電路元件講義

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1、 第一章 電路的基本知識(shí) 一、電 流 電荷的定向移動(dòng)叫做電流，在電路中常用 I 表示。電 流分直流和交流兩種。電流的大小和方向不隨時(shí)間變化的叫 做直流。電流的大小和方向隨時(shí)間變化的叫做交流。電流的 單位是安（ A），也常用毫安（ mA)或者微安 (uA) 做單位。 1A =1000mA,1mA=1000uA。 電流可以用電流表測(cè)量。測(cè)量的時(shí)候，把電流表串聯(lián)在電路中，要選擇電流表指針接近滿偏轉(zhuǎn)的量程。這樣可以防止電流過(guò)大而損壞電流表。 二、電 壓

2、 河水之所以能夠流動(dòng)，是因?yàn)橛兴徊?；電荷之所以能夠流?dòng)，是因?yàn)橛须娢徊?。電位差也就是電壓。電壓是形成電? 的原因。 在電路中， 電壓常用 U 表示。電壓的單位是伏 （ V），也常用毫伏（ mV）或者微伏（ uV）做單位。 1V=1000mV， 1mV =1000uV。 電壓可以用電壓表測(cè)量。測(cè)量的時(shí)候，把電壓表并 聯(lián)在電路上，要選擇電壓表指針接近滿偏轉(zhuǎn)的量程。如果電 路上的電壓大小估計(jì)不出來(lái)，要先用大的量程，粗略測(cè)量后 再用合適的量程。這樣可以防止由于電壓過(guò)大而損壞電壓表。 三、電 阻 電路中對(duì)電流

3、通過(guò)有阻礙作用并且造成能量消耗的部分叫 做電阻。電阻常用 R 表示。電阻的單位是歐（Ω），也常用 千歐（ kΩ）或者兆歐（ MΩ）做單位。 1kΩ=1000Ω ,1MΩ =1 000000Ω。導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的材料、 橫截面積和長(zhǎng)度決定。 電阻可以用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量。測(cè)量的時(shí)候，要選擇電表指針接近偏轉(zhuǎn)一半的歐姆檔。如果電阻在電路中，要把電阻的一頭燙開后再測(cè)量。 四、歐姆定律 導(dǎo)體中的電流 I 和導(dǎo)體兩端的電壓 U 成正比，和導(dǎo)體的電阻 R 成反比，即 I=U/R ，這個(gè)規(guī)律叫做歐姆定律。如果知道電 壓、電流、電阻三

4、個(gè)量中的兩個(gè)，就可以根據(jù)歐姆定律求出 第三個(gè)量，即 I=U/R ，R＝ U／ I ， U＝ I R，在交流電路中，歐姆定律同樣成立，但電阻 R 應(yīng)該改成阻抗 Z，即 I ＝U／ Z 電源把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電機(jī)、干電池等叫做電源。通過(guò)變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源。晶體三極管能把前面送來(lái)的信號(hào)加以放大，又把放 大了的信號(hào)傳送到后面的電路中去。晶體三極管對(duì)后面的電路來(lái)說(shuō)，也可以看做是信號(hào)源。整流電源、信號(hào)源有時(shí)也

5、叫做電源。 五、負(fù) 載 把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能的裝置叫做負(fù)載。電動(dòng)機(jī)能把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，電阻能把電能轉(zhuǎn)換成熱能，電燈泡能把電 能轉(zhuǎn)換成熱能和光能， 揚(yáng)聲器能把電能轉(zhuǎn)換成聲能。 電動(dòng)機(jī)、電阻、電燈泡、揚(yáng)聲器等都叫做負(fù)載。晶體三極管對(duì)于前面 的信號(hào)源來(lái)說(shuō)，也可以看作是負(fù)載。 六、電 路 電流流過(guò)的路叫做電路。 最簡(jiǎn)單的電路由電源、 負(fù)載和導(dǎo)線、開關(guān)等元件組成。電路處處連通叫做通路。只有通路，電路 中才有電流通過(guò)。電路某一處斷開叫做斷路或者開路。電路某一部分的兩端直接接通，使這部分的電壓變成零，叫做短路。

6、 七、周 期 交流電完成一次完整的變化所需要的時(shí)間叫做周期，常用  T 表示。周期的單位是秒（ s）, 也常用毫秒（ ms）或微秒（ us）做單位。 1s=1000ms， 1s=1000000us 。 八、頻 率 交流電在 1s  內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫做頻率，常用  f 表 示。頻率的單位是赫（ Hz），也常用千赫（ kHz）或兆赫（ M Hz）做單位。 1kHz=1000Hz，1M

