任务一电阻器和电位器的识别.docx

任务一 电阻器和电位器的识别、检测

一、任务描述
使学生学会电阻器和电位器识读和检测
二、教学模块
（一）、知识链接
金属导体中电流是自由电子定向移动形成的。电子运动中要与金属正离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，表示这种阻碍作用的物理量叫电阻。
金属导体的电阻是由它的长短、粗细、材料的性质等决定的，即：Ｒ＝ρ。
电阻器是用电阻率（ρ）较大的材料（碳或镍铬合金等）制成的。ρ与导体几何形状无关，而与导体材料性质和所处条件（t）有关。不同物质有不同的电阻率，一定温度下同一种材料的ρ是常数，而电阻率大小反映了各材料导电性能的好坏。
电阻器是组成电路的基本元件之一。电阻器在电路中起稳定或调节电流、电压的作用，作为分流器或分压器使用，并可作为消耗能量的负载电阻。
电阻器的文字符号用字母 R 表示，它的图形符号见图3-1-1。电阻的基本单位是欧姆（Ω），常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）等。具体换算关系见表3-1-7。
1、电阻器分类
电阻器是电子产品中用得最多的元件，种类很多、形状各异、额定功率各不相同。常见的分类有以下三种：
(1)、按阻值是否可调节可分为：固定电阻器、可变电阻器两大类。
可变电阻器，是指阻值在某个范围内可进行调节，又称为变阻器或电位器，在操作方法上又可分为旋柄式和滑键式。
(2)、按制造材料可分为：碳膜电阻器、金属膜电阻器、有机实芯电阻器等。
(3)、按用途可分为：精密电阻器、高频电阻器、大功率电阻器、敏感电阻器等。

电阻器符号 电位器符号 热敏电阻器符号
图3-1-1：部分电阻器的图形符号
★ 敏感电阻器是指电阻值对于温度、光通量、电压、湿度、磁通、气体浓度和机械力等物理量敏感的电阻元件，分别称为热敏、光敏、压敏、湿敏、磁敏、气敏、力敏电阻器。
2、电阻器的主要参数
电阻器的主要参数有：标称阻值和偏差、额定功率、温度系数。其他参数有：最高工作温度、极限工作电压、噪声电动势、高频特性等。
(１)标称阻值和偏差
①标称阻值
标称阻值是指电阻器上所标的阻值，也可说是产品的“名义”阻值，其数值范围应符合GB2471《电阻器标称阻值系列》规定。
由于大批量生产的电阻器不可能满足使用者对阻值的所有要求。为了保证使用者能在一定的阻值范围内选用电阻器，就需要按一定的科学规律设计电阻器的阻值数列。有了一个合理的阻值数列，厂家就能安排批量生产，使用者也能选到合适的电阻值。一般选用一个特殊的几何级数，其通项公式为an=()n-1×,“10的k次方根”是几何级数的公比，n是几何级数的项数。若在10内要求有6个值，则k选为6，公比是1.468，在10以内有6个值分别为1、1.468、2.154、3.162、4.642、6.813，然后将数值归纳并取其接近值则为：1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8。
电阻器的标称阻值系列就是将k分别选择为6、12、24、48、96、192时所得数值化整后构成的几何级数列，称为E6、E12、E24、E48、E96、E192系列，分别适用于允许偏差为±20％、±10％、±5％、±2％、±1％、±0.5％的电阻器。不同误差等级的电阻器有不同数目的标称值。误差越小，电阻器的标称值越多。
电阻器标称值的计算公式是：
E6系列标称值=()n (n=1～6)；
E12系列标称值=()n (n=1～12)；
E24系列标称值=()n (n=1～24)。
这种标称阻值系列的优越性在于：在同一系列相邻两值中较小数值的正偏差与较大数值的负偏差彼此衔接或重迭，所以所有制造出来的电阻器都可以按照一定标称值和误差分选。
系列
偏差
电阻器的标称值
Ｅ6
Ⅲ级 ±20％
1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8
Ｅ12
Ⅱ级 ±10％
1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2
Ｅ24
Ⅰ级 ±5％
1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1
表3-1-1：　电阻器标称阻值系列
电阻器的标称阻值应为表3-1-1所列数值的10n倍，其中n为正整数、负整数或零。以E24系列中的2.4为例，电阻器的标称阻值可为0.24Ω、2.4Ω、24Ω、240Ω、2.4kΩ、24kΩ、240kΩ、2.4MΩ、240MΩ等。其他以此类推。
②偏差
偏差是指标称阻值与实际阻值的差值与标称阻值之比的百分数。通常分为Ⅰ级（±5％）、Ⅱ级（±10％）、Ⅲ级（±20％）。此外，还有其他的阻值偏差和标志符号的规定，见表3-1-2。

