电子元件基本概念和原理Word文件下载.docx

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导体的电阻由导体的材料、横截面积和长度决定。

电阻可以用万用表欧姆档测量。

测量的时候，要选择电表指针接近偏转一半的欧姆档。

如果电阻在电路中，要把电阻的一头烫开后再测量。

欧姆定律：

导体中的电流I和导体两端的电压U成正比，和导体的电阻R成反比，即

这个规律叫做欧姆定律。

如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个，就可以根据欧姆定律求出第三个量，即

在交流电路中，欧姆定律同样成立，但电阻R应该改成阻抗Z，即

电源：

把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。

发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。

发电机、干电池等叫做电源。

通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。

能提供信号的电子设备叫做信号源。

晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的信号传送到后面的电路中去。

晶体三极管对后面的电路来说，也可以看做是信号源。

整流电源、信号源有时也叫做电源。

负载：

把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。

电动机能把电能转换成机械能，电阻能把电能转换成热能，电灯泡能把电能转换成热能和光能，扬声器能把电能转换成声能。

电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。

晶体三极管对于前面的信号源来说，也可以看作是负载。

电路：

电流流过的路叫做电路。

最简单的电路由电源、负载和导线、开关等元件组成，如图1所示。

电路处处连通叫做通路。

只有通路，电路中才有电流通过。

电路某一处断开叫做断路或者开路。

电路某一部分的两端直接接通，使这部分的电压变成零，叫做短路。

电动势：

电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。

电动势使电源两端产生电压。

在电路中，电动势常用δ表示。

电动势的单位和电压的单位相同，也是伏。

电源的电动势可以用电压表测量。

测量的时候，电源不要接到电路中去，用电压表测量电源两端的电压，所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。

