電阻使用心得

ID:105323 · 發(fā)表于 2016-2-12 03:06

上小學(xué)的時(shí)候，拆了不少家用電器，看到電路板上密密麻麻的元器件，我只認(rèn)識(shí)一樣，就是電阻。當(dāng)時(shí)困擾我許久的問(wèn)題是，電路中不是電流越大越好嗎，為什么還要用電阻減小電流呢，電流到底有什么用。上高中一年級(jí)的時(shí)候，老爸給我買(mǎi)了一本《電子愛(ài)好者讀本》，那是我第一次正式接觸電子技術(shù)。和其他電子技術(shù)入門(mén)的書(shū)一樣，書(shū)的前面介紹了由電阻和三極管組成的單管放大電路。那時(shí)我才解開(kāi)了電路中使用電阻的迷思。上大學(xué)一年級(jí)的時(shí)候，我照著書(shū)中的電路圖到電子市場(chǎng)買(mǎi)電阻，發(fā)現(xiàn)電阻的阻值并不是我想象中工整的1歐、2 歐、3歐，而是并不易記的5.1歐、4.7k歐，5.1k 歐，這是為什么呢。拿到電阻時(shí)又發(fā)現(xiàn)，電阻上面并沒(méi)有標(biāo)注阻值和注意事項(xiàng)的印字，而只有七彩絢麗的顏色。這些都是為什么呢？小小電阻之中蘊(yùn)涵著怎樣的奧秘？

電子制作常用電阻器

上圖是電子制作中常用的電阻器（習(xí)慣上簡(jiǎn)稱(chēng)為電阻），最大的那個(gè)8W 的電阻并不常用，只是做一個(gè)對(duì)比介紹。大家注意圖片右側(cè)小黃圈里的黑色不明物體，它其實(shí)是一�？蓯�(ài)的小電阻。它是表面貼裝的，也就是常說(shuō)的貼片電阻，一會(huì)我們還會(huì)介紹它。貼片電阻是體積最小的電阻器，那最大的就當(dāng)屬體積與重量都很強(qiáng)大的水泥電阻，還有更強(qiáng)大的功率達(dá)成百上千瓦的繞線電阻器了。它們都是用在強(qiáng)電設(shè)備上的，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)很不常用，我只看過(guò)它們安靜的躺在柜臺(tái)里面。

20W水泥電阻器

500W繞線電阻器

最常用的還是直插式色環(huán)電阻，一支小圓柱的兩端引出兩根引腳，圓柱上用各種漂亮的顏色畫(huà)圈，很完美的設(shè)計(jì)。初見(jiàn)色環(huán)電阻的時(shí)候還真不知道色環(huán)的作用，還以為電子的設(shè)計(jì)者是哪位藝術(shù)家呢。后來(lái)讀了《無(wú)線電》雜志才知道，原來(lái)色環(huán)的顏色代表著不同的數(shù)值，這些數(shù)值就表示了電阻器的阻值和精度。如夢(mèng)初醒的我又產(chǎn)生了新的問(wèn)題——為什么不直接把數(shù)字印在電阻上，那樣不是更方便嗎？了解色環(huán)的由來(lái)，還可以順便了解一下電阻的生產(chǎn)工藝。
大家注意看上面出現(xiàn)過(guò)的圖片，8W、20W 和500W的電阻器都是用數(shù)字表示阻值的，唯有小體積的電阻采用色環(huán)表示。為什么呢？難道是電阻表面積小，不方便標(biāo)注嗎？可是體積更小的貼片電阻也是采用的數(shù)字表示，看來(lái)不是工藝上做不到，而是另有原因。一次拆機(jī)維修，讓我領(lǐng)悟了設(shè)計(jì)者的巧思。在已經(jīng)焊接好的電路板上，電阻的焊接形態(tài)各異，有躺著的，有站著的，還有飛來(lái)飛去的。如果把電阻值用數(shù)字印在電阻身體上，那么一旦數(shù)字朝向電路板或是被身邊的其他元器件擋住，我們就看不到數(shù)字了。而使用色環(huán)就能以360 度全方位識(shí)別電阻值，唯一的不足就是愛(ài)好者們必須背下色環(huán)的含義。

