元件:無須直流電壓也可工作,如電阻器、電感器、電容器。 器件:必須加上直流電壓才能工作,如二極管、三極管、集成電路等。
1 電阻電阻利用它自身消耗電能的特性,通過自身消耗電能來分配電能。 事實上,同樣的電壓施加在不同的電阻上會產(chǎn)生不同的電流,同樣的電流流過不同的電阻也會產(chǎn)生不同的電壓。在電子學中,1A的電流是非常大的。通常我們會用比較小的電流值。 電阻在電子學中可以用嚴控電流或電壓;電阻是導體本身固有的一種特性;其基本特性是消耗電能而發(fā)熱。 電阻單位:歐姆。參數(shù)標注方法:直標法、色標法、數(shù)標法; 可變電阻器:可以在音量控制器電路圖中控制音量。 電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當電刷沿電阻體移動時,在輸出端即獲得與位移量成一定關系的電阻值或電壓。 電位器是一種連續(xù)可調的電阻器,為三端元件,有兩個阻值固定的定值端和一個滑動端。 電阻器的文字符號是“ R ”,電位器是“ RP ”,即在 R 的后面再加一個說明它有調節(jié)功能的字符“ P ”。 2 電容電容器在直流電路中,剛加電時直流電會給電容器充電,但充電很快結束,再也充不進去了,所以在直流電路中相當于“斷路”。當電容器接在交流電路時,由于交流電的極性是不斷變化的,所以電容器處于不斷地充、放的狀態(tài),電路中一直有大小、方向不斷變化的電流通過。 容量的大小就是表示貯存電能的大小。 電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗,它與信號的頻率和電容量有關。 3 電感器電感器和電容器一樣,也是一種儲能元件,也經(jīng)常和電容器一起工作構成LC濾波器、LC振蕩器;還可利用電感器的特性,制造扼流圈、變壓器、繼電器等。 如果電感器在沒有電流通過的狀態(tài)下,電路接通時它將試圖阻礙電流流過它;如果電感器在有電流通過的狀態(tài)下,電路斷開時它將試圖維持電流不變。能阻止電流的變化。電感器又稱扼流器、電抗器、動態(tài)電抗器。 電感的結構類似于變壓器,只有一個繞組。 電感線圈是將絕緣的導線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。直流可通過線圈,直流電阻就是導線本身的電阻, 壓降很小;當交流信號通過線圈時,線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越 大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。 電感的工作能力大小用電感量來表示,表示產(chǎn)生感應電動勢的能力。電感量是表征線圈的一個重要參數(shù),通常線圈的匝數(shù)愈多,電感量愈大。此外,電感量大小與線圈繞制方式和有無磁芯及磁芯位置和材料有關。 由于通過電感器的電流發(fā)生變化時,線圈中會發(fā)生自感現(xiàn)象,產(chǎn)生自感電動勢。自感電動勢會阻礙線圈中電流的變化,所以電感器對交流電具有阻礙作用,這種阻礙作用叫感抗,用XL表示=2pifL(f:交流電頻率,L:電感量),從該公式可知,在電感量一定的條件下,通過電感器的交流電的頻率越低,感抗越小,所以電感器具有通低頻的作用; 4 變壓器法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個“電感環(huán)”,稱為“法拉第感應線圈”,實際上是世界上第一只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應原理,并沒有考慮過它可以有實際的用途。 5 二極管半導體二極管主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小;而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。 半導體二極管可分為整流、檢波、發(fā)光、光電、變容等作用。 限幅元件:二極管正向導通后,它的正向壓降基本保持不變(硅管為0.7V,鍺管為0.3V)。利用這一特性,在電路中作為限幅元件,可以把信號幅度限制在一定范圍內。 開關元件:二極管在正向電壓作用下電阻很小,處于導通狀態(tài),相當于一只接通的開關;在反向電壓作用下,電阻很大,處于截止狀態(tài),如同一只斷開的開關。利用二極管的開關特性,可以組成各種邏輯電路。 光敏二極管:表示受光線照射時二極管反向電流會增大,反向電流大小受光線強弱的控制。 6 三極管三極管是電流控制型器件-通過基極電流或是發(fā)射極電流去控制集電極電流。 三極管是一個同時具有輸入端與輸出端的雙端口組件,這有別于普通電阻器或二極管等僅有兩只引腳的單商品組件。通常,雙端口組件的輸入端和輸出端各有兩只引腳,故三極管在工作時必須有一只引腳為輸入端和輸出端所公共。 三極管的三種狀態(tài):截止狀態(tài)、放大狀態(tài)、飽和狀態(tài)。 嚴格意義上講,晶體管泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件,包括各種半導體材料制成的二極管、三極管、場效應管、可控硅等。晶體管有時多指晶體三極管。 晶體管的兩種工作模式:
7 場效應管場效應管(FET)是利用控制輸入回路的電場效應來控制輸出回路電流的一種半導體器件,并以此命名。 場效應管與晶體管的比較:
8 光電耦合器optical coupler光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內,彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端,受光器的引腳為輸出端,常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管,受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。 9 繼電器Relay電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會流過一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應,銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)吸合。這樣吸合、釋放,從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點,可以這樣來區(qū)分:繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點,稱為“常開觸點”;處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。 10 晶閘管Thyristor晶閘管具有硅整流器件的特性,能在高電壓、大電流條件下工作,且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。 11傳感器傳感器是由敏感元件和轉換元件組成的檢測裝置。它能感受到被測量因素(光、電、溫度、磁、氣體、聲波等)的有無或變化,并能將感受到的信息按一定規(guī)律變換成電信號或其他形式的信號輸出,以滿足自動檢測和自動控制的需要。敏感元件能夠靈敏地感受被測變量(如溫度、光照、溫度、壓力、氣體濃度等)并做出響應的元件,是傳感器中能直接感覺被測物理量的部分。 12 PCBPCB(Printed Circuit Board) 作為一塊基板,他是裝載其它電子元器件的載體。PCB為了增加可以布線的面積,可將多張單面板或雙面板壓在一起,通過鍍銅的孔來連通線路。大部分的主機板都是4到8層的結構。
13 半導體半導體其導電能力介于導體和絕緣體之間,用半導體體制成的電子元器件,在特定的工作條件下可以工作在導通和截止兩種狀態(tài);半導體器件常有二端器件(二極管)、三端器件(三極管、場效應管、晶閘管、復合管等)、多腳器件(整流橋、差分對管等)。 本征半導體體Intrinsic semiconductor:沒有摻雜且無晶格缺陷的純凈半導體。 空穴和電子:半導體結構中,價電子(原子的最外層電子)不像在絕緣體(8價元素)中那樣被束縛得很緊,在獲得一定能量(溫度增高或受光照等)后,即可擺脫原子核的束縛(電子受到激發(fā))成為自由電子,同時在共價鍵中留下的空位稱為空穴。 半導體中的兩種電流:本征半導體中的自由電子和空穴在外電場的作用下,半導體內部將出現(xiàn)兩種電流,一是自由電子作定向運動形成電子電流;二是仍被原子核束縛的價電子(不是自由電子)遞補空穴形成的空穴電流; 在半導體內存在自由電子和空穴兩種截流子,這是半導體和金屬在導電原理上的本質區(qū)別。 半導體的溫度特性:本征半導體內的自由電子和空穴總是成對出現(xiàn),同時不斷復合,在一定溫度下達到動態(tài)平衡,截流子便維持一定數(shù)目,溫度愈高,截流子數(shù)目愈多,導電性能也愈好。 P型半導體:在本征半導體中摻入三價雜質元素如硼、鎵、銦等形成了P型半導體,也稱為空穴半導體; N型半導體:在本征半導體中摻入五種雜質元素如磷,可形成N型半導,也稱為電子型半導體; PN結:在一塊本征半導體的兩側通過擴散不同的雜技,分別形成N型半導體和P型半導體。 14 集成電路在1954年硅晶體管發(fā)明之后,晶體管的巨大應用前景已經(jīng)越來越明顯。科學家的下一個目標便是如何進一步把晶體管、導線及其它器件高效地連接起來。 集成電路是在一塊單晶硅上,用光刻法制作出很多三極管、二極管、電阻和電容,并按照特定的要求把他們連接起來,構成一個完整的電路。由于集成電路具有體積小,重量輕,可靠性高和性能穩(wěn)定等優(yōu)點,所以特別是大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路的出現(xiàn),是電子設備在微型化,可靠性和靈活性方面向前推進了一大步。 15 直流電和交流電“直流電”(Direct Current,簡稱DC),又稱“恒流電”,恒定電流是直流電的一種,是大小和方向都不變的直流電。實際上所有的電子和計算機硬件都需要直流電來工作。任何電子設備,比如電視、收音機、高保真音響以及電腦中,將交流市電整流成直流低壓的部分被稱為是供電電源。 交流電(alternating current),簡稱為AC。交流電也稱“交變電流”,簡稱“交流”。一般指大小和方向隨時間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。當發(fā)現(xiàn)了電磁感應后,產(chǎn)生交流電流的方法則被發(fā)現(xiàn)。 交流電的頻率是指它單位時間內周期性變化的次數(shù),單位是赫茲(Hz),與周期成倒數(shù)關系。日常生活中的交流電的頻率一般為50Hz,而無線電技術中涉及的交流電頻率一般較大,達到千赫茲(KHz)甚至兆赫茲(MHz)的度量。我們常見的電燈、電動機等用的電都是交流電。中國通常使用的交流電,一般頻率是50Hz。純電阻電路是最簡單的一種交流電路。白熾燈、電爐、電烙鐵等的電路都可以看成是純電阻電路。雖然純電阻的電壓和電流都隨時間而變,但對同一時刻,歐姆定律仍然成立 發(fā)動機和電力傳輸都有直流和交流兩種方式。 16 電路圖和邏輯圖電路圖是說明模擬電子電路工作原理的。它用各種圖形符號表示電阻器、電容器、開關、晶體管等實物,用線條把元器件和單元電路按工作原理的關系連接起來。這種圖長期以來就一直被叫做電路圖。 邏輯圖是說明數(shù)字電子電路工作原理的。它用各種圖形符號表示門、觸發(fā)器和各種邏輯部件,用線條把它們按邏輯關系連接起來,它是用來說明各個邏輯單元之間的邏輯關系和整機的邏輯功能的。為了和模擬電路的電路圖區(qū)別開來,就把這種圖叫做邏輯電路圖,簡稱邏輯圖。 |
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