1.2 电阻器常用参数

使用电阻器时，常要对阻值、精度、功率、体积、样式及性能特征等按实际需要做侧重考虑。通常需要考虑的参数有标称阻值、允许误差、标称功率、最高工作温度、极限工作电压、稳定性、噪声电动势、绝缘电阻、绝缘耐压、高频特性及机械强度等。虽然可选用的参数较多，但在某一特定场合使用时并不是每种参数都要进行考虑，大多只考虑适合应用要求的参数。例如，当电阻器处于高温环境工作时，就必须着重考虑“最高工作温度”参数。

一般情况下考虑较多的是标称阻值、标称功率及允许误差。

1.2.1 电阻器的标称阻值

1.认识电阻器上的阻值标记

看一个电阻器时，最显著的是外壳印有一些数字、字母和符号。如图1-3所示10个电阻器上分别印有4.7k、5.6、100、2k、100k、470Ω、470k、24kΩ、6.8Ω、4k7。像这些印在电阻器表面的数字与字母，均表示电阻器的标称阻值。

电阻器标称阻值的表示方法很多，既有其他国家通用的方法，也有我国主管部门统一规定的方法，还有生产厂家自己使用的方法，但归纳起来都是以标写（书写字符）和标记（印刷字符）两种方法表示出来，下面就介绍这两种常见的表示方法。

2.电阻器标称阻值的标写方法

电阻值的“标写方法”，是指在国家正规出版物上用于表示电阻器阻值大小的文字符号，或手工绘制电路图时书写的表示电阻器阻值大小的文字符号。

3.电阻器标称阻值的标记方法

（1）直标法。直标法是将电阻值直接标记在电阻器表面，或标记在电阻器图形符号旁的标记方法。其中又分为完整标记法与简记法。

完整标记法是在标记电阻值时带基本单位 Ω。例如，图1-3中电阻器上标记的470Ω、24kΩ、6.8Ω都带有基本单位Ω，均为完整标记法。完整标记方法直观且易于辨认。

简记法是在标记电阻值时将单位 Ω 简省掉，使标记更简单。例如，图1-3中电阻器上所标的4.7k、5.6、100、2k、100k、470k、4k7都省略了单位 Ω，均属简记法。其中，4.7k是4.7kΩ 的简记法，5.6是5.6Ω 的简记法。此外，4k7是4.7k的另一种表示方法。也就是说，4.7k、4k7、4.7kΩ、4700Ω几种不同标记法，所表示的电阻值相同。

在电器电路图中大多采用简记法标出电阻器的阻值。如图1-5中R1下方标记的560k，R2下方标记的2.2，都省略了Ω，均是采用的简记法。

还要强调一点，凡在电阻器外表或在电阻器图形符号旁，只标出电阻数量而未标记单位的，则其单位都为“Ω”。

（2）色码法。电阻器的标称阻值还可以用规定意义的色环来表示，这种方法称为色环法或色码法。用色环法标记阻值的电阻器，称为色环电阻器或色码电阻器，如图1-6所示。

色环电阻器又分4色环电阻器（普通色环电阻器）和5色环电阻器（精密色环电阻器）两种。4色环电阻器表面标记有4条色环，5色环电阻器表面标记有5条色环。

4色环电阻器上每条色环的意义见表1-1，据此就能算出任意一个4色环电阻器的阻值。

下面结合图1-6和表1-1对4色环电阻器阻值的计算方法做具体说明，如图1-7所示。

图1-6所示4色环电阻器的第1色环为棕色，表示标称阻值的最高位有效数字。经查表1-1，棕色横行与第1色环纵列相交处是“1”，表明电阻值的最高位有效数字是“1”。

第2色环是黑色，表示标称阻值的次高位有效数字。经查表1-1，黑色横行与第2色环纵列相交处是“0”，表明次高位有效数字是“0”。

第3色环是红色，表示上述两位有效数字应该乘以的倍乘数。经查表1-1，红色横行与第3色环纵列相交处是“×102=×100”，即第3色环红色表示“×100”。

将表示电阻值最高位有效数字的“1”写在第一位，将次高位有效数字“0”写在第二位，再将倍乘数“×100”写在第三位，即为10×100=1000。需要指出，像这样算出的阻值最后都应带上基本单位“Ω”，即这个4色环电阻器的标称阻值是1000Ω，可简记为“1kΩ”。

