电阻知识概述

无论是哪一种音响器材，内部线路板上最常见的电子组件非电阻器莫属，今天我们就谈一谈什么是电阻器。在常温之下无论是液态或固态的物体，皆有一定的阻抗存在，这个阻抗便可称为电阻。电阻的大小和材料的结构、纯度与温度有很大的关系，良导体能通过的电流大所以电阻小，绝缘体能通过的电流小故电阻大，上述由欧姆定律I=V/R（电流=电压/电阻）可得知。当温度变化时阻抗的增加或减少，将视材料而有所不同，例如我们常听到的超导体实验，就是利用物质于温度变化时所做的阻抗实验（于极低温时成效较佳），阻抗愈低能量的损耗就愈少，也就愈符合环保与经济要求。一般而言，绝缘体的电阻随温度增加而减少，导体则恰好相反。  

    电阻器的分类有很多种，如果依工作特性、结构、用途、功率消耗与误差百分比约着眼，可分为固定电阻器、可变电阻器、半可变电阻器与特殊用途电阻器等四种。无论是何种电阻器，皆是以导电材质制成的电子组件，运用最广的有固定与可调两种。常见的"固定电阻器"经组合包装后，其两端露出金属端子，以便焊接于线路板上，其主体上并以色环标示电阻值与误差值。"可变电阻器"则是于固定电阻器上加上一个可变动的部分，以调整其电阻值。可变电阻的阻抗标示方式不同于固定电阻，是以数值直接标示书写于电阻器上，像我们使用的音量旋钮便通常是可变电阻器。"半可变电阻"其实也可以视为可变电阻，二者主要的差别，在于可变电阻需经常调整其电阻值，因此制成可转动的旋钮型态﹔半可调电阻因不需经常改变其电阻值，或经调整后即不需改变，因此是以转轴带动滑片以调整电阻值，其转轴很短甚至无转轴，经常需要用起子才能转动。"特殊电阻"这一类的阻抗数值可受外界温度、光线、磁场、湿度、电压、电场、机械压力等因素影响而改变，例如市面上销售的室内小夜灯，就有一种是以光线的强弱来开启灯杀，这种夜灯便是运用光敏电阻，来控制灯杀的开关。 

    接下来，我们将就上述四种电阻器逐一分期说明。

固定电阻器

"固定电阻器"可分为︰

金属类 － 线绕电阻器、金属披膜电阻器

碳素类 － 碳膜电阻器、碳膜固态电阻器

半导体类 － 光敏电阻、热敏电阻、气敏电阻、变阻器

特殊电阻类 － 航天电阻

    固定电阻器的外观尺寸与披覆颜色，随各家厂商而有所不同，常见的披覆颜色有棕色、蓝色、土黄色等。固定电阻器的数值大多是以色码来表示数值，通常电阻器上印有四个色环，每一个色环颜色皆代表不同的数值（如附表），第一个色环代表第一位数，第二个色环代表第二位数，第三个色环代表第三位数，称为倍数或者是乘数，第四个色环代表电阻器可能的误差值。

    举例而言，某电阻的色环颜色为第一色环"棕"、第二色环"黑"、第三色环"红"、第四色环"金"。按照下列色环对照表可得知，"棕"代表1、"黑"代表0、"红"代表10的二次方、"金"代表误差正负5％，因此这个电阻器的电阻值为10╳10二次方Ω正负5%=1000Ω正负5%，即为1KΩ正负5%。

金属类电阻

    金属类电阻共分线绕电阻与金属被膜电阻二种，其中线绕电阻是以很细的金属导线绕在圆形或扁形的绝缘体上，绝缘体通常为白瓷管，再以合成树脂、珐琅等材料将绝缘体密封。线绕电阻分为功率型、低功率型以及精密型等三类，最主要的作用为降低电阻或分压线路中之电阻，或者是电源之泄放电阻。

    金属被膜电阻在特性上比线绕电阻改良许多，尤其是在高频的运用上，虽然金属被膜电阻不像线绕电阻一样能忍受大功率，但是因为它的体积小，阻值可制作得很大，因此常运用于小体积的精密电器产品上，如计算器、电视游乐器等。金属被膜电阻可分为下列三种︰合金被膜电阻、氧化金属被膜电阻与其它金属膜。合金被膜电阻的有效被膜厚度愈薄，其电阻系数也就愈大，实际上合金被膜电阻并不是纯电阻，而是带有一点半导体性质，所以在相同的背景温度与消耗功率下，阻值愈高者其稳定度也就愈差。另外氧化金属被膜电阻的特点是在高温底下亦相当稳定，使用时电流杂音小、高频特性尚可，但会产生高温因此需注意周围的零件配置。

碳素类电阻

    碳膜电阻可算是运用最久与最广的电阻，它的稳定度佳、价格便宜，所以使用得非常广泛。常用的碳膜电阻分为高温分解式碳膜电阻，与沉积式碳硼膜电阻二种。高温分解式碳膜电阻制作方式是从碳水化合物中提炼出瓦斯，再将瓦斯熏在瓷管表面，并置于1000度－1200度的高温中使其分解，如此瓷管将会有一层碳的结晶物附着其上，而形成一层电阻膜。另外，沉积式碳硼膜电阻制作方式与高温分解式碳膜电阻大致相同，不过在碳沉积时加入三氯化硼，将少量的硼与碳一起沉积而成，由于以上二种电阻皆是以沉积方式制成，因此也可称之为沉积式碳膜电阻器。

    碳膜电阻的最大特点是价格便宜，而且稳定度高，所以运用得相当广泛。但其最大的缺点为耐湿性较差，因为碳遇到湿气即会氧化，若其氧化后再加上负载，则电阻会因湿度的升高而发生断路，因此必须以铸壳或陶瓷外壳加以保护。

    碳素固态电阻不是以碳膜附着于绝缘体上，而是将碳素压成棒装的固体，再加上绝缘披覆与引线而成。由于引线与绝缘涂层可由模具一次做成，因此这种电阻相当适合大量制造，且价格相当低廉。碳素固态电阻的质量很轻，结构紧密，且具有相当广泛的阻值范围，使用得相当普遍。此种电阻可分为绝缘型与非绝缘型，在电子设备中通常使用绝缘型电阻。碳素固态电阻对高频的特性相当良好，因为在高频时其有效电阻反而下降，与一般电阻器频率增加电阻值即随之增加的特性恰好相反。

水泥电阻

    水泥电阻最主要运用于大功率电路中，其结构是将线绕电阻器的结构放入长方形瓷框中再用耐热水泥充填后密封，外型像是一个白色长方型水泥块。它的特点是不怕机械力量的震动影响、耐震、耐热、耐湿、散热性良好。