色環(huán)電阻原理示意圖

五環(huán)電阻四環(huán)電阻

色環(huán)電阻又分五環(huán)和四環(huán)，五環(huán)電阻可以有3 個(gè)數(shù)據(jù)位，可以表示更細(xì)微的阻值。黑、棕、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫、灰、白分別表示0~9 十個(gè)數(shù)字。五環(huán)電阻中前3 位表示數(shù)值，第4 位表示10 的多少次方（也就是加多少個(gè)“0”）。例如色環(huán)讀數(shù)是4702，則表示470乘以10 的2 次方，也就是在470 后面再加2 個(gè)“0”，即47000Ω，也就是47kΩ（Ω，歐姆是電阻的單位，也是一款瑞士名表的商標(biāo)）。四環(huán)電阻中前2 位表示數(shù)值，第3 位表示乘方位。例如色環(huán)讀數(shù)是100，則表示10 乘以10 的0 次方，在10 后面不加“0”，即10Ω。色環(huán)的最后一位是精度位，在色環(huán)電阻原理示意圖中可以看到，不同的顏色還表示不同的阻值精度。有朋友會(huì)問(wèn)了，電阻是對(duì)稱(chēng)的，兩邊看起來(lái)都一樣，怎么知道哪邊是第一位，哪邊是最后一位呢。剛開(kāi)始的時(shí)候我也被這個(gè)問(wèn)題困住了。后來(lái)發(fā)現(xiàn)，事情并沒(méi)有我想的復(fù)雜，我們所用的電阻精度多半是5%和10%的，也就是說(shuō)電阻的最后一位多是金色或銀色，很少有和數(shù)值復(fù)用的顏色。先通過(guò)精度環(huán)找到最后一位，電阻的讀數(shù)就不會(huì)有誤了，實(shí)在找不準(zhǔn)的再問(wèn)一下萬(wàn)用表。在大功率的水泥電阻和繞線電阻上，阻值的表示有點(diǎn)多變。電阻的單位多用Ω或R表示，數(shù)字中夾有字母的，則起到小數(shù)點(diǎn)的作用。例如4K7 表示4.7KΩ，4R7 表示4.7Ω等。這些電阻還使用字母表示電阻的精度，可以參考色環(huán)電阻原理示意圖中括號(hào)里的字母。例如180ΩJ表示電阻的精度是5%。

我的問(wèn)題很多，總喜歡挑戰(zhàn)那些好像是本應(yīng)該正確的事情。我在使用電阻的時(shí)候，最讓我感到神奇的是各種阻值的電阻長(zhǎng)的都一樣，它們是怎么實(shí)現(xiàn)不同阻值的呢？為了找到答案，我用鉗子剪開(kāi)了大大小小的電阻。在大功率的電阻內(nèi)部是一些金屬繞線，那繞線定是具有一定阻值的合金材料，通過(guò)繞線的長(zhǎng)度來(lái)控制阻值大小，這一點(diǎn)很容易理解。可是當(dāng)我切開(kāi)1/4W 碳膜電阻的時(shí)候卻什么也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。里面是白色的類(lèi)似塑料的物質(zhì)，用萬(wàn)用表測(cè)試發(fā)現(xiàn)它是不導(dǎo)電的。那么碳膜電阻是怎么產(chǎn)生阻值的呢？答案來(lái)自一次與陌生人的閑聊。
2009年的深圳電子展會(huì)，我也去參加了，在我們展臺(tái)的旁邊是一家精密電阻生產(chǎn)廠的展臺(tái)。閑來(lái)無(wú)事就去和他聊天，正巧就聊到了我的疑惑，他對(duì)電阻生產(chǎn)流程很熟悉，就在我的追問(wèn)下詳細(xì)介紹了電阻的生產(chǎn)工藝。碳膜電阻的制作很簡(jiǎn)單，在一粒絕緣塑料棒上鍍上一層碳膜，碳膜是具有一定阻值的。但并不是靠鍍膜的厚度來(lái)控制阻值，而是靠切削。用一把切削刀在碳膜上斜向旋轉(zhuǎn)切割，切割后碳膜就變成了螺旋形的導(dǎo)線，通過(guò)控制切割的疏密來(lái)產(chǎn)生不同的阻值。好像削蘋(píng)果一樣，連續(xù)削出來(lái)的蘋(píng)果皮越長(zhǎng)阻值越大，皮越短阻值越小。金屬膜電阻也是相同的原理。聽(tīng)到這個(gè)介紹之后，我非常激動(dòng)，雖然原理很簡(jiǎn)單，可是我一直沒(méi)有想到，看來(lái)我是應(yīng)該多去了解一下元器件生產(chǎn)方面的知識(shí)了，對(duì)我有很大的啟發(fā)。知道了直插電阻的生產(chǎn)方法，又聯(lián)想到貼片電阻，貼片電阻是扁平的，好像只有一個(gè)面鍍有黑色的膜，那它的切割方法是怎樣的呢？或者它有什么更高級(jí)的實(shí)現(xiàn)方法嗎？我還在尋找答案。