5色环电阻器上每条色环的意义见表1-2，据此就能算出任意一个5色环电阻器的阻值。

色码法虽能标出电阻器的标称阻值，但不如直标法直观，存在辨识颜色麻烦及可能误认、误算的缺点，特别是色盲者不能使用此法辨认电阻器。

1.2.2 电阻器的阻值误差

1.阻值误差的意义

在电阻器大规模生产中，由于生产加工设备和工序对产品的影响，常使成品电阻器的实际阻值不能精确地等于它的标称阻值（理想阻值），从而使电阻值有一定的偏差。这种偏差常称为阻值误差。例如，要生产1000Ω 的电阻器，可是由于上述原因，最后使电阻器的实际阻值只有995Ω，没能达到理想的1000Ω，这就出现了阻值误差。

电阻器的阻值误差通常可用公式来定义，即

式中，δ表示电阻器的阻值误差；RS表示电阻器（产品）的实际阻值；RB表示电阻器（理想）的标称阻值；100%表示将上式的结果转化为百分数。

该公式表明，阻值误差就是实际阻值与标称阻值之差占标称阻值的比率。阻值误差常用百分数表示。由阻值误差定义公式，就可算出上述电阻器的阻值误差为

从计算结果看，阻值误差为“−0.5%”。其中“−”号表明实际电阻值小于标称阻值；“0.5%”表明阻值误差较小。若计算结果为“+”值，表明实际阻值大于标称阻值。

电阻器的阻值误差直接反映了电阻器的精度与质量，误差越小、精度越高、质量越好；误差越大，则精度越低、质量越差。描述阻值误差精度，一般将阻值误差分为若干等级，如分为±0.5%、±1%、±2%、±3%、±4%、±5%、±10%、±20%共8个等级。

还应说明几点：①“±0.5%”读作“正负百分之零点五”；②符号“±”是阻值误差两个相反意义的合写，其中“+”表示误差使实际阻值大于标称阻值，“−”表示实际阻值小于标称阻值；③误差、误差精度、允许误差都是描述阻值误差的，只是角度不同。

现代生产技术对误差已有了很好的控制，基本没有误差为±20%的电阻器。大多电阻器能在收音机、电视机中应用，但在精密的万用表电路中必须选用误差精度高的电阻器。

2.阻值误差的标记方法

阻值误差通常标记在电阻器的外表，以便选用。下面介绍阻值误差的标记方法。

（1）直标法：就是将阻值误差的百分数直接印在标称阻值的后面，也有的印在标称阻值的下面。图1-3（b）所示的电阻器上标有“3%”，图1-3（f）所示的电阻器上标有“5%”，图1-3（j）所示的电阻器上标有“2%”，均表示各个电阻器的阻值误差。

（2）罗马文字法：有的电阻器用罗马文字“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”表示误差等级。“Ⅰ”表示±5%，“Ⅱ”表示±10%，“Ⅲ”表示±20%，如图1-3（e）、（h）所示的电阻器上标有“Ⅰ”，表示它们的阻值误差为±5%；如图1-3（g）、（i）所示的电阻器上标有“Ⅱ”，表示阻值误差为±10%。

（3）色码法：是以色环电阻器上最后一条色环表示阻值误差。但4色环电阻器与5色环电阻器的误差等级与表示方法有一定区别，可比较表1-1与表1-2。

如图1-6所示4环电阻器的最后色环为黑色，查表1-1可知，它的阻值误差为±1%；如图1-8所示5环电阻器的最后色环为绿色，查表1-2可知，它的阻值误差为±0.5%。

