【电路笔记】-电阻器颜色代码与阻值计算

电阻器颜色代码与阻值计算

1、概述

由于有许多不同类型的电阻器可用，我们需要形成电阻器颜色代码系统以便能够识别它们。

电阻器可用于电气和电子电路中，以多种不同方式控制电流或产生电压降。 但为了做到这一点，实际电阻器需要具有某种形式的“电阻”或“电阻”值。 电阻器有多种不同的电阻值可供选择，从几分之一欧姆 (Ω) 到数百万欧姆。

显然，拥有每种可能值的可用电阻器（例如 1Ω、2Ω、3Ω、4Ω 等）是不切实际的，因为实际上需要存在数十万（如果不是数千万）不同的电阻器来覆盖所有电阻器。 可能的值。 相反，电阻器是按照所谓的“优选值”制造的，其电阻值用彩色墨水印在其本体上。

当电阻体足够大以读取印刷内容时，例如大功率电阻器，电阻值、容差和额定功率通常以数字或字母的形式印刷在电阻器体上。 但是，当电阻器较小（例如 1/4 瓦碳或薄膜类型）时，这些规格必须以其他方式显示，因为印刷品太小而无法阅读。

因此，为了克服这个问题，小电阻器使用彩色涂漆带来指示它们的电阻值和容差，并用电阻器的物理尺寸指示其额定功率。 这些彩色涂色带产生了通常称为电阻器颜色代码的识别系统。

国际上普遍接受的电阻器颜色代码方案是多年前开发的，作为识别电阻器欧姆值（无论其尺寸或状况如何）的简单快捷的方法。 它由一组按光谱顺序排列的单独彩色环或带组成，代表电阻器值的每个数字。

电阻器颜色代码标记始终从左到右一次读取一个带，较大宽度的公差带朝向右侧指示其公差。 通过将第一个条带的颜色与下面颜色图表的数字列中的相关数字进行匹配，可以识别第一个数字，这代表电阻值的第一个数字。

同样，通过将第二个环的颜色与其在颜色图表的数字列中的相关数字相匹配，我们可以得到电阻值的第二个数字，依此类推。 然后从左到右读取电阻颜色代码，如下图所示：

然后我们可以总结每个色带的不同加权位置，这些色带构成了下表中的电阻器颜色代码：

2、计算电阻器颜色代码值

电阻器颜色代码系统很好，但我们需要了解如何应用它才能获得电阻器的正确值。 “左侧”或最重要的彩色带是最靠近连接引线的带，颜色编码带从左到右读取，如下所示：

数字、数字、乘数 = 颜色、颜色 x 10 颜色，单位为欧姆 (Ω)

例如，电阻器具有以下颜色标记；

$黄色紫色红色=472=47\times 10^2=4700\Omega 或4k7欧姆$。

第四和第五环用于确定电阻器的百分比容差。 电阻器容差是电阻器相对于指定电阻值的变化的度量，是制造过程的结果，并表示为其“标称”或首选值的百分比。

薄膜电阻器的典型电阻容差范围为 1% 至 10%，而碳电阻器的容差高达 20%。 公差低于2%的电阻器称为精密电阻器，公差值或更低的电阻器价格更高。

大多数五环电阻器是精密电阻器，容差为 1% 或 2%，而大多数四环电阻器的容差为 5%、10% 和 20%。 用于表示电阻器容差等级的颜色代码如下：

棕色 = 1%，红色 = 2%，金色 = 5%，银色 = 10%

如果电阻器没有第四个容差带，则默认容差将为 20%。

英国标准 (BS 1852) 代码

通常，在较大功率的电阻器上，不需要电阻器颜色代码系统，因为电阻值、容差甚至功率（瓦数）额定值都印在电阻器的实际主体上，而不是使用电阻器颜色代码系统。 因为很容易“误读”小数点或逗号的位置，特别是当组件变色或脏污时。 开发了一种更简单的系统，用于写入和打印单个电阻的电阻值。

该系统符合英国标准 BS 1852 标准及其替代标准 BS EN 60062，编码方法是小数点位置由后缀字母“K”代替，表示千欧姆或千欧姆，字母“M”表示百万欧姆或兆欧姆。 它表示乘数值，其中乘数等于或小于一时使用字母“R”，这些字母后面的任何数字都意味着它相当于小数点。

电阻器的 BS 1852 字母编码

有时，根据制造商的不同，在写入的电阻值之后会附加一个字母，表示电阻器的容差值，例如 4k7 J，这些后缀字母如下：

电阻器的公差字母编码

另外，在阅读这些书面代码时，请小心不要将千欧姆的电阻字母 k 与 10% 容差的公差字母 K 或兆欧姆的电阻字母 M 与 20% 容差的公差字母 M 混淆。

电阻器颜色代码的公差、E 系列和首选值

希望现在我们了解电阻器有各种尺寸和电阻值，但要拥有具有每种可能电阻值的电阻器，实际上需要存在数十万甚至数百万个单独的电阻器。 相反，电阻器是按照通常所说的首选值制造的。

