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电子制作常用电阻器

    上图是电子制作中常用的电阻器（习惯上简称为电阻），最大的那个8W 的电阻并不常用，只是做一个对比介绍。大家注意图片右侧小黄圈里的黑色不明物体，它其实是一粒可爱的小电阻。它是表面贴装的，也就是常说的贴片电阻，一会我们还会介绍它。贴片电阻是体积最小的电阻器，那最大的就当属体积与重量都很强大的水泥电阻，还有更强大的功率达成百上千瓦的绕线电阻器了。它们都是用在强电设备上的，对于我们来说很不常用，我只看过它们安静的躺在柜台里面。

20W水泥电阻器

500W绕线电阻器

    最常用的还是直插式色环电阻，一支小圆柱的两端引出两根引脚，圆柱上用各种漂亮的颜色画圈，很完美的设计。初见色环电阻的时候还真不知道色环的作用，还以为电子的设计者是哪位艺术家呢。后来读了《无线电》杂志才知道，原来色环的颜色代表着不同的数值，这些数值就表示了电阻器的阻值和精度。如梦初醒的我又产生了新的问题——为什么不直接把数字印在电阻上，那样不是更方便吗？了解色环的由来，还可以顺便了解一下电阻的生产工艺。
    大家注意看上面出现过的图片，8W、20W 和500W的电阻器都是用数字表示阻值的，唯有小体积的电阻采用色环表示。为什么呢？难道是电阻表面积小，不方便标注吗？可是体积更小的贴片电阻也是采用的数字表示，看来不是工艺上做不到，而是另有原因。一次拆机维修，让我领悟了设计者的巧思。在已经焊接好的电路板上，电阻的焊接形态各异，有躺着的，有站着的，还有飞来飞去的。如果把电阻值用数字印在电阻身体上，那么一旦数字朝向电路板或是被身边的其他元器件挡住，我们就看不到数字了。而使用色环就能以360 度全方位识别电阻值，唯一的不足就是爱好者们必须背下色环的含义。

色环电阻原理示意图

五环电阻                



 四环电阻

    色环电阻又分五环和四环，五环电阻可以有3 个数据位，可以表示更细微的阻值。黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白分别表示0~9 十个数字。五环电阻中前3 位表示数值，第4 位表示10 的多少次方（也就是加多少个“0”）。例如色环读数是4702，则表示470乘以10 的2 次方，也就是在470 后面再加2 个“0”，即47000Ω，也就是47kΩ（Ω，欧姆是电阻的单位，也是一款瑞士名表的商标）。四环电阻中前2 位表示数值，第3 位表示乘方位。例如色环读数是100，则表示10 乘以10 的0 次方，在10 后面不加“0”，即10Ω。色环的最后一位是精度位，在色环电阻原理示意图中可以看到，不同的颜色还表示不同的阻值精度。有朋友会问了，电阻是对称的，两边看起来都一样，怎么知道哪边是第一位，哪边是最后一位呢。刚开始的时候我也被这个问题困住了。后来发现，事情并没有我想的复杂，我们所用的电阻精度多半是5%和10%的，也就是说电阻的最后一位多是金色或银色，很少有和数值复用的颜色。先通过精度环找到最后一位，电阻的读数就不会有误了，实在找不准的再问一下万用表。在大功率的水泥电阻和绕线电阻上，阻值的表示有点多变。电阻的单位多用Ω或R表示，数字中夹有字母的，则起到小数点的作用。例如4K7 表示4.7KΩ，4R7 表示4.7Ω等。这些电阻还使用字母表示电阻的精度，可以参考色环电阻原理示意图中括号里的字母。例如180ΩJ表示电阻的精度是5%。

