第1章 常用元器件的识别与选用

1.1 电阻器

物体对通过它的电流所具有的阻碍作用称为电阻，在电路中起电阻作用的元件称为电阻器（或简称为电阻）。电阻器是电子电路中应用最为广泛的元件，其功能主要是通过分压为其他电子元器件提供合适的电压，或者通过限流为其他元器件提供适当的电流。

1.1.1 常用电阻器及其特点

电阻器从结构上可分为固定电阻器和可变电阻器（也称为电位器）两大类。在电子产品中以固定电阻器应用最广。根据制造材料和工艺的不同，固定电阻器又可分为多种类型，常用的有碳膜电阻器（RT）、金属膜电阻器（RJ）、绕线电阻器（RX），还有近年来开始广泛应用的贴片电阻器等。电阻的型号命名很有规律，第1个字母R代表电阻，第2个字母代表材料和结构，例如，T——碳膜，J——金属，X——线绕，分别为各自拼音的首字母。

在国产老式电子产品中，经常可以看到外表涂覆绿漆的电阻器，那就是RT型碳膜电阻器。碳膜电阻器价格低廉，但误差较大，稳定性差，多应用在对精密度要求不高的场合。在目前的实际应用中，如果电路没有特殊的要求，我们一般都采用1/8W的金属膜电阻器，因为金属膜电阻的精度高、温度特性好、成本低，是目前应用最多的电阻器。

几种常用的固定电阻器的结构及特点如表1-1所示。

除了大量使用的普通电阻器以外，在电子技术实践中，还有一些具有特殊功能的电阻器，主要包括敏感电阻器和熔断电阻器。敏感电阻是指那些对外界温度、湿度、光照强度、压力等物理量反应敏感的电阻；熔断电阻是一种具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件，平时具有电阻器的作用，一旦出现异常过电流时，它立即熔断，以保护电路中其他重要的元器件。

几种常用的特殊电阻器的特点及应用如表1-2所示。

1.1.2 电阻器的主要技术指标

选择电阻器时不仅要确定电阻器的类型，还要确定电阻器的一些主要技术参数。电阻器的技术参数有很多，例如，标称阻值、允许偏差、额定功率、极限工作电压、稳定性、噪声、最高工作温度、温度特性、频率特性等。在实践中主要考虑标称阻值、允许偏差和额定功率。

1.电阻器的标称阻值

电阻器的标称阻值是指在电阻器上标注的值，单位为欧姆，简称欧，用Ω表示。电阻器的阻值范围很广，但不是任意的。出于大规模商品化生产的需要，电阻器的标称阻值是按特定的E数列给出的。E数列的通项公式为：

当E取不同数值时，根据式（1-1）计算所得数值四舍五入取近似值形成数列。在我国的国家标准中规定的常用电阻器标称阻值系列有E24、E12和E6系列。具体情况如表1-3所示。

实际电阻器的标称阻值就是按此数列数值的10n分布的（n为整数）。例如，按照E24系列，电阻的标称阻值可以是1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2、9.1乘以10、100、1000…所得的数值。例如，在E24系列中取2.0，可能产生的电阻标称阻值有2Ω、20Ω、200Ω、2kΩ、20kΩ、200kΩ、2MΩ、20MΩ、200MΩ等。而在市场上是买不到50kΩ电阻的，如果需要，只能根据精度要求在相应系列中选择最接近的规格。

2.电阻器的允许偏差

电阻器的标称阻值往往和它的实际阻值不完全相符，有的阻值偏大，有的阻值偏小一些。电阻的实际阻值和标称阻值的偏差，除以标称阻值所得的百分数，叫做电阻的允许误差。表1-4所列的是电阻允许误差的等级。

国家标准规定的电阻标称值系列中，标称值越多，则该系列电阻的允许误差越小。例如，E24系列电阻器的允许误差要小于E12和E6系列。

3.电阻器的额定功率

在规定的温度下，电阻在电路中长期稳定工作所允许消耗的最大功率称为额定功率。不同类型的电阻有不同的额定功率，在同种类型的电阻中，通常尺寸较大的电阻器其额定功率也较大，价格也较高。在电子技术实践中，常用电阻的功率有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等，对应的电路标识如图1-1所示。其中1/8W和1/4W的电阻较为常用。

实际选用电阻器时，应使电阻器额定功率值约为其在电路中实际最大功率值的1.5～2倍。在代换电阻时，若空间允许，可以用功率较大的电阻代换功率较小的电阻。

1.1.3 电阻器的标注和检测

正如前文所述，电阻器的标称阻值是选用电阻时首先要考虑的参数。在拿到一个电阻器时，怎样快速确定其阻值呢？这就要了解常用电阻器的标注方法。另外，在使用电阻之前，还要检测其功能是否完好，掌握电阻器的基本检测方法也是正确使用电阻器的重要前提。