7、Hz=1000000Hz。交流電頻率 f 是周期 T 的倒數(shù)，即 f =1 ／ T 九、電 容 電容是衡量導(dǎo)體儲(chǔ)存電荷能力的物理量。在兩個(gè)相互絕緣的 導(dǎo)體上，加上一定的電壓，它們就會(huì)儲(chǔ)存一定的電量。其中 一個(gè)導(dǎo)體儲(chǔ)存著正電荷，另一個(gè)導(dǎo)體儲(chǔ)存著大小相等的負(fù)電 荷。加上的電壓越大，儲(chǔ)存的電量就越多。儲(chǔ)存的電量和加 上的電壓是成正比的，它們的比值叫做電容。如果電壓用 U 表示，電量用 Q表示，電容用 C 表示，那么 C＝ Q／ U， 電容的單位是法（ F），也常用微法（ uF）或者微微法（ pF）做單位。 1F=1

8、06uF， 1F=1012pF。 電容可以用電容測(cè)試儀測(cè)量，也可以用萬(wàn)用電表歐姆檔粗略估測(cè)。歐姆表紅、黑兩表筆分別碰接電容的兩腳，歐姆表內(nèi)的電池就會(huì)給電容充電，指針偏轉(zhuǎn)，充電完了，指針回零。調(diào)換紅、黑兩表筆，電容放電后又會(huì)反向充電。電容越大，指針偏轉(zhuǎn)也越大。對(duì)比被測(cè)電容和已知電容的偏轉(zhuǎn)情況，就可以粗略估計(jì)被測(cè)電容的量值。在一般的電子電路中，除了調(diào)諧回路等需要容量較準(zhǔn)確的電容以外，用得最多 的隔直、 旁路電容、 濾波電容等， 都不需要容量準(zhǔn)確的電容。 因此，用歐姆檔粗略估測(cè)電容量值是有實(shí)際意義的。但是， 普通萬(wàn)用電表歐姆檔只能估測(cè)量值較大的電容，量值較小的

9、 電容就要用中值電阻很大的晶體管萬(wàn)用電表歐姆檔來(lái)估測(cè)，小于幾十個(gè)微微法的電容就只好用電容測(cè)試儀測(cè)量了。 十、容 抗 交流電是能夠通過(guò)電容的，但是電容對(duì)交流電仍然有阻礙作用。電容對(duì)交流電的阻礙作用叫做容抗。電容量大，交流電容易通過(guò)電容，說(shuō)明電容量大，電容的阻礙作用小；交流電的頻率高，交流電也容易通過(guò)電容，說(shuō)明頻率高，電容的阻礙作用也小。實(shí)驗(yàn)證明，容抗和電容成反比，和頻率也成反 比。如果容抗用 XC表示，電容用 C 表示，頻率用 f 表示，那么 XC＝ 1／ (2 πfC) ，容抗的單位是歐。知道了交流電的頻率 f 和電容 C，就可以

10、用上式把容抗計(jì)算出來(lái)。 十一、電 感 電感是衡量線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)能力的物理量。給一個(gè)線圈通入電流，線圈周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈就有磁通量通過(guò)。通 入線圈的電源越大， 磁場(chǎng)就越強(qiáng)， 通過(guò)線圈的磁通量就越大。 實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)線圈的磁通量和通入的電流是成正比的，它們的比值叫做自感系數(shù)，也叫做電感。如果通過(guò)線圈的磁通量用φ表示，電流用 I 表示，電感用 L 表示， 那么 L ＝ φ／ I 電感的單位是亨（ H），也常用毫亨（ mH）或微亨（ uH）做單位。 1H=1000mH，1H=1000000uH。 十二、感 抗

11、 交流電也可以通過(guò)線圈，但是線圈的電感對(duì)交流電有阻礙作 用，這個(gè)阻礙叫做感抗。電感量大，交流電難以通過(guò)線圈， 說(shuō)明電感量大，電感的阻礙作用大；交流電的頻率高，交流 電也難以通過(guò)線圈，說(shuō)明頻率高，電感的阻礙作用也大。實(shí) 驗(yàn)證明，感抗和電感成正比，和頻率也成正比。如果感抗用 XL 表示，電感用  L 表示，頻率用  f 表示，那么  XL＝  2 π fL 感抗的單位是歐。知道了交流電的頻率  f 和線圈的電感  L， 就可以用上式

