数字电位器的基本工作原理,数字电位器的基本工作原理是什么

电阻器

电阻器是电子电路中最常用的元器件之一，简称电阻。电阻器种类很多，通常可以分为3类：固定电阻器、电位器和敏感电阻器

固定电阻器是一种阻值固定不变的电阻器。固定电阻器的实物外形和图形符号如图2-1所示。在图2-1（b）中，上方为国家标准的电阻器图形符号，下方为国外常用的电阻器图形符号（在一些国外技术资料中常见）

图2-1 固定电阻器

固定电阻器的主要功能有降压、限流、分流和分压。固定电阻器的功能说明如图2-2所示。

图2-2 固定电阻器的功能说明图

1．降压、限流在图 2-2（a）所示电路中，电阻器 R1与灯泡串联，如果用导线直接代替 R1，加到灯泡两端的电压有6V，流过灯泡的电流很大，灯泡将会很亮；串联电阻R1后，由于R1上有2V电压，灯泡两端的电压就被降低到4V，同时由于R1对电流有阻碍作用，流过灯泡的电流也就减小。电阻器R1在这里就起着降压、限流的作用。2．分流在图2-2（b）所示电路中，电阻器R2与灯泡并联在一起，流过R1的电流I除了一部分流过灯泡外，还有一路经R2流回到电源，这样流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。R2的这种功能称为分流。

3．分压在图2-2（c）所示电路中，电阻器R1、R2和R3串联在一起，从电源正极出发，每经过一个电阻器，电压会降低一次，电压降低多少取决于电阻器阻值的大小。阻值越大，电压降低越多。图中的R1、R2和R3将6V电压又分出5V和2V的电压。为了表示阻值的大小，在出厂时会在电阻器表面标注阻值。标注在电阻器上的阻值称为标称阻值。电阻器的实际阻值与标称阻值往往有一定的差距，这个差距称为误差。电阻器标称阻值和误差的标注方法主要有直标法和色环法。1．直标法直标法是指用文字符号（数字和字母）在电阻器上直接标注出阻值和误差的方法。直标法的阻值单位有欧姆（Ω）、千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。 误差大小的表示一般有两种方式：一是用罗马数字Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ分别表示误差为± 5%、 ±10%、 ± 20%，如果不标注误差，则误差为 ± 20%；二是用字母来表示，各字母对应的误差见表2-1，如J、K 分别表示误差为 ± 5%、 ± 10%。

表2-1 字母与阻值误差对照表

直标法常见形式主要有以下几种。（1）用“数值+单位+误差”表示图2-3（a）所示的4个电阻器都采用这种方式，它们分别标注12kΩ ± 10%、12kΩⅡ 、12kΩ10%、12kΩK，虽然各个误差标注形式不同，但都表示电阻器的阻值为12kΩ，误差为 ±10%。（2）用单位代表小数点表示图2-3（b）所示的4个电阻采用这种表示方式，1k2表示1.2kΩ，3M3表示3.3MΩ，3R3（或3Ω3）表示3.3Ω，R33（或Ω33）表示0.33Ω。（3）用“数值+单位”表示这种标注法没有标出误差，表示误差为 ± 20%。图2-3（c）所示的两个电阻器均采用这种方式，它们分别标注12kΩ、12k，表示的阻值都为12kΩ，误差为 ± 20%。（4）用数字直接表示一般 1kΩ以下的电阻采用这种形式。图 2-3（d）所示的两个电阻采用这种表示方式，12 表示12Ω，120表示120Ω

图2-3 直标法表示阻值的常见形式

2．色环法色环法是指在电阻器上标注不同颜色圆环来表示阻值和误差的方法。图 2-4 所示的两个电阻器就采用了色环法来标注阻值和误差。其中一只电阻器上有 4条色环，称为四环电阻器；另一只电阻器上有 5条色环，称为五环电阻器，五环电阻器的阻值精度较四环电阻器更高。

图2-4 色环电阻器

（1）色环含义要正确识读色环电阻器的阻值和误差，需先了解各种色环代表的含义。色环电阻器各色环代表的含义见表2-2。

表2-2 四环电阻器各色环代表的含义及数值

（2）四环电阻器的识读四环电阻器阻值与误差的识读如图2-5所示。四环电阻器的具体识读过程如下。

图2-5 四环电阻器阻值和误差的识读

第1步：判别色环排列顺序。四环电阻器的色环顺序判别规律如下。① 四环电阻器的第4条色环为误差环，一般为金色或银色，因此如果靠近电阻器一个引脚的色环颜色为金、银色，该色环必为第4环，从该环向另一引脚方向排列的3条色环顺序依次为第3条、第2条、第1条。② 对于色环标注标准的电阻器，一般第4环与第3环间隔较远。第2步：识读色环。按照第1、2环为有效数字环，第3环为倍乘数环，第4环为误差数环，再对照表2-2各色环代表的数字识读出色环电阻器的阻值和误差。（3）五环电阻器的识读五环电阻器阻值与误差的识读方法与四环电阻器基本相同，不同之处在于五环电阻器的第1～3环为有效数字环，第4环为倍乘数环，第5环为误差数环。另外，五环电阻器的误差数环颜色除了有金、银色外，还可能是棕、红、绿、蓝和紫色。五环电阻器阻值和误差的识读如图2-6所示

