在近期，PCBA大讲堂电子零件篇会每期为大家介绍一种电子零件，剖析它的构造、运作原理与应用至专题的可能性，这期我们介绍的是电阻。电阻的主要功能在于限制电流强度，并藉此控制回路，将电流导引至某个零件，或者保护另外一个零件等等。和往常一样，我们会首先介绍电阻的原理与功能：

 

电阻是最基础的电子零件之一，它的功能在于阻碍电流并造成电压下降，通常，电阻上有两条电线，连接电阻本体的两端或两侧，电阻本体通常是由导电性相对较低的材质构成，电阻的单位是欧姆，以希腊字母Ω表示。

 

 

电路图上，电阻表示法如上图（左图：传统电路图示；右图：晚近欧系图示），在欧系电路图中，美系图示有时会出现，反之亦然，字母K与M则分别表示千欧姆或百万欧姆，这些字母代号在欧洲较常使用，但是，在美国也会出现，有时候，字母可以用来代替小数点的功能，举例而言，4.7K电阻可以4k7表示，3.3M电阻可以3M3表示，依此类推。

 

电阻时常用来限制电容的充电速率、提供半导体(如双极电晶体)适当的控制电压、保护LED或其他半导体零件避免电流过大、调整或限制音响线路的回传频率（搭配其他零件）、在数位逻辑线路中将输入针脚的电压向上或向下调整、或者控制线路中某处的电压值，在最后这个应用方式当中，可以将两个电阻依序排列作分压器使用。

 

如果需要不同电阻的话，分压计也可以作为电阻之用。

 

右图是不同单位的电阻，由上往下电能消耗功率分别是3瓦特、1瓦特、0.5瓦特、0.25瓦特、0.25瓦特、0.25瓦特、0.125瓦特，误差值则由上往下分别是正负5%、5%、5%、1%、1%、5%和1%，米黄色的电阻本体表示误差值为5%、而蓝色本体则通常表示误差值为1%或2%；另外，蓝色与暗褐色电阻内含氧化金属膜零件，而米黄色电阻与绿色电阻则内含碳膜，电阻本体若是蓝色或褐色，表示内含氧化金属膜；而若电阻本体是米黄色或绿色，则表示里面含有碳膜。

 

原理

在阻碍电流、降低电压的过程当中，电阻会吸收电能，然后以热能的形式释放，在现代多数的电路当中，散失的热能都低于一瓦特以下。

 

如果R表示电阻（单位为欧姆），I表示流过电阻的电流（单位为安培），V表示电阻造成的电位差（电阻连接两端的电位差距），根据欧姆定律，三者的关系如下：

V = I * R

 

换句话说，一欧姆的电阻代表当电位差为一伏特时，使得一安培的电流得以通过。

 

若W表示因电阻而散失的电能（单位为瓦特），则在直流电回路当中：

W = V * I

 

将欧姆定律公式移项之后，我们可以使用电流与电阻来表示瓦特数：

W = I^2 * R

 

当然，我们也可使用电压与电阻来表示瓦特数：

W = V^2 / R

 

这些公式代换在您不知道电压数或电流量时都可以用来求值。

 

在交流电的回路中，这几个变数之间的关系也类似于此，只是电能的公式较为复杂一些。

 

各类电阻

▪　轴型的电阻的外型是圆形本体两端各伸出一条导线，而放射是电阻则较为少见，从电阻本体一端延伸出两条平行导线。

▪　精密电阻的定义通常是误差值低于正负百分之一。

▪　一般电阻稳定性较差，数值也较不淮确。

▪　功率电阻则通常会散失一到二瓦特以上的电能，尤其用于电源供应器或电源放大器上，通常，这一类的电阻体积较大，而且可能需要散热器或者风扇。

▪　线绕电阻用于零件需要承热的情况中，通常，线绕电阻会有隔热管或者平式／圆柱形本体，外面则缠有许多层保护用线圈，线圈材质通常是镍铬合金（nichrome、Ni-chrome），外面包有一层塑胶漆，电路板温度必须有所限制，因为电流通过线圈时产生的热能可能会产生问题。但是，在日常电器用品如吹风机、烤面包机、扇叶式暖炉当中，镍铬合金零件通常是用来产生热能的。此外，线绕电阻也用于3D成形机，用来将塑胶（或其他化合物）熔化并输出成品。