电阻器的某些值存在于一定的容差范围内，而不是 1Ω 及以上的连续电阻值。 电阻器的容差是其实际值与要求值之间的最大差值，一般以正负百分比值表示。 例如，1kΩ ±20% 容差电阻的最大和最小电阻值为：

最大电阻值：

1kΩ or 1000Ω + 20% = 1,200Ω

最小电阻值：

1kΩ or 1000Ω – 20% = 800Ω

然后使用上面的示例，1kΩ ±20% 容差电阻的最大值可能为 1200Ω，最小值为 800Ω，导致大约 400Ω 的差异！ 对于相同阻值的电阻。

在大多数电气或电子电路中，同一电阻器的 20% 大容差通常不是问题，但当为滤波器、振荡器或放大器等高精度电路指定紧容差电阻器时，则需要使用正确的容差电阻器 因为 20% 容差电阻器通常不能用来替代 2% 甚至 1% 容差类型。

五环和六环电阻器颜色代码通常与高精度 1% 和 2% 薄膜类型相关，而常见的 5% 和 10% 通用类型倾向于使用四环电阻器颜色代码。 电阻器有多种公差范围，但最常见的两个是 E12 和 E24 系列。

E12 系列每十进制有 12 个电阻值（十进制代表 10 的倍数，即 10、100、1000 等），而 E24 系列每十进制有 24 个值，E96 系列每十进制有 96 个值。 现已推出高精度 E192 系列，其公差低至 ± 0.1%，每十年可提供 192 个独立电阻值。

电阻容差和 E 系列表

然后，通过使用适当的 E 系列值作为电阻器所需的百分比容差，并为其添加乘法因子，即可找到该系列内电阻的任何欧姆值。 例如，采用 E-12 系列电阻，容差为 10%，首选值为 3.3，则该范围的电阻值为：

值 x 乘数 = 电阻

3.3 x 1 = 3.3Ω

3.3 x 10 = 33Ω

3.3 x 100 = 330Ω

3.3 x 1,000 = 3.3kΩ

3.3 x 10,000 = 33kΩ

3.3 x 100,000 = 330kΩ

3.3 x 1,000,000 = 3.3MΩ

这些首选值背后的数学基础来自于所使用的实际序列的平方根值。 例如，对于 E6 20% 系列，有 6 个单独的电阻器或步长（1.0 至 6.8），并以十的六次根 ( $6\sqrt{10}$ ) 形式给出，因此，对于 E12 10% 系列，有 12 个单独的电阻器或步长 （1.0 到 8.2），因此给出为十的十二根根（ $12\sqrt{10}$ ），对于其余的 E 系列值依此类推。

上面显示的优选值的容差系列是按照英国标准 BS 2488 制造的，并且是选择的电阻器值的范围，以便在最大或最小容差时任何一个电阻器与其相邻值重叠。 例如，采用容差为 5% 的 E24 系列电阻器。 其相邻电阻值分别为 47 和 51Ω。

47Ω + 5% = 49.35Ω, and 51Ω – 5% = 48.45Ω, an overlap of just 0.9Ω.

3、贴片电阻器

表面贴装电阻器或 SMD 电阻器是非常小的矩形金属氧化膜电阻器，设计用于直接焊接到电路板的表面上，因此得名。 表面安装电阻器通常具有陶瓷基板主体，其上沉积有厚厚的金属氧化物电阻层。

通过增加所使用的沉积膜的所需厚度、长度或类型来控制电阻器的电阻值，并且可以生产低至 0.1% 的高精度低容差电阻器。 它们的主体两端还具有金属端子或帽，使它们可以直接焊接到印刷电路板上。

表面贴装电阻器印有 3 位或 4 位数字代码，类似于更常见的轴向型电阻器上用来表示其电阻值的代码。 标准贴片电阻都标有三位代码，其中前两位数字代表阻值的前两位数字，第三位数字代表乘数，可以是x1、x10、x100等。例如：

“103” = 10 × 1,000 ohms = 10 kiloΩ

“392” = 39 × 100 ohms = 3.9 kiloΩ

“563” = 56 × 1,000 ohms = 56 kiloΩ

“105” = 10 × 100,000 ohms = 1 MegaΩ

阻值小于 100Ω 的表面贴装电阻通常写为：“390”、“470”、“560”，最后的零代表 10 xo 乘数，相当于 1。例如：

“390” = 39 × 1Ω = 39Ω or 39RΩ

“470” = 47 × 1Ω = 47Ω or 47RΩ

低于 10 的电阻值有一个字母“R”来表示小数点的位置，如之前在 BS1852 表格中看到的那样，因此 4R7 = 4.7Ω。

具有“000”或“0000”标记的表面贴装电阻器是零欧姆 (0Ω) 电阻器，或者换句话说是短接电阻，因为这些元件的电阻为零。

然后我们看到电阻器颜色代码系统用于识别电阻器的电阻值。 不要忘记下载并制作我们方便的 DIY 电阻器颜色代码轮，作为免费且方便的参考指南，以帮助计算出这些电阻器颜色代码。

在下一篇关于电阻器的文章中，我们将研究如何将电阻器连接到串联链中，并证明总电阻是所有电阻器加在一起的总和，并且电流对于串联电路是公共的。