（4）不标误差法：有些电阻器表面不标出阻值误差，但它仍有误差，而且误差还比较大。阻值误差一般在电路图中不标出来，仅作为选用电阻器时应考虑的一种参数标在电阻器上。

1.2.3 电阻器的标称功率

1.标称功率的意义

电阻器在应用中，都要因为流过电流产生热量使其温度升高，常称为产生热能或热功率。热功率会损耗电功率，变成热量散发掉，这种现象称为电阻器功率耗散。

通过电阻器的电流小，产生的热功率就小，耗散功率也小；通过的电流大，产生的热功率大，耗散功率也大。但热功率与耗散功率是两个不同的概念，热功率是产生热，使电阻器温度升高；而耗散功率是散发热，使电阻器温度降低。若电阻器产生的热功率大于它的耗散率，升温就大于降温，使电阻器发热、发烫。温度太高时，会使电阻器烧焦损坏。为了避免这一情况，就规定了电阻器的标称功率。阻值标称功率是指大气压为650～800毫米汞柱时，在特定环境温度范围内，电阻器所能承受的最大热功率。

标称功率是一项综合参数，与热功率、耗散功率有关。如果电阻器升温与降温的综合热功率小于标称功率，就能安全工作；若综合热功率大于标称功率，将影响电阻器稳定工作并缩短其使用寿命，严重时会很快将其烧毁。从这个意义上讲，标称功率就是电阻器所能承受热功率的能力。

电阻器承受热功率的能力与许多因素有关，如果电阻器主体及封装材料传热快、表面与空气接触面积大或空气流动量大，则电阻器的散热效果就好，所能承受的最大功率就会高些。因此，在设计电路和选用电阻器时，必须充分估计电阻器的工作条件，合理使用标称功率。电阻器在应用中，通常应留有足够的保险余量，使实际承受功率在标称功率的30%左右，这样既可避免电阻器过热、变质、烧毁等情况，也可减小电路的噪声，使电路设计完善、工作稳定可靠。

电阻器标称功率通常也叫额定功率，基本单位是瓦特，简称瓦，用字母W表示。

人们常将电阻器按标称功率的大小划分为多种规格，以此安排电阻器的生产或选用。标称功率的规格较多，常用的有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W、20W等。

大功率电阻器的热功率较大，生产时除尽量制成大体积外，一般会将引脚制成金属片支架的形式，以利于增强电阻器散热，如图1-3（g）、（i）所示的电阻器就是如此。

2.标称功率的标记

（1）电阻器上标记标称功率的方法。标称功率是电阻器的参数之一，常用确定的字符标记在电阻器的表面，以便于选择应用。标记电阻器的标称功率，通常有带功率单位的直标法和不带单位的简记法。例如，图1-3（b）中电阻器上标有“5W”，是采用的直标法（完整标记方法）。再如，图1-3（d）中电阻器上标有10，图1-3（g）中电阻器上标有3，图1-3（i）中电阻器上标有15，都是采用简记法标出电阻器的标称功率，将单位“W”省略掉了。

标记标称功率中规定：凡标称功率大于或等于1W时，一般在电阻器上印刷标称功率的数值（有的带单位）。凡标称功率小于1W，一般不在电阻器上标出，如图1-3（a）、（c）、（e）、（f）、（h）、（j）所示的电阻器上就没有印刷标称功率。

顺便指出，标称功率一般标记在电阻器类型（RT、RI、RX）的后面，如图1-3中所示。

（2）电路图上标记标称功率的方法。电阻器的标称功率通常也标记在电路图中，以便于认识电路某处电阻器标称功率的大小。但在电路图中标记标称功率的方法与在电阻体上标记标称功率的方法不同。

绘制电器电路图标记电阻器标称功率的方法如图1-9所示。常在图形符号内标有“/”表示标称功率为0.25W；标有“−”表示标称功率为0.5W；标“Ⅰ”表示标称功率为1W；标“Ⅱ”表示标称功率为2W；标“Ⅲ”表示标称功率为3W；标“V”表示标称功率为5W；标“X”表示标称功率为10W。