如果电源接在电路中（图2），用电压表测得的电源两端的电压就会小于电源的电动势。

这是因为电源有内电阻。

在闭合的电路中，电流通过内电阻r有内电压降，通过外电阻R有外电压降。

电源的电动势δ等于内电压Ur和外电压UR之和，即δ=Ur+UR。

严格来说，即使电源不接入电路，用电压表测量电源两端电压，电压表成了外电路，测得的电压也小于电动势。

但是，由于电压表的内电阻很大，电源的内电阻很小，内电压可以忽略。

因此，电压表测得的电源两端的电压是可以看作等于电源电动势的。

干电池用旧了，用电压用测量电池两端的电压，有时候依然比较高，但是接入电路后却不能使负载（收音机、录音机等）正常工作。

这种情况是因为电池的内电阻变大了，甚至比负载的电阻还大，但是依然比电压表的内电阻小。

用电压表测量电池两端电压的时候，电池内电阻分得的内电压还不大，所以电压表测得的电压依然比较高。

但是电池接入电路后，电池内电阻分得的内电压增大，负载电阻分得的电压就减小，因此不能使负载正常工作。

为了判断旧电池能不能用，应该在有负载的时候测量电池两端的电压。

有些性能较差的稳压电源，有负载和没有负载两种情况下测得的电源两端的电压相差较大，也是因为电源的内电阻较大造成的。

周期：

交流电完成一次完整的变化所需要的时间叫做周期，常用T表示。

周期的单位是秒（s）,也常用毫秒（ms）或微秒（us）做单位。

1s=1000ms，1s=1000000us。

频率交流电在1s内完成周期性变化的次数叫做频率，常用f表示。

频率的单位是赫（Hz），也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）做单位。

1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz。

交流电频率f是周期T的倒数，即

电容：

电容是衡量导体储存电荷能力的物理量。

在两个相互绝缘的导体上，加上一定的电压，它们就会储存一定的电量。

其中一个导体储存着正电荷，另一个导体储存着大小相等的负电荷。

加上的电压越大，储存的电量就越多。

储存的电量和加上的电压是成正比的，它们的比值叫做电容。

如果电压用U表示，电量用Q表示，电容用C表示，那么

电容的单位是法（F），也常用微法（uF）或者微微法（pF）做单位。

1F=106uF，1F=1012pF。

电容可以用电容测试仪测量，也可以用万用电表欧姆档粗略估测。

欧姆表红、黑两表笔分别碰接电容的两脚，欧姆表内的电池就会给电容充电，指针偏转，充电完了，指针回零。

调换红、黑两表笔，电容放电后又会反向充电。

电容越大，指针偏转也越大。

对比被测电容和已知电容的偏转情况，就可以粗略估计被测电容的量值。

在一般的电子电路中，除了调谐回路等需要容量较准确的电容以外，用得最多的隔直、旁路电容、滤波电容等，都不需要容量准确的电容。

因此，用欧姆档粗略估测电容量值是有实际意义的。

但是，普通万用电表欧姆档只能估测量值较大的电容，量值较小的电容就要用中值电阻很大的晶体管万用电表欧姆档来估测，小于几十个微微法的电容就只好用电容测试仪测量了。

容抗：

交流电是能够通过电容的，但是电容对交流电仍然有阻碍作用。

电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。

电容量大，交流电容易通过电容，说明电容量大，电容的阻碍作用小；

交流电的频率高，交流电也容易通过电容，说明频率高，电容的阻碍作用也小。

实验证明，容抗和电容成反比，和频率也成反比。

如果容抗用XC表示，电容用C表示，频率用f表示，那么

容抗的单位是欧。

知道了交流电的频率f和电容C，就可以用上式把容抗计算出来。

电感：

电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。

给一个线圈通入电流，线圈周围就会产生磁场，线圈就有磁通量通过。

通入线圈的电源越大，磁场就越强，通过线圈的磁通量就越大。

实验证明，通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的，它们的比值叫做自感系数，也叫做电感。

如果通过线圈的磁通量用φ表示，电流用I表示，电感用L表示，那么

电感的单位是亨（H），也常用毫亨（mH）或微亨（uH）做单位。

1H=1000mH，1H=1000000uH。

感抗：

交流电也可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍叫做感抗。

电感量大，交流电难以通过线圈，说明电感量大，电感的阻碍作用大；

交流电的频率高，交流电也难以通过线圈，说明频率高，电感的阻碍作用也大。

实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比。

如果感抗用XL表示，电感用L表示，频率用f表示，那么

感抗的单位是欧。

知道了交流电的频率f和线圈的电感L，就可以用上式把感抗计算出来。

阻抗：

具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。

阻抗常用Z表示。

阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成，但不是三者简单相加。

如果三者是串联的，又知道交流电的频率f、电阻R、电感L和电容C，那么串联电路的阻抗

阻抗的单位是欧。

对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。

在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。

也就是阻抗减小到最小值。

在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。

相位：

相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。

交流电的大小和方向是随时间变化的。

比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2πft。

i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f是交流电的频率，t是时间。

随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零，，如图3甲所示。

在三角函数中2πft相当于角度，它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减小，是正的还是负的等等。

因此把2πft叫做相位，或者叫做相。

图3

如果t等于零的时候，i并不等于零，公式应该改成i=Isin（2πft+ψ）,如图3乙所示。

那么2πft+ψ叫做相位，ψ叫做初相位，或者叫做初相。

相位差:

两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。

这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。

例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交流电流的相位差。

如果电路是纯电阻，那么交流电压和电流电流的相位差等于零。

也就是说交流电压等于零的时候，交流电流也等于零，交流电压变到最大值的时候，交流电流也变到最大值。

这种情况叫做同相位，或者叫做同相。

如果电路含有电感和电容，交流电压和交流电流的相位差一般是不等于零的，也就是说一般是不同相的，或者电压超前于电流，或者电流超前于电压。

加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于180°

。

这种情况叫做反相位，或者叫做反相。

电阻器基础知识与检测方法

[结构特点]　　[性能指标]　　[命名方法]　　[选用常识]　　[检测方法]