12、把感抗計(jì)算出來(lái)。 十三、阻 抗 具有電阻、電感和電容的電路里，對(duì)交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用 Z 表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成，但不是三者簡(jiǎn)單相加。阻抗的單位是歐。 對(duì)于一個(gè)具體電路，阻抗不是不變的，而是隨著頻率變化而變化。在電阻、電感和電容串聯(lián)電路中，電路的阻抗一般來(lái)說(shuō)比電阻大。也就是阻抗減小到最小值。在電感和電容并聯(lián)電路中，諧振的時(shí)候阻抗增加到最大值，這和串聯(lián)電路相反。 十四、相 位 相位是反映交流電任何時(shí)刻的狀態(tài)的物理量。交流電的大小 和方向是隨時(shí)間變化的。比如正弦交流電流，它的公式是 i

13、 =Isin2 πft 。 i 是交流電流的瞬時(shí)值， I 是交流電流的最大 值， f 是交流電的頻率， t 是時(shí)間。隨著時(shí)間的推移，交流電流可以從零變到最大值，從最大值變到零，又從零變到負(fù) 的最大值，從負(fù)的最大值變到零 . 在三角函數(shù)中 2π ft 相當(dāng)于角度，它反映了交流電任何時(shí)刻所處的狀態(tài)，是在增大還 是在減小，是正的還是負(fù)的等等。因此把 2π ft 叫做相位，或者叫做相。 如果 t 等于零的時(shí)候， i 并不等于零，公 式應(yīng)該改成 i=Isin(2 π ft+ ψ ) 。那么 2π ft+ ψ叫做相位， ψ

14、叫做初相位，或者叫做初相。 十五、相位差 兩個(gè)頻率相同的交流電相位的差叫做相位差，或者叫做相差。這兩個(gè)頻率相同的交流電，可以是兩個(gè)交流電流，可以是兩個(gè)交流電壓，可以是兩個(gè)交流電動(dòng)勢(shì)，也可以是這三種量中的任何兩個(gè)。 例如研究加在電路上的交流電壓和通過(guò)這個(gè)電路的交流電流的相位差。如果電路是純電阻，那么交流電壓和電流電流的相位差等于零。也就是說(shuō)交流電壓等于零的時(shí)候，交流電流也等于零，交流電壓變到最大值的時(shí)候，交流電流也變到最大值。這種情況叫做同相位，或者叫做同相。如果電路含有電感和電容，交流電壓和交流電流的相位差一般是不等于零的，也就是說(shuō)一般是不同相的，或者電壓

15、超前于電 流，或者電流超前于電壓。 加在晶體管放大器基極上的交流電壓和從集電極輸 出的交流電壓，這兩者的相位差正好等于 180。這種情況叫做反相位，或者叫做反相。 第二章 電路元件 第一節(jié) 電阻器 電阻，通常縮寫為 R，它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo) 體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。歐姆定律說(shuō)， I=U/R ，那么 R=U/I ， 電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“Ω”表示，有這樣的定義：導(dǎo)體上加上一伏特電壓時(shí)，產(chǎn)生一安培電流所對(duì)應(yīng)的 阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過(guò)。事實(shí)上， “電阻”

16、 說(shuō)的是一種性質(zhì)，而通常在電子產(chǎn)品中所指的電阻，是指電 阻器這樣一種元件。師傅對(duì)徒弟說(shuō)： “找一個(gè) 100 歐的電阻 來(lái)！”，指的就是一個(gè)“電阻值”為 100 歐姆的電阻器，歐姆 常簡(jiǎn)稱為歐。表示電阻阻值的常用單位還有千歐（ kΩ），兆 歐（ MΩ）。 一、電阻器的種類 電阻器的種類有很多，通常分為三大類：固定電阻，可變電阻，特種電阻。在電子產(chǎn)品中，以固定電阻應(yīng)用最多。而固 定電阻以其制造材料又可分為好多類，但常用、 常見的有Ｒ Ｔ型碳膜電阻、ＲＪ型金屬膜電阻、ＲＸ型線繞電阻 ，還有近年來(lái)開始廣泛應(yīng)用的片狀電阻。型號(hào)命