图2-6 五环电阻器阻值和误差的识读

电阻器是由厂家生产出来的，但厂家不是随意生产任何阻值的电阻器的。为了生产、选购和使用的方便，国家规定了电阻器阻值的系列标称值，该标称值分E-24、E-12和E-6共3个系列，具体见表2-3。

表2-3 电阻器的标称阻值系列

国家标准规定，生产某系列的电阻器，其标称阻值应等于该系列中标称值的10n（n为正整数）倍。如 E-24 系列的误差等级为Ⅰ ，允许误差范围为 ± 5%，若要生产 E-24 系列（误差为 ±5%）的电阻器，厂家可以生产标称阻值为 1.3Ω、13Ω、130Ω、1.3kΩ、13kΩ、130kΩ、1.3MΩ……的电阻器，而不能生产标称阻值是1.4Ω、14Ω、140Ω……的电阻器。

额定功率是指在一定的条件下元器件长期使用允许承受的最大功率。电阻器额定功率越大，允许流过的电流越大。固定电阻器的额定功率也要按国家标准进行标注，其标称系列有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W和10W等。小电流电路一般采用功率为1/8～1/2W的电阻器，而大电流电路中常采用1W以上的电阻器。电阻器额定功率识别方法如下。① 对于标注了功率的电阻器，可根据标注的功率值来识别功率大小。图2-7所示的电阻器标注的额定功率值为10W，阻值为330Ω，误差为 ± 5%。② 对于没有标注功率的电阻器，可根据长度和直径来判别其功率大小。长度和直径值越大，功率越大。图 2-8 所示的一大一小两个色环电阻器，体积大的电阻器的功率更大。碳膜及金属膜电阻器的长度、直径与功率的对应关系可参见表2-4，例如一个长度为8mm、直径为2.6mm的金属膜电阻器，其功率为0.25W。

图2-7 根据标注识别功率

图2-8 根据体积大小来判别功率

表2-4 碳膜、金属膜电阻器的长度、直径与功率对照表

③ 在电路图中，为了表示电阻器的功率大小，一般会在电阻器图形符号上标注一些标志。电阻器上标注的标志与对应功率值如图2-9所示，1W以下用线条表示，1W以上（含1W）的直接用数字表示功率大小（旧标准用罗马数字表示）。

图2-9 电路图中电阻器的功率标志

电子元器件的选用是学习电子技术的一个重要内容。在选用元器件时，不同技术层次的人考虑的问题不同，从事电子产品研发的人员需要考虑元器件的很多参数，这样才能保证生产出来的电子产品性能好，并且不易出现问题；而对大多数从事维修、制作和简单设计的电子爱好者来说，只要考虑元器件的一些重要参数就可以解决实际问题。本书中介绍的各种元器件的选用方法主要是针对广大初、中级层次的电子技术人员。

1．选用举例在选用电阻器时，主要考虑电阻器的阻值、误差、额定功率和极限电压。（1）选用要求在图2-10所示电路中，要求通过电阻器R的电流I = 0.01A，请选择合适的电阻器来满足电路实际要求。

图2-10 电阻器选用例图

（2）选用过程电阻器的选用过程如下。① 确定阻值。用欧姆定律可求出电阻器的阻值R = U/I = 220V/0.01A =22 000Ω = 22kΩ。② 确定误差。对于电路来说，误差越小越好，这里选择电阻器误差为 ± 5%。若难以找到误差为 ± 5%的电阻器，也可选择误差为 ± 10%的电阻器。③ 确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率大小为 P = I2R = (0.01A)2×22 000Ω=2.2W。为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器功率应在实际功率的两倍以上，这里选择电阻器功率为5W。④ 确定被选电阻器的极限电压是否满足电路需要。当电阻器用在高电压、小电流的电路中时，可能功率满足要求，但电阻器的极限电压小于电路加到它两端的电压，电阻器会被击穿。

电阻器的极限电压可用U=√PR来求，这里的电阻器极限电压U=√5Wx22000Ω≈331V，该值大于其两端所加的 220V 电压，故可正常使用。当电阻器的极限电压不够时，为了保证电阻器在电路中不被击穿，可根据情况选择阻值更大或功率更大的电阻器。综上所述，为了让图2-10所示电路中的电阻器R能正常工作并满足要求，应选择阻值为22kΩ、误差为 ± 5%、额定功率为5W 的电阻器。

