电阻器


电阻器 （正體）

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消歧義
本文讲述的是产生电阻的电路配件。关于电阻的概念和物理意义，详见“电阻”。
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电阻器

电阻器，泛指所有用以产生电阻的电子或电机配件。电阻器的运作跟随欧姆定律，其电阻值定义为其电压与电流相除所得的商数。

目录

主要用途

电阻器的主要用途包括：

  • 控制某一部份电路的电压和电流比例。
    如果该段电路的电压是固定的，电阻器能制造固定电流；
    如该段电路的电流是固定的，则电阻器能制造固定的电压。
  • 分配电路不同部份的电压比例。
  • 限制流经某一段电路的电流。
  • 释放热能。发热线便是根据电阻器的这个特性而产生出来的。

理想电阻器

电阻器的电路标志(美国)
Image:Potentiometer symbol.png
Image:Resistor symbol.png Image:Variable resistor symbol.png
定值电阻 可变电阻
（又称变阻器）

在一个理想的电阻器里，电阻值不会随电压或电流而改变，亦不会因电流的突然变动而改变。真实的电阻器无法达到这一点。现今的内部设计使电阻器在极端的电压或电流（以至其他环境因素，例如温度）下能表现相对小的电阻值变化。


现实电阻器的限制

每一个电阻器均有其承受的电压或电流的上限（主要取决于电阻器的体积）。如果电压或电流超出了这个范围，首先电阻器的电阻值会改变（在一些电阻器中可以有剧烈的变动），继而令电阻器因过热等情况而损毁。大部份电阻器会标示额定的电功率，另外一些则会提供额定的电流或电压。

另外，现实的电阻器本身除电阻外，亦拥有微量的电感或电容，使其表现与理想的电阻器有所差异。

电阻器的电路标志(欧洲，IEC)
Image:Potentiometer symbol Europe.svg
Image:Resistor symbol Europe.svg Image:Variable resistor symbol Europe.svg
定值电阻 可变电阻
（又称变阻器）


有关电阻器原料所造成的限制，请参阅定值电阻。

电阻器的种类

根据构造，电阻可分为以下几类：

  • 定值电阻：以带电阻物质或线圈构成、且不会因任何环境或人为因素而变量的电阻。现时常见的定值电阻有颜色条纹用以识别电阻值、误差等资料。定值电阻两端多带有连接线，以方便装嵌；部份在集成电路中的定值电阻属镶嵌形式。
  • 可变电阻：泛指所有可以手动改变电阻值的电阻器。根据使用的场合，可变电阻有电压分配器、变阻器等别称。常见的可变电阻有三个连接端。不同的连接配置可使该种电阻以可变电阻、分压计，或定值电阻的方式运作。
  • 光敏电阻：跟随光线的强弱而改变电阻值。
  • 热敏电阻：跟随温度的高低而改变电阻值。
  • 压敏陶瓷：一种跟随电压的高低而改变电阻值的配件。
  • 一种以半导体制成的电阻器拥有负数的温度系数，能纾缓电子线路中的温度影响。
  • 除超导体以外的所有导电体均带有一定电阻。


电阻器的色环标示

电阻器上通常印有四个色环(亦有五色环的精密电阻)，各代表不同的电阻值，下图为电阻值与色环对照表。

颜色 1
十位		 2
个位		 3
倍数		 4
误差值
黑 0 0 ×1
棕 1 1 ×101 ±1% (F)
红 2 2 ×102 ±2% (G)
橙 3 3 ×103
黄 4 4 ×104  
绿 5 5 ×105 ±0.5% (D)
蓝 6 6 ×106 ±0.25% (C)
紫 7 7 ×107 ±0.1% (B)
灰 8 8 ×108 ±0.05% (A)
白 9 9 ×109  
金     ×10-1 ±5% (J)
银     ×10-2 ±10% (K)
透明       ±20% (M)
颜色 1
百位		 2
十位		 3
个位		 4
倍数		 5
误差值
黑 0 0 0 ×1
棕 1 1 1 ×101 ±1% (F)
红 2 2 2 ×102 ±2% (G)
橙 3 3 3 ×103
黄 4 4 4 ×104  
绿 5 5 5 ×105 ±0.5% (D)
蓝 6 6 6 ×106 ±0.25% (C)
紫 7 7 7 ×107 ±0.1% (B)
灰 8 8 8 ×108 ±0.05% (A)
白 9 9 9 ×109  
金       ×10-1 ±5% (J)
银       ×10-2 ±10% (K)
透明         ±20% (M)


例如有一四色环电阻器色环是 蓝・灰・橙・金 排列而成，它的电阻值和误差为

68×103・±5%
= 68 × 1000 (Ω) ・±5%
= 68000Ω ±5% = 68kΩ±5%
  • 精密电阻会常采五个色环来表示，第一至第三个色环为阻值的头三数值，第四环为倍数，第五环为误差值。

与电阻器相关的计算

电阻器的能量消耗

电阻器消耗能量的功率是电阻器两端的电压和流经的电流的乘积；

P = I \cdot U = I^2 R = \frac{U^2}{R}

上式中， P 为功率（以瓦计算）， I 为电流（以安培计算）， U 为电压（以伏特计算）， R 为电阻（以欧姆计算）。后两条等式是第一条等式演化而成。


至于电阻器在一段时间消耗的总能量则可以如下的积分式表示：

W = \int_{t_1}^{t_2} v(t) i(t)\, dt

其中，t1 是起始时间，t2 是终结时间， W 是总消耗能量。


如平均功率超出电阻器的额定功率，电阻器的电阻会偏离原有的值，继而电阻器会因过热而烧毁。

串联和并联

注：以下图中的定值电阻图标纯为方便解说之用，不代表实际情况下该处所设必为定值电阻。

有关更多的资料，可参阅串联和并联。


以下是一列串联起来的电阻器：

Image:Resistorsseries.png

电路两端的总电阻值为各电阻器的电阻之和，即

R = R_1 + R_2 + ... + R_n \,


以下是一组并联的电阻器：

Image:Resistorsparallel.png

由于所有电阻的电压相同，根据欧姆定律，它们的电流与电阻属反比，故

\frac{1}{R_\mathrm{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots + \frac{1}{R_n}

并联电路的电阻关系可以双竖线 "\|" 表示（有如平面几何中的平行关系），故两个并联的电阻的总电阻可以此等式表示：

R_\mathrm{eq} = R_1 \| R_2 = {R_1 R_2 \over R_1 + R_2}


串联和并联仅为电路网络的其中两个模式。较复杂的电路网络难以使用简单的串联、并联的方式表示。

例如一个呈正立方体状的网络，要量度两个顶点之间的电阻，需要使用矩阵；但如立方体的每一条棱均设有相同的电阻器，则任何顶点之间的电阻均为单一电阻器的六分之五。







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