?分流
在圖2（b）中，電阻器R2與燈泡并聯在一起，流過R1的電流I除了一部分流過燈泡外，還有一路經R2流回到電源，這樣流過燈泡的電流減小，燈泡變暗。R2的這種功能稱為分流。
?分壓
在圖2（c）中，電阻器R1、R2和R3串聯在一起，從電源正極出發，每經過一個電阻器，電壓會降低一次，電壓降低多少取決于電阻器阻值的大小，阻值越大，電壓降低越多。?
3 電阻器的標稱阻值
為了表示阻值的大小，電阻器在出廠時會在表面標注阻值。標注在電阻器上的阻值稱為標稱阻值。電阻器的實際阻值與標稱阻值往往有一定的差距，這個差距稱為誤差。電阻器標稱阻值和誤差的標注方法主要有直標法和色環法。
（1）直標法
直標法是指用文字符號（數字和字母）在電阻器上直接標注出阻值和誤差的方法。直標法的阻值單位有歐姆（Ω）、千歐姆（kΩ）和兆歐姆（MΩ）。
誤差大小表示一般有兩種方式：一是用羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示誤差為±5%、±10%、±20%，如果不標注誤差，則誤差為±20%；二是用字母來表示，各字母對應的誤差見表2-1，如J、K分別表示誤差為±5%、±10%。
表1 字母與阻值誤差對照表
表2 直標法常見的表示形式
（2）色環法
色環法是指在電阻器上標注不同顏色圓環來表示阻值和誤差的方法。圖2-3中的兩個電阻器就采用了色環法來標注阻值和誤差，其中一只電阻器上有四條色環，稱為四環電阻器，另一只電阻器上有五條色環，稱為五環電阻器，五環電阻器的阻值精度較四環電阻器更高。
圖3 色環電阻器
① 色環含義 要正確識讀色環電阻器的阻值和誤差，必須先了解各種色環代表的意義。四環色環電阻器各色環顏色代表的意義及數值見表3。
表3 四環色環電阻器各色環顏色代表的意義及數值
② 四環電阻器的識讀 四環電阻器阻值與誤差的識讀如圖4所示。
圖4 四環電阻器阻值和誤差的識讀
四環電阻器的阻值與誤差識別
四環電阻器的識讀具體過程如下。
第一步：判別色環排列順序。
四環電阻器的色環順序判別規律如下。
① 四環電阻的第四條色環為誤差環，一般為金色或銀色，因此如果靠近電阻器一個引腳的色環顏色為金、銀色，該色環必為第四環，從該環向另一引腳方向排列的三條色環順序依次為三、二、一。
② 對于色環標注標準的電阻器，一般第四環與第三環間隔較遠。
第二步：識讀色環。
按照第一、二環為有效數環，第三環為倍乘數環，第四環為誤差數環，再對照表3各色環代表的數字識讀出色環電阻器的阻值和誤差。
③ 五環電阻器的識讀
五環電阻器阻值與誤差的識讀方法與四環電阻器基本相同，不同在于五環電阻器的第一、二、三環為有效數環，第四環為倍乘數環，第五環為誤差數環。另外，五環電阻器的誤差數環顏色除了有金、銀色外，還可能是棕、紅、綠、藍和紫色。五環電阻器的識讀如圖5所示。
圖5 五環電阻器阻值和誤差的識讀
4 電阻器的額定功率
額定功率是指在一定的條件下元件長期使用允許承受的最大功率。電阻器額定功率越大，允許流過的電流越大。固定電阻器的額定功率也要按國家標準進行標注，其標稱系列有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W和10W等。小電流電路一般采用功率為1/8W～1/2W的電阻器，而大電流電路中常采用1W以上的電阻器。
電阻器額定功率識別方法如下。