2．电阻器选用技巧在实际工作中，经常会遇到所选择的电阻器无法与要求一致的情况，这时可按下面的方法解决。① 对于要求不高的电路，在选择电阻器时，其阻值和功率应与要求值尽量接近，并且额定功率只能大于要求值，若小于要求值，电阻器容易被烧坏。② 若无法找到某个阻值的电阻器，可采用多个电阻器并联或串联的方式来解决。电阻器串联时阻值增大，并联时阻值减小。③ 若某个电阻器功率不够，可采用多个大阻值的小功率电阻器并联，或采用多个小阻值的小功率电阻器串联，不管是采用并联还是串联，每个电阻器承受的功率都会变小。至于每个电阻器应选择多大功率，可用P = U2/R或P = I2R来计算，再考虑两倍左右的余量。在图2-10所示电路中，如果无法找到22kΩ、5W的电阻器，可用两个44kΩ的电阻器并联来充当22kΩ的电阻器。这两个电阻器阻值相同，并联在电路中消耗功率也相同，单个电阻器在电路中承受的功率 P = U2/R = 2202V/44 000Ω = 1.1W，考虑两倍的余量，功率可选择 2.5W，也就是说将两个44kΩ、2.5W的电阻器并联，可替代一个22kΩ、5W的电阻器。也可以采用两个11kΩ电阻器串联来代替图2-10所示的电阻器，两个阻值相同的电阻器串联在电路中，它们消耗的功率相同，单个电阻器在电路中承受的功率 P = (U/2)2/R = 1102V/11000Ω =1.1W，考虑两倍的余量，功率选择2.5W，也就是说将两个11kΩ、2.5W的电阻器串联，同样可替代一个22kΩ、5W的电阻器。固定电阻器的常见故障有开路、短路和变值。检测固定电阻器使用万用表的欧姆挡。在检测时，先识读出电阻器上的标称阻值，再选用合适的挡位并进行欧姆校零，然后开始检测电阻器。测量时为了减小测量误差，应尽量让万用表表针指在欧姆刻度线中央，若表针在刻度线上过于偏左或偏右时，应切换更大或更小的挡位重新测量。下面以测量一只标称阻值为2kΩ的色环电阻器为例来说明电阻器的检测方法，接线如图2-11所示，具体步骤如下。

图2-11 固定电阻器的检测

第1步：将万用表的挡位开关拨至“R×100”挡。第2步：进行欧姆校零。将红、黑表笔短路，观察表针是否指在“Ω”刻度线的“0”刻度处，若未指在该处，应调节欧姆校零旋钮，让表针准确指在“0”刻度处。第3步：将红、黑表笔分别接电阻器的两个引脚，再观察表针指在“Ω”刻度线的位置，图中表针指在刻度“20”，那么被测电阻器的阻值为20×100Ω = 2kΩ。若万用表测量出来的阻值与电阻器的标称阻值相同，说明该电阻器正常（若测量出来的阻值与电阻器的标称阻值有些偏差，但在误差允许范围内，电阻器也算正常）。

若测量出来的阻值为∞，说明电阻器开路。

若测量出来的阻值为0Ω，说明电阻器短路。

若测量出来的阻值大于或小于电阻器的标称阻值，并超出误差允许范围，说明电阻器变值。

电阻器种类很多，根据构成形式不同，通常可以分为碳质电阻器、薄膜电阻器、线绕电阻器和敏感电阻器四大类，每大类又可分成几小类。电阻器的种类及特点见表2-5。

表2-5 电阻器的种类及特点

国产电阻器的型号由4个部分组成（不适合敏感电阻器的命名）。第1部分用字母表示元件的主称，R表示电阻器，RP表示电位器。第2部分用字母表示电阻体的制作材料，T—碳膜、H—合成膜、S—有机实心、N—无机实心、J—金属膜（箔）、Y—氧化膜、C—沉积膜、I—玻璃釉膜、X—线绕。第3部分用数字或字母表示元件的类型，1—普通、2—普通、3—超高频、4—高阻、5—高温、6—精密、7—精密、8—高压、9—特殊、G—高功率、T—可调。第4部分用数字表示序号。用不同序号来区分同类产品中的不同参数，如元件的外形尺寸和性能指标等。

国产电阻器的型号命名方法具体见表2-6。

表2-6 国产电阻器的型号命名方法

举例：

电位器是一种阻值可以通过调节而改变的电阻器，又称可变电阻器。常见电位器的实物外形及电位器的图形符号如图2-12所示。

图2-12 电位器

电位器种类很多，但结构基本相同，它的结构示意图如图2-13所示。

图2-13 电位器的结构示意图

从图2-13所示结构图中可看出，电位器有A、C、B 3 个引出极。在A、B 极之间连接着一段电阻体，该电阻体的阻值用RAB表示，对于一个电位器， RAB的值是固定不变的，该值为电位器的标称阻值；C极连接一个导体滑动片，该滑动片与电阻体接触， A极与C极之间电阻体的阻值用RAC表示，B极与C极之间电阻体的阻值用RBC表示，RAC+RBC=RAB。当转轴逆时针旋转时，滑动片往B极滑动，RBC减小，RAC增大；当转轴顺时针旋转时，滑动片往A极滑动，RBC增大，RAC减小，当滑动片移到A极时，RAC= 0Ω，RBC= RAB。

电位器与固定电阻器一样，都具有降压、限流和分流的功能，不过由于电位器具有阻值可调性，故它可随时调节阻值来改变降压、限流和分流的程度。电位器的应用说明如图2-14所示。

