電子學(xué)基礎(chǔ)講述

理論知識(shí)電子學(xué)基礎(chǔ)制冷電控常用的電子器件包括：電阻、電容、二極管、三極管、可控硅、輕觸

開關(guān)、液晶、發(fā)光二極管、蜂鳴器、傳

感器、7805/7812、2003、復(fù)位芯片、繼電器、變壓器、壓敏電阻、保險(xiǎn)絲、熱

敏電阻、光耦、濾波器、接插件。理論知識(shí)1、電阻我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多電器都有電阻，只是有的非常大，有的很小。這里我們說的電阻是電子器件中的電阻器，只是人們常把電阻器簡(jiǎn)稱為電阻（以下簡(jiǎn)稱為電阻）。電阻幾乎是任何一個(gè)電子線路中不可缺少的一種器件，顧名思義，電阻的作用是阻礙電子的作用。在電路中主要的作用是：緩沖、負(fù)載、分壓分流、保護(hù)等作用。電阻器簡(jiǎn)稱電阻（通常用“R”表示）在國(guó)際單位制中，電阻的單位是Ω（歐姆），此外還有KΩ（千歐），MΩ（兆歐）。其中：1MΩ=1000KΩ

，1KΩ=1000Ω。金屬氧化膜電阻器、繞線電阻器 、無感性繞線電阻器、水泥型繞線電阻器。電阻阻值的標(biāo)稱一般使用色環(huán)方法表示。其中又有4環(huán)和5環(huán)之分，4環(huán)電阻誤差比5環(huán)電阻要大，一般用于普通電子產(chǎn)品上，而5環(huán)電阻一般都是金屬氧化膜電阻，主要用于精密設(shè)備或儀器上。具體表示方法：棕1，紅2，橙3，黃4，綠5，藍(lán)6，紫7，灰8，白9，黑0。五色環(huán)電阻是精密電阻，它的前三環(huán)表示的是其標(biāo)稱阻值的有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，最后一環(huán)表示偏差。色環(huán)讀數(shù)和四環(huán)的一樣。四環(huán)電阻的偏差環(huán)一般是金或銀，一般不會(huì)識(shí)別錯(cuò)誤，而五環(huán)電阻則不然，其偏差環(huán)有與第一環(huán)（有效數(shù)字環(huán)）相同的顏色，如果讀反，識(shí)讀結(jié)果將完全錯(cuò)誤。那么，怎樣正確判斷呢？第五環(huán)和第四環(huán)之間的間隔比第一環(huán)和第二環(huán)之間的間隔要寬一些，據(jù)此可判定色環(huán)的排列順序。電阻器的色環(huán)表示法四環(huán)五環(huán)倍率10n誤差有效數(shù)字誤差黑、棕、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫、灰、白、金、銀0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.1

0.01誤差:

1%

2

0.5

0.2

0.1

5

10有效數(shù)字倍率10n如電阻的5個(gè)色環(huán)顏色依次為：棕、綠、黑、金、紅——如電阻的4個(gè)色環(huán)顏色依次為：綠、棕、金、金——四環(huán)倍率10n誤差有效數(shù)字五環(huán)有效數(shù)字誤差倍率10n電阻的檢測(cè)用萬用表根據(jù)讀數(shù)選擇適當(dāng)?shù)牧砍虣n，(如果是指針式萬用表，短接表棒，先將指針調(diào)零)，然后測(cè)量電阻兩引腳之間的阻值，判斷與色環(huán)標(biāo)稱值是否在誤差范圍內(nèi)。2、電容電容器包括固定電容器和可變電容器兩大類。其中固定電容器又可根據(jù)其介質(zhì)材料分為云母電容器、陶瓷電容器、紙/塑料薄膜電容器、電解電容器和玻璃釉電容器等；可變電容器也可以是玻璃、空氣或陶瓷介質(zhì)結(jié)構(gòu)。電容器是由兩個(gè)金屬板，中間夾有絕緣材料(絕緣介質(zhì))構(gòu)成的。絕緣材料不同，構(gòu)成電容器的種類也不同。電容的用途非常多，主要有如下幾種：(1)隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。

(2)旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。(3)耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路(4)濾波：在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。電容濾波是升高電壓。(5)儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈。電器斷電后發(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。電容的符號(hào)是C。在國(guó)際單位制里，電容的單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是F。常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等，換算關(guān)系是：1法拉(F)=1000毫法(mF)＝1000000微法(μF)1微法(μF)=1000納法(nF)=1000000皮法(pF)。電容器的數(shù)值表示法：前兩位為有效數(shù)字，第三位為10的n次冪，單位PF例如：102=1.00

X

1000PF=1000PF=1nF=0.001UuF682=6.8X1000PF=6800PF=6n8F=0.0068uF電流與電壓的變化率成正比。(1)頻率相同I

=U

C電流超前電壓90相位差電容元件的交流電路C1.電流與電壓的關(guān)系i+u_iu

iu則:容抗（Ω）定義：所以電容C具有隔直通交的作用，電容C視為開路XC直流：XC交流：f+i

i-

-u

u

u

u+

+i

i+-

-+p

<0+p

<0p

>0

p

>0充電放電充電放電po所以電容C是儲(chǔ)能元件。結(jié)論：純電容不消耗能量，只和電源進(jìn)行能量交換（能量的吞吐)。uo瞬時(shí)功率

：u,i

i電容的檢測(cè)檢測(cè)10pF以下的小電容。因10pF以下的固定電容器容量太小，用萬用表進(jìn)行測(cè)量，只能定性的檢查其是否有漏電，內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測(cè)量時(shí)，可選用萬用表R×10k擋，用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳，阻值應(yīng)為無窮大。若測(cè)出阻值(指針向右擺動(dòng))為零，則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。對(duì)于0.01μF以上的固定電容，可用萬用表的R×10k擋直接測(cè)試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電，并可根據(jù)指針向右擺動(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。電解電容器的檢測(cè)因電解電容的容量較一般固定電容大得多，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，1～47μF間的電容，可用R×1k擋測(cè)量，

