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常用電子元件原理與應用

2015-10-30 22:29:58 編輯:百修網 閱讀量:883

第一章 常用電子元件原理與應用

第一講 電阻器與歐姆定律

1.電阻 ,用符號 R 表示。其最基本的作用就是阻礙電流的流動。衡量電阻器的兩個最基本的參數是阻值和功率。阻值用來表示電阻器對電流阻礙作用的大小,用歐姆表示。除基本單位外,還有千歐和兆歐。功率用來表示電𝓰阻器所能承受的最大電流,用瓦特表示,有 1/16W , 1/8🌠W , 1/4W , 1/2W , 1W , 2W 等多種,超過這一最大值,電阻器就會燒壞。根據電阻器的制作材料不同,有水泥電阻(制作成本低,功率大,熱噪聲大,阻值不夠精確,工作不穩定),碳膜電阻,金屬膜電阻(體積小,工作穩定,噪聲小,精度高)以及金屬氧化膜電阻等等。根據其阻值是否可變可分為微調電阻,可調電阻,電位器等。

電阻在標記它的值的方法是用色環標記法。它的識別方法如下:


電阻器習慣上簡稱電阻、電阻是電子電路最常用的基本元件;電阻的基本特性是對交流電和直流電都呈現相同的阻力.這種阻力的運動形態可歐姆定律的算術表達式I=V/R來描述.I=V/R告訴我們,通過一個電阻器的電流強度與該電阻器的阻值成反比,與該電阻器兩端的電壓成正比.如果假設—個電阻兩端的電壓值固定不變,則若要使電流強度I減小,就必須增大電阻器R的阻值。桕反,要使I增大,就必須使R減小。下面以一個實際例子來理解I=V/R的運用。例題1:已知市售電源指示燈的發光小電泡正常工作電流為2.5mA--3mA,若設市電電壓均220Y,求限流電阻R的阻值。電路見圖1。這道題很好理解,我們可將220V分別除以2.5mA和13mA,便得R的值分別為73k和88k。考慮到市電電壓有時會升高,可將R的值定在80k左右。取標稱值R為82k。順便講一下,82k的電阻值的色環應如何表示。色環的排列順序是,棕1紅2橙3黃4綠5,藍6紫7灰8白9黑0金5%銀10%無色20%.并且電阻體上面第—圈,第二圈的數字為直讀有效數字,第三圈數字代表倍數,即有效數字后面零的個數。第四圈代表電阻阻值的誤差值,這一圈色環多數是金色。在一般電子電路中,可以不去理會這個誤差值。我們將82k化為82000歐。參照排列表,依照“讀色環”的原則,顯然,“灰紅橙”,代表82k電阻.如看到棕黑紅三道色環,我們就不加思索地知道是lk電阻,看到橙橙黑,就知道是33歐電阻,從例1可以看出1.負載電阻愈大,回路中電流愈小.電源兩端電壓愈接近電源電動勢,當負載電阻無限大(如開路)時,回路中無電流,此時電源兩端電壓等于電源電動勢.2.負載電阻愈小,回路電流愈大,電源端電壓也愈小,當負載電阻小到等于零(如短路)時,電源端電壓等于零.這時回路電流最大。們可將220V分別除以2.5mA和13mA,便得R的值分別為73k和88k。考慮到市電電壓有時會🐠升高,可將R的值定在80k左右。取標稱值R為82k。順便講一下,82k的電阻值的色環應如何表示。色環的排列順序是,棕1紅2橙3黃4綠5,藍6紫7灰8白9黑0金5%銀10%無色20%.并且電阻體上面第—圈,第二圈的數字為直讀有效數字,第三圈數字代表倍數,即有效數字后面零的個數。第四圈代表電阻阻值的誤差值,這一圈色環多數是金色。在一般電子電路中,可以不去理會這個誤差值。我們將82k化82000歐。參照排列表,依照“讀色環”的原則,顯然,“灰紅橙”,代表82k電阻.如看到棕黑紅三道色環,我們就不加思索地知道是lk電阻,看到橙橙黑,就知道是33歐電阻,從例1可以看出1.負載電阻愈大,回路中電流愈小.電源兩端電壓愈接近電源電動勢,當負載電阻無限大(如開路)時,回路中無電流,此時電源兩端電壓等于電源電動勢.2.負載電阻愈小,回路電流愈大,電源端電壓也愈小,當負載電阻小到等于零(如短路)時,電源端電壓等于零.這時回路電流最大。 另外,在大功率放大器中,除了考慮到電阻的阻值外,還應考慮到電阻的額定功率問題。電阻的使用功率可用歐姆定律的另一條公式P=IV進行汁算.

