基础电子学系列08 – 电阻器的读数、公差和额定功率

在上一篇文章中，我们给出了一个电阻选择参考表。借助此表，您可以确定哪种类型的电阻器最适合给定的电路或应用。一旦确定哪种类型的电阻器最适合，就该选择所需的电阻器了。为此，必须确定电阻器的值、公差和额定功率。

碳成分、陶瓷成分、碳膜、金属膜和金属氧化膜电阻器的值和公差由颜色代码标识。标签标识了金属陶瓷、线绕和箔电阻器的值和公差。所有类型电阻器的额定功率都是通过测量或观察它们的物理尺寸来确定的。即使在确定电阻器的值、公差和额定功率之前，检查所需电阻的准确值是否可用也很重要。不同类型的电阻器都有可用的标准电阻值。如果可以获得所需电阻的精确值，则可以毫无疑问地获取该值。否则，需要找出合适的并联或串联电阻组合。

电阻器的标准值
电阻器有标准值或首选值。这些标准值是国际电工委员会 (IEC) 的推荐值，并于 1952 年在标准 IEC 60063 中首次发布。这些首选值称为 E 系列。这些标准值也适用于其他组件，如电容器、电感器和齐纳二极管。

电阻值的标准化不仅对电子工程师有好处，对制造商也同样有用。找出电阻器的制造商是一项挑战，因为电阻器非常小，无法表示其制造商的名称或商标。在没有首选值的情况下，电子工程师必须确定电阻器的制造商，然后在特定制造商提供的数据表的帮助下确定电阻器的值。电阻值的标准化使得为电阻值和公差开发颜色代码和数字代码成为可能。所以，在全球几乎所有厂商采用E系列之后，

另一方面，首选值或 E 系列帮助制造商生产的电阻器的值在对数刻度上的间隔相等。这限制了需要生产和存储的不同电阻值。标准化还有助于保持不同制造商生产的电阻器之间的兼容性。除了IEC的E系列之外，还有各种国家标准（如美国的ANSI）一般都与IEC标准兼容。

E 系列
E 系列是电阻器、电容器、电感器和齐纳二极管的首选值。有 8 个 E 系列——E1、E3、E6、E12、E24、E48、E96 和 E192，其中 E1 现已过时。每个 E 系列将 1 到 10 的区间除以字母“E”之后的数字，并将标称值四舍五入为两位或三位有效数字。例如，E6 系列将每个十进制（电阻 1Ω 至 10Ω、10Ω 至 100Ω 等）分为六个值，如下所示：

10 (1/6) = 1.5

因此，对于 E-6 系列，E6 中的每个标准值都比前一个四舍五入到两位有效数字的值高 50%。因此，对于 1Ω 到 10Ω 的区间，E6 系列有以下六个优选值：1、1.5、2.2 等。

这样划分，E1、E3、E6、E12、E24、E48、E96、E192系列电阻标称值的最大误差分为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 系列现已过时，甚至 E3 系列也很少在任何地方使用，因为制造商现在生产的电阻器的最大容差为 20% 或更低。因此，每个 E 系列都与电阻器的公差相关联，如下所示：

可提供公差低至 0.005 的电阻器。它们的值显示在 E192 – 系列下。E系列分为两组——一组从E3到E24，另一组从E48到E192。E3～E24的E系列组阻值有两位有效数字，E48～E-198的E系列组阻值有三位有效数字。E 系列 – E6 至 E192 是最常用的。这些具有以下首选电阻值：

E6 系列– E6 系列用于具有 20% 容差的电阻器。对于每个十进制，它有六个首选值，每个都是两位有效数字，如下所示：

10 15 22 33 47 68

E12 系列 – E12 系列用于具有 10% 公差的电阻器。对于每个十进制，它有十二个首选值，每个都是两位有效数字，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% 容差的电阻器。对于每个十进制，它有二十四个首选值，每个都是两位有效数字，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% 容差的电阻器。它有 48 个首选值，每个都是三个有效数字，每个十年如下 -

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 系列用于容差为 1% 的电阻器。对于每个十年，它有九十六个首选值，每个都是三位有效数字，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 系列用于公差为 0.5% 的电阻器。它有一百九十二个首选值，每个都是三个有效数字，每个十进制如下

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

确定所需电阻的确切值是否可用
标准电阻以 10 的倍数提供，其值如上所述。就像，在 E6 系列下，可以使用以下电阻 –

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

因此，现在您可以通过将其两位或三位有效数字与 E 系列的首选值进行匹配，快速确定所需的电阻值是否准确可用。

电阻的串联和并联组合
通常，无法获得所需电阻的准确值。在这种情况下，可以将两个或多个电阻器串联、并联或串联和并联电阻组合以获得等效电阻。在串联组合中，等效电阻只是连接电阻的总和，如下所示：