1.电阻器的标注

通常，电阻器的标称值和允许误差均标注在电阻器的表面，额定功率则不直接标明。常用的标注方法主要有：直标法、文字标注法、数码标注法和色环标注法，如表1-5和表1-6所示。

2.电阻器的检测

1）固定电阻器的检测

首先可通过目测观察电阻器外形是否完整，标志是否清晰。对于已安装在电路中的电阻器的检测，首先要观察其表面漆层有无发黄或变黑现象，若有此现象，则有可能是电阻器过热甚至烧毁的表征，应对此处加以重点检查。

用万用表欧姆挡检测电路中的电阻时，应把电阻器的一端从电路中断开，以免电路中其他元件的并联影响测量的准确性。测高阻值（如1MΩ以上）电阻时，不允许用两只手同时接触表笔两端，否则会将人体电阻并联于被测电阻器上而影响测量的准确性。为了提高测量精度，还应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻器的值发生了变化。

2）热敏电阻的检测

根据热敏电阻的标称阻值选择万用表合适的挡位进行测量。具体可分两步操作，首先进行常温检测（室内温度接近25℃）。将两表笔接触热敏电阻的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在±2Ω内即为正常。若实际阻值与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。在常温测试正常的基础上，即可进行第二步加温检测。将一热源（如电烙铁）靠近热敏电阻对其加热，同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而变化（增大或减小）。如果阻值有变化，说明热敏电阻正常；若阻值无变化，说明其性能变差，不能继续使用。在加温检测时应注意不要使热源与热敏电阻靠得过近或直接接触，以防止将其烫坏。测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。

3）光敏电阻的检测

首先用一遮光物将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的所示阻值应接近无穷大，此值越大说明光敏电阻性能越好，若此值很小或接近于零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。然后将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表所示阻值应明显减小，此值越小说明光敏电阻性能越好，若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏，也不能再继续使用。将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用遮光物在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表读数应随遮光物的晃动而左右摆动，如果万用表读数始终不变或不随遮光物的晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。

4）压敏电阻的检测

用万用表的R×1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻，均应为无穷大；若所测电阻很小，说明压敏电阻已损坏，不能继续使用。

1.1.4 电位器的使用和检测

在电子电路中，某些电阻的阻值需要经常调整，这时就要使用电位器来代替普通电阻器。电位器实际上就是一个可变电阻，在电路中起着调节电压和电流的作用。收音机的音量调节、调光灯的亮度调节、功放机的各种调节旋钮等，都是电位器在实际应用中的例子。

1.电位器的结构和使用方法

电位器通常由电阻体与转动或滑动系统组成，靠一个动触点在电阻体上移动来改变实际接入电路的电阻值。电位器一般有3个引出端，如图1-2所示，其中“1”、“3”两端为阻值固定的引脚，其间阻值最大，中间引脚“2”与两端引脚之间的电阻值会随着调节电位器的旋钮而改变。

为了使用方便，有一类电位器上还装有开关，称为带开关的电位器，其电路标识和外观如图1-3所示。这种电位器的旋钮可以向外拉出和推入，或者在旋至最小阻值时设有一开关，以此实现开关的功能，常用于收音机、电子仪器仪表等电子设备中。

电位器在电路中通常按照图1-4所示的方式连接，中间引脚和一端固定引脚连在一起。这种连接方式的好处是，即使电位器的动触点与电阻体接触不良，甚至开路，也不会导致电路开路。

2.常用电位器的特性及应用

常用电位器的阻值变化规律如图1-5所示，可分为直线式（图1-5中的X）、指数式（图1-5中的Z）和对数式（图1-5中的D）等几种形式。一般来说，直线式的电位器适合做分压器使用，指数式的电位器适用于音量控制，而对数式的电位器则适用于音调控制。此外，根据不同需要还可以制成按其他函数规律变化的电位器，如正弦电位器和余弦电位器等。

在实际应用中电位器的种类和型号很多，下面仅列出几种常用电位器的特点及应用，如表1-7所示。

3.电位器的检测

检查电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音，如有“沙沙”声，说明质量不好；如果是带开关的电位器，还要看开关是否灵活，开关通、断时“喀哒”声是否清脆等。用万用表检测时，先根据被测电位器阻值的大小，选择合适的挡位，然后可按下述方法进行检测。

用万用表的欧姆挡测“1”、“3”两端，其读数应为电位器的标称阻值，如万用表的指针不动或阻值相差很多，则表明该电位器已损坏。

检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。用万用表的欧姆挡测“1”、“2”（或“2”、“3”）两端，将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置，这时电阻值越小越好。再顺时针慢慢旋转轴柄，电阻值应逐渐增大。当轴柄旋至极限位置“3”时，阻值应接近电位器的标称值。如万用表的示数在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象，说明活动触点有接触不良的故障。