17、名很有規(guī)律，Ｒ代 表電阻，Ｔ－碳膜，Ｊ－金屬，Ｘ－線繞，是拼音的第一個(gè)字母。 二、電阻器的標(biāo)識(shí) 這些直接標(biāo)注的電阻，在新買來(lái)的時(shí)候，很容易識(shí)別規(guī)格?？墒窃谘b配電子產(chǎn)品的時(shí)候，必須考慮到為以后檢修的方便，把標(biāo)注面朝向易于看到的地方。所以在彎腳的時(shí)候，要 特別注意。 在手工裝配時(shí)， 多這一道工序， 不是什么大問(wèn)題，但是自動(dòng)生產(chǎn)線上的機(jī)器沒(méi)有那么聰明。而且，電阻器元件 越做越小， 直接標(biāo)注的標(biāo)記難以看清。 因此，國(guó)際上慣用 “色環(huán)標(biāo)注法”。事實(shí)上，“色環(huán)電阻”占據(jù)著電阻器元件的主流地位。“色環(huán)電阻”顧名思義，就是在電阻器上用不同顏色的

18、環(huán)來(lái)表示電阻的規(guī)格。有的是用４個(gè)色環(huán)表示，有的 用 ５個(gè)。有區(qū)別么？是的。４環(huán)電阻，一般是碳膜電阻， 用３個(gè)色環(huán)來(lái)表示阻值，用 １個(gè)色環(huán)表示誤差。５環(huán)電阻一般是金屬膜電阻，為更好地表示精度，用４個(gè)色環(huán)表示阻 值，另一個(gè)色環(huán)也是表示誤差。下表是色環(huán)電阻的顏色 - 數(shù) 碼對(duì)照表： 顏 色有效數(shù)字乘 數(shù) 允許偏差 黑 色 0 10 的 0 次方 棕 色 1 10 的 1 次方 +/- 1% 紅 色 2 10 的 2 次方 +/- 2% 橙 色 3 10 的 3 次方 -----

19、 黃 色 4 10 的 4 次方 ----- 綠 色 5 10 的 5 次方 +/- 0.5% 藍(lán) 色 6 10 的 6 次方 +/- 0.2% 紫 色 7 10 的 7 次方 +/- 0.1% 灰 色 8 10 的 8 次方 ----- 白 色 9 10 的 9 次方 +5~-20% 無(wú) 色 ----- ----- +/-20% 銀 色 ----- ----- +/- 10% 金 色 ----- ----- +/- 5% 色環(huán)電阻的規(guī)則是最后一圈代表誤差，對(duì)于四環(huán)電阻，前二環(huán)代表有效值，

20、第三環(huán)代表乘上的次方數(shù)。不要怕，記住顏色和數(shù)碼就行啦，其他的不用記。有一個(gè)秘訣：面對(duì)一個(gè)色環(huán)電阻，找出金色或銀色的一端，并將它朝下，從頭開始讀色環(huán)。例如第一環(huán)是棕色的，第二環(huán)是黑色的，第三環(huán)是紅 色的，第四環(huán)是金色的，那么它的電阻值是 1、0，第三環(huán)是 添零的個(gè)數(shù)， 這個(gè)電阻添 2 個(gè)零，所以它的實(shí)際阻值是 1000 Ω，即 1kΩ。 三、可變電阻 可變電阻又稱為電位器，電子設(shè)備上的音量電位器就是個(gè)可變電阻。但是一般認(rèn)為電位器都是可以被手動(dòng)調(diào)節(jié)的，而可變電阻一般都較小，裝在電路板上不經(jīng)常調(diào)節(jié)?？勺冸娮栌腥齻€(gè)引腳，其中兩個(gè)引腳之間的電阻值固定，

21、并將該電阻值 稱為這個(gè)可變電阻的阻值。第三個(gè)引腳與任兩個(gè)引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉(zhuǎn)而改變。這樣，可以調(diào)節(jié)電路中的電壓或電流，達(dá)到調(diào)節(jié)的效果。四、特種電阻 光敏電阻 是一種電阻值隨外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化的元件，光越強(qiáng)阻值越小，光越弱阻值越大。其外形和電路符號(hào)如圖 2 所示。如果把光敏電阻的兩個(gè)引腳接在萬(wàn)用表的表筆上，用萬(wàn)用表的 R 1k 擋測(cè)量在不同的光照下光敏電阻的阻值：將光敏電阻從較暗的抽屜里移到陽(yáng)光下或燈光 上，萬(wàn)用表讀數(shù)將會(huì)發(fā)生變化。在完全黑暗處，光敏電阻的阻值可達(dá)幾兆歐以上（萬(wàn)用表指示電阻為無(wú)窮大，即指針不