对称偏差标志符号
不对称偏差标志符号
允许偏差％
标志符号
允许偏差％
标志
符号
允许偏差％
标志
符号
±0.001
Ｅ
±0.5
Ｄ
＋100
－10
Ｒ
±0.002
Ｘ
±1
Ｆ
±0.005
Ｙ
±2
Ｇ
＋50
－20
Ｓ
±0.01
Ｈ
±5
Ｊ
±0.02
Ｕ
±10
Ｋ
＋80
－20
Ｚ
±0.05
Ｗ
±20
Ｍ
±0.1
Ｂ
±30
Ｎ
＋不规定
－20
不标志
±0.25
Ｃ

表3-1-2：阻值偏差标志符号规定
(２)额定功率
电阻器的额定功率是指电阻器在环境温度为-55～+70℃，大气压强为101kPa的条件下，连续承受直流或交流负荷时所允许的最大消耗功率。
电阻器
额定功率
线绕电阻器
0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、4W、8W、10W、16W、25W、40W、50W、75W、100W、150W、250W、500
非线绕电阻器
0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W、10W、16W、25W、50W、100W
表3-1-3：电阻器的额定功率系列
电路中电阻器的实际功率必须小于其额定功率，否则电阻器的阻值及其他性能将会发生改变，甚至烧毁。以国家标准GB2475-1981《电子设备用电阻器额定功率系列》规定为依据，电阻器的额定功率采用标准化的额定功率系列值，具体额定功率数值见表3-1-3。
在电路图中功率小于1W的电阻用符号表示，大于1W的电阻用数字和单位表示。表示电阻器额定功率的图形符号如图3-1-2所示。

图3-1-2：电阻器额定功率的图形符号
对于同一类电阻器，额定功率的大小取决于它的几何尺寸和表面面积，额定功率越大，电阻器的体积越大。2W以下的电阻器以自身体积大小表示功率值。电阻器体积与功率关系见表3-1-4。一般家用电器中多采用1/8W、1/4W、1/2W电阻器；少数大电流场合采用1W、2W、5W甚至更大功率的电阻器。
额定功率/W
RT碳膜电阻
RJ金属膜电阻
长度/mm
直径/mm
长度/mm
直径/mm
0.125
11
3.9
0～8
2～2.5
0.25
18．5
5.5
7～8.3
2.5～2.9
0.5
28.0
5.5
10.8
4.2
1
30.5
7.2
13.0
6.6
2
48.5
9.5
18.5
8.6
表3-1-4：电阻器体积与功率关系
(3)温度系数
温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化称为电阻的温度系数。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度的升高而增大的为正温度系数；若温度升高时阻值减小则为负温度系数。
3、电阻器（电位器）型号命名方法