标称功率大于10W的电阻器，一般在图形符号上直接用数字标记出来。例如，用“20”表示20W，用“50”表示50W，如图1-9（i）、（j）所示。

电路图中标记电阻器标称功率有很多好处。例如，若电器中某个电阻器被烧焦了，必须用一个同样的电阻器来替换，可是原有标记都已烧焦看不见，这时可以查看电路图，便能得知该电阻器的标称阻值和标称功率是多大，就能选用符合阻值与功率的电阻器来替换。如果没有电路图上的标记，就难以确定它原有的电阻与功率参数。

3.标称功率与耗电功率区别

标称功率与耗电功率是两个不同的概念。例如，将10Ω、15W的电阻器接在100V直流电源两端，就可算出流过的电流将达10A，也可算出导通10A电流时产生的耗电功率将高达1000W，这远大于电阻器本身能够承受的15W热功率（标称功率），必将很快烧毁。

耗电功率是电阻器工作时允许产生热功率的耗电量。例如，给10Ω、15W的电阻器加10V直流电压，流过它的电流是1A，产生的热功率就是10W。该热功率在电阻器能承受的15W（标称功率）之内，不会烧毁电阻器，产生的10W热功率才能说是它的实际耗电功率。如果流过电阻器的电流是0.5A，将产生5W的热功率，这也是它的实际耗电功率。所以，在电阻器的标称功率之内，流过电流越大，耗电功率就越大；流过电流越小，耗电功率也就越小。若流过电阻器的电流产生的热功率大于它的标称功率，电阻器就必然被烧毁。

1.2.4 电阻器的其他参数

1.电阻器的绝缘耐压

选择使用电阻器不仅要考虑标称阻值与标称功率，还要考虑绝缘耐压。

对收音机、收录机等低压电器选用电阻器时，一般只考虑标称阻值与标称功率即可。但电视电路中有许多高电压部位，因此还应考虑所用电阻器的绝缘耐压参数。

图1-10所示是一个自制的电阻器，长为6cm，阻值为300Ω，暂不考虑标称功率问题，只是以这个图来讨论电阻器的“绝缘耐压”。

先在电阻器两端加12V电压，电压便作用于A、B间的电阻体（圆心）、绝缘石蜡层、绝缘瓷管上，且从A端向B端电压逐渐降低。石蜡与瓷管都是电阻器的绝缘层，在低电压下不会产生导通电流。

当AB两端电压逐渐从12V向100V、1000V、10000V、100000V无限增加时，石蜡与瓷管中是否会产生导通电流，这需要慎重地考虑。

通常说的绝缘物质，其绝缘是相对的，是在低电压条件下表现出的特性。但在外加电压高到某一特定值时，绝缘物质原有的结构就会被特强电场破坏，发生电离而产生导电的载流子，从而使绝缘物质由不导电改变为导电。例如，在电压为9000V时，石蜡中还没有电流，当电压增高到10000V时，石蜡中就有电流从A端流向到B端，这就是外加电压过高产生的绝缘物质反特性现象。也就是说，绝缘物质在外加电压过高时，也会表现出非绝缘特性，即任何绝缘物质，在形体尺寸、材料性质确定之后，它两端能耐受的电压有一定限度。作为电阻器的绝缘层，在不产生电流时能耐受的最高电压，称为电阻器的绝缘耐压。因此，就可以说这个电阻器的绝缘耐压是9000V。

绝缘耐压也是一项综合参数，是指绝缘层与电阻体间、绝缘层与引脚间、绝缘层本身任意两点间及与安装部件之间所能承受的电压值。普通电阻器的绝缘耐压为最高工作电压的1.5～2倍。

如果电阻器的绝缘耐压不够高，则较高电压必然会击穿绝缘材料，使绝缘层导通电流（常称为分流），如图1-10（b）所示。这时电阻器就失去了原有的作用。严重时会因为分流过大使电阻器烧毁。因此在电器的高压部位，一定要选用绝缘耐压高的电阻器。选用电阻器时，一般要求其绝缘耐压是实际电路最高工作电压的2倍，才能保证电阻器可靠使用。