R eq = R1 + R2 +…。
在并联组合中，等效电阻由分流公式给出如下：
1/R eq = 1/R1 + 1/R2 +…。

在电阻的串联组合中，电压降在电阻之间分配。因此，在通过一系列电阻器组合连接等效电阻时必须小心，因为可能会通过错误连接到所连接电阻器的结点而将无意的分压网络添加到电路中。同样，注意电阻器支路电流的并联组合也很重要。

电阻包
电阻器通常采用三种端接方式——镀通孔 (PTH)、表面贴装技术/器件 (SMT/SMD) 和金属电极无引线面 (MELF)。PTH 用于面包板、原型制作和 PCB 上的通孔安装。SMT/SMD 端接类型用于焊接 PCB 上的着陆垫。MELF 型电阻器类似于 SMD/SMT 电阻器，但它们具有圆柱形且无引线。它们还用于焊接在 PCB 上的焊盘上。与 SMD/SMT 电阻器相比，MELF 电阻器具有更低的热系数和更好的稳定性的优势，但机械化装配机可能难以处理它们。在所有端接类型中，电阻器有多种形状和尺寸。这些形状和大小称为包。最常见的是带有 PTH 终端的轴向封装或径向封装。MELF 电阻器主要有三种封装——MicroMELF、MiniMELF 和 MELF。同样，SMD/SMT 电阻器采用多种封装，这些封装通过 JEDEC 等组织通过四位英制或公制代码进行了标准化。

电阻器的颜色代码 电阻器的
标准 2 位和 3 位优选值（E 系列）使开发电阻器的颜色代码和数字代码成为可能。带 PTH 或 MELF 终端的电阻器的值和公差由颜色代码表示。碳成分、陶瓷成分、碳膜、金属膜和金属氧化膜电阻器通常采用 PTH 或 MELF 终端作为轴向或径向封装。电阻器有 3、4、5 和 6 波段颜色代码。阅读这些颜色代码已在以下文章中进行了解释。3、4、5 和 6 波段电阻颜色代码。

电阻器的数字代码
带有 SMD/SMT 端接的电阻器的值和公差由数字代码表示。SMD/SMT 电阻器非常小，无法在其上使用颜色代码。因此，有两种数字代码系统——三位和四位数字代码系统和 EIA-96 系统来表示它们的值和公差。

三位和四位数字代码系统
在该系统中，电阻器的值由三位或四位数字表示。三位数字中，前两位表示电阻阻值的有效位，第三位表示倍数。四位数字中，前三位表示电阻阻值的有效位，第四位表示倍数。带小数点的电阻值用三位或四位代码在小数点后加字母“R”表示。例如，值为 0.01Ω 的电阻将印有 0R01 代码。下表显示了三位和四位代码的一些示例。

E96 代码系统– E96 系统开发用于指示具有 1% 公差的 E-96 系列 SMD/SMT 电阻器的值。在E96编码系统中，电阻值由三个字符表示，前两个字符为数字，第三个字符为字母。数字表示电阻值的三个有效数字，可以通过以下查找表进行验证：

第三个字符是一个字母，根据以下查找表表示乘数：

PTH 电阻器的额定功率
PTH 型电阻器的额定功率可以通过测量或观察其物理尺寸来确定。PTH 电阻器通常采用轴向或径向封装。它们的额定功率可以通过测量主体长度、主体直径、引线长度或引线直径来确定。显然，测量主体长度将是最方便和准确的，因为测量主体或电阻器引线的直径可能是一项艰巨的任务，并且引线长度对于多个额定功率保持不变。此外，由于不同的原因，线索可能会被缩短。以下查找表将 PTH 电阻器的额定功率与其物理尺寸相关联：

MELF 电阻器的额定功率
MELF 电阻器也采用轴向或径向封装。以下查找表将 MELF 电阻器的额定功率与其物理尺寸相关联：

SMD/SMT 电阻器的额定功率
SMD/SMT 电阻器的额定功率可以通过测量它们的物理尺寸或它们在 PCB 上的焊盘尺寸来确定。以下查找表将 SMD/SMT 电阻器的额定功率与其物理尺寸和焊盘尺寸相关联：

请注意，一些特别是线绕电阻器和箔电阻器的制造商使用他们自己的代码和额定功率表或简单地打印零件号。线绕电阻器上通常印有瓦数及其标称值和公差，或者印有零件号。同样，箔电阻的制造商可能根据其国家标准有自己的编码系统。因此，如果电阻器上没有印刷颜色代码、数字代码或 E96 代码，请参阅特定制造商的数据表以确定电阻器的值、公差和额定功率。

现在，您可以确定任何电阻器的标称值、公差和额定功率。在下一篇文章中，我们将讨论可变电阻器。