图2-14 电位器的应用说明图

1．应用一在图2-14（a）所示电路中，电位器RP的滑动端与灯泡连接，当滑动端向下移动时，灯泡会变暗。灯泡变暗的原因有以下几个。① 当滑动端下移时，AC 段的阻体变长，RAC增大，对电流阻碍大，流经 AC 段阻体的电流减小，从C端流向灯泡的电流也随之减小，同时由于RAC增大，AC段阻体降压增大，加到灯泡两端的电压U降低。② 当滑动端下移时，在AC段阻体变长的同时，BC段阻体变短，RBC减小，流经AC段的电流除了一路从C端流向灯泡外，还有一路经CB段阻体直接流回电源负极。由于BC段电阻变短，分流增大，C端输出流向灯泡的电流减小。电位器AC段的电阻起限流、降压作用，而CB段的电阻起分流作用。2．应用二在图2-14（b）所示电路中，电位器RP的滑动端C与固定端A连接在一起，由于AC段阻体被A、C端直接连接的导线短路，所以电流不会流过AC段阻体，而是直接由A端经导线到C端，再经CB段阻体流向灯泡。当滑动端下移时，CB段的阻体变短，RBC变小，对电流阻碍小，流过灯泡的电流增大，灯泡变亮。

电位器RP在该电路中起降压、限流作用。

电位器种类较多，通常可分为普通电位器、微调电位器、带开关电位器和多联电位器等。1．普通电位器普通电位器一般是指带有调节手柄的电位器，常见的有旋转式电位器和直滑式电位器，如图2-15所示。2．微调电位器微调电位器又称微调电阻器，通常是指没有调节手柄的电位器，并且不经常调节，如图2-16所示。

图2-15 普通电位器

图2-16 微调电位器

3．带开关电位器带开关电位器是一种将开关和电位器结合在一起的电位器，收音机中调音量兼开关机的部件就是带开关电位器。带开关电位器的实物外形与图形符号如图2-17所示，带开关电位器的图形符号中的虚线表示电位器和开关同轴调节。

图2-17 带开关电位器

从实物外形图可以看出，带开关电位器将开关和电位器连为一体，共同受转轴控制。当转轴顺时针旋到一定位置时，转轴凸起部分顶起开关，E、F间就处于断开状态；当转轴逆时针旋转时，开关依靠弹力闭合，继续旋转转轴时，就开始调节A、C和B、C间的电阻。

4．多联电位器多联电位器是将多个电位器结合在一起同时调节的电位器。常见的多联电位器实物外形如图 2-18（a）所示，从左至右依次是双联电位器、三联电位器和四位电位器，

图 2-18（b）所示为双联电位器的图形符号。

电位器的主要参数有标称阻值、额定功率和阻值变化特性。1．标称阻值 标称阻值是指电位器上标注的阻值，该值就是电位器两个固定端之间的阻值。与固定电阻器一样，电位器也有标称阻值系列，电位器采用E-12和E-6系列。电位器有线绕和非线绕两种类型，对于线绕电位器，允许误差有 ± 1%、 ± 2%、 ± 5%和 ± 10%；对于非线绕电位器，允许误差有 ± 5%、 ± 10%和 ± 20%。2．额定功率额定功率是指在一定的条件下电位器长期使用允许承受的最大功率。电位器功率越大，允许流过的电流也越大。 电位器功率也要按国家标称系列进行标注，并且对非线绕和线绕电位器标注有所不同，非线绕电位器的标称系列有0.025W、0.05W、0.1W、0.25W、1W、2W、3W、5W、10W、20W、30W等，线绕电位器的标称系列有 0.25W、0.5W、1W、1.6W、2W、3W、5W、10W、16W、25W、40W、63W和100W等。从标称系列可以看出，线绕电位器的功率可以做得更大。 3．阻值变化特性 阻值变化特性是指电位器阻值与转轴旋转角度（或触点滑动长度）的关系。根据阻值变化特性不同，电位器可分为直线式（X）、指数式（Z）和对数式（D），3种电位器旋转角度与阻值变化规律如图2-19所示。

图2-19 3种电位器旋转角度与阻值变化规律

直线式电位器的阻值与旋转角度呈直线关系，当旋转转轴时，电位器的阻值会匀速变化，即电位器的阻值变化与旋转角度大小呈正比关系。直线式电位器电阻体上的导电物质分布均匀，所以具有这种特性。

指数式电位器的阻值与旋转角度呈指数关系，在刚开始转动转轴时，阻值变化很慢，随着转动角度增大，阻值变化很大。指数式电位器的这种性质是因为电阻体上的导电物质分布不均匀。指数式电位器通常用在音量调节电路中。

对数式电位器的阻值与旋转角度呈对数关系，在刚开始转动转轴时，阻值变化很快，随着转动角度增大，阻值变化变慢。对数式电位器与指数式电位器性质正好相反，因此常用在与指数式电位器要求相反的电路中，如电视机的音调控制电路和对比度控制电路。

电位器检测使用万用表的欧姆挡。在检测时，先测量电位器两个固定端之间的阻值，正常测量值应与标称阻值一致，然后再测量一个固定端与滑动端之间的阻值，同时旋转转轴，正常测量值应在0Ω到标称阻值范围内变化。若是带开关电位器，还要检测开关是否正常。

