实训任务四 电阻及其测量

一、电阻与电阻定律

1．电阻

导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，形成电流。当自由电子在导体中作定向运动时会受到阻碍，表示这种阻碍作用的物理量称为电阻，电阻用字母R表示。任何物体都有电阻，当有电流流过时，都要消耗一定的能量。在国际单位制中，电阻的单位是欧[姆]，符号是Ω。电阻的常用单位还有kΩ（千欧）和MΩ（兆欧）它们之间的关系为：

1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω

2．电阻定律

导体电阻的大小不仅和导体的材料有关，还和导体的尺寸有关。在温度不变时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。这个实验规律称为电阻定律。

均匀导体的电阻可以用公式表示为：

式中 R——导体的电阻，单位是Ω（欧[姆]）；

ρ——电阻率，反映材料的导电性能，单位是Ω· m（欧[姆]米）；

L——导体的长度，单位是m（米）；

A——导体的横截面积，单位是m2（平方米）。

3．电阻与温度的关系

导体的电阻与温度有关。通常情况下，纯金属的电阻随温度的升高而增大。例如：电灯泡的灯丝用钨丝制造，灯丝发光时温度约2000℃，钨的电阻随温度升高而增大，温度升高1℃电阻约增大千分之五，所以，灯丝正常发光时的电阻要比常温下的电阻大很多。有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。而碳和有些半导体的电阻随温度的升高而减小。

二、电阻器

1．常用电阻器

电阻器是一种常见的、应用较广泛的电子元器件之一。常用电阻器可分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器。

固定电阻器通常有碳膜电阻器、金属膜电阻器，金属氧化膜电阻器、金属玻璃釉电阻器、线绕电阻器、贴片电阻器等；敏感电阻器通常又称为电阻式传感器。如光敏电阻器、热敏电阻器等。常见电阻外形如图2-实-14所示。

敏感电阻器通常又称为电阻式传感器，它是利用非电学量（如力、位移、温度、光照强度等）的变化引起电路中电阻的变化，从而把不易测量的非电学量转化为便于测量的电学量。如利用金属的电阻率随温度变化而制成电阻温度计，利用半导体特性制作的光敏电阻器、热敏电阻器。

2．电阻器的主要参数

电阻器的主要参数有标称阻值、允许误差和额定功率，其他参数只在有特殊情况时才考虑。标称阻值是标志在电阻器上的电阻值；允许误差是指电阻器的实际阻值与标称阻值的差值；额定功率是指电阻器在产品标准规定的气压和温度下，长期连续工作在直流或交流电路中所允许消耗的最大功率。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器，可以从它的几何尺寸和表面面积上看出。

3．电阻器阻值的表示方法

（1）直标法

直接用数字表示电阻器的阻值和误差。比如电阻器上印有“68kΩ±5%”，则电阻器的标称阻值为68kΩ，允许误差为±5%。若电阻上未标出误差，则均为±20%。

（2）文字符号法

用数字和文字符号或两者有规律的组合，在电阻器上标志出主要参数的标志方法。如电阻器上标有“0.25ΩJ”则该电阻器的标称阻值为0.25Ω,“J”表示允许误差为±5%。

（3）色标法

是用不同颜色的色环或点在电阻器表面标出标称阻值和允许误差的方法。色环电阻器是目前市场上最常见、使用最广泛的电阻器，其色环意义如表2-实-3所示。

色环法分为四色环色标法和五色环色标法两种。普通电阻器用四条色环表示电阻及误差，其中前三条表示阻值，最后一条表示误差（通常为金色或银色）。

四色环表示法

色环电阻器阻值=第一、二色环数值组成的两位数×第三色环的倍率（10n）如图2-实-15所示电阻器，则其阻值为：10×101=100Ω，允许误差为100±5%Ω。

五色环表示法

色环电阻器阻值=第一、二、三色环数值组成的三位数×第四色环的倍率（10n）如图2-实-16所示。则其阻值为：470×101=4700Ω=4.7kΩ允许误差为4.7kΩ±1%。