第2講:電阻的類別和符號

為了區別不同種類的電阻,常用幾個拉丁字母表示電阻類別,如圖1所示。第一個字母R表示電阻,第二個字母表示導體材料,第三個字母表示形狀性能。上圖是碳膜電阻,下圖是精密♊金屬膜電阻。表1列出電阻的類別和符號。表2是常用電阻的技術特性

順序

類別

名稱

簡稱

符號

第一個字母

主稱

電阻器
電位器


R
W

第二個字母

導體材料

碳膜
金屬膜
金屬氧化膜
線繞




T
J
Y
X

第三個字母

形狀性能等

大小
精密
測量
高功率




X
J
L
G

 

第3講:電阻常用的標志法

在使用電阻器時,需要了解它的主要參數。對電阻器需知道其標稱阻值、🉐功率、允許偏差。電阻器的標稱值和允許偏差一般都 標 在電阻體上,而在電路圖上通常只標出標稱值。電阻的 標志༒ 方法分為下列四種:

1. 直標法:直標法是將電阻器的標稱🧜值用數字和文字符號直接標在電阻體上,其允許偏差則用百分數表示,末標偏差值的即為 ± 2🍒0 % 的允許偏差。

2. 文字符號法:文字符號法是將電阻器的標稱值和允🎃許偏差值用數字和文字符號法按一定的規律組合標志在電阻體上。電阻器的標稱值的單位標志符號見表 1 ,允許偏差見表 2 。

表 1

電阻值

文字符號

單位及進位關系

名稱

R

Ω(100)

歐姆

K

KΩ(103)

千歐

M

MΩ(106)

兆歐

G

GΩ(109)

吉歐

T

TΩ(1012)

太歐

 

注:大多數電阻器的允許偏差值 J 、 K 、 M 三類。

例如: 6R2J🧸 表示該電阻標稱值為 6.2 Ω ,允許偏差為 ± 5% ; 3K6K 表示電阻值為 3.6K Ω ,允許偏差為 ± 10% ; 1M5 則表示電阻值為ꦓ 1.5M Ω ,允許偏差為 ± 20% 。

3. 色標法:普通的電阻器用四色環表示,精密電阻用五色環表示。緊靠電阻體一端頭的色環為第一環,𓆉露著電阻體本色教多的另一端頭為末環。

4. 數碼標志法:在產品和電路圖上用三為數字來表示元件的標稱值的方法稱之為數碼標志法。常見于貼片電阻或進口器件上。在三位數碼中,從左至右第一、🍎二位數表示電阻標稱值的第一、二位有效數字,第三位數為倍率 10 n 的“ n ”(即前面兩位數后加“ 0 ”的個數) , 單位為 Ω 。例如標識為 222 的電阻器,其阻值為 2200 Ω 既 2.2 K Ω ;表識為 105 的電阻器為 1 M Ω ;標志為 47 的電阻器阻值為 4.7 Ω 。需要注意的是要將這種標志法與傳統的方法區別開來:如標志為 220 的電阻器其電阻為 22 Ω ,只有標志為 221 的電阻器其阻值才為 220 Ω 。標志為 0 或 000 的電阻器,實際是跳線,阻值為 0 Ω 。在一些微調電阻器阻值的標志🏅法除了用三位數字外還有用兩位數字的。如標志為 53 表示 5 , 14 和 54 分別表示 10 和 50 。一些精密貼片電阻器也有用四位數字表示法,如 1005 表示 10 等。

第4講:電阻功率在圖紙上的標住

所謂電阻的額定功💮率值,指的是電阻所承受的最高電壓和最大電流的乘積。每個電阻都有其額定功率值,常見電阻的額定功率一般分為 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 3W 、 4W 、 5W 、 10W 等。其中 1/8W 和 1/4W 的電阻較為常用,不過,在大電流場合,大功率的電阻也用得很普遍。下圖為各額定功率值功率的電阻在電路圖上的符號。不難看出,額定功率值在 1W 以上用羅馬數字表示。