电位器检测分两步，只有每步测量均正常才能说明电位器正常。电位器的检测如图2-20所示。

图2-20 电位器的检测

电位器的检测步骤如下。第1步：测量电位器两个固定端之间的阻值。将万用表拨至“R×1k”挡（该电位器标称阻值为20kΩ），红、黑表笔分别与电位器两个固定端接触，如图2-20（a）所示，然后在刻度盘上读出阻值大小。

若电位器正常，测得的阻值应与电位器的标称阻值相同或相近（在误差允许范围内）。若测得的阻值为∞，说明电位器两个固定端之间开路。若测得的阻值为0Ω，说明电位器两个固定端之间短路。若测得的阻值大于或小于标称阻值，说明电位器两个固定端之间的阻体变值。第2步：测量电位器一个固定端与滑动端之间的阻值。万用表仍置于“R×1k”挡，红、黑表笔分别与电位器任意一个固定端和滑动端接触，如图2-20（b）所示，然后旋转电位器转轴，同时观察刻度盘表针。

若电位器正常，表针会发生摆动，指示的阻值应在0～20kΩ范围内连续变化。若测得的阻值始终为∞，说明电位器固定端与滑动端之间开路。若测得的阻值为 0Ω，说明电位器固定端与滑动端之间短路。若测得的阻值变化不连续、有跳变，说明电位器滑动端与阻体之间接触不良。对于带开关电位器，除了要用上面的方法检测电位器部分是否正常外，还要检测开关部分是否正常。带开关电位器开关部分的检测如图2-21所示。

图2-21 检测带开关电位器的开关

将万用表置于“R×1”挡，把电位器旋至“关”位置，红、黑表笔分别接开关的两个端子，正常测量出来的阻值应为∞；然后把电位器旋至“开”位置，测出来的阻值应为 0Ω。如果在开或关位置测得的阻值均为∞，说明开关无法闭合；若测得的阻值均为0Ω，说明开关无法断开。

在选用电位器时，主要考虑标称阻值、额定功率和阻值变化特性应与电路要求一致，如果难以找到各方面都符合要求的电位器，可按下面的原则用其他电位器替代。① 标称阻值应尽量相同，若无标称阻值相同的电位器，可以用阻值相近的替代，但标称阻值不能超过要求阻值的 ± 20%。② 额定功率应尽量相同，若无功率相同的电位器，可以用功率大的电位器替代，一般不允许用小功率的电位器替代大功率电位器。③ 阻值变化特性应相同，若无阻值变化特性相同的电位器，在要求不高的情况下，可用直线式电位器替代其他类型的电位器。④ 除满足上面3点要求外，还应尽量选择外形和体积相同的电位器。

敏感电阻器是指阻值随某些外界条件的改变而变化的电阻器。敏感电阻器种类很多，常见的有热敏电阻器、光敏电阻器、湿敏电阻器、压敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器和磁敏电阻器等。

热敏电阻器是一种对温度敏感的电阻器，当温度变化时其阻值也会随之变化。

1．实物外形与图形符号热敏电阻器的实物外形和图形符号如图2-22所示。

图2-22 热敏电阻器

2．种类热敏电阻器种类很多，通常可分为负温度系数（NTC）热敏电阻器和正温度系数（PTC）热敏电阻器两类。

（1）NTC热敏电阻器

NTC 热敏电阻器的阻值随温度升高而减小。NTC 热敏电阻器是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料制作而成的。根据使用温度条件不同，NTC热敏电阻器可分为低温（-60～300 ）、中温（300～600 ）和高温（>600 ）NTC热敏电阻器3种。

NTC热敏电阻器的温度每升高1 ，阻值会减小1%～6%，阻值减小程度视不同型号而定。NTC热敏电阻器广泛用于温度补偿和温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等温控系统常采用NTC热敏电阻器作为测温元件。

(2）PTC热敏电阻器PTC热敏电阻器的阻值随温度升高而增大。PTC热敏电阻器是在钛酸钡（BaTiO3）中掺入适量的稀土元素制作而成的。

PTC热敏电阻器可分为缓慢型和开关型。缓慢型PTC热敏电阻器的温度每升高1 ，其阻值会增大0.5%～8%。开关型PTC热敏电阻器有一个转折温度（又称居里点温度，钛酸钡材料PTC热敏电阻器的居里点温度一般为120 左右），当温度低于居里点温度时，阻值较小，并且温度变化时阻值基本不变（相当于一个闭合的开关），一旦温度超过居里点温度，其阻值会急剧增大（相关于开关断开）。

缓慢型 PTC 热敏电阻器常用在温度补偿电路中。开关型 PTC 热敏电阻器由于具有开关性质，常用在开机瞬间接通而后又马上断开的电路中，如彩电的消磁电路和冰箱的压缩机启动电路就用到开关型PTC热敏电阻器。