22、動(dòng)），而在較強(qiáng)光線下，阻值可降到幾千歐甚至 1 千歐以下。 利用這一特性，可以制作各種光控的小電路來(lái)。事實(shí)上街邊的路燈大多是用光控開關(guān)自動(dòng)控制的，其中一個(gè)重要的元器件就是光敏電阻（或者是光敏三級(jí)管，一種功能相似的帶放大作用的半導(dǎo)體元件） 。光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一 層硫化鎘（ CdS）膜后制成的， 實(shí)際上也是一種半導(dǎo)體元件。新村里聲控樓道燈在白天不會(huì)點(diǎn)亮，也是因?yàn)楣饷綦娮柙谄鹱饔?。我們可以用它制作電子?bào)曉雞，清晨天亮?xí)r喔喔叫。 熱敏電阻是一個(gè)特殊的半導(dǎo)體器件，它的電阻值隨著其表面溫度的高低的變化而變化。它原本是為了使電子設(shè)備在不同

23、 的環(huán)境溫度下正常工作而使用的，叫做溫度補(bǔ)償。新型的電腦主板都有 CPU測(cè)溫、超溫報(bào)警功能，就是利用了的熱敏電阻。 第二節(jié) 電容器 電子制作中需要用到各種各樣的電容器，它們?cè)陔娐分蟹謩e 起著不同的作用。與電阻器相似，通常簡(jiǎn)稱其為 電容，用字 母 C 表示 。顧名思義，電容器就是“儲(chǔ)存電荷的容器” 。盡管電容器品種繁多，但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的。兩 片相距很近的金屬中間被某物質(zhì)（固體、氣體或液體）所隔開，就構(gòu)成了電容器。兩片金屬稱為的極板，中間的物質(zhì)叫做介質(zhì)。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容，

24、最多見的是電解電容和瓷片電容。不同 的電容器儲(chǔ)存電荷的能力也不相同。規(guī)定把電容器外加 1 伏 特直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉（ F）。但實(shí)際上，法拉是一個(gè)很不常用的 單位，因?yàn)殡娙萜鞯娜萘客?1 法拉小得多， 常用微法（μ F）、納法（ nF）、皮法（ pF）（皮法又稱微微法）等，它們的 關(guān)系是：  1 法拉（F）=  100

25、0000  微法（μ  F）  1 微法（μ  F） = 1000  納法（  nF） =  1000000  皮法（  pF） 在電子線路中，電容用來(lái)通過(guò)交流而阻隔直流，也用來(lái)存儲(chǔ) 和釋放電荷以充當(dāng)濾波器，平滑輸出脈動(dòng)信號(hào)。小容量的電 容，通常在高頻電路中使用， 如收音機(jī)、 發(fā)射機(jī)和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。而且還有一個(gè)特 點(diǎn)，一般 1μF 以上的電容均為電解電容 ，而 1μF 以下的電容多為瓷片電容，當(dāng)然也有其

26、他的，比如獨(dú)石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個(gè)鋁殼，里面充滿了 電解質(zhì)，并引出兩個(gè)電極，作為正（ +）、負(fù)（ - ）極，與其 它電容器不同，它們?cè)陔娐分械臉O性不能接錯(cuò)，而 其他電容則沒(méi)有極性 。 把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上，過(guò)一會(huì)兒即使把電源斷開，兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓（學(xué)了以 后的教程，可以用萬(wàn)用表觀察） ，我們說(shuō)電容器儲(chǔ)存了電荷。 電容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個(gè)過(guò)程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過(guò)程，稱為電容器的放電。 舉一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的

27、例子，我們看到市售的整流電源在拔 下插頭后，上面的發(fā)光二極管還會(huì)繼續(xù)亮一會(huì)兒，然后逐漸 熄滅，就是因?yàn)槔锩娴碾娙菔孪却鎯?chǔ)了電能，然后釋放。當(dāng) 然這個(gè)電容原本是用作濾波的。至于電容濾波，不知你有沒(méi) 有用整流電源聽隨身聽的經(jīng)歷，一般低質(zhì)的電源由于廠家出 于節(jié)約成本考慮使用了較小容量的濾波電容，造成耳機(jī)中有 嗡嗡聲。這時(shí)可以在電源兩端并接上一個(gè)較大容量的電解電 容（ 1000μ F，注意正極接正極） ，一般可以改善效果。發(fā)燒 友制作 HiFi 音響，都要用至少 1 萬(wàn)微法以上的電容器來(lái)濾 波，

