|1.1 固定电阻器|
1.1.1 固定电阻器的分类及外形
固定电阻器通常简称为电阻,是一种最基本的电子元件。在电路中,电阻常用R表示,固定电路符号如图1-1所示。固定电阻按电阻体材料、结构形状、
引出线、用途等分成多个种类,如图1-2所示,固定电阻常见外形如图1-3所示。下面重点介绍一下应用最普遍的碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻的特点。
图1-1 固定电阻符号
图1-2 固定电阻的分类
图1-3 固定电阻的外型
1.碳膜电阻器
碳膜电阻器的外形如图1-4所示。
图1-4 碳膜电阻器的外形
这种电阻器是用结晶碳沉积在瓷棒或瓷管上制成的,改变碳膜的厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度,可以得到不同的阻值,碳膜电阻的主要特点是高频性能好、价格低。碳膜电阻是应用最多的一种电阻。
2.金属膜电阻器
常用的金属膜电阻器的外形如图1-5所示。
图1-5 金属膜电阻器的外形
金属膜电阻器的电阻膜是通过真空蒸发的方法,使合金粉沉积在瓷基体上制成的,刻槽和改变金属膜厚度可以精确地控制阻值。金属膜电阻器的主要特点是耐热性能好,其额定工作温度为70℃,最高可达155℃。它与碳膜电阻器相比,体积小、噪声低、稳定性好。它的工作频率也较宽,但成本稍高,在家用电器上得到了较多的应用。
3.线绕电阻器
线绕电阻器是用电阻率较大的镍铬合金、锰铜等合金线在陶瓷骨架上缠绕而制成的,图1-6是线绕电阻器的常见外形图。
图1-6 线绕电阻器的外形
线绕电阻器有很多特点,如耐高温(能在300℃的高温下稳定工作)、噪声小、阻值的精度高等。线绕电阻器的额定功率较大(4~300W),常在电源电路中作限流电阻(如彩电电源中的水泥电阻)用,也可制成精密型电阻器,如万用表中作分流电阻用。一般的线绕电阻器由于结构上的原因,其分布电容、电感较大,不宜用在高频电路中。
1.1.2 固定电阻器的字母代号及其意义
国内固定电阻器的代号一般由4部分组成,如图1-7所示。各部分有其确切的含义,如表1-1所示。
图1-7 电阻器的代号表示法
表1-1 固定电阻器字母代号及其含义
1.1.3 固定电阻器的作用、参数及选用
1.固定电阻的作用
电阻器的主要作用之一是限流。从欧姆定律I=U/R可知,当电压U一定时,流过电阻的电流I与电阻值R成反比。选择适当阻值的电阻器,就可以将电流I限定在某一要求数值上,这就是电阻器的限流作用。
电阻器的另一主要作用是降压。当电流流过电阻器时,必然会在电阻器上产生一定的压降,压降大小与电阻值R及电流I的乘积成正比,即:U=IR。利用电阻器的降压作用,可以使较高的电源电压适应电路工作电压的要求。
2.固定电阻的参数
固定电阻的参数主要是标称阻值和额定功率,在电路图中一般都直接给出。知道这两项参数后,维修人员在购买和代换时就十分方便。
(1)标称阻值
标称阻值简称阻值,基本单位是欧姆,简称欧(Ω)。除欧姆外,常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。这三者之间的换算关系是:
1MΩ=1000kΩ
1kΩ=1000Ω
在电路图中标示电阻器的数值单位时,一般将兆欧简标为M,将千欧简标为k,欧姆则不标单位。例如,1MΩ标作1M,1kΩ标作lk,220Ω标作220。
重点提示:电阻器上电阻值的表示方法有两种。
直标法:直标法就是直接印出阻值,如1.5kΩ的电阻器上印有“1.5k”或“1k5”字样。
色环法:色环法就是将电阻器的阻值、允许偏差等参数用色环来表示,常用的有4色环电阻和5色环电阻,其中4色环电阻是用3个色环来表示阻值(前2环代表有效值,第3环代表乘上的次方数),用1个色环表示误差。5色环电阻一般是金属膜电阻,为更好地表示精度,用4个色环表示阻值,另一个色环表示误差。图1-8给出的是27kΩ和1.75Ω两个色环电阻。表1-2是4色环和5色环电阻的颜色—数值对照表。
图1-8 4色环和5色环电阻表示法
表1-2 4色环和5色环电阻色环标志法
(2)额定功率
额定功率是指在特定环境温度范围内所允许承受的最大功率。在该功率限度以下,电阻器可以正常工作而不会改变其性能,也不会损坏。常用电阻器的功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等。电路图中对电阻器功率的要求,有的直接标出数值,也有的用符号表示,如图1-9所示。