所謂電阻的額定功率值,指的是電阻所承受的最高電壓和最大電流的乘積。每個電阻都有其額定功率值,常見電阻的額定功率一般分為 1/8W 、 1/4⭕W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 3W 、 4W 、 5W 、 10W 等。其中 1/8W 和 1/4W 的電阻較為常用,不過,在大電流場合,大功率的電阻也用得很普遍。下圖為各額定功率值功率的電阻在電路圖上的符號。不難看出,額定功率值在 1W 以上用羅馬數字表示。

第5講:快速識別色環電阻的阻值

目前,國產或進口電視機、收錄機廣泛采用色環電阻,其優點是在裝配、調試和修理過程中,不用撥動元件,即可在任意角度看清色環,讀出阻值,使用很方便。以往雜志上都介紹過色環電阻識讀法,按其方法讀數時,要進行換算,較麻煩,這里介紹一種快速識別阻值的方法。

帶有四個色環的其中第一、二環分別代表阻值的前兩位數;第三環代表倍率;第四環代表誤差。快速識別的關鍵在于根據第三環的顏色把阻值確定在某一數量級范圍內,例如是幾點幾 K、還是幾十幾K的,再將前兩環讀出的數"代"進去,這樣就可很快讀出數來。

下面介紹掌握此方法的幾個要點:

(1)熟記第一、二環每種顏色所代表的數。可這樣記憶:棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍6,紫7,灰8,白9,黑0。這樣連起來讀,多復誦幾遍便可記住。
記準記牢第三環顏色所代表的 阻值范圍,這一點是快識的關鍵。具體是:
金色:幾點幾 Ω
黑色:幾十幾 Ω
棕色:幾百幾十 Ω
紅色:幾點幾 kΩ
橙色:幾十幾 kΩ
黃色:幾百幾十 kΩ
綠色:幾點幾 MΩ
藍色:幾十幾 MΩ
從數量級來看,在體上可把它們劃分為三個大的等級,即:金、黑、棕色是歐姆級的;紅橙'、黃色是千歐級的;綠、藍色則是兆歐級的。這樣劃分一下是為了便于記憶。

(3)當第二環是黑色時,第三環顏色所代表的則是整數,即幾,幾十,幾百 kΩ等,這是讀數時的特殊情況,要注意。例如第三環是紅色,則其阻值即是整幾kΩ的。

(4)記住第四環顏色所代表的誤差,即:金色為5%;銀色為10%;無色為20%。

下面舉例說明:

例1當四個色環依次是黃、橙、紅、金色時,因第三環為紅色、阻值范圍是幾點幾kΩ的,按照黃、橙兩色分別代表的數"4"和"3"代入,,則其讀數為43 kΩ。第環是金色表示誤差為5%。
例2當四個色環依次是棕、黑、橙、金色時,因第三環為橙色,第二環又是黑色,阻值ꦓ應是整幾十kΩ的,按棕色代表的數"1"代入,讀數為10 kΩ。第四環是金色𒊎,其誤差為5%。

 

本章小結:

? ? 電阻,英文名resistance,通常縮寫為R,它是導體的一種基本性質,與導體的尺寸、材料、溫度有關。歐姆定律說,I=U/R,那么R=U/I,電阻的基本單位是歐姆,用希臘字母“Ω”表示,有這樣的定義:導體﷽上加上一伏特電壓時,產生一安培電流所對應的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過。事實上,“電阻”說的是一種性質,而通常在電子產品中所指的電阻,是指電阻器這樣一種元件。師傅對徒弟說:“找一個100歐的電阻來!”,指的就是一個“電阻值”為100歐姆的電阻器,歐姆常💯簡稱為歐。表示電阻阻值的常用單位還有千歐(kΩ),兆歐(MΩ)。