一、基础知识

电阻器是电路元件中应用最广泛的一种，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。

它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，其次还作为分流器分压器和负载使用。

1．分类

在电子电路中常用的电阻器有固定式电阻器和电位器，按制作材料和工艺不同，固定式电阻器可分为：

膜式电阻（碳膜RT、金属膜RJ、合成膜RH和氧化膜RY）、实芯电阻（有机RS和无机RN）、金属线绕电阻（RX）、特殊电阻（MG型光敏电阻、MF型热敏电阻）四种。

表1几种常用电阻的结构和特点

电阻种类

电阻结构和特点

实物图片

碳膜电阻

气态碳氢化合物在高温和真空中分解，碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜。

改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。

碳膜电阻成本较低，性能一般。

金属膜电阻

在真空中加热合金，合金蒸发，使瓷棒表面形成一层导电金属膜。

刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。

这种电阻和碳膜电阻相比，体积小、噪声低、稳定性好，但成本较高。

碳质电阻

把碳黑、树脂、粘土等混合物压制后经过热处理制成。

在电阻上用色环表示它的阻值。

这种电阻成本低，阻值范围宽，但性能差，很小采用。

线绕电阻

用康铜或者镍铬合金电阻丝，在陶瓷骨架上绕制成。

这种电阻分固定和可变两种。

它的特点是工作稳定，耐热性能好，误差范围小，适用于大功率的场合，额定功率一般在1瓦以上。

碳膜电位器

它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。

它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。

碳膜电位器有大型、小型、微型几种，有的和开关一起组成带开关电位器。

还有一种直滑式碳膜电位器，它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。

这种电位器调节方便。

线绕电位器

用电阻丝在环状骨架上绕制成。

它的特点是阻值范围小，功率较大。

2．主要性能指标

额定功率：

在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。

为保证安全使用，一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2倍。

额定功率分19个等级，常用的有0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5W、7W、10W，在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号表示如下图：

标称阻值：

产品上标示的阻值，其单位为欧，千欧、兆欧，标称阻值都应符合下表所列数值乘以10N欧，其中N为整数。

表2　标称阻值系列

允许误差

系列代号

标称阻值系列

5%

E24

1.0 

1.1　1.2　1.3　1.5　1.6　1.8　2.0　2.2　2.4　2.7　3.0

3.3　3.6　3.9　4.3　4.7　5.1　5.6　6.2　6.8　7.5　8.2　9.1

10%

E12

1.0　1.2　1.5　1.8　2.2　2.7　3.3　3.9　4.7　5.6　6.8　8.2　

20%

E6

1.0　1.5　2.2　3.3　4.7　6.8

允许误差：

电阻器和电位器实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围，它表示产品的精度，允许误差的等级如下表所示。

表3　允许误差等级

级别

005

01

02

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

0.5%

1%

2%

标称阻值与误差允许范围的标识方法

表4色环颜色所代表的数字或意义

色别

第一色环

最大一位数字

第二色环

第二位数字

第三色环

应乘的数

第四色环

误差

棕

1

10

红

2

100

橙

3

1000

黄

4

10000

绿

5

100000

蓝

6

1000000

紫

7

10000000

灰

8

100000000

白

9

1000000000

黑

0

金

0.1

±

银

0.01

无色

示例

1）在电阻体的一端标以彩色环，电阻的色标是由左向右排列的，图1的电阻为27000Ω±

0.5%。

　　2）精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。

第一至第3色环表示电阻的有效数字，第4色环表示倍乘数，第5色环表示容许偏差，图2的电阻为17.5Ω±

表示27000Ω±

表示17.5Ω±

在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则

阻值在兆欧以上，标注单位M。

比如1兆欧，标注1M；

2.7兆欧，标注2.7M。

　　阻值在1千欧到100千欧之间，标注单位k。

比如5.1千欧，标注5.1k；

68千欧，标注68k。

　　阻值在100千欧到1兆欧之间，可以标注单位k，也可以标注单位M。

比如360千欧，可以标注360k，也可以标注0.36M。

　　阻值在1千欧以下，可以标注单位Ω，也可以不标注。

比如5.1欧，可以标注5.1Ω或者5.1；

680欧，可以标注680Ω或者680。

最高工作电压：

它是指电阻器长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。

如果电压超过规定值，电阻器内部产生火花，引起噪声，甚至损坏。

下表是碳膜电阻的最高工作电压。

表5　碳膜电阻的最高工作电压

标称功率（W）

1/16

1/8

1/4

1/2

最高工作电压（V）

150

350

500

750

稳定性：

稳定性是衡量电阻器在外界条件（温度、湿度、电压、时间、负荷性质等）作用下电阻变化的程度

（1）温度系数a，表示温度每变化1度时，电阻器阻值的相对变化量。

即：

式中：

R1、R2分别为温度t1和t2时的电阻值

（2）电压系数av表示电压每变化1伏时，电阻器阻值的相对变化量，即：

R1、R2分别是电压为U1和U2时的电阻值

噪声电动势：

电阻器的噪声电动势在一般电路中可以不考虑，但在弱信号系统中不可忽视。

线绕电阻器的噪声只习作定于热噪声（分子扰动引起）仅与阻值、温度和外界电压的频带有关。

薄膜电阻除了热噪声外，还有电流噪声，这种噪声近似地与外加电压成正比。

高频特性：

电阻器使用在高频条件下，要考虑其固定有电感和固有电容的影响。

这时，电阻器变为一个直流电阻（R0）与分布电感串联，然后再与分布电容并联的等效电路，非线绕电阻器的LR=0.01-0.05微亨，CR=0.1-5皮法，线绕电阻器的LR达几十微亨，CR达几十皮法，即使是无感绕法的线绕电阻器，LR仍有零点几微亨。

