概论
电能、电功率、电流及电压等,皆是最重要的电之数量,除此之外,电阻也不可忽视。一个电路或一套装备,其本身的特性,诸如尺寸、形状与材质等,会影响其电流量。某些会阻碍电流的效应,可称之为电阻(resistance)。
在物质中,电荷流动可能会遭遇到类似机械的摩擦力般的阻力。这种阻力是起因于电子与晶格原子或杂质原子之间的碰撞,这种情况会使电能转换成热能。任何电路或装置,常因发热而消耗电功率。电阻发热而消耗电功率,并非一无是处,需视其是否有用而定。有些电路就是利用电阻的特性来作功的,例如我们可利用电热器取得热能;但是晶体管发热则非吾人所需,就属于能量的浪费了。
电阻可用来限制电流量,也可用来调整电压,还有其它的一些功能,专门制造用来作这些工作的器具称为电阻器(resistor)。
电阻的定义
一电路欲阻止电流通过,同时使电能转换为热能之性质,谓之电阻。电阻以表示,单位为欧姆或简称欧,以希腊字母ω(omega)表示。导体内部有大量的自由电子,当电压施于导体的两端时,会导致电流的产生,但此一电流不可能无限制的增加,此乃因为当电荷流经某一材料时,必承受其电阻,此种阻力被消耗转变成为热能了。
电阻的种类
(1)各种物质之电阻
各种物质均有大小不等的电阻值,因其电阻之不同,可分别归属于导体、绝缘体、不良导体及半导体四种材料。
(2)绝缘电阻
绝缘体有阻止电流通过的特性,但若加上高电压时,会有少许的漏电流流过绝缘体的内部或表面。绝缘电阻是阻止漏电流通过的能力,阻值愈大愈好,通常以百万欧(mω)计。绝缘电阻会因材质劣化、表面附着之有机物、尘埃及水滴等而减小。
(3)电解液电阻
将蒸馏水加入容器内,直流电源接上时,几乎没有电流流通。但若在蒸馏水中加入少许食盐的话,就有电流了。食盐浓度愈高则电流量愈大,溶液中之食盐(nacl)因电离而分解成钠离子(na+)及氯离子(cl-)。类此状态之溶涤称为电解液,如食盐能分解成离子者称为电解质。量度电解液之电阻时,必须使用交流电源以防止极化作用之影响。
(4)接地电阻
将铜板埋入大地内(接地),加上电压后,电流如箭头方向流动。如此意谓地球是一个大导体,铜板与大地间之电阻称为接地电阻,其阻质与土质、水分与含电解质的程度有关。
(5)接触电阻
电路之开关使电流通断,开关的刀片(a)与夹片(b)若无完全密接时即有接触电阻存在。接触电阻大时,电流不易流通,接触部分容易发热而引起故障。
图示电阻的种类
奥姆定律
奥姆(georgsimonohml787~1854德国物理学家)于1826年作的实验,确定了电阻、电压及电流的关系,此即奥姆定律:
依稳定电流而言,电路中电流的大小与加于该电路之电动势成正比,而与该电路的总电阻成反比。
即
i=v/r
其中v代表电压降或端电压,单位为伏特。
r代表被量度部份的电阻,单位为奥姆。
由奥姆定律可界定奥姆之定义如下:
「一伏特电压产生一安培电流的电阻为一奥姆。」
电阻标准值与标准色码
电阻之制造者与使用者均认为不可能致出任意不同电阻直的电阻器,且一般电路之设计无需极精确的电阻值,允许有限度的误差值可使价格降低且更换零件较为迅速。因此,制造厂商只选择制造某些特定电阻值的固定电阻器以供使用。下图为电子工业界认定标准化之额定电阻值,自0.1ω至22mω有201种。
商用固定电阻器之标准额定值
大都分固定型及可变型电阻器之电阻值均直接印记于其外壳上,但如碳质固态电阻器之类,由于体积甚小,印字困难,故需探用色码系统(colorcodesystem)以代替数宇。阅读色码节即能得知该电阻器之奥姆值及相关特性。目前
所用的色码系统有新旧两类:
(1)条纹系统(bandsystem)
色码以色带的形状绘记于电阻器上,一般有三种方式:
1.三带式
三条色带即代表其奥姆值,误差一律为20%。
2.四带式
前三带代表奥姆值,第四带代表误差,此为最常用者。
3.五带式
前四带同上,第五带表示损坏百分率。
下图所示色码电阻器及各条纹所代表的意义。
色码条纹的意义
色码的读法是从最靠近电阻器端线的色码条纹开始。(另一侧之条纹距离另一端线较远),在上图中即从最左边一条开始的。各颜色代表的数字及各条纹代表之意义如下图所示。表中「不用」两字代表在该条纹中不使用此种颜色。第三条纹中之金色及银色代表将前两位数分别乘以0.1及0.01,属于10ω以下之电阻器。
条文颜色与数目的关系表
(2)体-端-点系统(body-end-dotsystem)
这是条纹系统尚未实施以前的











