基礎(chǔ)電子學(xué)系列08 – 電阻器的讀數(shù)、公差和額定功率

在上一篇文章中，我們給出了一個(gè)電阻選擇參考表。借助此表，您可以確定哪種類型的電阻器最適合給定的電路或應(yīng)用。一旦確定哪種類型的電阻器最適合，就該選擇所需的電阻器了。為此，必須確定電阻器的值、公差和額定功率。

碳成分、陶瓷成分、碳膜、金屬膜和金屬氧化膜電阻器的值和公差由顏色代碼標(biāo)識(shí)。標(biāo)簽標(biāo)識(shí)了金屬陶瓷、線繞和箔電阻器的值和公差。所有類型電阻器的額定功率都是通過測(cè)量或觀察它們的物理尺寸來確定的。即使在確定電阻器的值、公差和額定功率之前，檢查所需電阻的準(zhǔn)確值是否可用也很重要。不同類型的電阻器都有可用的標(biāo)準(zhǔn)電阻值。如果可以獲得所需電阻的精確值，則可以毫無疑問地獲取該值。否則，需要找出合適的并聯(lián)或串聯(lián)電阻組合。

電阻器的標(biāo)準(zhǔn)值
電阻器有標(biāo)準(zhǔn)值或首選值。這些標(biāo)準(zhǔn)值是國(guó)際電工委員會(huì) (IEC) 的推薦值，并于 1952 年在標(biāo)準(zhǔn) IEC 60063 中首次發(fā)布。這些首選值稱為 E 系列。這些標(biāo)準(zhǔn)值也適用于其他組件，如電容器、電感器和齊納二極管。

電阻值的標(biāo)準(zhǔn)化不僅對(duì)電子工程師有好處，對(duì)制造商也同樣有用。找出電阻器的制造商是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)殡娮杵鞣浅Ｐ?，無法表示其制造商的名稱或商標(biāo)。在沒有首選值的情況下，電子工程師必須確定電阻器的制造商，然后在特定制造商提供的數(shù)據(jù)表的幫助下確定電阻器的值。電阻值的標(biāo)準(zhǔn)化使得為電阻值和公差開發(fā)顏色代碼和數(shù)字代碼成為可能。所以，在全球幾乎所有廠商采用E系列之后，

另一方面，首選值或 E 系列幫助制造商生產(chǎn)的電阻器的值在對(duì)數(shù)刻度上的間隔相等。這限制了需要生產(chǎn)和存儲(chǔ)的不同電阻值。標(biāo)準(zhǔn)化還有助于保持不同制造商生產(chǎn)的電阻器之間的兼容性。除了IEC的E系列之外，還有各種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（如美國(guó)的ANSI）一般都與IEC標(biāo)準(zhǔn)兼容。

E 系列
E 系列是電阻器、電容器、電感器和齊納二極管的首選值。有 8 個(gè) E 系列——E1、E3、E6、E12、E24、E48、E96 和 E192，其中 E1 現(xiàn)已過時(shí)。每個(gè) E 系列將 1 到 10 的區(qū)間除以字母“E”之后的數(shù)字，并將標(biāo)稱值四舍五入為兩位或三位有效數(shù)字。例如，E6 系列將每個(gè)十進(jìn)制（電阻 1Ω 至 10Ω、10Ω 至 100Ω 等）分為六個(gè)值，如下所示：

10 (1/6) = 1.5

因此，對(duì)于 E-6 系列，E6 中的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值都比前一個(gè)四舍五入到兩位有效數(shù)字的值高 50%。因此，對(duì)于 1Ω 到 10Ω 的區(qū)間，E6 系列有以下六個(gè)優(yōu)選值：1、1.5、2.2 等。

這樣劃分，E1、E3、E6、E12、E24、E48、E96、E192系列電阻標(biāo)稱值的最大誤差分為50%、40%、20%、10%、5%、2 %、1% 和 0.5%。E-192 系列也用于 0.25% 和 0.1% 及以下的公差。E1 系列現(xiàn)已過時(shí)，甚至 E3 系列也很少在任何地方使用，因?yàn)橹圃焐态F(xiàn)在生產(chǎn)的電阻器的最大容差為 20% 或更低。因此，每個(gè) E 系列都與電阻器的公差相關(guān)聯(lián)，如下所示：

可提供公差低至 0.005 的電阻器。它們的值顯示在 E192 – 系列下。E系列分為兩組——一組從E3到E24，另一組從E48到E192。E3～E24的E系列組阻值有兩位有效數(shù)字，E48～E-198的E系列組阻值有三位有效數(shù)字。E 系列 – E6 至 E192 是最常用的。這些具有以下首選電阻值：

E6 系列– E6 系列用于具有 20% 容差的電阻器。對(duì)于每個(gè)十進(jìn)制，它有六個(gè)首選值，每個(gè)都是兩位有效數(shù)字，如下所示：