    我的问题很多，总喜欢挑战那些好像是本应该正确的事情。我在使用电阻的时候，最让我感到神奇的是各种阻值的电阻长的都一样，它们是怎么实现不同阻值的呢？为了找到答案，我用钳子剪开了大大小小的电阻。在大功率的电阻内部是一些金属绕线，那绕线定是具有一定阻值的合金材料，通过绕线的长度来控制阻值大小，这一点很容易理解。可是当我切开1/4W 碳膜电阻的时候却什么也没有发现。里面是白色的类似塑料的物质，用万用表测试发现它是不导电的。那么碳膜电阻是怎么产生阻值的呢？答案来自一次与陌生人的闲聊。
    2009年的深圳电子展会，我也去参加了，在我们展台的旁边是一家精密电阻生产厂的展台。闲来无事就去和他聊天，正巧就聊到了我的疑惑，他对电阻生产流程很熟悉，就在我的追问下详细介绍了电阻的生产工艺。碳膜电阻的制作很简单，在一粒绝缘塑料棒上镀上一层碳膜，碳膜是具有一定阻值的。但并不是靠镀膜的厚度来控制阻值，而是靠切削。用一把切削刀在碳膜上斜向旋转切割，切割后碳膜就变成了螺旋形的导线，通过控制切割的疏密来产生不同的阻值。好像削苹果一样，连续削出来的苹果皮越长阻值越大，皮越短阻值越小。金属膜电阻也是相同的原理。听到这个介绍之后，我非常激动，虽然原理很简单，可是我一直没有想到，看来我是应该多去了解一下元器件生产方面的知识了，对我有很大的启发。知道了直插电阻的生产方法，又联想到贴片电阻，贴片电阻是扁平的，好像只有一个面镀有黑色的膜，那它的切割方法是怎样的呢？或者它有什么更高级的实现方法吗？我还在寻找答案。

电阻切割示意图

    贴片电阻算是新兴的产品了，其实已经有N 年的历史了，只是我们DIY 的朋友大部分在用直插元器件，介绍贴片相对来说算是新东西了。直插电阻是用纸条包装成带状的，贴片电阻则是像电影胶片一样，用盘带包装。

   
盘装贴片电阻

带装直插电阻

    贴片电阻的阻值和直插的没有区别，只要直插电阻有的阻值，贴片也都有。贴片电阻的体积小，功率自然也不高，根据封装大小的不同功率也有不同。常用的0805 封装电阻，功率是1/10W。贴片电阻的阻值是用3 位数字表示，没有精度表示。前2 位表示数值，第3 位是乘方位。如贴片电阻上的数字是102，表示10后面加2 个“0”，就是1000Ω，即1kΩ。和直插电阻的计算方法相同。

   

电阻型号与功率的关系

贴片电阻

    我非常喜欢贴片电阻，因为它可以让我的制作看上去更简洁。在使用洞洞板焊接电路时，我都会把0805封装的贴片电阻焊接在洞洞板背面的两个焊盘之间，那2.54mm 的距离正好用来放置它，好像为此量身设计的一样。这样一来，整个电路板的正面就丝毫没有电阻的痕迹了。只是焊接电阻的过程中一不小心把它掉在地上就别想在找到了。不过还是希望大家也可以多用贴片元器件，它会让你的制作更美观，更新潮哦。

   


贴片电阻可直接焊接在洞洞板的两个焊盘之间

    文章的最后，我们来看看阻值的问题。电阻的阻值并不是工整的，不是从1Ω到10MΩ，包含了其中每一个整数的阻值。因为一些特殊原因，电阻值是特定的一些。它们看上去好像没有规律，其实是有定律的。有兴趣的朋友可以深入了解一下为什么阻值是特定的数值。但这并不重要，重要的是了解我们在电子制作中常用的阻值都有哪些，下面的30种阻值是电子制作中比较常用的。例如5Ω~1KΩ用于LED灯的限流电阻，5.1KΩ用于单片机电路中的上、下拉电阻。其实在30 种阻值当用只要准备5、10、100、470、1K、5.1K、10K、100K这几种，就可以基本应对大部分电子制作了。建议大家购买贴片电阻时选择0805封装、直插电阻选择1/4W或1/8W 碳膜电阻即可，每支售价在1 分钱左右。
    电阻是爱好者必备之物，之前也有不少前辈介绍过它。我在这里只是把我的使用心得介绍给大家。当初我小看了电阻，以为那小东西只那么一点门道，没想到深究下去却带给我更多的启发。当我回过头来再去观察手边不起眼的元器件时，发现它们变得陌生又有趣了。是呀，也许我应该停一停急躁的脚步，让我的兴趣跟上来。

    常用的30 种电阻值，以欧姆（Ω）为单位的标称值：
    5、10、51、100、200、470、510、620、750、820
    1K、2.2K、4.7K、5.1K、7.5K、8.2K、10K
    12K、15K、20K、47K、56K、68K、75K、82K
    100K、200K、430K、510K、1M