28、濾波電容越大，輸出的電壓波形越接近直流 ，而且大電 容的儲(chǔ)能作用，使得突發(fā)的大信號(hào)到來(lái)時(shí)，電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)勁有力的音頻輸出。這時(shí)，大電容的作用有點(diǎn)像水庫(kù)，使得原來(lái)洶涌的水流平滑地輸出，并可以保證下游大量用水時(shí)的供應(yīng)。 電子電路中，只有在電容器充電過(guò)程中，才有電流流過(guò)，充電過(guò)程結(jié)束后，電容器是不能通過(guò)直流電的，在電路中起著“隔直流”的作用。電路中，電容器常被用作耦合、旁路、 濾波等，都是利用它“ 通交流，隔直流 ”的特性。那么交流電為什么能夠通過(guò)電容器呢？我們先來(lái)看看交流電的特點(diǎn)。 交流電不僅方向往復(fù)交變，它的大小也在按規(guī)律變化。電容器接在交流電源

29、上，電容器連續(xù)地充電、放電，電路中就會(huì)流過(guò)與交流電變化規(guī)律一致的充電電流和放電電流。 電容器的選用涉及到很多問(wèn)題。首先是耐壓的問(wèn)題。加在一個(gè)電容器的兩端的電壓超過(guò)了它的額定電壓，電容器就會(huì)被 擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為 6.3V ，10V，16V，25V， 50V 等。 第三節(jié) 電感器 電感器在電子制作中雖然使用得不是很多，但它們?cè)陔娐分? 同樣重要。我們認(rèn)為電感器和電容器一樣，也是一種儲(chǔ)能元 件，它能把 電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能 ，并在磁場(chǎng)中儲(chǔ)存能量。 電感 器用符號(hào) L 表示 ，它的 基

30、本單位是亨利 （H），常用毫亨 （ mH） 為單位 。它經(jīng)常和電容器一起工作，構(gòu)成 LC 濾波器、 LC 振 蕩器等。另外，人們還利用電感的特性，制造了 阻流圈、變 壓器、繼電器 等。 電感器的特性恰恰與電容的特性相反，它具有 阻止交流電 通過(guò)而讓直流電通過(guò)的特性 。 小小的收音機(jī)上就有不少電感線圈，幾乎都是用漆包線繞成 的空心線圈或在骨架磁芯、鐵芯上繞制而成的。 有天線線圈 （它是用漆包線在磁棒上繞制而成的 ）、中頻變壓器（俗稱 中周）、輸入輸出變壓器等等。 變壓器 是由鐵芯和繞在絕緣骨架上的

31、銅線圈線構(gòu)成的 。絕 緣銅線繞在塑料骨架上，每個(gè)骨架需繞制輸入和輸出兩組線 圈。線圈中間用絕緣紙隔離。繞好后將許多鐵芯薄片插在塑 料骨架的中間。這樣就能夠使線圈的電感量顯著增大。變壓 器利用電磁感應(yīng)原理從它的一個(gè)繞組向另兒個(gè)繞組傳輸電 能量。變壓器在電路中具有重要的功能：耦合交流信號(hào)而阻 隔直流信號(hào)，并可以改變輸入輸出的電壓比；利用變壓器使 電路兩端的阻抗得到良好匹配，以獲得最大限度的傳送信號(hào) 功率。 電力變壓器就是把高壓電變成民用市電，而我們的許多電器 都是使用低壓直流電源工作的，需要用電源變壓器把 220V

32、 交流市電變換成低壓交流電，再通過(guò)二極管整流，電容器濾 波，形成直流電供電器工作。 電視機(jī)顯象管需要上萬(wàn)伏的電壓來(lái)工作 ，是由“行輸出變壓器” 供給的。 當(dāng)然， 電源變壓器也有其不少缺點(diǎn) ，例如功率與體積成正比，笨重、效率低等，現(xiàn)在正在 被新型的“電子變壓器”所取代 。 電子變壓器一般是“開關(guān)電源 ”，電腦工作需要的幾 組電壓就是開關(guān)電源供給的，彩電、顯示器中更是無(wú)一例外地使用了開關(guān)電源。 繼電器 就是電子機(jī)械開關(guān) ，它是用漆包銅線在一個(gè)圓鐵芯上繞幾百圈至幾千圈，當(dāng)線圈中流過(guò)電流時(shí)，圓鐵芯產(chǎn)生了磁場(chǎng)，把圓鐵芯上邊的帶有接觸片的鐵板吸住，使之