3．应用

热敏电阻器具有阻值随温度变化而变化的特点，一般用在与温度有关的电路中。热敏电阻器的应用说明如图2-23所示。

NTC热敏电阻器的应用

在图2-23（a）所示电路中，R2（NTC型）与灯泡相距很近，当开关S闭合后，流过R1的电流分作两路，一路流过灯泡，另一路流过R2，由于开始R2温度低，阻值大，经R2分掉的电流小，灯泡流过的电流大而很亮，因为 R2与灯泡距离近，受灯泡的烘烤而温度上升，阻值变小，分掉的电流增大，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗，回到正常亮度。

图2-23 热敏电阻器的应用说明图

PTC热敏电阻器的应用

在图2-23（b）所示电路中，当合上开关S时，有电流流过R1（开关型PTC热敏电阻器）和灯泡，由于开始R1温度低，阻值小（相当于开关闭合），灯泡流过电流大而很亮，随着电流流过R1， R1温度升高，当R1温度达到居里点温度时，R1的阻值急剧增大（相当于开关断开），流过灯泡的电流很小，灯泡无法被继续点亮而熄灭，在此之后，流过的小电流维持R1为高温、高阻值，灯泡一直处于熄灭状态。如果要灯泡重新亮，可先断开开关S，然后等待几分钟，让R1冷却下来，再闭合开关S，灯泡会亮一下又熄灭。

4．检测

热敏电阻器的检测分两步，只有两步测量均正常才能说明热敏电阻器正常，在进行这两步测量时还可以判断出电阻器的类型（NTC或PTC型）。

热敏电阻器的检测如图2-24所示。热敏电阻器的检测步骤如下。

第1步：测量常温下（25 左右）的标称阻值。根据标称阻值选择合适的欧姆挡，图中的热敏电阻器的标称阻值为25Ω，故选择R×1挡，将红、黑表笔分别接触热敏电阻器的两个电极，如图2-24（a）所示，然后在刻度盘上查看测得阻值的大小。

图2-24 热敏电阻器的检测

若阻值与标称阻值一致或接近，说明热敏电阻器正常。若阻值为0Ω，说明热敏电阻器短路。若阻值为∞，说明热敏电阻器开路。若阻值与标称阻值偏差过大，说明热敏电阻器性能变差或损坏。

第2步：改变温度测量阻值。用火焰靠近热敏电阻器（不要让火焰接触电阻器，以免烧坏电阻器），如图2-24（b）所示，让火焰的热量对热敏电阻器进行加热，然后将红、黑表笔分别接触热敏电阻器的两个电极，再在刻度盘上查看测得阻值的大小。

若阻值与标称阻值比较有变化，说明热敏电阻器正常。若阻值往大于标称阻值的方向变化，说明热敏电阻器为PTC型。若阻值往小于标称阻值的方向变化，说明热敏电阻器为NTC型。若阻值不变化，说明热敏电阻器损坏。

光敏电阻器是一种对光线敏感的电阻器，当照射的光线强弱变化时，其阻值也会随着变化，通常光线越强阻值越小。根据对光的敏感性不同，光敏电阻器可分为可见光光敏电阻器（硫化镉材料）、红外光光敏电阻器（砷化镓材料）和紫外光光敏电阻器（硫化锌材料）。其中用硫化镉材料制成的可见光光敏电阻器应用最广泛。

实物外形与图形符号

光敏电阻器的实物外形与图形符号如图2-25所示。

图2-25 光敏电阻器

应用

光敏电阻器的功能与固定电阻器一样，不同之处在于它的阻值可以随光线强弱变化而变化。

（1）应用一在图2-26（a）所示电路中，若光敏电阻器R2无光线照射，则R2的阻值会很大，流过灯泡的电流很小，灯泡很暗；若用光线照射R2，则R2阻值变小，流过灯泡的电流增大，灯泡变亮。

（2）应用二在图2-26（b）所示电路中，若光敏电阻器R2无光线照射，则R2的阻值会很大，经R2分掉的电流少，流过灯泡的电流大，灯泡很亮；若用光线照射R2，则R2阻值变小，经R2分掉的电流多，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。

图2-26 光敏电阻器的应用说明图

3．主要参数光敏电阻器的参数很多，主要参数有暗电流和暗阻、亮电流和亮阻、额定功率、最大工作电压及光谱响应等。（1）暗电流和暗阻在两端加有电压的情况下，无光照射时流过光敏电阻器的电流称为暗电流；在无光照射时光敏电阻器的阻值称为暗阻，暗阻通常在几百千欧以上。（2）亮电流和亮阻在两端加有电压的情况下，有光照射时流过光敏电阻器的电流称为亮电流；在有光照射时光敏电阻器的阻值称为亮阻，亮阻一般在几十千欧以下。（3）额定功率额定功率是指光敏电阻器长期使用时允许的最大功率。光敏电阻器的额定功率有5～300mW多种规格。（4）最大工作电压最大工作电压是指光敏电阻器工作时两端允许的最高电压，一般为几十伏至上百伏。（5）光谱响应光谱响应又称光谱灵敏度，它是指光敏电阻器在不同颜色光线照射下的灵敏度。光敏电阻器除了有上述参数外，还有光照特性（阻值随光照强度变化的特性）、温度系数（阻值随温度变化的特性）和伏-安特性（两端电压与流过电流的关系）等。4．检测光敏电阻器的检测分两步，只有两步检测均正常才能说明光敏电阻器正常。光敏电阻器的检测如图2-27所示。光敏电阻器的检测步骤如下。第1步：测量暗阻。万用表拨至“R×10k”挡，用黑色的布或纸将光敏电阻器的受光面遮住，如图2-27（a）所示，再将红、黑表笔分别接光敏电阻器的两个电极，然后在刻度盘上查看测得暗阻的大小。若暗阻大于100kΩ，说明光敏电阻器正常。若暗阻为0Ω，说明光敏电阻器短路损坏。若暗阻小于100kΩ，通常是光敏电阻器性能变差。第2步：测量亮阻。万用表拨至“R×1k”挡，让光线照射光敏电阻器的受光面，如图2-27（b）所示，再将红、黑表笔分别接光敏电阻器的两个电极，然后在刻度盘上查看测得亮阻的大小。

