电阻器和电位器.

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电阻器和电位器.

电阻器和电位器

电阻器是实际电路中使用最为广泛的一类器件,其电路符号为R,电路中电阻值固定的纯电阻元件,又称固定电阻,它在电子电路中的作用是调节电路中的电压、电流,分压、降压、分流、限流以及作为耗能负载。 另外,各种敏感电阻器的电阻值可以分别随温度、湿度、电压、光通量、气体、磁感应强度、机械力、压力的变化而变化,可以用作传感器件,也可以在电路中起温度补偿、稳压、限压保护等作用。

电阻器根据其制作材料、工艺以及用途进行分类。根据材料的不同可分为非线绕电阻、线绕电阻和敏感电阻等;非线绕电阻器又可分为薄膜电阻器和合成(实芯) 电阻器。线绕电阻器是用高阻值的合金细丝绕在陶瓷绝缘基体上制成的。根据用途的不同可分为通用电阻器、精密电阻器、高功率电阻器、高阻电阻器等。近年来随着电子产品向低功耗,小体积方向发展,出现了贴装在印制电路板上的贴片电阻器以及集成电阻网络,满足了电阻器微型化及集成化的要求。

电位器的电路符号为W,它是电路中电阻值可调的纯电阻元件,它在电子电路中的作用是调节直流或交流的电压、电流值,或作为电阻值可调的负载。

电位器通常是由电阻值固定的电阻体及在电阻体上滑动的电刷所构成。电位器是一种具有三个端子的可变电阻器,其阻值在一定范围内连续可调。按材料可分为薄膜和线绕式两种;按调节机构的运动方式则分为旋转式和直滑式等。

1 线性电阻器及电位器的型号命名方法

根据国标GB2471—81, 电阻器和电位器的型号命名方法如下,具体见表1所示。

区别代号(表示结构

特征,用字母表示)

序号(用数字表示)

分类(用数字或字母

表示)

材料(用字母表示)

主称(用字母表示)

表1 电阻器和电位器的型号命名法

第一部分第二部分第三部分第四部分

主称材料特征序号符号意义符号意义符号意义

R 电阻器T 碳膜 1,

2 普通后缀包括:

W

电位器

P U C H I J Y S N F X R G M

硼碳膜 硅碳膜 沉积膜 合成膜 玻璃釉膜 金属膜(箔)氧化膜 有机实芯 无机实芯 熔断保护 线绕 热敏 光敏 压敏

3 4 5 7 8 9 G T X L W D

超高频 高阻 高温 精密 电阻器—高压 电位器—特殊函数

特殊 高功率 可调 小型 测量用 微调 多圈

额定功率 阻值 允许误差 精度等级

实例1.固定电阻器 RJ71—0.125—5.1KI

R

J 710.125 5.1K I

允许误差:I 级±5%

标称阻值:5.1K Ω

额定功率:1/8W

主称:电阻器材料:金属膜

特征:精密序号:1

实例2.电位器WTH—1X—2W1M

W

TH

1

X

2W

1M

标称阻值:1M Ω额定功率:2W

输出特性函数关系:线性

主称:电位器材料:合成碳膜特征:1级±5%

2 线性电阻器及电位器的电阻标称值及标注方法

电阻器的主要标志内容为型号、标称阻值、允许误差、额定功率等。电阻器电阻标称值的常用标注方法有直标法、文字符号法和色标法等。

(1).电阻标称值

标称阻值指厂家在电阻器上标注的电阻值,其单位为Ω(欧)、kΩ(千欧)和MΩ(兆欧),

但是,一般情况下,固定电阻器的阻值不是连续的取值,其电阻值的数值仅能取一些固定数值,固定电阻器最终的取值是这些固定数值与n

10的乘积,其中n为整数。固定电阻器取值见附表2所示,因此,不论采用何种标注方式进行标注的固定电阻器,其取值只能是表中数值与n

10的乘积,理解固定电阻器取值的非连续性特点,对以后在实验和研究设计中电阻器的正确选择是十分必要的。

表2 电阻器标称阻值

电阻级别 允许误差 标称阻值系列

Ⅰ ±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

Ⅱ ±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

Ⅲ ±20% 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8

① 直标法

直接用数字和单位符号在电阻器表面标出标称电阻值,其允许误差用百分数表示。例如

5.1kΩ±5℅。适用于额定功率在0.5W以上,体积较大的电阻。直标法对电阻器的电阻值进

行直接标注时,根据阻值数量级的不同约定如下:

