2.1 电阻器
电阻器是限制电流的元件，通常简称为电阻，是一种最基本最常用的电子元件，广泛应用在各种各类电子电路中。常用电阻器如图2-1所示。
图2-1 电阻器
由于制造材料和结构不同，电阻器有许多种类，常见的有碳膜电阻器、金属膜电阻器、有机实芯电阻器、线绕电阻器、固定抽头电阻器、可变电阻器、滑线式变阻器和片状电阻器等。
在电子制作中一般常用碳膜或金属膜电阻器。碳膜电阻器具有稳定性较高、高频特性好、负温度系数小、脉冲负荷稳定及成本低廉等特点，应用广泛。金属膜电阻器具有稳定性高、温度系数小、耐热性能好、噪声很小、工作频率范围宽及体积小等特点，应用也很广泛。
2.1.1 怎样识别电阻器
电阻器的文字符号为“R”，图形符号如图2-2所示。
图2-2 电阻器的符号
电阻器的型号命名由4部分组成，如图2-3所示。第一部分用字母“R”表示电阻器的主称，第二部分用字母表示构成电阻器的材料，第三部分用数字或字母表示电阻器的分类，第四部分用数字表示序号。电阻器型号的意义见表2-1。
图2-3 电阻器的型号
表2-1 电阻器型号的意义
例如，某电阻器型号为RT11，表示这是普通碳膜电阻器。某电阻器型号为RJ71，表示这是精密金属膜电阻器。
2.1.2 电阻器有什么特点
电阻器的特点是对直流和交流一视同仁，任何电流通过电阻器都要受到一定的阻碍和限制，并且该电流必然在电阻器上产生电压降，如图2-4所示。
图2-4 电流产生电压降
2.1.3 怎样理解电阻器的参数
电阻器的主要参数有电阻值和额定功率。
（1）电阻值
电阻值简称阻值，基本单位是欧姆，简称欧（Ω）。常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。它们之间的换算关系是1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。
电阻器上阻值的标示方法有两种。
一是直标法，即将电阻值直接印刷在电阻器上。例如，在5.1Ω的电阻器上印有“5.1”或“5R1”字样，在6.8kΩ的电阻器上印有“6.8k”或“6k8”字样，如图2-5所示。
图2-5 电阻值直标法
二是色环法，即在电阻器上印刷4道或5道色环来表示阻值等，阻值的单位为Ω。
对于4环电阻器，第1、2环表示两位有效数字，第3环表示倍乘数，第4环表示允许偏差，如图2-6所示。
图2-6 4环电阻器
对于5环电阻器，第1、2、3环表示三位有效数字，第4环表示倍乘数，第5环表示允许偏差，如图2-7所示。
图2-7 5环电阻器
色环一般采用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银12种颜色，它们的意义见表2-2。例如，某电阻器的4道色环依次为“黄、紫、橙、银”，则其阻值为47kΩ，误差为±10%。某电阻器的5道色环依次为“红、黄、黑、橙、金”，则其阻值为240kΩ，误差为±5%。
表2-2 色环颜色的意义
在电子制作中，选用4环或5环电阻均可。在选频回路、偏置电路等电路中，应尽量选用误差小的电阻，必要时可用欧姆表检测挑选。
（2）额定功率
额定功率是电阻器的另一主要参数，常用电阻器的功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W等，其符号如图2-8所示，大于5W的直接用数字注明。
图2-8 电阻器的功率符号
使用中应选用额定功率等于或大于电路要求的电阻器。电路图中不作标示的表示该电阻器工作中消耗功率很小，可不必考虑。例如，大部分业余电子制作中对电阻器功率都没有要求，这时可选用1/8W或1/4W电阻器。
2.1.4 电阻器有哪些用途
电阻器的主要作用是限流与降压。
（1）限流
电阻器在电路中限制电流的通过，电阻值越大电流越小。
