電阻色碼的誕生、標準化與現行國際規範

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2025/12/22 更新2025/12/22 發佈閱讀 10 分鐘

前言

在電子電路中不可或缺的元件──電阻，其本體上通常塗有用來表示阻值的色環。如今，我們早已將這種色碼視為理所當然，但「用顏色來讀取數值」這套機制，從一開始並非不證自明。

其背後，其實蘊含著可視為二十世紀工業史縮影的歷程：戰前無線電產業中零組件標示的混亂、戰時因大量生產而產生的相容性需求，以及戰後推動國際工業標準化的浪潮。

本文將從工業史的角度出發，回顧電阻色碼是如何誕生，又是透過哪些文件完成標準化，並一路演進至今日的形式。

戰前的電氣工業與電阻標示的課題

第一次世界大戰結束後至 1920 年代，無線電等電氣工業迅速興起。然而當時，各家製造商對零組件的標示方式各不相同，特別是小型電阻，並不存在統一的阻值標示規範。由於直接在零件上印刷數字十分困難，各家公司只能各自採用不同的標記方法，這也經常對維修與量產造成困擾（來源不明）。

在這樣的背景下，1924 年，美國芝加哥約五十家無線電製造商集結成立了 無線電製造業者協會（Radio Manufacturers Association, RMA）。RMA 一方面在會員之間共享專利，另一方面也著手推動標準化，以提升零組件的相容性。

進入 1920 年代後期，RMA 決定制定電阻的標準標示方式，也就是後來的色碼（色環）系統。由於當時的電阻體積小、可標示面積有限，因此發展出以本體顏色、色環與色點來表示阻值的方法。具體而言，電阻本體的顏色代表第一個有效數字，靠近引腳一端的色環代表第二個數字，而中央的小色點則表示倍率（10 的冪次）。這種方式被稱為 「本體－端部－色點（Body–End–Dot）」 系統。

例如，本體為棕色、端部有黑色環、中央有紅色點的電阻，表示

1（棕）0（黑）× 10²（紅）＝ 1000 Ω。

隨著新型無線電接收機逐漸採用這種色碼標示方式，約在 1930 年前後，內建 RMA 色碼電阻的產品開始上市。1932 年的美國技術期刊中，便刊載了「許多製造商已採用 RMA 推薦的色碼」的調查報告。1941 年的電子工業年鑑中也收錄了色碼對照表，電阻廣告中更常可見「符合 RMA 色碼」的宣傳語。至此，在第二次世界大戰前，美國已基本確立以色環表示電阻值的業界標準。

戰時需求的暴增與標準化的加速

第二次世界大戰爆發後，通訊設備與軍用電子裝置的需求急遽增加。無線電、雷達等設備的大量生產，使電阻的使用數量暴增，也使零組件的相容性與快速辨識變得前所未有地重要。色碼不依賴語言、直觀易讀，且印刷成本低，因此在軍需生產中顯得格外實用（來源不明）。

實際上，戰時美國在軍用規格中推動電子零組件的標示統一，電阻方面廣泛沿用既有的 RMA 色碼。此外，針對新開發的高可靠度電阻，也出現了以第五條色環表示可靠度的方式，並被納入美國軍用規範 MIL-HDBK-199。

另一方面，對於原本尚未建立標示方式的零件，例如電容器，戰時也導入了獨自的色碼系統。美軍用的小型電容器採用了被稱為 「AWS（American War Standard）／JAN（Joint Army-Navy）六點色碼」 的方式，以六個色點表示容量、耐壓與公差，甚至在零件上標示箭頭以指示讀取順序。這些做法皆源自於戰時大量處理電子零件的實務需求，並對戰後的國際標準產生了深遠影響。

需要指出的是，RMA 最初制定的本體－端部－色點方式，在電阻實際安裝於設備後，中央色點往往難以辨識。到了戰爭後期，這項缺點促使業界逐漸轉向以色環全面包覆本體的現行方式。舊式的三色標示（本體色＋色環＋色點）則僅能在「二戰前製造的非常古老設備」中見到。可以說，戰時需求的擴張，反而促成了色碼表示法的成熟，並為日後的全球統一鋪平了道路。