10 15 22 33 47 68

E12 系列 – E12 系列用于具有 10% 公差的電阻器。對(duì)于每個(gè)十進(jìn)制，它有十二個(gè)首選值，每個(gè)都是兩位有效數(shù)字，如下所示：

10 12 15 18 22 27
33 39 47 56 68 82

E24 系列 – E24 系列用于具有 5% 容差的電阻器。對(duì)于每個(gè)十進(jìn)制，它有二十四個(gè)首選值，每個(gè)都是兩位有效數(shù)字，如下所示：

10 11 12 13 15 16
18 20 22 24 27 30
33 36 39 43 47 51
56 62 68 75 82 91

E48 系列 – E48 系列用于具有 2% 容差的電阻器。它有 48 個(gè)首選值，每個(gè)都是三個(gè)有效數(shù)字，每個(gè)十年如下 -

100 105 110 115 121 127
133 140 147 154 162 169
178 187 196 205 215 226
237 249 261 274 287 301
316 332 348 365 383 402
422 442 464 487 511 536
562 590 619 649 681 715
750 787 825 866 909 953

E96 系列 – E96 系列用于容差為 1% 的電阻器。對(duì)于每個(gè)十年，它有九十六個(gè)首選值，每個(gè)都是三位有效數(shù)字，如下所示 -

100 102 105 107 110 113
115 118 121 124 127 130
133 137 140 143 147 150
154 158 162 165 169 174
178 182 187 191 196 200
205 210 215 221 226 232
237 243 249 255 261 267
274 280 287 294 301 309
316 324 332 340 348 357
365 374 383 392 402 412
422 432 442 453 464 475
487 499 511 523 536 549
562 576 590 604 619 634
649 665 681 698 715 732
750 768 787 806 825 845
866 887 909 931 953 976

E192 系列 – E192 系列用于公差為 0.5% 的電阻器。它有一百九十二個(gè)首選值，每個(gè)都是三個(gè)有效數(shù)字，每個(gè)十進(jìn)制如下

100 101 102 104 105 106
107 109 110 111 113 114
115 117 118 120 121 123
124 126 127 129 130 132
133 135 137 138 140 142
143 145 147 149 150 152
154 156 158 160 162 164
165 167 169 172 174 176
178 180 182 184 187 189
191 193 196 198 200 203
205 208 210 213 215 218
221 223 226 229 232 234
237 240 243 246 249 252
255 258 261 264 267 271
274 277 280 284 287 291
294 298 301 305 309 312
316 320 324 328 332 336
340 344 348 352 357 361
365 370 374 379 383 388
392 397 402 407 412 417
422 427 432 437 442 448
453 459 464 470 475 481
487 493 499 505 511 517
523 530 536 542 549 556
562 569 576 583 590 597
604 612 619 626 634 642
649 657 665 673 681 690
698 706 715 723 732 741
750 759 768 777 787 796
806 816 825 835 845 856
866 876 887 898 909 920
931 942 953 965 976 988

確定所需電阻的確切值是否可用
標(biāo)準(zhǔn)電阻以 10 的倍數(shù)提供，其值如上所述。就像，在 E6 系列下，可以使用以下電阻 –

1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8（乘數(shù) 10^0）
10 15 22 33 47 68（乘數(shù) 10^1）
100 150 220 330 470 680（乘數(shù) 10^2）等等。

因此，現(xiàn)在您可以通過將其兩位或三位有效數(shù)字與 E 系列的首選值進(jìn)行匹配，快速確定所需的電阻值是否準(zhǔn)確可用。

電阻的串聯(lián)和并聯(lián)組合
通常，無法獲得所需電阻的準(zhǔn)確值。在這種情況下，可以將兩個(gè)或多個(gè)電阻器串聯(lián)、并聯(lián)或串聯(lián)和并聯(lián)電阻組合以獲得等效電阻。在串聯(lián)組合中，等效電阻只是連接電阻的總和，如下所示：

R eq = R1 + R2 +…。
在并聯(lián)組合中，等效電阻由分流公式給出如下：
1/R eq = 1/R1 + 1/R2 +…。

在電阻的串聯(lián)組合中，電壓降在電阻之間分配。因此，在通過一系列電阻器組合連接等效電阻時(shí)必須小心，因?yàn)榭赡軙?huì)通過錯(cuò)誤連接到所連接電阻器的結(jié)點(diǎn)而將無意的分壓網(wǎng)絡(luò)添加到電路中。同樣，注意電阻器支路電流的并聯(lián)組合也很重要。