如图2-9所示发光二极管电路中，R为限流电阻。从欧姆定律I=U/R可知，当电压U一定时，流过电阻器的电流I与其阻值R成反比。由于限流电阻R的存在，将发光二极管VD的电流限制在10mA，保证VD正常工作。
图2-9 电阻器限流
调整晶体管的工作点是电阻器用作限流的一个例子。如图2-10所示为晶体管放大电路，晶体管集电极电流Ic（工作点）由其基极电流Ib决定。改变晶体管基极电阻Rb的阻值，即可改变Ib，也就是改变了Ic，即改变了晶体管的工作点。
图2-10 调整晶体管工作点
（2）降压
电流通过电阻器时必然会产生电压降，电阻值越大，电压降越大。
如图2-11所示继电器电路中，R为降压电阻。电压降U的大小与电阻值R与电流I的乘积成正比，即U=IR。利用电阻器R的降压作用，可以使较高的电源电压适应元器件工作电压的要求。如图2-11电路中，继电器工作电压6V、工作电流60mA，而电源电压为12V，必须串接一个100Ω的降压电阻R后，方可正常工作。
图2-11 电阻器降压
放大器的负载电阻也是利用电阻器的降压作用的例子。如图2-12所示晶体管放大电路中，集电极电阻Rc即是负载电阻。输入信号Ui使晶体管集电极电流Ic相应变化，由于Rc的降压作用，从VT集电极即可得到放大后的输出电压Uo（与Ui反相）。
图2-12 负载电阻的作用
（3）分压
基于电阻的降压作用，电阻器还可以用作分压器。
如图2-13所示，电阻器R1和R2构成一个分压器，由于两个电阻串联，通过这两个电阻的电流I相等，而电阻上的压降U=IR，R1上压降为1/3U，R2上压降为2/3U，实现了分压（负载电阻必须远大于R1、R2），分压比为R1/R2。
图2-13 电阻器分压
RC滤波网络是一种特殊的分压器。如图2-14所示整流滤波电路中，R与C2可理解为分压器，输出电压Uo取自C2上的压降。对于直流C2的容抗无限大，而对于交流C2的容抗远小于R，因此C2上直流压降很大，而交流压降很小，达到了滤波的目的。
图2-14 RC滤波器
2.1.5 怎样选用电阻器
常用电阻器主要有碳膜电阻器、金属膜电阻器、有机实芯电阻器、玻璃釉电阻器、线绕电阻器、水泥电阻器、熔断电阻器等，下面逐一介绍。
（1）碳膜电阻器
碳膜电阻器是较常用的电阻器之一，结构如图2-15所示，它是在陶瓷骨架上形成一层碳膜作为电阻体，再加上金属帽盖和引线制成的，外表涂有绝缘保护漆。
图2-15 碳膜电阻器
碳膜电阻器的性能特点是稳定性良好，受电压影响小，负温度系数小，适用频率较宽，噪声较小，价格低廉。碳膜电阻器的阻值范围通常为1～10×106Ω，在各种电子电路中应用十分广泛。
（2）金属膜电阻器
金属膜电阻器是最常用的电阻器之一，结构如图2-16所示，在陶瓷骨架上形成一层金属或合金薄膜作为电阻体，两端加上金属帽盖和引线，外表涂有绝缘保护漆。
图2-16 金属膜电阻器
金属膜电阻器的性能特点是稳定性高，受电压影响更小，温度系数小，耐热性能好，噪声很小，工作频率范围宽，高频特性好，体积比相同功率的碳膜电阻器小许多。金属膜电阻器的阻值范围通常为1～109Ω，应用非常广泛。
（3）有机实芯电阻器
有机实芯电阻器结构如图2-17所示，其电阻体是用炭黑、石墨等导电物质粉末，混合有机黏合剂制成的实芯圆柱体，两端加上引线，外面有塑料外壳。
图2-17 有机实芯电阻器
有机实芯电阻器的性能特点是机械强度高，过负荷能力较强，可靠性较好，体积小，价格低廉，但噪声较大，稳定性差。有机实芯电阻器的阻值范围通常为4.7～22×106Ω，一般用于要求不太高的电路中。
（4）玻璃釉电阻器
玻璃釉电阻器结构如图2-18所示，在陶瓷骨架上涂覆一层金属氧化物和玻璃釉黏合剂的混合物作为电阻体，经高温烧结而成。
图2-18 玻璃釉电阻器
玻璃釉电阻器的性能特点是耐高温和耐高湿性好，稳定性好，噪声和温度系数小，可靠性高。玻璃釉电阻器的阻值范围通常为4.7～20×107Ω，常用于高阻、高压、高温等场合。