33、斷開第一個(gè)觸點(diǎn)而接通第二個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)。當(dāng)線圈斷電時(shí)，鐵芯失去磁性，由于接觸銅片的彈性作用，使鐵板離開鐵芯，恢復(fù)與第一個(gè)觸點(diǎn)的接通。因此，可以用很小的電流去控制其他電路的開關(guān)。整個(gè)繼電器由塑料或有機(jī)玻璃防塵罩保護(hù)著，有的還是全密封的，以防觸電氧化。這是繼電器的樣子： 第四節(jié) 二極管 半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電，又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電，它介于兩者之間，所 以稱為半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅（讀“ gui ”）和鍺（讀“ zhe” ）。我們常聽說(shuō)的美國(guó)硅谷，就是因?yàn)槠? 先那里有好多家半導(dǎo)體廠商。

34、 二極管應(yīng)該算是半導(dǎo)體器件家族中的元老了。很久以前，人們熱衷于裝配一種礦石收音機(jī)來(lái)收聽無(wú)線電廣播，這種礦石后來(lái)就被做成了晶體二極管。 二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦?，就是說(shuō)電流只能從一邊過(guò)去，卻不能從另一邊過(guò)來(lái)（從正極流向負(fù)極）。 我們用萬(wàn)用表來(lái)對(duì)常見的 1N4001 型硅整流二極管進(jìn)行測(cè)量，紅表筆接二極管的負(fù)極，黑表筆接二極管的正極時(shí)，表針會(huì) 動(dòng)，說(shuō)明它能夠?qū)щ姡蝗缓髮⒑诒砉P接二極管負(fù)極，紅表筆接二極管正極，這時(shí)萬(wàn)用表的表針根本不動(dòng)或者只偏轉(zhuǎn)一點(diǎn)點(diǎn)，說(shuō)明導(dǎo)電不良。（萬(wàn)用表里面，黑表筆接的是內(nèi)部電池的正極） 利用二極管單向?qū)щ姷奶匦裕?/p>

35、用二極管作整流器 ，把交流電變?yōu)橹绷麟姡粗蛔尳涣麟姷恼胫埽ɑ蜇?fù)半周）通過(guò)， 再用電容器濾波形成平滑的直流。事實(shí)上好多電器的電源部分都是這樣的。二極管也用來(lái)做檢波器，把高頻信號(hào)中的有用信號(hào)“檢出來(lái)”，老式收音機(jī)中會(huì)有一個(gè)“檢波二極管”，一般用 2AP9型鍺管。 二極管的類型也有好幾種，對(duì)于電子制作來(lái)說(shuō)，常常用到以下的二極管： 用于穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，用于數(shù)字電路的開 關(guān)二極管，用于調(diào)諧的變?nèi)荻O管，以及光電二極管 等，最?？匆姷氖前l(fā)光二極管 。 發(fā)光二極管在日常生活電器中無(wú)處不在，它能夠發(fā)光，有紅 色、綠色和黃色等， 有直徑 3

36、mm、 5mm和 2 5mm長(zhǎng)方型的 。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導(dǎo)體材料制成的，也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì)，即只有接對(duì)極性才能發(fā)光。發(fā)光二 極管符號(hào)比一般二極管多了兩個(gè)箭頭，示意能夠發(fā)光。通常發(fā)光二極管用來(lái)作電路工作狀態(tài)的指示，它比小燈泡的耗電低得多，而且壽命也長(zhǎng)得多。用發(fā)光二極管，還可以構(gòu)成電子顯示屏，證券交易所里的顯示屏就是由發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，只是因?yàn)楦鞣N色彩都是由紅綠藍(lán)構(gòu)成，而藍(lán)色發(fā)光二極管在以前還未大量生產(chǎn)出來(lái)，所以一般的電子顯示屏都不能顯示出真彩色。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來(lái)出現(xiàn)了透明色的發(fā)光管，它也能發(fā)出紅黃綠等顏色的光，

37、 只有通電了才能知道。 辨別發(fā)光二極管正負(fù)極的方法，有 實(shí)驗(yàn)法和目測(cè)法。實(shí)驗(yàn)法就是通電看看能不能發(fā)光，若不能就是極性接錯(cuò)或是發(fā)光管損壞。 注意發(fā)光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上 3V 的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實(shí)際使用中一定 要串接限流電阻， 工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為 1mA到 3OmA。 另外，由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為 1． 7V 以上，所以 一節(jié) 1．5V 的電池不能點(diǎn)亮發(fā)光二極管。同樣，一般萬(wàn)用表 的 R 1 檔到 R 1K 檔均不能測(cè)試發(fā)光二極管，而 R 10K 檔