? ? 一、電阻器的種類
? ? 電阻器的種類有很多,通常分為三大類:固定電阻,可變電阻,特種電阻。在電子產品中,以固定電阻應用最多。而固定電阻以其制造材料又可分為好多類,但常用、常見的有RT型碳膜電阻、RJ型金屬膜電阻、RX型線繞電阻,還有近年來開始廣泛應用的片狀電阻。型號命名很有規律,R代表電阻,T-碳膜,J-金屬,X-線繞,是拼音的第一個字母。在國產老式的電子產品中,常可以看到外表涂覆綠漆的電阻,那就是RT型的。而紅顏色的電阻,是RJ型的。一般老式電子產品中,以綠色的電阻居多。為什么呢?這涉及到產品成本的問題,因為金屬膜電阻雖然精度高、溫度特性好,但制造成本也高,而碳膜電阻特別價廉,而且能滿足民用產品要求。
? ? 電阻器當然也有功率之分。常見的是1/8瓦的“色環碳膜電阻”,它是電子產品和電子制作中用的最多的。當然在一些微型產品中⛎,會用到1/16瓦的電阻,它的個頭小多了。再者就是微型片狀電阻,它是貼片元件家族的一員,以前多見于進口微型產品中,現在電子愛好者也可以買到了(做無線竊聽器?)

? ? 二、電阻器的標識
? ? 這些直接標注的電阻,在新買來的時候,很容易識別規格。可是在裝配電子產品的時候,必須考慮到為以后檢修的方便,把標注面朝向易于看到的地方。所✤以在彎腳的時候,要特別注意。在手工裝配時,多這一道工序,不是什么大問題,但是自動生產線上的機器沒有那么聰明。而且,電阻器元件越做越小,直接標注的標記難以看清。因此,國際上慣用“色環標注法”。事實上,“色環電阻”占據著電阻器元件的主流地位。“色環電阻”顧名思義,就是在電阻器上用不同顏色的環來表示電阻的規格。有的是用4個色環表示,有的用 5個。有區別么?是的。ꩲ4環電阻,一般是碳膜電阻,用3個色環來表示阻值,用 1個色環表示誤差。5環電阻一般是金屬膜電阻,為更好地表示精度,用4個色環表示阻值,另一個色環也是表示誤差。

? ? 色環電阻的規則是最后一圈代表誤差,對于四環電阻,前二環代表有效值,第三環代表乘上的次方數。不要怕,記住顏色和數碼就行♚啦,其他的不用記。有一個秘訣:面對一個色環電阻,找出金色或銀色的𒀰一端,并將它朝下,從頭開始讀色環。例如第一環是棕色的,第二環是黑色的,第三環是紅色的,第四環是金色的,那么它的電阻值是1 、 0,第三環是添零的個數,這個電阻添2個零,所以它的實際阻值是1 000Ω,即1kΩ 。

? ? 三、可變電阻
? ? 可變電阻又稱為電位器,電子設備上的音量電位器就是個可變電阻。但是一般認為電位器都是可以被手動調節的,而可變電阻一般都較小,裝在電路板上🃏不經常調節。可變電阻有三個引腳,其中兩個引腳之間的電阻值固定,并將該電阻值稱為這個可變電阻的阻值。第三個引腳與任兩個引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉而改變。這樣,可以調節電路中的電壓或電流,達到調節的效果。

? ? 四、特種電阻

? ? 光敏電阻 是一種電阻值隨外界光照強弱(明暗)變化而變化的元件,光越強阻值越小,光越弱阻值越大。其外形和電路符號如圖2所示。如果把光敏電阻的兩個引腳接在萬用表的表筆上,用萬用表的R×1k擋測量在不同的光照下光敏電阻的阻值:將光敏電阻從較暗的抽屜里移到陽光下或燈光上,萬用表讀數將會發生變化。在完全黑暗處,光敏電阻的阻值可達幾兆歐以上(萬用表指示電阻為無窮大,即指針不動),而在較強光線下,阻值可降到幾千歐甚至1千歐以下。
? ? 利用這一特性,可以制作各種光控的小電路來。事實上街邊的路燈大多是用光控開關自動控制的,其中一個重要的元器件就是光敏電阻(或者是光敏三級管,一種功能相似的帶放大作用的半導體元件)。光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一層硫化鎘(CdS)膜后制成的, 實際上也൲是一種半導體元件。新村里聲控樓道燈在白天不會點亮,也是因為光敏電阻在起作用。我們可以用它制作電子報曉雞,清晨天亮時喔喔叫。

? ? 熱敏電阻 是一個特殊的半導體器件,它的꧒電阻值隨著其表面溫度的高低的變化而變化。它原本是為了使電子設🦄備在不同的環境溫度下正常工作而使用的,叫做溫度補償。新型的電腦主板都有CPU測溫、超溫報警功能,就是利用了的熱敏電阻。

形形色色的電位器:


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