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电电子基础知识

电流：

电荷的定向移动叫做电流。

电路中，电流常用I表示。

电流分直流和交流两种。

电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流。

电流的大小和方向随时间变化的叫做交流。

电流的单位是安（A），也常用毫安（mA）或者微安（uA）做单位。

1A=1000mA,1mA=1000uA。

电流可以用电流表测量。

测量的时候，把电流表串联在电路中，要选择电流表指针接近满偏转的量程。

这样可以防止电流过大而损坏电流表。

电压：

河水之所以能够流动，是因为有水位差；电荷之所以能够流动，是因为有电位差。

电位差也就是电压。

电压是形成电流的原因。

在电路中，电压常用U表示。

电压的单位是伏（V），也常用毫伏（mV）或者微伏（uV）做单位。

1V=1000mV，1mV=1000uV。

电压可以用电压表测量。

测量的时候，把电压表并联在电路上，要选择电压表指针接近满偏转的量程。

如果电路上的电压大小估计不出来，要先用大的量程，粗略测量后再用合适的量程。

这样可以防止由于电压过大而损坏电压表。

电阻：

电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫做电阻。

电阻常用R表示。

电阻的单位是欧（Ω），也常用千欧（kΩ）或者兆欧（MΩ）做单位。

1kΩ=1000Ω,1MΩ=1000000Ω。

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，要把电阻的一头断开后再测量。

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。

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。

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。

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

?

?

?

?

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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

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?

?

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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。

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

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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。

通入线圈的电流越大，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：

在有电阻、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。

部分电子器件简介

电阻器基础知识与检测方法

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。

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。

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

1

10

红

2

2

100

橙

3

3

1000

黄

4

4

10000

绿

5

5

100000

蓝

6

6

1000000

紫

7

7

灰

8

8

白

9

9

黑

0

0

1

金

0.1

±5%

银

0.01

±10%

无色

±20%

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。

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。

表示27000Ω±5%

表示17.5Ω±1%

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

1

2

最高工作电压（V）

100

150

350

500

750

1000

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

符号

意义

符号

意义

R

RP

电阻器

电位器

T

P

U

C

H

I

J

Y

S

N

X

R

G

M

碳膜

金属膜

合成膜

沉积膜

合成膜

玻璃釉膜

金属膜

氧化膜

有机实芯

无机实芯

线绕

热敏

光敏

压敏

1，?

2

3

4

7

8

9

G

T

X

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

允许误差

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。

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。

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。

若所测电阻很小，说明压敏电阻已损坏，不能使用。

电容器的基础知识及检测方法

一、基础知识

　　电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。

电容器通常叫做电容。

1．常用电容的结构和特点

常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。

表1　常用电容的结构和特点

电容种类

电容结构和特点

实物图片

铝电解电容

它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。

还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。

它的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。

电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。

有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。

纸介电容

用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。

它的特点是体积较小，容量可以做得较大。

但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。

金属化纸介电容

结构和纸介电容基本相同。

它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。

油浸纸介电容

它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。

它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。

玻璃釉电容

以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。

陶瓷电容

用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。

它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。

?

?

?

铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。

薄膜电容

结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。

涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。

?

?

?

聚苯乙烯薄膜电容，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。

云母电容

用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。

它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。

钽、铌电解电容

它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。

它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。

用在要求较高的设备中。

半可变电容

也叫做微调电容。

它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。

调节的时候改变两片之间的距离或者面积。

它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。

可变电容

它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。

把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。

可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。

空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。

聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。

2．主要性能指标

标称容量和允许误差：

电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、uF、pF。

电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。

电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。

常用固定电容允许误差的等级见表2。

常用固定电容的标称容量系列见表3。

一般，电容器上都直接写出其容量，也有用数字来标志容量的，通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF的时候，用uF做单位。

为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。

没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。

如有的电容上标有“332”（3300pF）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而第三位数字则表示在后加0的个数，单位是pF。

额定工作电压：

在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。

如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。

常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。

表2　常用固定电容允许误差的等

允许误差

±2%

±5%

±10%

±20%

（+20%-30%）

（+50%-20%）

（+100%-10%）

级　　别

02

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

表3常用固定电容的标称容量系列

电容类别

允许误差

容量范围

标称容量系列

纸介电容、金属化纸介电容、纸膜复合介质电容、低频（有极性）有机薄膜介质电容

5%

±10%

±20%

100pF-1uF

1.01.52.23.34.76.8

1uF-100uF

1246810152030

506080100

高频（无极性）有机薄膜介质电容、瓷介电容、玻璃釉电容、云母电容

5%

1pF-1uF

1.11.21.31.51.61.82.0

2.42.73.03.33.63.94.3

4.75.15.66.26.87.58.29.1

10%

1.01.21.51.82.22.7

3.33.94.75.66.88.2

20%

1.01.52.23.34.76.8

铝、钽、铌、钛电解电容

10%

±20%

+50/-20%

+100/-10%

1uF-1000000uF

1.01.52.23.34.76.8

（容量单位uF）

绝缘电阻：

由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上，电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻，大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。

漏电电阻越小，漏电越严重。

电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。

因此，漏电电阻越大越好。

介质损耗：

电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示。

损耗角越大，电容器的损耗越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。

3．命名方法

根据部颁标准（SJ-73）规定，电容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5　电容器型号命名方法

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

符号

意义

符号

意义

C

电容器

C

I

O