图3-1-3：电阻器（电位器）型号命名方法
根据国标GB2470的规定，国产电阻器（电位器）的型号由四部分组成，分别代表产品的主称、材料、分类和序号，参见图3-1-3、表3-1-5、表3-1-6。
例1、RT22：为普通碳膜固定电阻器；RJ71：为金属膜固定电阻器；RX81：为高压线绕固定电阻器；
例2、MF41：为旁热式（负温度系数）热敏电阻器；
例3、WSW1A：为微调有机实芯电位器（其中A为区别代号）；WXD3：为多圈线绕电位器。
第一部分
主称
第二部分
电阻体材料
第三部分
类别
第四部分
序号
字母
含义
字母
含义
符号
产品
类型
符号
产品
类型
用数字
表示
R
W
M
电阻器
电位器
敏感电阻
T
H
S
N
J
Y
C
I
X
碳膜
合成碳膜
有机实芯
无机实芯
金属膜
氧化膜
沉积膜
玻璃釉膜
线绕
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-
普通
普通
超高频
高阻
高温
-
精密
高压
9
G
W
T
D
特殊
高功率
微调
可调
多圈可调

表3-1-5：电阻器（电位器）的型号命名方法
材料
分类
代号
意义
代号
意义
负温度系数
正温度系数
光敏
压敏
F
负温度系数热敏材料
1
普通
普通

碳化硅
Z
正温度系数热敏材料
2
稳压
稳压

氧化锌
G
光敏材料
3
微波

氧化锌
Y
压敏材料
4
旁热

S
湿敏材料
5
测温
测温

C
磁敏材料
6
微波

L
力敏材料
7
测量

Q
气敏材料

表3-1-6：敏感电阻器的材料、分类、代号及意义
4、电阻器的标志方法
电阻器的主要参数通常都标注在电阻器件上，以便在使用中能识别。电阻器的标志方法主要有以下四种：直标法、文字符号法、色标法和数码表示法。
(1)直标法
电阻器的直标法是指在产品的表面直接标志出电阻器的主要参数和技术指标的方法。该方法直接标出标称阻值，并用百分数或偏差级别表示允许偏差，如图3-1-10所示。其优点是比较直观，易于判读。电阻器直标法的单位有：欧姆（Ω），千欧（kΩ）,兆欧（MΩ），1 MΩ=1000 kΩ=106Ω。

图3-1-4电阻器直标法示意图

图3-1-5电阻器文字符号法示意图
(2)文字符号法
电阻器的文字符号法是将需要标志的主要参数和技术指标用数字和文字符号有规律的组合标志在电阻器表面上的方法。其具体方法是：阻值的整数部分写在阻值单位标志符号的前面，阻值的小数部分写在阻值单位标志符号的后面，如图3-1-4所示。电阻器阻值单位的文字符号见表3-1-7；允许偏差也用文字符号表示（表3-1-8）。其优点是识读方便、直观，多用在大功率电阻器上。
文字符号
R
k
M
G
T
所表示的单位
欧姆
（Ω）
千欧姆
（103Ω）
兆欧姆
（106Ω）
千兆欧姆
（109Ω）
兆兆欧姆
（1012Ω）
表3-1-7：表示电阻单位的文字符号
文字符号
D
F
G
J
K
M
所表示的偏差
±0.5%
±1%
±2%
±5%
±10%
±20%
表3-1-8：表示允许偏差的文字符号
(3)色标法
颜色
有效数字
乘数
允许偏差
黑色
0
100

棕色
1
101
±1%
红色
2
102
±2%
橙色
3
103

黄色
4
104

绿色
5
105
±0.5%
蓝色
6
106
±0.25%
紫色
7
107
±0.1%
灰色
8
108

白色
9
109
+50%,-20%
金色

10-1
±5%
银色

10-2
±10%
无色

±20%
表3-1-9：电阻器色标符号规定
电阻器的色标法是指用不同颜色的色环（色点、色带）的排列顺序，在电阻器表面标志出主要参数和技术指标的方法。常用于体积较小的电阻器。其特点是：颜色醒目，标志清晰，不易褪色，从不同的角度都能看清阻值和允许偏差。具体色标符号规定参见表3-1-9，单位为欧姆（Ω）。
①两位有效数字色标法：
普通电阻器用四道色环表示标称阻值和允许偏差。其中前两道表示标称阻值的两位有效数字，倒数第二道表示标称阻值的乘数，最后一道表示允许偏差。例1：如图3-1-6所示，红紫红红：27×102Ω±2％，表示该电阻标称阻值为2.7 kΩ，允许偏差为±2％。
②三位有效数字色标法：
精密电阻器用五道色环表示标称阻值和允许偏差。其中前三道表示标称阻值的三位有效数字，倒数第二道表示标称阻值的乘数，最后一道表示允许偏差。例2：如图3-1-7所示，棕蓝绿黑棕：165×100Ω±1％，表示该电阻标称阻值为165Ω，允许偏差为±1％。