2.电阻器的极限耐压

电阻器的极限耐压是指电阻器在应用中能够承受的最高工作电压。

电路中的电阻器，一方面因电流流过电阻体要在两端产生电压，在某些场合也叫电压降；另一方面，不管电阻器是起限流、分流作用，还是起分压、降压作用，两端都加有电源电压。无论是导通电流产生的电压，还是电源加给的电压，电阻器两端电位必然一高一低。这意味着电阻器在工作中要承受一定的电压，因此必须考虑电阻器是否能够耐受该电压的问题。这就是电阻器的耐压。

电阻器两端为多大电压能耐受得了，加多大电压耐受不了，这是耐压的最高极限问题。如图1-11（a）所示是电阻器的结构剖面图，当它工作在低电压时，如果标称阻值与误差精度合适、耗散功率能够承受、绝缘耐压也足够大，一般能够稳定可靠地工作。

但当这只电阻器工作在几十伏、数百伏或高达千伏的电压下时，即使标称功率、绝缘耐压能够承受，也会出现因电压太高而引起一系列不正常反应：①由于两端电压太高，会使电阻体任意两点间的电压过高，如果电阻体某处结构薄弱，就会在该处发生击穿，产生超热功率而着火，继而扩大且很快烧毁整个电阻器；②电阻器两端电压太高时，会出现大电流超负荷情况，如果电阻体内部导电微粒不均匀，同样会产生局部超热功率恶性烧毁电阻器；③即使电阻体结构一致、导电质均匀，如果两端电压太高，也会强迫击穿电阻体，使电阻体原有的结构受到破坏，阻值快速变小，电流急剧增大，迅速烧毁电阻器；④若电阻器两端电压太高，还会在两引脚之间通过空中拉弧放电，电弧电流将先烧坏外表绝缘层，进而深入烧毁电阻体，如图1-11（b）所示。

基于上述原因，规定了电阻器的极限耐压，用于描述和衡量电阻器耐受电压的能力。通俗地讲，如果电阻器两端电压低于极限耐压，就能安全稳定地工作；若两端电压超过了极限耐压，电阻器就会耐受不了，最终被高压击穿烧毁。

图1-11（b）所示是测试极限耐压的示意图。E代表一个电压可调的直流电源，慢慢调高电压时，电压表即能指示出电压值。当电压升高到使电阻器刚产生击穿火星（或两端刚出现拉弧）“之前”的电压值，就是电阻器的极限耐压。一旦出现了击穿火星或极间拉弧放电，就是其两端电压超过了它的极限耐压。

极限耐压与电阻体的材料、绝缘层的材料、电阻器的形体尺寸及其制造结构等因素有关。若构成电阻体的微粒结构松散，就容易跳火，这种电阻器的极限耐压就低；反之则高。另外，若电阻器较长，两引脚间距离就大，拉弧就不容易发生，也即该电阻器的极限耐压相对高些；反之则极限耐压低。可见，极限耐压是从多方面衡量的。

极限耐压是电阻器很重要的参数之一，在电路的高电压部位应用电阻器时，必须慎重选择极限耐压参数合适的电阻器。

3.电阻器的绝缘电阻

绝缘电阻是指电阻器引脚与绝缘外壳或与任何导电器件之间的阻值。电阻器绝缘电阻很高，一般在几十兆欧到几千兆欧之间。电阻器的绝缘电阻越大，则绝缘电压越高。

用现代材料与技术生产的电阻器，绝缘电阻一般都能得到可靠的保障。但在储存与运输过程中，有可能因碰撞破坏绝缘层而降低绝缘电阻，这点在使用电阻器时应引起注意。

4.电阻器的噪声电动势

（1）热噪声电动势。使用收音机未调准电台时，能听到连续的“咝咝”声或“咔咔”声，称为噪声。噪声由很多原因形成。电阻器质量差也是产生噪声的因素之一。这里所说的质量差，就是指电阻器的热噪声电动势大。