電阻包
電阻器通常采用三種端接方式——鍍通孔 (PTH)、表面貼裝技術(shù)/器件 (SMT/SMD) 和金屬電極無引線面 (MELF)。PTH 用于面包板、原型制作和 PCB 上的通孔安裝。SMT/SMD 端接類型用于焊接 PCB 上的著陸墊。MELF 型電阻器類似于 SMD/SMT 電阻器，但它們具有圓柱形且無引線。它們還用于焊接在 PCB 上的焊盤上。與 SMD/SMT 電阻器相比，MELF 電阻器具有更低的熱系數(shù)和更好的穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)，但機(jī)械化裝配機(jī)可能難以處理它們。在所有端接類型中，電阻器有多種形狀和尺寸。這些形狀和大小稱為包。最常見的是帶有 PTH 終端的軸向封裝或徑向封裝。MELF 電阻器主要有三種封裝——MicroMELF、MiniMELF 和 MELF。同樣，SMD/SMT 電阻器采用多種封裝，這些封裝通過 JEDEC 等組織通過四位英制或公制代碼進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。

電阻器的顏色代碼 電阻器的
標(biāo)準(zhǔn) 2 位和 3 位優(yōu)選值（E 系列）使開發(fā)電阻器的顏色代碼和數(shù)字代碼成為可能。帶 PTH 或 MELF 終端的電阻器的值和公差由顏色代碼表示。碳成分、陶瓷成分、碳膜、金屬膜和金屬氧化膜電阻器通常采用 PTH 或 MELF 終端作為軸向或徑向封裝。電阻器有 3、4、5 和 6 波段顏色代碼。閱讀這些顏色代碼已在以下文章中進(jìn)行了解釋。3、4、5 和 6 波段電阻顏色代碼。

電阻器的數(shù)字代碼
帶有 SMD/SMT 端接的電阻器的值和公差由數(shù)字代碼表示。SMD/SMT 電阻器非常小，無法在其上使用顏色代碼。因此，有兩種數(shù)字代碼系統(tǒng)——三位和四位數(shù)字代碼系統(tǒng)和 EIA-96 系統(tǒng)來表示它們的值和公差。

三位和四位數(shù)字代碼系統(tǒng)
在該系統(tǒng)中，電阻器的值由三位或四位數(shù)字表示。三位數(shù)字中，前兩位表示電阻阻值的有效位，第三位表示倍數(shù)。四位數(shù)字中，前三位表示電阻阻值的有效位，第四位表示倍數(shù)。帶小數(shù)點(diǎn)的電阻值用三位或四位代碼在小數(shù)點(diǎn)后加字母“R”表示。例如，值為 0.01Ω 的電阻將印有 0R01 代碼。下表顯示了三位和四位代碼的一些示例。

E96 代碼系統(tǒng)– E96 系統(tǒng)開發(fā)用于指示具有 1% 公差的 E-96 系列 SMD/SMT 電阻器的值。在E96編碼系統(tǒng)中，電阻值由三個(gè)字符表示，前兩個(gè)字符為數(shù)字，第三個(gè)字符為字母。數(shù)字表示電阻值的三個(gè)有效數(shù)字，可以通過以下查找表進(jìn)行驗(yàn)證：

第三個(gè)字符是一個(gè)字母，根據(jù)以下查找表表示乘數(shù)：

PTH 電阻器的額定功率
PTH 型電阻器的額定功率可以通過測(cè)量或觀察其物理尺寸來確定。PTH 電阻器通常采用軸向或徑向封裝。它們的額定功率可以通過測(cè)量主體長(zhǎng)度、主體直徑、引線長(zhǎng)度或引線直徑來確定。顯然，測(cè)量主體長(zhǎng)度將是最方便和準(zhǔn)確的，因?yàn)闇y(cè)量主體或電阻器引線的直徑可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，并且引線長(zhǎng)度對(duì)于多個(gè)額定功率保持不變。此外，由于不同的原因，線索可能會(huì)被縮短。以下查找表將 PTH 電阻器的額定功率與其物理尺寸相關(guān)聯(lián)：

MELF 電阻器的額定功率
MELF 電阻器也采用軸向或徑向封裝。以下查找表將 MELF 電阻器的額定功率與其物理尺寸相關(guān)聯(lián)：

SMD/SMT 電阻器的額定功率
SMD/SMT 電阻器的額定功率可以通過測(cè)量它們的物理尺寸或它們?cè)?PCB 上的焊盤尺寸來確定。以下查找表將 SMD/SMT 電阻器的額定功率與其物理尺寸和焊盤尺寸相關(guān)聯(lián)：

請(qǐng)注意，一些特別是線繞電阻器和箔電阻器的制造商使用他們自己的代碼和額定功率表或簡(jiǎn)單地打印零件號(hào)。線繞電阻器上通常印有瓦數(shù)及其標(biāo)稱值和公差，或者印有零件號(hào)。同樣，箔電阻的制造商可能根據(jù)其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有自己的編碼系統(tǒng)。因此，如果電阻器上沒有印刷顏色代碼、數(shù)字代碼或 E96 代碼，請(qǐng)參閱特定制造商的數(shù)據(jù)表以確定電阻器的值、公差和額定功率。

現(xiàn)在，您可以確定任何電阻器的標(biāo)稱值、公差和額定功率。在下一篇文章中，我們將討論可變電阻器。