38、 由于使用 15V 的電池，能把有的發(fā)光管點(diǎn)亮。 用眼睛來(lái)觀察發(fā)光二極管，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的兩個(gè)電極一大一小。一般來(lái)說(shuō)，電極較小、個(gè)頭較矮的一個(gè)是發(fā)光二極管的正極，電極較大的一個(gè)是它的負(fù)極。若是新買來(lái)的發(fā)光管，管腳較長(zhǎng)的一個(gè)是正極 。 第五節(jié) 三極管 半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管 ，可以說(shuō)它是電子電路中最 重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極 管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè) PN 結(jié)構(gòu)成的， 而三極管由兩個(gè) PN 結(jié)構(gòu)成， 共用的一個(gè)電極成為三極管的 基極（用字母 b 表示 ）。其他的兩個(gè)電極成為 集電

39、極（用字 母 c 表示）和發(fā)射極（用字母 e 表示）。由于不同的組合方 式，形成了一種是 NPN型的三極管，另一種是 PNP型的三極 管。 三極管的種類很多，并且不同型號(hào)各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管的外觀如圖，大的 很大，小的很小。三極管的電路符號(hào)有兩種： 有一個(gè)箭頭的 電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是 NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的 是 PNP型。實(shí)際上箭頭所指的方向是電流的方向 。 電子制作中常用的三極管有 90系列， 包括低頻小功率硅 管 9013（ NPN）、 9012（ PNP），低噪

40、聲管 9014（ NPN），高 頻小功率管 9018（ NPN）等。它們的型號(hào)一般都標(biāo)在塑殼上， 而樣子都一樣，都是 TO-92 標(biāo)準(zhǔn)封裝。在老式的電子產(chǎn)品中 還能見到 3DG6（低頻小功率硅管）、 3AX31（低頻小功率鍺 管）等，它們的型號(hào)也都印在金屬的外殼上。我國(guó)生產(chǎn)的晶 體管有一套命名規(guī)則，電子愛好者最好還是了解一下： 第一部分的 3 表示為三極管。第二部分表示器件的材料和 結(jié)構(gòu)，  A：  PNP 型鍺材料  B：  NPN 型鍺材料 

41、 C：  PNP 型硅材料  D：  NPN 型硅材料  第三部分表示功能，  U：光 電管  K：開關(guān)管  X：低頻小功率管  G：高頻小功率管  D： 低頻大功率管 A：高頻大功率管。 另外，3DJ 型為場(chǎng)效應(yīng)管， BT 打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。 三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號(hào)變 成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只 是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要

42、 參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的 電流時(shí)，在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流， 即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且 基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就 是三極管的放大作用。 三極管還可以作電子開關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩 器。 第六節(jié) 可控硅 可控硅也稱作晶閘管，它是由 PNPN四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件，有三個(gè)電極，陽(yáng)極 A，陰極 K 和控制極 G 。 可控硅在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，并且

43、不象繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生，而且動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性好。在調(diào)速、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。 可控硅分為單向的和雙向的，符號(hào)也不同。單向可控硅有三 個(gè) PN結(jié)，由最外層的 P 極和 N 極引出兩個(gè)電極，分別稱為陽(yáng)極和陰極，由中間的 P 極引出一個(gè)控制極。 單向可控硅有其獨(dú)特的特性：當(dāng)陽(yáng)極接反向電壓，或者陽(yáng)極接正向電壓但控制極不加電壓時(shí)，它都不導(dǎo)通，而陽(yáng)極和控制極同時(shí)接正向電壓時(shí)，它就會(huì)變成導(dǎo)通狀態(tài)。一旦導(dǎo)通，控制電壓便失去了對(duì)它的控制作用，不論有沒(méi)有控制電壓，也不論控制電壓的極性如何，將一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。要想關(guān)斷，只有把陽(yáng)極電壓降低到某一臨界值或者反向。 雙向可控硅的引腳多數(shù)是按 T1、T2、 G的順序從左至右排列 （電極引腳向下，面對(duì)有字符的一面時(shí)）。加在控制極 G上 的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí)，就能改變其導(dǎo)通電流的大 小。 與單向可控硅的區(qū)別是，雙向可控硅 G極上觸發(fā)脈沖的極性 改變時(shí)，其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變，從 而能夠 控制交流電負(fù)載。而單向可控硅經(jīng)觸發(fā)后只能從陽(yáng)極向陰極 單方向?qū)ǎ钥煽毓栌袉坞p向之分。