电阻元件及其应用技术：功率、阻值范围、精度等

电阻器、电容器、电感器同是电路中重要的三大无源元件，以下简称电阻、电容、电感。电阻选用时考虑的三个基本要素是品种、功率和阻值。从大类上可分为固定电阻和可变电阻（或称电位器，类型代号RP）。固定电阻几乎所有硬件电路都用到，主要用作分压、分流、限流等。电阻选择不当所引起的电路故障占电子元器件选择不当故障原因中的40%，比例是惊人的。下述内容主要针对固定电阻。

1.品种

主要由用途来选定。从电阻的发展进程看，典型品种有：

（1）碳质电阻（代号RS） 电阻体用碳粉压制而成，热噪声大，较粗糙，价廉，早期的电子管收音机和电子仪器常用。

（2）碳膜电阻（代号RT） 在瓷柱体外层喷涂碳膜而成（初期产品有扁形引脚），热噪声小，耐功耗较高，性能和价格也提升，20世纪六七十年代以来在晶体管收音机及电子仪器中一直常用。

（3）金属膜电阻（代号RJ） 在瓷柱体外层喷涂金属膜而成（初期产品表面多为红色），精度稳定，耐功耗高，体积相对小，价贵，常作为精密和高稳定性电阻，被广泛应用于诸如示波器等精密电子仪器和设备。

（4）金属氧化膜电阻（代号RY） 以特种金属或合金材料，用真空蒸发或溅射法在陶瓷等基体上形成氧化的电阻膜层而成，高温下稳定（140～235℃短时间内可超负荷使用），耐热冲击，负载能力强，高频特性好，适于需要长期在高温环境下操作的电子仪器或装置。

（5）线绕电阻（代号RX） 在瓷柱体外层用金属丝绕制而成，阻值稳定，耐功耗最高，体积相对小，价贵，主要用在功耗较高的电子仪器和设备。

（6）小型电阻（指外形，含碳膜/金属膜/金属氧化膜型） 普通电阻多为四色环，精密电阻为五色环。体积小，较稳定，功耗小，价不高，诸如小型晶体管或集成电路收音机、录音机、小型电子仪器等广泛使用。

（7）贴片电阻（又称SMT电阻） 材质有薄膜和厚膜之分，前者在玻璃或陶瓷基片采用蒸发、溅射、化学气相淀积等薄膜工艺制作而成；后者将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上再高温烧结而成，成本比前者更低，属最广泛采用的工艺。贴片电阻体积小，节省电路空间，重量轻，温度系数小，稳定，耐湿，功耗和精度随型号而异；至今的微小型电子产品、计算机主版和配件、仪器设备等在生产工艺中大量采用。

另外发展出来的特殊用途的电阻品种，主要用作传感器，诸如：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、磁敏电阻、力敏电阻、湿敏电阻、气敏电阻等（不在此讨论）。

工艺技术经历从早期发展到现在的过程，固定电阻的典型品种见图7-1。

图7-1 固定电阻的典型品种

2.功率与耐压

电阻额定功率的标称值通常分档为1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W；标准封装的贴片电阻功率还有1/3W、1/10W、1/20W档，最小有1/32W档。绕线电阻则高达500W。有一些仪器设备的电路图，把对电阻的功率要求以规范化的标志（或标识）结合绘制在电阻的电气符号中，固定电阻的功率标志见图7-2。

图7-2 固定电阻的功率标志(www.xing528.com)

电阻应在低于额定功率的环境下使用，实际功耗如果超过额定功率的50%，电阻会烧毁。除了大电流应用场合需考虑1W以上的较大功率电阻之外，弱电性质的单片机电路应用一般选用功率在1/8W以下的碳膜电阻便能胜任。电阻耐压（最大承受电压）指的是击穿的绝缘耐压，与阻值无关，却与电阻类型（材料）、尺寸（放电距离）有关，当然功率越大尺寸也越大。一般有100V、150V、200V、350V、500V、700V、750V、1000V等，在相应的高电压电路中使用才需要考虑耐压；贴片电阻耐压一般有25V、50V、150V、200V等。通常在单片机电路中使用不会有问题。概念上需要分清的是，功率-电压-电阻关系式P=U²/R指的是实际测量值，其中U不是电阻耐压。

3.阻值与误差

通用电阻可通过电阻体上的四色环或五色环来识别电阻值，熟记色环有利于快速判别阻值。色环从哪一端读起的判断依据是：四色环电阻的末环必为金色或银色，五色环电阻的末环与第四环的距离一般较宽（宽度不明显的，可结合下述色环含义的合理性作推理判断）。图7-3概括了通用电阻的阻值色环表示法，其中五色环的误差还用棕色代表1%，红色代表2%，接续绿、蓝、紫、灰色等误差依次如图7-3所示，误差均含正负值。早期的碳质电阻用三色环表示的阻值与四色环相同，只是误差色环为无色，误差均为20%。此外，还有六色环电阻，第六色环表示该电阻的温度系数，其余含义与五色环相同。

图7-3 通用电阻的阻值色环表示法

贴片电阻通过数字和字母来识别阻值，有三位、带小数、四位等类型。贴片电阻的阻值表示法见图7-4。

图7-4 贴片电阻的阻值表示法

4.通用电阻的标称值

电阻不是按连续阻值而是按标称值生产的，并且按阻值的误差范围分成几种不同精度的系列，高精度系列从低到高有E48、E96、E192系列，误差分为11个等级从2%至0.0001%。除了精度要求很高的场合外，一般单片机的应用场合可选通常的E6、E12、E24、系列，误差范围在5%～20%，标称值如下：

E6系列：（±20%）

1 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8

E12系列：（±10%）

1 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2

E24系列：（±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 3.33.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1

标称值表示电阻生产是按10倍阻值递增的，例如数字1.5表示阻值有1.5Ω、15Ω、150Ω、1.5kΩ、15kΩ、150kΩ、1.5MΩ等，其余可类推。应用中如果标称值中没有所需的阻值，可通过串-并联方法组构。电阻值可用数字式万用表或指针式万用表来测量，前者读数较准确方便。