大于47μF的電容可用R×100擋測(cè)量。將萬用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對(duì)于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。在測(cè)試中，若正向、反向均無充電的現(xiàn)象，即表針不動(dòng)，則說明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測(cè)阻值很小或?yàn)榱悖f明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。電容充放電電路如圖所示。開關(guān)在如圖中位置時(shí)，電源對(duì)電容充電，電容兩端電壓逐漸增大，到最后電容對(duì)直流相當(dāng)于斷路，所以電容兩端電壓與電源電壓相等。此時(shí)，將開關(guān)切換到另一端，電容兩端電壓不能突變，將在存在電阻的電路中放電，直至電荷量完全消失。這個(gè)就是電容的充放電過程?！鲭娙莸姆烹娺^程與電容放電前的兩極電壓、電容值和電阻值有關(guān)，其放電時(shí)間長(zhǎng)短變化規(guī)律服從指數(shù)變化規(guī)律。電容容量通常用4位有效數(shù)字來表示，再用一個(gè)字母表示數(shù)值的量級(jí)。例如：220n2m210×104

pF=0.1μF0.22μF2200μFK表示誤差等級(jí)±10%1p2

1.2pF3μ3

3.3μF104K332J33×102

pF 誤差±5%電解電容的極性：電解電容是常用的有極性電容。引出腳長(zhǎng)的為正極性，短的為負(fù)極性。3、電感電感器是用漆包線、紗包線或塑皮線等在

絕緣骨架或磁心、鐵心上繞制成的一組串聯(lián)的同軸線匝，它在電路中用字母“L”表示。電感器的主要作用是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。電感量用L表示、電感量的常用單位為H(亨利)、

mH(毫亨)、μH(微亨)。1H=103mH=106μH可用萬用表電阻檔測(cè)試電感線圈的直流電阻。正常的電感線圈的直流電阻很小，若測(cè)量出的直流電阻很大，說明電感線圈已斷路。(1)頻率相同U

=I

L電壓超前電流90相位差1.電壓與電流的關(guān)系電感元件的交流電路+-eL+-Lωtu

i

uiO或則:直流：f=0,XL

=0，電感L視為短路感抗(Ω)電感L具有通直阻交的作用電感元件具有通低頻阻高頻的特性定義：有效值:交流：fXL熱敏電阻熱敏電阻:電阻隨溫度變化而急劇變化。1、負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻：溫度升高，阻抗急劇下降。2、正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻：溫度升高，阻抗急劇上升。溫度傳感器一種電阻值隨其阻體溫度的變化呈顯著變化的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏感半導(dǎo)體電阻器。PTC起動(dòng)器是正溫度系數(shù)熱敏電阻又稱為半導(dǎo)體起動(dòng)器，元件發(fā)熱，溫度上升電阻值急劇增加。熱敏電阻將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化。80

160

240

32010R/k403020T/oC熱敏電阻的電阻-溫度特性熱敏電阻測(cè)溫范圍約為-50~+300°C。測(cè)溫度時(shí)采用的也是電橋測(cè)量電路。熱敏電阻與補(bǔ)償電阻并聯(lián)的電橋測(cè)量電路–R4R2–+R3RcRt+UU熱敏電阻是半導(dǎo)體元件，其電阻具有負(fù)溫度系數(shù)。tR傳感器的A/D采樣電路如下圖：壓敏電阻壓敏電阻：電阻值隨電壓的增大而急劇減小壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時(shí)，流過它的電流極小，相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門，當(dāng)電壓超過UN時(shí)，流過它的電流激增，相當(dāng)于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，保護(hù)電路免受過電壓的損害。壓敏電阻一般并聯(lián)在電路中使用，當(dāng)電阻兩端的電壓發(fā)生急劇變化時(shí)，電阻短路將電流保險(xiǎn)絲熔斷，起到保護(hù)作用。在空調(diào)的的控制電路上一般使用壓敏電阻，當(dāng)電源電

壓因錯(cuò)送電或有外部高電壓竄入時(shí)，壓敏電阻首先短路損壞，使電路中的保險(xiǎn)絲炸毀，保護(hù)后級(jí)電子元件不受損壞。熱敏電阻和壓敏電阻都是非線性電阻半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)它的電流方向與磁

場(chǎng)方向不一致時(shí)，半導(dǎo)體薄片上平行于電流和磁場(chǎng)方向的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱霍爾電勢(shì)半導(dǎo)體薄片稱霍爾元件霍爾傳感器霍爾元件的結(jié)構(gòu)及工作原理半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于薄片，當(dāng)有電流I流過薄片時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)EH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零時(shí)的情況c■■d■a■b作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度B越強(qiáng)，霍爾電勢(shì)也就越高。霍爾電勢(shì)EH可用下式表示：EH=KH

IB磁感應(yīng)強(qiáng)度B

較大時(shí)的情況c■當(dāng)磁場(chǎng)垂直于薄片時(shí)，電子受到洛侖