图2-27 光敏电阻器的检测

若亮阻小于10kΩ，说明光敏电阻器正常。若亮阻大于10kΩ，通常是光敏电阻器性能变差。若亮阻为∞，说明光敏电阻器开路损坏。

压敏电阻器是一种对电压敏感的特殊电阻器。当两端电压低于标称电压时，其阻值接近∞；当两端电压超过标称电压值时，其阻值急剧变小；当两端电压回落至标称电压值以下时，其阻值又恢复到接近∞。压敏电阻器的种类较多，以氧化锌（ZnO）为材料制作而成的压敏电阻器应用最为广泛。

1．实物外形与图形符号压敏电阻器的实物外形与图形符号如图2-28所示。2．应用

压敏电阻器具有过电压时阻值变小的性质，利用该性质可以将压敏电阻器应用在保护电路中。图2-29所示是一个家用电器保护器，在使用时将它接在220V市电和家用电器之间。

图2-28 压敏电阻器

图2-29 压敏电阻器构成的家用电器保护器

在正常工作时，220V市电通过保护器中的熔断器F 和导线送给家用电器。当某些因素（如雷电窜入电网）造成市电电压瞬间上升时，上升的电压通过插头、导线和熔断器加到压敏电阻器两端，压敏电阻器马上击穿而阻值变小，流过熔断器和压敏电阻器的电流急剧增大，熔断器瞬间熔断，高电压无法到达家用电器，从而保护了家用电器不被高压损坏。在熔断器熔断后，有较小的电流流过高阻值的电阻R和灯泡，灯泡亮，指示熔断器损坏。由于压敏电阻器具有自我恢复功能，在电压下降后阻值又变为∞，所以当更换熔断器后，保护器可重新使用。

3．主要参数压敏电阻器的参数很多，主要参数有标称电压、漏电流和通流量。（1）标称电压标称电压又称压敏电压、击穿电压或阈值电压，它是指压敏电阻器通过1mA直流电流时两端的电压值。当加到压敏电阻器两端的电压超过标称电压时，压敏电阻器的阻值会急剧减小。压敏电阻器的标称电压可在10～9 000V 范围内选择。有些压敏电阻器会标出标称电压值，图2-30 所示的压敏电阻器标注“201K”，其中“201”表示标称电压为 20× 101= 200V，“K”表示误差为 ± 10%，若标注为“200”则表示标称电压为20×100= 20V。

图2-30 压敏电阻器标称电压识读例图

在选用压敏电阻器标称电压时，可用U1mA= 2.2UAC来计算， U1mA表示标称电压，UAC表示加到压敏电阻器两端的交流电压有效值。例如，要将一个压敏电阻器接220V的交流电压时，应选标称电压在U1mA= 2.2UAC= 2.2×220V = 484V左右的压敏电阻器。（2）漏电流漏电流又称等待电流，是指在压敏电阻器两端加有 75%标称电压时通过压敏电阻器的直流电流。压敏电阻器的漏电流通常小于50μA。（3）通流量通流量又称通流容量，是指压敏电阻器在短时间内（几微秒至几毫秒）允许流过的最大电流。4．检测压敏电阻器的检测分两步，只有两步检测均通过才能确定其正常。压敏电阻器的检测如图2-31所示。

图2-31 压敏电阻器的检测

压敏电阻器的检测步骤如下。第1步：测量未加电压时的阻值。将万用表置于“R×10k”挡，如图2-31（a）所示，将红、黑表笔分别接压敏电阻器的两个电极，然后在刻度盘上查看测得阻值的大小。若压敏电阻器正常，阻值应为∞或接近∞。若阻值为0Ω，说明压敏电阻器短路。若阻值偏小，说明压敏电阻器漏电，不能使用。第2步：检测加高压时能否被击穿（即阻值是否变小）。如图2-31（b）所示，将压敏电阻器与一只 15W 的灯泡串联，再与 220V 电压连接（注：所接电压应高于压敏电阻器的标称电压，图2-31（b）所示的压敏电阻器的标称电压为200V，故可加220V电压）。若压敏电阻器正常，其阻值会变小，灯泡会亮。若灯泡不亮，说明压敏电阻器开路。