▪　厚膜电阻有时候会做成平整的方形，右图就是一个例子，平面可发散十瓦特的电流，电阻值为1K。

▪　表面贴装型电阻通常包含一层电阻油墨，印在氧化铝与陶瓷构成的本体上，常见的尺寸为六公厘，也就是2512规格。每一个表面贴装型电阻都有两个镀镍的终端，上有焊铁，连接线路板的时候会融化。此外，上表层通常会以黑色环状树脂包覆，来保护电阻本体。

 

数值编码

传统上，通孔轴型电阻会印上三条色码来表示电阻值，前面两条各自代表0到9之间的数字，第三条色码则表示乘上十的几次方（也就是后面加上几个零，从零到九），此外，会有第四条银色或金色色码，分别代表百分之十与百分之五的误差值，但这种形式已经比较少见了。

 

目前，许多电阻上面会有五条色码，这样一来，表示中间值或者零碎数值比较方便，在这套系统当中，前三条色码代表数值（和先前提到的数值系统相同），第四条色码表示十的若干次方，而在电阻另一端的第五条色码则表示误差值。在下面的图表当中，数字或十进位值在上方以「光谱」的形式呈现，而误差值（或精确度）则以下方银色、金色和其他颜色来表示正负百分比。

 

在下图当中有两个电阻色码范例，上面的电阻值为1k，从左到右为棕色、黑色（分别表示1、0）色码，接著是第三条红色（表示后加两个零），最后，金色条带表示误差值为百分之五。下面的电阻值则是1.05k，从左到右依序是棕色、黑色、绿色（分别表示1、0、5），后面则是第四条棕色色码（表示后加一个零），最右边的黑色色码则表示误差值为百分之一。

 

 

在很久以前，有时电阻会以本体－尖端－圆点系统编码，在这套系统当中，电阻本体颜色表示第一位数、尖端颜色表示第二位数，圆点则表示后面有几个零，这套系统的数字光谱和先前提到的完全相同。

 

在所有的现代编码系统当中，三条或四条表示数值的色码会紧密相连，与误差值的色码之间会有较大空隙，阅读数值条码的时候，三到四条的数值色码应该要在左侧。然而令人困惑的是，某些电阻会使用前三条色码表示数值，第四条色码表示误差值，另一头的第五条色码表示精确度，但是，这套系统相当少见。此外，在某些特殊用途中，会使用其他编码系统有，比如军事装备等等。

 

穿孔型碳模电阻通常本体是米黄色的，而穿孔型金属膜模电阻本体则通常是蓝色，但是，在某些稀少的特例中，蓝色本体也可以表示保险丝电阻（和保险丝一样，过载时会融化，避免危险），而白色本体也可以表示不可燃电阻，遇到这些特例的时候需要加倍留意。

 

另外，有些现代的电阻值会直接以数字形式印在电阻本体上，表面贴装型电阻数值也是直接以数字打印，但那是一套编码系统，不能直接以数字来理解。最后一位数字表示电阻值后面有几个零，接下来的两到三个数字代表数值本身，字母R则用来表示小数点，因此，3R3的表面贴装型电阻数值为3.3欧姆、330 则表示33欧姆，332 则表示3,300欧姆，上标有2152的表面贴装型电阻数值就是21,500欧姆。

 

有一种表面贴装型电阻上面的数字为零，这表示他是零欧姆电阻，功能其实与跳线相同。这么做是为了方便使用，可以透过自动化生产设备组装，它的功能非常单纯，就是连接线路板上的零件。

 

如果电阻值印在电路图上，复印品质不好可能会造成小数点遗失、或者产生让人误解成小数点的污渍。欧洲系统为了解决这个问题，就使用字母来代替小数点，所以，5.6k电阻就印成5k6电阻，3.3M电阻则印为3M3，但是，这种标示用法在美国并不多见。