1.4 电阻器与电路欧姆定律

由于电流是电荷的有规律移动，所以当电流通过导体时，由于导体内各种微粒之间的碰撞，形成对电流的阻碍作用，这种阻碍作用即为电阻。

1.4.1 电阻率的表达方法

导体的电阻是客观存在的，通常不随导体两端电压的大小变化，即使没有电压，导体仍然有电阻。

导体电阻的大小，主要由两个因素来确定。一是导体材料的导电性能的好坏；二是与导体的尺寸大小有关。实验证明，同一材料的导体，其电阻值与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比。用公式表示为

式中R——导体的电阻值，单位为Ω；

L——导体的长度，单位为m；

S——导体的横截面积，单位为mm2；

ρ——导体材料的电阻率。

ρ是由导体材料的导电性能所确定的常数，表1-2列出了一些常用导电材料的电阻率，其所用单位为

它表示用该材料制成长1米，横截面1毫米2的导线所具有的电阻值。

从表1-2中可看出，除了贵重金属银以外，铜、铝的电阻率比较小，所以是较好的导电材料。因此，广泛地用它们来制造导线。相反，绕制电阻器用的电阻丝就要采用锰铜丝或康铜丝等合金丝。

表1-2 各种材料的电阻率

1.4.2 电阻器的种类与电路符号及单位识别

由上分析可见，导线由于其长度、截面积及导线本身的材料不同，就具有不同的电阻值。

电阻值小说明电流容易通过，反之，电阻值大电流就不易通过。绝缘体之所以能做隔电的材料，就是因为它有很大的电阻值，使电流很难在其中通过。利用导体的这种特性就可以制成具有一定电阻值的电阻器。电阻器是电路的一种基本元件，用它接在电路中可以起到所需要的特殊作用。

1.电阻器的种类和电路符号

在电路中，各种电阻器的种类和电路符号见图1-6所示。各种电阻器都是在电阻器一般符号的基础上扩展起来的。

2.电阻器的额定功率符号

电路图中固定电阻器的额定功率标注方法，有的是在图中直接标出该电阻器的功率数值，如1/4W、3W等，也有的用图1-7所示的电路图形符号来表示。

1.4.3 电阻的单位换算方法

电阻的单位为欧姆，简称欧，用符号Ω表示。计量比较大的电阻值可用千欧（kΩ）或兆欧（MΩ）表示。它们之间的换算关系为

1kΩ=103Ω 1MΩ=106Ω

1MΩ=103kΩ=106Ω

1.4.4 电阻器标称电阻值识别方法

电阻器的额定功率、电阻值及允许误差一般都标在电阻器上。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器的表面上。

电阻值及允许误差有直标法、文字符号法和色标法3种。清楚这些标注方法的含义，在选用时对电阻器标称电阻值的识别很有帮助。

1.直标法标注电阻器电阻值的方法

所谓直标法就是电阻值用阿拉伯数字，允许误差用百分数，直接在电阻体上标注出来。例如：3kΩ±5%、5MΩ±10%等。

2.文字符号法标注电阻器电阻值的方法

所谓文字符号法就是电阻值用数字与符号组合在一起来表示，组合规律如下。

（1）文字符号

文字符号Ω、k、M处于2个数字中间时，前面的数字表示整数电阻值，文字符号后面的数字表示小数点后面的小数电阻值。

（2）允许误差

允许误差用符号：J为±5%；K为±10%；M为±20%。此类符号一般置于标称符号最后。

例如：3Ω 3K表示3.3Ω±10%，这种表示法可避免因小数点蹭掉而误识标记。

3.色环标注法标注电阻器电阻值的方法

（1）色环电阻器的表示方法

小型化的电阻器都采用色环标注法，简称色标法。色标法就是用电阻器体上不同颜色的色环作为标称电阻值和允许误差的标记。

（2）色环电阻器各环所代表的意义

普通精度的电阻器用4条色环表示，色环电阻器的表示方法如图1-8所示。左边（与端头距离最近的）为第1色环，顺次向右为第2、第3、第4色环。各色环所代表的意义为：

①第1色环、第2色环相应地代表电阻值的第1位、第2位有效数字；

②第3色环表示第1位、第2位数之后加“0”的个数；

③第4色环代表电阻值的允许误差。

各种色环电阻器的色环颜色-数值对照关系见表1-3所列。

代表电阻值32×100000±5%=3.2MΩ±5%代表电阻值47×1000±10%=47MΩ±10%

表1-3 色环电阻器的色环颜色-数值对照表

（3）色环电阻器识别方法举例

①例如有一电阻器，色环为“白、棕、金、银”，因为第3环金色为0.1Ω级，前面第1环“白”为9，第2环“棕”为1，最后“银”为±10%。综合起来可知该电阻器的标称值是9.1Ω±10%。

②另一电阻器的色环为“橙、红、绿、金”，则它的电阻值为3.2MΩ±5%。

③再有一电阻器，色环为“红、黑、橙、金”，因为第2环是黑，第3环是橙，所以是整数几十kΩ级，它表示的电阻值为20kΩ±5%。

④还有一电阻器，色环为“黄、黄、黄、金”，其标值电阻值为440kΩ±5%，实际电阻值为418～462kΩ。

1.4.5 电路欧姆定律

任何导体都有一定的电阻值，在导体两端加上电压，导体中就有电流流过。电流、电压和电阻三者之间的关系为：导体中通过电流I的大小与加在导体两端的电压U成正比，而与导体的电阻R成反比。能确切地表示这三种物理量之间关系的定律称为欧姆定律。欧姆定律是进行电路计算的最基本的定律。

1.部分（一段）电路欧姆定律

部分（一段）电阻电路示意图如图1-9（a）所示，即在该电路中不含电源电动势，仅用端电压U表示电路中的电源。该电路的欧姆定律公式为

I=U/R

式中I——导体中的电流，单位为A；

R——负载电阻值或导体的电阻值，单位为Ω；

U——电源电压或电阻器R两端的电压，单位为V。

根据上面的公式，只要我们知道了任意两个量，就能求出第三个未知数来。

2.全电路欧姆定律

最简单的全电路（闭合电路）示意图如图1-9（b）所示。这种最简单的闭合回路，称为全电路。在该电路中，电流I的大小与电动势E成正比，与其全部电阻值成反比。其欧姆定律公式可用下式表示

I=E/（R0+R）

式中I——电路中的电流，单位为A；

E——电源电动势，单位为V；

R0——电源的内电阻值，单位为Ω；

R——负载的电阻值，单位为Ω。