① 對于標注了功率的電阻器，可根據標注的功率值來識別功率大小。圖2-6中的電阻器標注的額定功率值為10W，阻值為330 Ω，誤差為±5%。
圖6 根據標注識別功率
② 對于沒有標注功率的電阻器，可根據長度和直徑來判別其功率大小。長度和直徑值越大，功率越大，圖7中的一大一小兩個色環電阻器，大電阻的功率更大。碳膜、金屬膜電阻器的長度、直徑與功率對應關系可參見表4，例如一個長度為8mm、直徑為2.6mm的金屬膜電阻器，其功率為0.25W。
圖7 根據體積大小來判別功率
表4 碳膜、金屬膜電阻器的長度、直徑與功率對照表
③ 在電路圖中，為了表示電阻器的功率大小，一般會在電阻器符號上標注一些標志。電阻器上標注的標志與對應功率值如圖2-8所示，1W以下用線條表示，1W以上的直接用數字表示功率大小（舊標準用羅馬數字表示）。
圖8 電路圖中電阻器的功率標志
5 電阻器選用
（1）選用舉例
在選用電阻器時，主要考慮電阻器的阻值、誤差、額定功率和極限電壓。在圖9中，要求通過電阻器R的電流I=0.01A，請選擇合適的電阻器來滿足電路實際要求。
圖9 電阻器選用例圖
電阻器的選用說明
電阻器的選用過程如下。
① 確定阻值。用歐姆定律可求出電阻器的阻值R=U/I=220V/0.01A=22000Ω=22kΩ。
② 確定誤差。對于電路來說，誤差越小越好，這里選擇電阻器誤差為±5%，若難于找到誤差為±5%，也可選擇誤差為±10%。
③ 確定功率。根據功率計算公式可求出電阻器的功率大小為P=I2R=(0.01A)2×22000Ω=2.2W，為了讓電阻器能長時間使用，選擇的電阻器功率應在實際功率的兩倍以上，這里選擇電阻器功率為5W。
④ 確定被選電阻器的極限電壓是否滿足電路需要。當電阻器用在高電壓小電流的電路時，可能功率滿足要求，但電阻器的極限電壓小于電路加到它兩端的電壓，電阻器會被擊穿。
電阻器的極限電壓可用U=√PR來求，這里的電阻器極限電壓U=√5*22000≈331V，該值大于兩端所加的220V電壓，故可正常使用。當電阻器的極限電壓不夠時，為了保證電阻器在電路中不被擊穿，可根據情況選擇阻值更大或功率更大的電阻器。
綜上所述，為了讓圖9電路中電阻器R能正常工作并滿足要求，應選擇阻值為22kΩ、誤差為±5%、額定功率為5W的電阻器。?
（2）電阻器選用技巧
在實際工作中，經常會遇到所選擇的電阻器無法與要求一致，這時可按下面方法解決。
① 對于要求不高的電路，在選擇電阻器時，其阻值和功率應與要求值盡量接近，并且額定功率只能大于要求值，若小于要求值，電阻器容易被燒壞。
② 若無法找到某個阻值的電阻器，可采用多個電阻器并聯或串聯的方式來解決。電阻器串聯時阻值增大，并聯時阻值減小。
③ 若某個電阻器功率不夠，可采用多個大阻值的小功率電阻器并聯，或采用多個小阻值小功率的電阻器串聯，不管是采用并聯還是串聯，每個電阻器承受的功率都會變小。至于每個電阻器應選擇多大功率，可用P=U2/R或P=I2R來計算，再考慮兩倍左右的余量。
在圖9中，如果無法找到22kΩ、5W的電阻器，可用兩個44kΩ的電阻器并聯來充當22kΩ的電阻器，由于這兩個電阻器阻值相同，并聯在電路中消耗功率也相同，單個電阻器在電路中承受功率P=U2/R=2202/44000=1.1W，考慮兩倍的余量，功率可選擇2.5W，也就是說將兩個44kΩ、2.5W的電阻器并聯，可替代一個22kΩ、5W的電阻器。