湿敏电阻器是一种对湿度敏感的电阻器，当湿度变化时其阻值也会随着变化。湿敏电阻器可分为正温度特性湿敏电阻器（阻值随湿度增大而增大）和负温度特性湿敏电阻器（阻值随湿度增大而减小）。

1．实物外形与图形符号湿敏电阻器的实物外形与图形符号如图2-32所示。2．应用

湿敏电阻器具有湿度变化时阻值也会变化的特点，利用该特点可以用湿敏电阻器作传感器来检测环境湿度。图2-33所示就是一个用湿敏电阻器制作的简易湿度指示表。

图2-32 湿敏电阻器

图2-33 用湿敏电阻器制作的简易湿度指示表

图 2-33 所示的 R2是一个正温度系数湿敏电阻器，将它放置在需检测湿度的环境中（如放在厨房内），当闭合开关S后，流过R1的电流分作两路：一路经R2流到电源负极，另一路流过电流表回到电源负极。若厨房的湿度较小，则R2的阻值小，分流掉的电流多，流过电流表的电流较小，指示的电流值小，表示厨房内的湿度低；若厨房的湿度很大，则R2的阻值变大，分流掉的电流较少，流过电流表的电流增大，指示的电流值大，表示厨房内的湿度大。

3．检测湿敏电阻器的检测分两步，在进行这两步检测时还可以检测出其类型（正温度特性或负温度特性），只有两步检测均正常才能说明湿敏电阻器正常。湿敏电阻器的检测如图2-34所示。湿敏电阻器的检测步骤如下。第1步：在正常条件下测量阻值。根据标称阻值选择合适的欧姆挡，如图2-34（a）所示，图中的湿敏电阻器标称阻值为 200Ω，故选择 R×10 挡，将红、黑表笔分别接湿敏电阻器的两个电极，然后在刻度盘上查看测得阻值的大小。

图2-34 湿敏电阻器的检测

若湿敏电阻器正常，则测得的阻值与标称阻值一致或接近。若阻值为0Ω，说明湿敏电阻器短路。若阻值为∞，说明湿敏电阻器开路。若阻值与标称阻值偏差过大，说明湿敏电阻器性能变差或损坏。第2步：改变湿度测量阻值。将红、黑表笔分别接湿敏电阻器的两个电极，再把湿敏电阻器放在水蒸气上方（或者用嘴对湿敏电阻器哈气），如图2-34（b）所示，然后在刻度盘上查看测得阻值的大小。若湿敏电阻器正常，则测得的阻值与标称阻值比较应有变化。若阻值往大于标称阻值的方向变化，说明湿敏电阻器为正温度特性。若阻值往小于标称阻值的方向变化，说明湿敏电阻器为负温度特性。若阻值不变化，说明湿敏电阻器损坏。气敏电阻器是一种对某种或某些气体敏感的电阻器，当空气中的某种或某些气体含量发生变化时，置于其中的气敏电阻器的阻值就会发生变化。气敏电阻器种类很多，其中采用半导体材料制成的气敏电阻器应用最广泛。半导体气敏电阻器有N型和P型之分。N型气敏电阻器在检测到甲烷、一氧化碳、天然气、煤气、液化石油气、乙炔、氢气等气体时，其阻值会减小。P 型气敏电阻器在检测到可燃气体时，其电阻值将增大；而在检测到氧气、氯气及二氧化氮等气体时，其阻值会减小。1．实物外形与图形符号气敏电阻器的实物外形与图形符号如图2-35所示。

图2-35 气敏电阻器

结构

气敏电阻器的典型结构及特性曲线如图2-36所示。

图2-36 气敏电阻器的典型结构及特性曲线

气敏电阻器的气敏特性主要由内部的气敏元件决定。气敏元件引出4个电极，分别与①、②、③、④引脚相连。当在清洁的大气中给气敏电阻器的①、②脚通电（对气敏元件加热）时，③、④脚之间的阻值先减小再增大（4～5min），阻值变化规律如图 2-36（b）曲线所示。增大到一定值时阻值保持稳定，若此时气敏电阻器接触某种气体，气敏元件吸附该气体后，③、④脚之间阻值又会发生变化（若是P型气敏电阻器，其阻值会增大；若是N型气敏电阻器，其阻值会减小）。

3．应用气敏电阻器具有对某种或某些气体敏感的特点，利用该特点可以用气敏电阻器来检测空气中特殊气体的含量。图2-37所示为利用气敏电阻器制作的简易煤气报警器，可将它安装在厨房来监视有无煤气泄漏。

图2-37 采用气敏电阻器制作的简易煤气报警器

在制作报警器时，先按图2-37所示将气敏电阻器连接好，然后闭合开关S，让电流通过R流入气敏电阻器加热线圈，几分钟过后，待气敏电阻器AB间的阻值稳定，再调节电位器RP，让灯泡处于将亮未亮状态。若发生煤气泄漏，气敏电阻器检测到后，AB间的阻值变小，流过灯泡的电流增大，灯泡亮起来，警示煤气发生泄漏。

4．检测气敏电阻器的检测