（5）线绕电阻器
线绕电阻器也是较常用的电阻器之一，结构如图2-19所示。线绕电阻器的电阻体是电阻丝，将电阻丝绕在陶瓷骨架上，连接好引线，表面涂覆一层玻璃釉或绝缘漆即制成线绕电阻器。
图2-19 线绕电阻器
线绕电阻器的性能特点是噪声极小，耐高温，功率大，稳定性好，温度系数小，精密度高，但高频特性较差。线绕电阻器的阻值范围通常为0.1～5×106Ω，特别适用于高温和大功率场合。
（6）水泥电阻器
水泥电阻器是陶瓷密封功率型线绕电阻器的习惯称呼，结构如图2-20所示。线绕电阻体放置在陶瓷外壳中，并用封装填料密封，仅留两端引线在外。
图2-20 水泥电阻器
水泥电阻器的性能特点是功率大，耐高温，绝缘性能好，稳定性和过载能力较好，并具有良好的阻燃、防爆性能。水泥电阻器的阻值范围通常为0.1～4300Ω，主要应用于大功率低阻值场合。
（7）熔断电阻器
熔断电阻器又称为保险电阻器，是一种兼有电阻器和熔丝双重功能的特殊元件。熔断电阻器的文字符号为“RF”，图形符号如图2-21所示。
图2-21 熔断电阻器
熔断电阻器的阻值一般较小，其主要功能还是保险。使用熔断电阻器可以只用一个元件就能同时起到限流和保险作用。
如图2-22所示为大功率驱动晶体管应用熔断电阻器的例子。电路工作正常时熔断电阻器RF起着限流电阻的作用。一旦负载电路发生过载或者短路，熔断电阻器RF就迅速熔断，起到保护晶体管的作用。
图2-22 熔断电阻器应用
2.1.6 怎样检测电阻器
电阻器的好坏可用指针式万用表或数字万用表的电阻挡检测。
（1）指针式万用表检测
检测时，首先根据电阻器阻值的大小，将指针式万用表（以下简称万用表）上的挡位旋钮转到适当的“Ω”挡位，如图2-23所示。
图2-23 选择电阻挡位
由于万用表电阻挡一般按中心阻值校准，而其刻度线又是非线性的，因此测量电阻器应避免表针指在刻度线两端。一般测量100Ω以下电阻器可选“R×1”挡，100～1000Ω电阻器可选“R×10”挡，1～10kΩ电阻器可选“R×100”挡，10～100kΩ电阻器可选“R×1k”挡，100kΩ以上电阻器可选“R×10k”挡。
测量挡位选定后，还需对万用表电阻挡进行校零。如图2-24所示将万用表两表笔互相短接，转动“调零”旋钮使表针指向电阻刻度的“0”位（满度）。需要特别注意的是测量中每更换一次挡位，均应重新对该挡进行校零。
图2-24 电阻挡校零
将万用表两表笔（不分正、负）分别与待测电阻器的两端引线相接，如图2-25所示，表针应指在相应的阻值刻度上。如表针不动、指示不稳定或指示值与电阻器上标示值相差很大，则说明该电阻器已损坏。
图2-25 检测电阻器
在测量几十千欧以上阻值的电阻器时，注意不可用手同时接触电阻器的两端引线，如图2-26所示，以免接入人体电阻带来测量误差。
图2-26 防止测量误差
（2）数字万用表检测
数字万用表测量电阻器前不用校零，将挡位旋钮转到适当的“Ω”挡位，打开电源开关即可测量。
选择测量挡位时应尽量使显示屏显示较多的有效数字，一般测量200Ω以下电阻器可选“200Ω”挡，200～1999Ω电阻器可选“2kΩ”挡，2～19.99kΩ电阻器可选“20kΩ”挡，20～199.9kΩ电阻器可选“200kΩ”挡，200～1999kΩ电阻器可选“2MΩ”挡，2～19.99MΩ电阻器可选“20MΩ”挡，20～199.9MΩ电阻器可选“200MΩ”挡。200MΩ以上电阻器因已超出最高量程而无法测量（以DT890B数字万用表为例）。
测量时，两表笔（不分正、负）分别接被测电阻器的两端，LCD显示屏即显示出被测电阻R的阻值，如图2-27所示。如显示“000”（短路）、仅最高位显示“1”（断路）、或显示值与电阻器上标示值相差很大，则说明该电阻器已损坏。
图2-27 数字表检测电阻器