認識電子元件／電阻／電容／電路板／晶體二極體／三極體

概論

　　在物質中，電荷流動可能會遭遇到類似機械的摩擦力般的阻力。這種阻力是 起因於電子與晶格原子或雜質原子之間的碰撞，這種情況會使電能轉換成熱能。 任何電路或裝置，常因發熱而消耗電功率。電阻發熱而消耗電功率，並非一無是 處，需視其是否有用而定。有些電路就是利用電阻的特性來作功的，例如我們可 利用電熱器取得熱能；但是晶體管發熱則非吾人所需，就屬於能量的浪費了。

　　電阻可用來限制電流量，也可用來調整電壓，還有其它的一些功能，專門制 造用來作這些工作的器具稱為電阻器（ resistor ）。

電阻的定義

一電路欲阻止電流通過，同時使電能轉換為熱能之性質，謂之電阻。電阻以 表示，單位為歐姆或簡稱歐，以希臘字母 Ω （ omega ）表示。導體內部有大量 的自由電子，當電壓施於導體的兩端時，會導致電流的產生，但此一電流不可能 無限制的增加，此乃因為當電荷流經某一材料時，必承受其電阻，此種阻力被消 耗轉變成為熱能了。

電阻的種類

(1) 各種物質之電阻

各種物質均有大小不等的電阻值，因其電阻之不同，可分別歸屬於導體、絕緣 體、不良導體及半導體四種材料。

(2) 絕緣電阻

(3) 電解液電阻

將蒸餾水加入容器內，直流電源接上時，幾乎沒有電流流通。但若在蒸餾水中 加入少許食鹽的話，就有電流了。食鹽濃度愈高則電流量愈大，溶液中之食鹽 （ NaCl ）因電離而分解成鈉離子（ Na+ ）及氯離子（ Cl- ）。類此狀態之溶滌稱 為電解液，如食鹽能分解成離子者稱為電解質。量度電解液之電阻時，必須使 用交流電源以防止極化作用之影響。

(4) 接地電阻

將銅板埋入大地內（接地），加上電壓后，電流如箭頭方向流動。如此意謂地 球是一個大導體，銅板與大地間之電阻稱為接地電阻，其阻質與土質、水分與 含電解質的程度有關。

(5) 接觸電阻

電路之開關使電流通斷，開關的刀片（ A ）與夾片（ B ）若無完全密接時即有接 觸電阻存在。接觸電阻大時，電流不易流通，接觸部分容易發熱而引起故障。
電阻的種類

奧姆定律

奧姆（ Georg Simon Ohm l787 ～ 1854 德國物理學家）於 1826 年作的實驗，確定 了電阻、電壓及電流的關係，此即奧姆定律：

依穩定電流而言，電路中電流的大小與加於該電路之電動勢成正比，而與該 電路的總電阻成反比。

即

I = V / R

其中 V 代表電壓降或端電壓，單位為伏特。

R 代表被量度部份的電阻，單位為奧姆。

由奧姆定律可界定奧姆之定義如下：

「一伏特電壓產生一安培電流的電阻為一奧姆。」

電阻標準值與標準色碼

　 電阻之製造者與使用者均認為不可能致出任意不同電阻直的電阻器，且一般 電路之設計無需極精確的電阻值，允許有限度的誤差值可使價格降低且更換零件 較為迅速。因此，製造廠商只選擇製造某些特定電阻值的固定電阻器以供使用。 下圖為電子工業界認定標準化之額定電阻值，自 0.1Ω 至 22M Ω 有 201 種。
商用固定電阻器之標準額定值

大都分固定型及可變型電阻器之電阻值均直接印記於其外殼上，但如碳質固 態電阻器之類，由於體積甚小，印字困難，故需探用 色碼系統 （ color code system ）以代替數宇。閱讀色碼節即能得知該電阻器之奧姆值及相關 特性。目前
所用的色碼系統有新舊兩類：

（ 1 ）條紋系統（ band system ）

　 色碼以色帶的形狀繪記於電阻器上，一般有三種方式：

1. 三帶式

三條色帶即代表其奧姆值，誤差一律為 20% 。

2. 四帶式

前三帶代表奧姆值，第四帶代表誤差，此為最常用者。

3. 五帶式

前四帶同上，第五帶表示損壞百分率。

下圖所示色碼電阻器及各條紋所代表的意義。
色碼條紋的意義

色碼的讀法是從最靠近電阻器端線的色碼條紋開始。（另一側之條紋距離另 一端線較遠），在上圖中即從最左邊一條開始的。各顏色代表的數字及各條紋代 表之意義如下圖所示。表中「不用」兩字代表在該條紋中不使用此種顏色。第三 條紋中之金色及銀色代表將前兩位數分別乘以 0.1 及 0.01 ，屬於 10Ω 以下之電阻器 。

（ 2 ）體－端－點系統（ body-end-dot system ）

　　這是條紋系統尚未實施以前的舊系統，現已不再使用，但在舊機器中仍可遇 到，故應熟知。此系統依「體－端－點」之順序讀出其所著之顏色。如果另一端 未另著顏色，則表示誤差為 20 ％；若兩端都另著色，則其中著金色者，誤差為 5 ％，著銀色者，誤差為 10 ％。各顏色所代表之意義皆與條紋系統相同。

色碼體- 端- 點之意義

排阻與 DIP Switch

　　所謂的排阻，就是將許多電阻的一端接在一起，連接 VCC 。電阻的另一端可 以連接電子組件，如 DIP Switch 。 DIP Switch 為指撥開關，有 0 與 1 兩種狀態。 下圖中，黑點位置下的接腳（即最左腳）接正電源，此為接排阻最需要注意的地 方。

DIP Switch 連接排阻時，假設 Switch 全調至上方 (0) ，即 Open 狀態。另外在 Switch 及 排阻之間外接單心線至外部電路以供外部電路使用。而因為 Switch 內 部為開路狀態，電流無法流向接地，所以 VCC 直接向外部電路流去。此時輸出為 1 。而當 Switch 調至下方 (1) ，即 Close 狀態。此時 VCC 到外部電路的阻值比接地 到外部電路還大，所以電流從接地傳到外部電路，即輸出為 0 。