一电子学初入门知识doc.docx

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一电子学初入门知识doc

一，《电学》初步知识

1、电流:

（1）世界上电荷有两种：

——正电荷、负电荷。

人们规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电叫正电荷。

用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电叫负电荷。

（2）电流的形成和方向。

电荷的定向移动形成了电流。

人们规定正电荷移动的方向为电流的方向。

（3）电流强度

一秒钟内通过导体横截面的电量叫做电流强度。

（简称电流）

它的符号是I。

如果用Q表示通过导体横截面的电量。

t表示通过的时间，

那么电流可写成：

I=Q/t

电流单位是安培，简称安，符号是A。

（注：

Q的单位是库仑，简称库，符号是C，一库仑电量等于6.25*1018个电子所带的电量。

）

IA——表示在一秒钟内通过导体横截面的电量是一库仑。

电流的其它（常用）单位还有毫安（mA），微安（μA）

它们的换算关系是：

1A=1000mA1mA=1000μA

2、电压：

电荷在电路中定向移动是因为电路两端存在着电压。

电源就是提供电压的。

（1）电压的符号和单位

电压用符号U表示，电压的单位是伏特，简称伏，符号是V。

电压的其它单位还有千伏（KV），毫伏（mV）等，它们之间的换算关系是：

1千伏=1000伏（1KV=1000V）

1毫伏=0.001伏（1mV=0.001V）

（2）电源：

要使用电器正常工作，就要有持续的电流通过用电器，而持续的电流必须由电源来提供。

电源有两个极，把用电器接入电源两极间。

就能使用电器中得到持续的电荷定向移动。

常用的电源有两种：

交流电源、直流电源。

交流电源：

（民用电流）我们家里、学校里用的电源就是交流电源。

通常是从发电厂用导线输送来的，电源中的两极有一根是相线（火线）。

另一根是零线。

两线（极）之间的电压是220伏。

直流电源：

常用的干电池就是直流电源，它的两极之间的电压是1.5伏。

（3）干电池：

常用的干电池有一号电池、二号电池、五号电池、七号电池。

它们的两极间电压是1.5伏，且有正极负极之分（

图）：

干电池的符号：

干电池在电路中符号是:

（见表一）

在用干电池作为电源时，有时候一节干电池电压不够，需要用几节干电池串联起来使用，几节干电池串联称为电池组。

电池组的符号：

联接方法如下图：

四节电池串联。

3．电阻

（1）导电物体对电流的阻碍作用叫做电阻。

电阻用符号R表示，它的原件符号如图（见表一）

电阻的单位是欧姆，简称欧，符号“Ω”