戰後的標準化運動與國際規範的制定

戰爭結束後，各國開始積極推動工業規格的國際協調。1952 年，國際電工委員會（IEC） 採納了戰前在美國使用的電阻色碼，並以 IEC 62:1952 的形式發表了首個國際標準草案。該規範明確定義了由 12 種顏色構成的標準色碼體系，並規定了以色環表示阻值與公差的方法。

同時，1952 年的 IEC 會議也定義了電阻的推薦數值系列（E 系列，如 E12），引入了將阻值在對數尺度上均等配置的概念。這使得「為什麼有 4.7 kΩ，卻沒有 40 kΩ」這類疑問能夠獲得體系化的解釋，電阻的數值設計與色碼表示也因此作為一個整體完成了標準化。

E12・E24 —— 作為設計思想的推薦數值系列

E12 與 E24 是用於電阻等被動元件的 推薦數值系列（Preferred Number Series） 名稱。這是一種用來系統性決定「哪些阻值應該被製造成產品」的思維方式，並在戰後的標準化過程中逐步確立。

理論上，電阻值是連續的物理量，但在實際工業製造中，製程誤差無可避免，也不可能生產所有數值。同時，為了簡化設計、流通與維修，僅保留具有代表性的數值更為合理。因此，E 系列採用了「將一個十倍區間在對數尺度上等分」的原則。

E12 系列 將一個十倍區間分為 12 個值，主要對應 ±10% 公差的電阻：

10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82

這些數值會依 10 的冪次反覆出現。

E24 系列 則將一個十倍區間分為 24 個值，對應 ±5% 公差的電阻：

10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30,

33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91

在此體系下，像 40 kΩ 這樣的數值，已可由 39 kΩ 或 43 kΩ 的公差範圍涵蓋，因此沒有必要單獨製作。E 系列反映了戰後工業社會中「在實用性與效率之間取得平衡」的設計思想。

E 系列本身定義於 IEC 60063，而 IEC 60062 與 JIS C 5062 則規範了這些數值應如何以色碼或字母數字碼表示。

日本與 JIS 規範

在日本，工業標準化隨著戰後復興同步推進。1949 年《工業標準化法》制定後，日本工業規格（JIS）逐步建立，電子零組件領域亦以與國際標準接軌為目標。

關於電阻色碼，日本初期可能參考了美國的標示方式（來源不明），並於 1950 年代正式納入 JIS 規範。JIS C 5062《電阻器及電容器的標示記號》 以 IEC 60062 為基礎制定，規定了固定電阻的色環標示方法。雖然初版的詳細制定過程尚不清楚（來源不明），但現行 JIS C 5062 在第三章中明確規定了電阻的色碼表示，內容與國際規範高度一致。

其他國家亦採取類似路徑，例如德國於 1973 年制定 DIN 40825，英國於 1974 年制定 BS 1852。經過戰後數十年的演進，電阻色碼已成為事實上的全球標準。

現行國際標準：IEC 60062 與 JIS C 5062

至今，電阻色碼仍持續在國際規範中維護與更新。現行版本 IEC 60062:2016 不僅涵蓋電阻與電容的色碼，亦包含以字母與數字表示數值的 RKM 編碼（例如以「4K7」表示 4.7 kΩ）。自 1952 年初版以來，該標準歷經多次修訂，雖然細節有所調整，但以 12 色為基礎的核心體系始終未變。

在日本，JIS C 5062 與 IEC 60062 相對應，2008 年修訂版以 IEC 60062:2004 為基礎，加入了國內適用的補充規定。除了色碼外，亦涵蓋字母數字標示、溫度係數與製造年月週等標記方式。

隨著技術進步，晶片電阻等極小型元件多改採數字印刷標示。色碼雖然便於肉眼辨識，但對色弱者而言可能不易判讀，且在高溫環境下也可能發生變色。然而，在教育用途與穿孔元件中，色碼仍然廣泛使用，可視為電子工程的一項歷史遺產。甚至像以單一黑色環表示「0 Ω 電阻」這類獨特應用，也顯示出色彩與電子工程的故事，至今仍在標準之中延續。