图3-1-6：两位有效数字色标法示意图

图3-1-7：三位有效数字色标法示意图
(4)数码表示法
电阻器的数码表示法是指在电阻器上用三位数码表示元件的标称值的方法。数码从左至右，第一、第二位为有效值，第三位为乘数（也即零的个数），单位为欧姆。偏差通常采用文字符号表示。
例1：222J表示2.2 KΩ±5％；例2：103K表示10 kΩ±10％。
5、电位器
(1)、电位器的分类
电位器的品种繁多，分类方式各有差异。常采用以下分类方法。
①按接触方式分类
可分为接触式和非接触式两类。
②按调节机构运动方式分类
可分为旋转式和直滑式两类。
③按用途分类
可分为普通电位器、精密电位器、功率电位器、微调电位器以及各种专用电位器。
④按结构特点分类
可分为单联、多联、带开关、锁紧、抽头、螺杆驱动、密封、单圈、多圈电位器。碳膜电位器、实芯电位器、线绕式电位器。在阻值变化形式上还可分为线性式、指数式、对数式。
（2）、电位器的图形及符号     

图3-1-8：电位器外形结构及图形符号

图3-1-9：开关电位器外形结构及图形符号
电位器的标称阻值与零位阻值
电位器的标称阻值是指电位器的最大阻值，即两个定片端之间的阻值，或动片端与任一定片端之间的最大阻值。
电位器的零位阻值是指电位器的最小阻值，即动片端与任一定片端之间的最小阻值。
6、电阻器的测量、质量判别及选用
（1）测量
通常可用万用表电阻档进行测量。在测量时，需要注意固定电阻的手指不能同时碰在被测电阻的两根引出端上，否则人体电阻与被测电阻并联，会影响测量精度。需要精确测量时，可通过万能电桥进行。
（2）质量判别
电阻器引线折断或电阻体折断、烧坏，可以从外观上通过目测看出来。电阻器内部损坏或阻值变化，则要通过万用表电阻档或其他专用测试仪器进行测量、核对。
（3）选用
对于电阻器的选用，应根据电路的具体要求，尽可能选用原规格的电阻器，并从电气性能及经济价值等方面进行综合考虑，不能片面选取高精度的电阻器。另外，为了保证电阻器的可靠耐用，电阻器的额定功率应是实用功率的1.5～2倍。
（二）、任务实施
1、准备工作
器件准备
实物电阻器、MF-47型指针式万用表
2、具体过程
(1)四环电阻的识读与检测
(2)五环电阻的识读与检测
(3)万用表的电阻测量
（三）、探究与习题
1、由色环电阻读出阻值及偏差（四环、五环）
2、由阻值及偏差给出电阻色环
（四）、自我反思
根据各自任务的完成情况，结合问题与探究，总结自己在任务完成过程中的得与失，并就出现的问题提出解决的方法，撰写学习报告。

遇到的问题
解决的办法（如未解决则准备如何处理）
已解决

未解决

（五）、教学评价
项 目
配分
评 分 标 准
扣 分
1
四环电阻的识读
50
共10个四环电阻，读错一个扣5分

2
五环电阻的识读
50
共10个五环电阻，读错一个扣5分

安 全 文 明 生 产
违反安全文明生产规程扣5～30分

定额时间
2课时
每超过10分钟依次扣5分

开始时间

结束时间

实际时间

成 绩

注：每项最高扣分不超过该项的配分