a)1Ω以下的电阻,在阻值数的后面加上“Ω”符号,如:0.1Ω。

b)1kΩ以下的电阻,可以只写数字,不写单位,如:33、470、680。

C)1kΩ~1MΩ的电阻,以千欧为单位,符号是“k”,如:1.0k、22k、560k。

D)1MΩ以上的电阻,以兆欧为单位,符号是“M”,如:1M、10M。

② 文字符号法

用数字和文字符号的组合来表示标称阻值,其允许误差也用文字符号表示(见表3)。标

称阻值的文字符号用以表示阻值单位,有R(Ω)、K(kΩ)、M(MΩ)、G(109Ω)、T(1012Ω)等

五种,文字符号前的数字表示阻值的整数部分,符号后的数字表示阻值的第一位小数和第二

位小数。

例如:R12表示0.12Ω,1R5表示1.5Ω,2k7表示2.7kΩ,8M2表示8.2MΩ等。

表3 标称阻值允许误差的文字符号

对称允许误差℅±0.001 ±0.002±0.005±0.01 ±0.02 ±0.05 ±0.1 文字符号Y X E L P W B

对称允许误差℅±0.2 ±0.5±1 ±2 ±5 ±10 ±20 ±30 文字符号 C D F G J K M N

不对称允许误差

℅﹢100

﹣0

﹢100

﹣10

﹢50

﹣10

﹢30

﹣10

﹢50

﹣20

﹢80

﹣20

+不规定

﹣20

文字符号H R T Q S Z 不标记

③色标法

用不同颜色的色点在电阻器表面标出标称阻值和允许误差。普通电阻器用四条色带,靠近电阻器端头最近的第一条及第二条色带表示标称阻值的第一位和第二位有效数字,第三位色带表示标称阻值的倍率(10的整数次幂),第四位色带表示允许误差。精密电阻器用五条色带,第一、二、三位色带表示标称阻值的三位有效数字,第四位色带表示标称阻值的倍率,第五位色带表示允许误差。电阻器色带标志含义见表4。

表4 色标—数量对照

颜色棕红

橙黄绿蓝紫灰白黑金银无色数值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 ————乘数 101 102 103 104 105 106 107 108109 100 10-1 10-2 —误差±1% ±2%——±0.5%±0.2%±0.1%———±5% ±10% ±20%

采用色标法对电阻器进行标注的读取方法如图1所示。

〔a〕4条色带〔b〕5条色带

图1 电阻器色标法示例

(2).额定功率

在标准大气压和一定的环境温度下,电阻器长期连续通电工作而不改变其性能﹐所允许耗散的最大功率称为额定功率。在电子电路中,常用的电阻额定功率一般在0.05~2W的范围内。在电路原理图中,1W及以上的电阻器额定功率在其电路符号中或旁边用数字形式标出。固定电阻器的额定功率系列见表5。在选用电阻器时,应选其额定功率为实际消耗功率的二倍或以上。

表5 固定电阻器的额定功率系列/W

线绕 电阻器 0.05 0.125 0.25 0.5 1 2 4 8 10 16 25 40 50 75 100 150 250 500

非线绕电阻器

0.05 0.125 0.25 0.5 1 2 5 10 25 50 100

在选择正确的电阻器额定功率的情况下,还应当注意电阻器两个引出端之间允许施加的工作电压,即电阻器的最高工作电压。对高阻值的电阻器,若工作电压过高,即使损耗功率未超过额定值,但电阻器内部有可能发生火花放电而使电阻损坏。 3 实际器件的电路模型

实际电路中的电阻器,除了消耗电能量外,还会在周围产生电场和磁场,因此,实际电阻器在工程应用中,对于不同的应用场合和不同的分析重点,会有不同的模型表示。例如对于实验室内做实验用的铜导线绕制的电阻器来说,在低频率时主要表现为电阻特性,可用一个单一的电阻元件来作模型,如图2(a)所示。但是,当电阻器工作在高频时,绕线式电阻器不仅表现有电阻特性的一面,而且还表现有电抗特性的一面,此时能较好逼近的模型可用理想化电路元件——电阻、电感、电容来组合,如图2(b)所示。这里用电阻R 来模拟电流流过电阻器时引起的能量损失(电能转换成热能);用电感L 来表征电流流过电阻器时所建立的磁场;用电容C 来体现电流流过电阻器时所引起的电场。

R

C

L

(a) 低频 (b) 高频

图2 不同工作频率下的电阻元件的模型

对于电容器和电感器等其他实际器件的电路等效中亦存在相同的问题,如实际电容器在低频电路中可以采用电容与电阻的并联作模型,见图3(a)所示,但是在高频电路中,如果考虑到其工作状态下产生的电场和磁场效应,则可以用图3(b)所示的相对复杂的电路模型,亦可以有其它的表达形式。而对于电感器在低频和高频下的电路模型及分析与电容

器类似,这里不再详细分析了。

R

C

(a) 低频 (b) 高频 图3 不同工作频率下的电容器的电路模型

由此可见,从实际元器件到分析电路的建模是有条件的,一种近似表示只有在一定的条件下适用。因此,对于器件种类的选择、器件模型的建立要根据具体情况分析,尽可能保留所需的特性,同时尽可能减小甚至忽略其他附加的参数影响。

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