电阻器的热噪声，应从它在电路中的作用来分析。在收音机电路中，电阻器主要起限流与分压作用。当接通电源后，电阻器中便有电流流动而产生热能，电阻体中的电子就会做热运动（这里称为乱动），形成热噪声电动势，如图1-12所示。热运动将在电路中形成一种无用且有害的信号，即热噪声电动势。热噪声电动势经电路放大后送到喇叭，就形成“咝咝”或“咔咔”的噪声。

电阻器热噪声电动势越大，质量就越差。质量好的电阻器热噪声电动势很小。可见，热噪声电动势是电子做无规则热运动形成的，是电阻器固有的，也是电阻器的参数之一。因此，使用时应尽量选择质量好的电阻器，以减少这种固有噪声。

电视中电阻器热噪声电动势带来的害处，在声音方面与收音机反映基本相同，在图像方面会造成屏幕上出现讨厌的雪花点，甚至在图像中闪烁雪花点。

热噪声电动势与电阻器的体形无关，与导体的电流也无关，它直接与电阻器的工作温度和阻值及制造工艺密切相关。

（2）电流噪声电动势。电流噪声电动势简称为电流噪声，是电阻体导通电流时，运动电子与电子之间、电子与非导体微粒之间发生碰撞产生的。它体现了电阻器内电子微粒的非匀速运动（这里称为杂动），表明了导电微粒密度的不均匀，说明导电微粒局部接触电阻不平滑与不恒定。这些都是产生电阻器电流噪声的原因。

电流噪声与热噪声不同。电流噪声是由电子微粒的机械碰撞形成的，如图1-13所示。

电流噪声与电阻体材料、结构等因素有关，与外加电压成正比。电流噪声若产生在收音机中，同样会从喇叭中发出“咝咝”的噪声。

另外，电流噪声在静态电路中还有一个显著的特点，就是电流通过电阻体时，因电子微粒碰撞（严重时发生跳撞），会使电子微粒之间的接触阻值发生变化，从而使整个电阻器的阻值不稳定，导致两端电压时高时低。若用电压表监测电阻器两端的电压，就会明显看到电压不稳。掌握这一特点，就能查出电路中电流噪声过大的电阻器。

一般金属膜电阻器、碳膜电阻器与线绕电阻器的电流噪声较小，合成碳膜和实心电阻器的电流噪声较大。因此，在对噪声要求高的放大器和高增益的电路中，应尽量选用电流噪声小的金属膜电阻器、碳膜电阻器。

5.电阻器的温度系数

电流流过电阻器都要产生温度，温度改变会使电阻值发生变化，人们常用温度系数来描述电阻器的这种特性，并将温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化量，叫做电阻器的温度系数。温度系数常用公式表达为

式中，αr表示电阻器的温度系数，单位为1/℃；t1 为室温，t2 为变化后的温度，单位均为℃；R1为室温t1下测得的阻值，R2是在温度t2下测得的阻值，单位均为Ω。

上式表明，电阻器的温度系数越大，阻值变化就越大，稳定性就越差，可以认为这种电阻器的质量较差。反之，温度系数小的电阻器，稳定性就好，质量也好。

在实际应用中，如果电阻器的温度系数过大，会影响电路正常工作，因此总希望电阻器的温度系数尽可能地小。可见，温度系数是衡量电阻器质量的又一项参数。

电阻器的温度系数与制作材料的温度特性和材料的配料有关，还与制造工艺有关。为了获得温度系数小的电阻器，可选用温度特性较好的电阻材料和配料来制造电阻器。

电阻器的温度系数可以是正的，也可以是负的，下面就分别说明。

（1）正温度系数是指电阻器的阻值随温度升高而增大。例如，某个电阻器在20℃时的阻值是470Ω，当温度升高到50℃时，它的阻值增大为470.14Ω，那么这个电阻器就是一个正温度系数的电阻器，其温度系数可根据公式计算出来，αr=10−5（1/℃）。

（2）负温度系数表述电阻器的阻值随温度升高而减小的特性。具有这种特性的电阻器称为负温度系数电阻器。