其它单位还有千欧（KΩ）,兆欧（MΩ）等，它们之间的换算关系是：

1千欧=1000欧（1KΩ=1000Ω）

1兆欧=1000000欧（1MΩ=1000KΩ）

（2）电流，电压，电阻之间的关系：

欧姆定律：

导体中的电流强度跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比

即I=U/R

（I—电流强度；U—导体两端的电压；R—导体的电阻。

）

（3）电阻的串并联：

R1与R2串联后的总电阻（R）：

R=R1+R2。

如果：

已知R1=5Ω、R2=10Ω，求R1与R2串连后，总电阻（RAB）是多少？

（如图）

则R1与R2串联后，总电阻：

RAB=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω。

R1与R2并联后总电阻（R）是：

1/R=1/R1+1/R2

如果：

已知R1=4Ω；R2=6Ω；求R1与R2并联后，总电阻（RAB）是多少？

如图：

则R1与R2并联后，

总电阻：

RAB=R1×R2/（R1+R2）=4Ω×6Ω/（4Ω+6Ω）=2.4Ω

**当两个电阻并联后总电阻阻值比原来两个电阻的阻值都要小。

4.电路：

用电器，电键和电流通过导线连结起来就成了电路。

例如：

手电筒的电路图。

这是一个最基本的电路，电池组，开关，小灯泡用导线连结起来的且都是用电路元件符号代替实物而画的，这种电路叫做电路图（常用的电路元件符号见附录表一）

二、电子元件简介：

1.电阻器（可变电阻器）符号见（附录表一）

⑴、具有一定阻值，一定的几何形状，一定技术性能，在电路中专起电阻作用的元件，称为电阻器（简称电阻）（如下图）

色环电阻可变电阻电位器

⑵、色环电阻的识读

电阻器色标中不同颜色代表的数值（表二）

颜色

有效数字

乘数

允许偏差（%）

工作电压（V）

银

____________

10-2

±10

____________

金

__________

±5

乘数

黑

0

100

___________

4

棕

1

101

±1

6.3

红

2

102

±2

10

橙

3

103

____________

16

黄

4

104

___________

25

绿

5

105

±0.5

32

蓝

6

106

±0.2

40

紫

7

107

±0.1

50

灰

8

108

__________

63

白

9

109

±5,20

____________

无

________

±20

___________

例：

（阻值：

27K）

（3）.电阻器可分固定式和可变式两大类，常用固定式电阻有碳膜和金属膜二种。

（4）固定式电阻器参数（见附录表二）。

（5）电阻器在电路中作用——“限流”。

例：

4.可变电阻，（符号见表一）电位器

常用可变电阻，可分为两种。

旋转式和直滑式。

常见的收录机，电视机中的音量控制就是通过电位器来进行工作的。

例：

在这个电路中，旋动，电位器的旋钮就会使小灯泡亮度发生变化。

2.电容器

电容器是由两个金属电极，中间夹一层电介质构成的。

当在这两个电极之间加电压时，电极上就贮存电荷。

所以电容器是种贮存电能的元件。

电容器具有阻止直流通过，允许交流通过的特性。

常见的电容器：

瓷片电容涤纶电容电解电容双连

（1）.电容器种类及其元件符号。

（常用）（见表一）

（2）电容器的容量：

单位：

“法”用F表示。

（由于这个单位太大，常用以下两个单位）

1法（F）=106微法（μF）（1μF=10-6F）

1微法（μF）=106微微法（PF）（1PF=10-12F）

为了方便起见，在电路图中可将单位省略。

如：

200PF常写成200；100000PF写成0.1μF.