電阻切割示意圖

貼片電阻算是新興的產(chǎn)品了，其實(shí)已經(jīng)有N 年的歷史了，只是我們DIY 的朋友大部分在用直插元器件，介紹貼片相對(duì)來(lái)說(shuō)算是新東西了。直插電阻是用紙條包裝成帶狀的，貼片電阻則是像電影膠片一樣，用盤(pán)帶包裝。

盤(pán)裝貼片電阻

帶裝直插電阻

貼片電阻的阻值和直插的沒(méi)有區(qū)別，只要直插電阻有的阻值，貼片也都有。貼片電阻的體積小，功率自然也不高，根據(jù)封裝大小的不同功率也有不同。常用的0805 封裝電阻，功率是1/10W。貼片電阻的阻值是用3 位數(shù)字表示，沒(méi)有精度表示。前2 位表示數(shù)值，第3 位是乘方位。如貼片電阻上的數(shù)字是102，表示10后面加2 個(gè)“0”，就是1000Ω，即1kΩ。和直插電阻的計(jì)算方法相同。

電阻型號(hào)與功率的關(guān)系

貼片電阻

我非常喜歡貼片電阻，因?yàn)樗梢宰屛业闹谱骺瓷先ジ?jiǎn)潔。在使用洞洞板焊接電路時(shí)，我都會(huì)把0805封裝的貼片電阻焊接在洞洞板背面的兩個(gè)焊盤(pán)之間，那2.54mm 的距離正好用來(lái)放置它，好像為此量身設(shè)計(jì)的一樣。這樣一來(lái)，整個(gè)電路板的正面就絲毫沒(méi)有電阻的痕跡了。只是焊接電阻的過(guò)程中一不小心把它掉在地上就別想在找到了。不過(guò)還是希望大家也可以多用貼片元器件，它會(huì)讓你的制作更美觀，更新潮哦。

貼片電阻可直接焊接在洞洞板的兩個(gè)焊盤(pán)之間

文章的最后，我們來(lái)看看阻值的問(wèn)題。電阻的阻值并不是工整的，不是從1Ω到10MΩ，包含了其中每一個(gè)整數(shù)的阻值。因?yàn)橐恍┨厥庠颍娮柚凳翘囟ǖ囊恍�。它們看上去好像沒(méi)有規(guī)律，其實(shí)是有定律的。有興趣的朋友可以深入了解一下為什么阻值是特定的數(shù)值。但這并不重要，重要的是了解我們?cè)陔娮又谱髦谐Ｓ玫淖柚刀加心男�，下面�?0種阻值是電子制作中比較常用的。例如5Ω~1KΩ用于LED燈的限流電阻，5.1KΩ用于單片機(jī)電路中的上、下拉電阻。其實(shí)在30 種阻值當(dāng)用只要準(zhǔn)備5、10、100、470、1K、5.1K、10K、100K這幾種，就可以基本應(yīng)對(duì)大部分電子制作了。建議大家購(gòu)買(mǎi)貼片電阻時(shí)選擇0805封裝、直插電阻選擇1/4W或1/8W 碳膜電阻即可，每支售價(jià)在1 分錢(qián)左右。
電阻是愛(ài)好者必備之物，之前也有不少前輩介紹過(guò)它。我在這里只是把我的使用心得介紹給大家。當(dāng)初我小看了電阻，以為那小東西只那么一點(diǎn)門(mén)道，沒(méi)想到深究下去卻帶給我更多的啟發(fā)。當(dāng)我回過(guò)頭來(lái)再去觀察手邊不起眼的元器件時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們變得陌生又有趣了。是呀，也許我應(yīng)該停一停急躁的腳步，讓我的興趣跟上來(lái)。

常用的30 種電阻值，以歐姆（Ω）為單位的標(biāo)稱(chēng)值：
5、10、51、100、200、470、510、620、750、820
1K、2.2K、4.7K、5.1K、7.5K、8.2K、10K
12K、15K、20K、47K、56K、68K、75K、82K
100K、200K、430K、510K、1M

ID:72781 · 發(fā)表于 2016-2-12 10:22

寫(xiě)的真好啊，看了學(xué)習(xí)了很多。

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電阻使用心得

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