电阻的参数与特性详解

物体对电流的阻碍作用就叫电阻，电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。常见的单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。电阻的主要物理特性是将电能转化成热能。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。

1.电阻的构成

电阻器简称电阻，它由电阻体、骨架和引出端三部分构成，决定阻值的是电阻体。对于截面均匀的电阻体，电阻的计算表达式为

式中　R——电阻，Ω；

　　　ρ——电阻材料的电阻率，Ω·m；

　　　L——电阻体的长度，m；

　　　S——电阻体的截面积，m2。

2.电阻的主要参数

表征电阻特性的主要参数有标称阻值及其允许偏差、额定功率、负荷特性、电阻温度系数等。标称阻值即是用数字或色标在电阻器上标志的设计阻值。

3.电阻的阻值标法

电阻的阻值标法通常有数字法和色环法。

1）数字法

贴片电阻采用数字法标注阻值。表面数字一般为3位或者4位，4位数字表示的是精密电阻。当采用3位数字时，用ABC表示，其大小为AB×10C，如103，其阻值大小为10×103＝10kΩ。当采用4位数字时，用ABCD表示，其大小为ABC×10D，如5110，其阻值大小为511×100＝511Ω。

2）色环法

目前，电子产品广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用方便。普通电阻采用四道色环标注，精密电阻（允许误差不超过±2%）采用五道色环标注，如表1－2所示。对于四道色环电阻，其中第一、二环分别代表阻值的前两位数，第三环代表倍率，第四环代表允许误差。对于五道色环电阻，其中第一、二、三环分别代表阻值的前3位数，第四环代表倍率，第五环代表允许误差。

表1－2　色环电阻及色码表

续表

例1－7　当某四道色环电阻的4个色环依次是黄、橙、红、金色时，请确定该电阻的电阻值和允许误差。

解：第一道环是黄色的，代表数字4；第二道环是橙色的，代表数字3；第三道环是红色的，代表乘数为102；第四道环是金色的，代表误差是±5%。因此，该电阻的阻值和允许误差为

练一练：在某四道色环电阻的4个色环依次是红、紫、橙、银色时，请确定该电阻的电阻值和允许误差。

4.电阻与温度的关系(www.xing528.com)

电阻的阻值通常与温度有关，随温度变化而变化。设某电阻在温度为t1时的电阻值为R1，在温度为t2时的电阻值为R2，则电阻与温度的关系为

式中　R1——温度为t1时的电阻值，Ω；

　　　R2——温度为t2时的电阻值，Ω；

　　　α——电阻温度系数，1/℃；

　　　t1，t2——温度，℃。

对于电阻温度系数α，如果温度上升时电阻增大，则称为正温度系数，α为正值；如果温度上升时电阻减小，则称为负温度系数，α为负值。温度系数大的，如半导体材料，可用于制作热敏电阻；温度系数很小的，如锰铜丝、康铜丝等，可用于制作标准电阻、仪表中的分流电阻等。

例1－8　已知某线圈由线芯直径为1mm的漆包线绕成，漆包线总长度为100m。20℃时铜的电阻率为ρ＝1.69×10－8Ω·m，温度系数α＝0.0043/℃。试求线圈分别为20℃和50℃时的电阻值。

解：导线的截面积为

20℃时的电阻值R1为

50℃时的电阻值R2为

练一练：若例1－8中漆包线的长度变为200m，其他数据均不变。求线圈20℃和80℃时的电阻值。

5.电阻的伏安特性

电阻元件可分为线性电阻和非线性电阻，如图1－11（a）所示，在电阻两端电压、电流参考方向关联时，线性电阻伏安特性为一条直线，如图1－11（b）所示；非线性电阻的伏安特性为曲线，如图1－11（c）所示。如无特殊说明，本书所称电阻元件均指线性电阻元件。

图1－11　电阻元件及其伏安特性

6.电导

电路中，电阻的倒数称为电导，用字母G表示。单位为西门子，简称西，符号为S。

式中　R——电阻，Ω；

　　　G——电导，S。