22000PF写成0.022μF亦可写成·022μF

[注：

电介电容器，尚有另外一个参数耐压，在电介电容器有2个表记，

“+”。

——电介电容器有两个极。

有“+”表记的是正极，另外一个是“－”极。

220μF6V——容量是220μF。

二极耐压是6伏。

（直流电压）一般电容器也有耐压。

（无特殊表明）一般是63伏。

（3）电容器的充放电特性：

实验：

注意观察：

①按一下电钮，电灯闪一下就不亮了，为什么？

②放开按钮，合上开关，发光二极管会亮一会，为什么？

现象解释：

①电容器阻止直流通过。

②电容器能贮存电荷。

（电能）

3．晶体二极管

晶体二极管具有明显单向导电特性。

（元件符号见表一）

实验：

如图安装电路，小灯泡会发光，如将二极管极性调换后，小灯泡不亮了。

因为二极管中电流只能从正极流向负极。

（1）二极管的极性判断：

测量判断时，用万用表R×100Ω或R×1KΩ档，将黑表棒接二极管的正极、红表棒接二极管的负极。

阻值因在100Ω—500Ω之间；黑、红表棒互换时，阻值因在几百千欧以上。

如果不知道二极管的极性，可用上述方法判断。

当阻值小时，黑表棒接触的一端为二极管的正极，另一端为负极。

（注：

如，正、反向电阻都很小，则这二极管已被击穿。

如正、反向电阻都很大，则这二极管二极间开路了。

以上两种情况说明这只二极管已经损坏，需调换。

）

（2）。

发光二极管

发光二极管也具有上述二极管特性。

当电流通过发光二极管时会发光。

可以起“指示灯”的作用。

发光二极管的工作电流约为5—20mA，在电路中一般需接限流电阻，否则会因工作电流太大而烧毁。

如图：

（2）红外线发射管

红外线发射管也具有单向导电特性。

红外线发射管当电流通过时会向外发射红外线光。

（注：

不可见光）它工作电流约10mA左右绝对不能直接把两极接到1.5伏的干电池正负极上。

否则会在不知不觉中把它烧毁。

使用红外线发射管必须串接限流电阻。

4晶体三极管

（1）

晶体三极管有两个PN结组成。

（关于PN结知识因为比较复杂，这里不做介绍）有PNP型和NPN型两种结构。

内部结构，元件符号（附录表一）见下图。

（2）晶体三极管的电流放大特性．

晶体管的基极（b）电流和集电极（c）电流有一个固定的倍率关系,称电流放大系数用β表示．

集电极输出电流（Ic）

基极输入电流（Ib）

当向晶体管的基极输入一个较小电流,可在集电极得到β被的电流.

实验:

按图接好电路后,因电源未接通,”b”极无电流,”c”极也没有电流.发光管与灯泡都不亮.当把按钮开关按下后”b”极通过一个几个MA的小电流（发光管亮），经晶体管放大后成为几百MA的电流C灯泡亮。

（3）电路分析：

元器件说明：

RP3（1K）————可变电阻控制Q“b极”输入电流

Q————NPN型开关（放大电流）作用

LED3————发光二极管指示作用

R————300电阻限流使LED3正常发光

MG1————电动机

当K闭合时“MG1”不一定会转动LED3也不一定会亮缘故是Q3“b”输入电流太小。

怎样控制“MG1”转动呢？

只要在Q3“b”极输入一定电流，（即加上一定的“电压”）就可以控制“MG1”了。

可在“A”点加上一定电压。

即“A”电位高，“MG1”转，LED3亮。

当“A”点电压为“OV”，“MG1”停，LED3不亮。

5．红外线传感器

红外线传感器由红外线发射二极管和光电三极管组成

（1）红外线发射二极管，已在第三节中作了详细介绍。

（2）光电三极管。

光电三极管的基极“b”由特殊光敏元件组成，当“b”接受到红外线光时，c—e导通（即c—e间电阻减小。

）

（3）、红外线传感器：

（如图）

元器件：

R1=100Ω是D1的限流电阻

R2=10KΩ是Q1的限流电阻

D1红外线发射管

Q1光电三极管。

工作原理：

当电键合闭时，红外线发射管，向表面浅色的物体发射红外线光，通过物体反射。

红外线光被光电三极管接收，Q“C-E”间电阻减小，B点对地（电源负极）导通。

B点为低电位，（电压降低）。

红外线发射管向表面黑色的物体发射红外线，表面黑色物体，无形反射红外线光。

则光电三极管接受不到红外线光。

Q“C-E”间电阻很大。

不工作，B点为高电位（电压较高）可以，红外线传导器，具有“眼睛”功能，“看见表面为浅色物体，会马上作出反应——使B点保持原来的电位。

6．集成块：

（集成电路）

使用半导体工艺或薄膜工艺（或者这些工艺结合）将电路的有源文件（如三极管），无源文件（如电阻，电容）及其连布线，一起制作在导体，或绝缘体基片上，结构上形成紧密联系的整体电路。

称集成电路，作成成品，简称集成块。

集成电路具有体积小，功能全等特点，现已成为高科技产品不可缺少的元件。

例：

LM393集成块，（见附图一）（双列八脚）

VDD：

接电源“+”极。

VSS：

接电源“—”极（接地）2，3，4，独立一组电压比较器。

6，7，8，为独立一组电压比较器。

其中“+”极正相输入端。

“—”极为反向输入端。

“OUT”为输出端。

工作原理如图：

RP2，50K—微调电位器作用调节RP2，P点上有一个固定的电压值，把这固定电压加在LM393正向输入端。

当C点（反向输入端）输入一个电压时，正向输入端，U2反向输入端U1加以比较，当U2>U1在”OUT”端输出高电压.当U2