3.命名方法

根据部颁标准（SJ-73）规定，电阻器、电位器的命名由下列四部分组成：

第一部分（主称）；

第二部分：

（材料）；

第三部分（分类特征）；

第四部分（序号）。

它们的型号及意义见下表。

表6　电阻器的型号命名法

第一部分

第二部分

第三部分

第四部分

用字母表示主称

用字母表示材料

用数字或字母表示特征

序号

符号

意义

R

RP

电阻器

电位器

T

P

U

C

H

I

J

Y

S

N

X

G

M

碳膜

金属膜

合成膜

沉积膜

玻璃釉膜

氧化膜

有机实芯

无机实芯

线绕

热敏

光敏

压敏

1， 

2

L

W

D

普通

超高频

高阻

高温

精密

电阻器-高压

电位器-特殊函数

特殊

高功率

可调

小型

测量用

微调

多圈

包括：

额定功率

阻值

精度等级

示例：

RJ71-0.125－5.1kI型的命名含义：

R电阻器-J金属膜-7精密-1序号-0.125额定功率-5.1k标称阻值-I误差5%。

4．选用常识

根据电子设备的技术指标和电路的具体要求选用电阻的型号和误差等级；

额定功率应大于实际消耗功率的1.5-2倍；

电阻装接前要测量核对，尤其是要求较高时，还要人工老化处理，提高稳定性；

根据电路工作频率选择不同类型的电阻。

二、检测方法与经验

1.固定电阻器的检测

将两表笔（不分正负）分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。

为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。

由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范围内，以使测量更准确。

根据电阻误差等级不同。

读数与标称阻值之间分别允许有±

5％、±

10％或±

20％的误差。

如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。

B注意：

测试时，特别是在测几十kΩ以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；

被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；

色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。

2.水泥电阻的检测

检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。

3.熔断电阻器的检测

在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验作出判断：

若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；

如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。

对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R×

1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。

若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。

在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。

4.电位器的检测

检查电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活，开关通、断时“喀哒”声是否清脆，并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音，如有“沙沙”声，说明质量不好。

用万用表测试时，先根据被测电位器阻值的大小，选择好万用表的合适电阻挡位，然后可按下述方法进行检测。

　　A用万用表的欧姆挡测“1”、“2”两端，其读数应为电位器的标称阻值，如万用表的指针不动或阻值相差很多，则表明该电位器已损坏。

　　B检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。

用万用表的欧姆档测“1”、“2”（或“2”、“3”）两端，将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置，这时电阻值越小越好。

再顺时针慢慢旋转轴柄，电阻值应逐渐增大，表头中的指针应平稳移动。

当轴柄旋至极端位置“3”时，阻值应接近电位器的标称值。

如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象，说明活动触点有接触不良的故障。

5.正温度系数热敏电阻（PTC）的检测

检测时，用万用表R×

1挡，具体可分两步操作：

A常温检测（室内温度接近25℃）；

将两表笔接触PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在±

2Ω内即为正常。

实际阻值若与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。

B加温检测；

在常温测试正常的基础上，即可进行第二步测试—加温检测，将一热源（例如电烙铁）靠近PTC热敏电阻对其加热，同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而增大，如是，说明热敏电阻正常，若阻值无变化，说明其性能变劣，不能继续使用。

注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻，以防止将其烫坏。

6.负温度系数热敏电阻（NTC）的检测

（1）测量标称电阻值Rt

　　用万用表测量NTC热敏电阻的方法与测量普通固定电阻的方法相同，即根据NTC热敏电阻的标称阻值选择合适的电阻挡可直接测出Rt的实际值。

但因NTC热敏电阻对温度很敏感，故测试时应注意以下几点：

ARt是生产厂家在环境温度为25℃时所测得的，所以用万用表测量Rt时，亦应在环境温度接近25℃　时进行，以保证测试的可信度。

B测量功率不得超过规定值，以免电流热效应引起测量误差。

C注意正确操作。

测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。

（2）估测温度系数αt

　　先在室温t1下测得电阻值Rt1，再用电烙铁作热源，靠近热敏电阻Rt，测出电阻值RT2，同时用温度计测出此时热敏电阻RT表面的平均温度t2再进行计算。

7.压敏电阻的检测

用万用表的R×

1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻，均为无穷大，否则，说明漏电流大。