图1-9 电阻功率表示法
不作标示的表示该电阻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。
3.固定电阻的选用
(1)优先选用通用型电阻器。通用型电阻器种类很多,如炭膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、金属玻璃釉电阻、实心电阻、线绕电阻等。这类电阻规格齐全、来源充足、价格便宜,有利于生产和维修。
(2)所用电阻器的额定功率必须大于实际承受功率的两倍。例如,电路中某电阻实际承受功率为0.5W,则应选用额定功率为1W以上的电阻器。
(3)根据电路工作频率选择电阻器。由于各种电阻器的结构和制造工艺不同,其分布参数也不相同。RX型线绕电阻器的分布电感和分布电容都比较大,只适用于频率低于50k Hz的电路;RH型合成膜电阻器和RS型有机实心电阻器可以用在几十MHz的电路中;RT型炭膜电阻器可在100MHz左右的电路中工作;而RJ型金属膜电阻器和RY型氧化膜电阻器可以工作在高达数百MHz的高频电路中。
(4)根据电路对温度稳定性的要求选择电阻器。实心电阻器温度系数较大,不宜用在稳定性要求较高的电路中;炭膜电阻器、金属膜电阻器、玻璃釉膜电阻器都具有较好的温度特性,很适合应用于稳定度较高的场合;线绕电阻器由于采用特殊的合金线绕制,它的温度系数极小,因此其阻值最为稳定。
(5)根据安装位置选用电阻器。由于制作电阻器的材料和工艺不同,因此相同功率的电阻器,其体积并不相同。例如,相同功率的金属膜电阻器的体积只有炭膜电阻器的1/2左右,因此适合于安装在元件比较紧凑的电路中;反之,在元件安装位置较宽松的场合,选用炭膜电阻器就相对经济些。
(6)根据工作环境条件选用电阻器。使用电阻器的环境,如温度、湿度等条件不同时,所选用的电阻器种类也不相同。像沉积膜电阻器不宜用于易受潮气和电解腐蚀影响的场合;如果环境温度较高,可以考虑用金属膜电阻器或氧化膜电阻器,它们都可在±125℃的高温条件下长期工作。
1.1.4 固定电阻器的检测
固定电阻器的测量分在路和非在路测量两种情况。无论哪一种情况,测量之前都应根据对被测电阻的估测(如色环、直接标识的阻值数)来选择合适的量程。
1.非在路测量
非在路测量是指把电阻焊下一脚再进行测量,这无疑是最准确的方法。当被测电阻的阻值较大时,不能用手同时接触被测电阻两个引脚,否则人体的电阻会与被测电阻器并联影响测量的结果,尤其是测几百千欧的大阻值电阻时,手最好不要接触电阻体的任何部分。对于几欧的小电阻,应注意使表笔与电阻引出线接触良好,必要时可将电阻两引线上的氧化物刮掉再进行检测。
2.在路测量
在路测量固定电阻器阻值,只能大致判断电阻的好坏,而不能具体说明电阻的阻值的变化。但这种方法方便、迅速,是维修人员判断故障的常用方法。
当用指针万用表在路测量电阻器的阻值时,一般读数应小于或等于实际被测电阻器的阻值,因为在路测量时会受到与被测电阻器并联的电阻、晶体二极管、晶体三极管的影响。
因此,在路测量电阻时,最好考虑用数字万用表来在路测量电阻器的阻值。由于数字万用表转到电阻挡时,两表笔间的测量电压较小,测量时受晶体二极管、三极管的影响较小,测量的准确度较高。
1.1.5 固定电阻器的修复与代换
1.对于炭膜电阻或金属膜电阻,如果属于引线折断故障,可以把断头的铜压帽(卡圈)上的漆膜刮去,重新焊出引线,继续使用,但要注意操作动作要快,以免电阻因受热过度导致阻值变化或造成压帽松脱。
2.炭膜电阻器如果阻值高,可以用小刀刮去保护漆,露出炭膜,然后用铅笔在炭膜上来回涂,使阻值变小,直至阻值达到所需值,然后再涂上一层漆作为绝缘保护膜。如果阻值偏低,则可以将电阻表面炭膜用砂纸或小刀轻轻地刮掉一些,刮时不能太急、太重,应边刮边用万用表测量,达到要求阻值后,再用漆将被刮表面涂覆住即可。
3.在修理中,若发现某一电阻变值或损坏,手头又没有同规格电阻更换,可采用串、并联电阻的方法进行应急处理。
(1)利用电阻串联公式,将小阻值电阻变成所需大阻值电阻。电阻串联公式为:
R串=R1+R2+R3+……
(2)利用电阻并联公式,将大阻值电阻变成所需小阻值电阻。电阻并联公式为:
注意在采用串、并联方法时,除了计算总阻值是否符合要求外,还要注意其额定功率是否符合要求。