電子元件基礎(chǔ)教程

電子元件基礎(chǔ)教程從最基礎(chǔ)的電子元器件說(shuō)起，分別介紹電阻電容電感特性。

第一節(jié) 電阻器
?電阻，英文名resistance，通?？s寫為R，它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。歐姆定律說(shuō)，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(dǎo)體上加上一伏特電壓時(shí)，產(chǎn)生一安培電流所對(duì)應(yīng)的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過(guò)。事實(shí)上，“電阻”說(shuō)的是一種性質(zhì)，而通常在電子產(chǎn)品中所指的電阻，是指電阻器這樣一種元件。師傅對(duì)徒弟說(shuō)：“找一個(gè)100歐的電阻來(lái)！”，指的就是一個(gè)“電阻值”為100歐姆的電阻器，歐姆常簡(jiǎn)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(chǎn)品中，以固定電阻應(yīng)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(jiàn)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(lái)開(kāi)始廣泛應(yīng)用的片狀電阻。型號(hào)命名很有規(guī)律，Ｒ代表電阻，Ｔ－碳膜，Ｊ－金屬，Ｘ－線繞，是拼音的第一個(gè)字母。在國(guó)產(chǎn)老式的電子產(chǎn)品中，?？梢钥吹酵獗硗扛簿G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(chǎn)品中，以綠色的電阻居多。為什么呢？這涉及到產(chǎn)品成本的問(wèn)題，因?yàn)榻饘倌る娮桦m然精度高、溫度特性好，但制造成本也高，而碳膜電阻特別價(jià)廉，而且能滿足民用產(chǎn)品要求。
?電阻器當(dāng)然也有功率之分。常見(jiàn)的是1/8瓦的“色環(huán)碳膜電阻”，它是電子產(chǎn)品和電子制作中用的最多的。當(dāng)然在一些微型產(chǎn)品中，會(huì)用到1/16瓦的電阻，它的個(gè)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(jiàn)于進(jìn)口微型產(chǎn)品中，現(xiàn)在電子愛(ài)好者也可以買到了（做無(wú)線竊聽(tīng)器？）
?二、電阻器的標(biāo)識(shí)
?這些直接標(biāo)注的電阻，在新買來(lái)的時(shí)候，很容易識(shí)別規(guī)格?？墒窃谘b配電子產(chǎn)品的時(shí)候，必須考慮到為以后檢修的方便，把標(biāo)注面朝向易于看到的地方。所以在彎腳的時(shí)候，要特別注意。在手工裝配時(shí)，多這一道工序，不是什么大問(wèn)題，但是自動(dòng)生產(chǎn)線上的機(jī)器沒(méi)有那么聰明。而且，電阻器元件越做越小，直接標(biāo)注的標(biāo)記難以看清。因此，國(guó)際上慣用“色環(huán)標(biāo)注法”。事實(shí)上，“色環(huán)電阻”占據(jù)著電阻器元件的主流地位。“色環(huán)電阻”顧名思義，就是在電阻器上用不同顏色的環(huán)來(lái)表示電阻的規(guī)格。有的是用４個(gè)色環(huán)表示，有的用 ５個(gè)。有區(qū)別么？是的。４環(huán)電阻，一般是碳膜電阻，用３個(gè)色環(huán)來(lái)表示阻值，用 １個(gè)色環(huán)表示誤差。５環(huán)電阻一般是金屬膜電阻，為更好地表示精度，用４個(gè)色環(huán)表示阻值，另一個(gè)色環(huán)也是表示誤差。下表是色環(huán)電阻的顏色-數(shù)碼對(duì)照表：
顏 色?有效數(shù)字?乘 數(shù) ?允許偏差
黑 色 ?0?10的0次方 ?
棕 色 ?1?10的1次方 ?+/- 1%
紅 色 ?2?10的2次方 ?+/- 2%
橙 色?3?10的3次方 ?-----
黃 色?4?10的4次方 ?-----
綠 色?5?10的5次方 ?+/- 0.5%
藍(lán) 色?6?10的6次方 ?+/- 0.2%
紫 色?7?10的7次方 ?+/- 0.1%
灰 色?8?10的8次方 ?-----
白 色?9?10的9次方 ?+5~-20%
無(wú) 色?-----?----- ?+/- 20%
銀 色?-----?-----?+/- 10%
金 色?-----?-----?+/- 5%
?色環(huán)電阻的規(guī)則是最后一圈代表誤差，對(duì)于四環(huán)電阻，前二環(huán)代表有效值，第三環(huán)代表乘上的次方數(shù)。不要怕，記住顏色和數(shù)碼就行啦，其他的不用記。有一個(gè)秘訣：面對(duì)一個(gè)色環(huán)電阻，找出金色或銀色的一端，并將它朝下，從頭開(kāi)始讀色環(huán)。例如第一環(huán)是棕色的，第二環(huán)是黑色的，第三環(huán)是紅色的，第四環(huán)是金色的，那么它的電阻值是1、0，第三環(huán)是添零的個(gè)數(shù)，這個(gè)電阻添2個(gè)零，所以它的實(shí)際阻值是1000Ω，即1kΩ。
?三、可變電阻
?可變電阻又稱為電位器，電子設(shè)備上的音量電位器就是個(gè)可變電阻。但是一般認(rèn)為電位器都是可以被手動(dòng)調(diào)節(jié)的，而可變電阻一般都較小，裝在電路板上不經(jīng)常調(diào)節(jié)?？勺冸娮栌腥齻€(gè)引腳，其中兩個(gè)引腳之間的電阻值固定，并將該電阻值稱為這個(gè)可變電阻的阻值。第三個(gè)引腳與任兩個(gè)引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉(zhuǎn)而改變。這樣，可以調(diào)節(jié)電路中的電壓或電流，達(dá)到調(diào)節(jié)的效果。
?四、特種電阻
?光敏電阻 是一種電阻值隨外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化的元件，光越強(qiáng)阻值越小，光越弱阻值越大。其外形和電路符號(hào)如圖2所示。如果把光敏電阻的兩個(gè)引腳接在萬(wàn)用表的表筆上，用萬(wàn)用表的R×1k擋測(cè)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(yáng)光下或燈光上，萬(wàn)用表讀數(shù)將會(huì)發(fā)生變化。在完全黑暗處，光敏電阻的阻值可達(dá)幾兆歐以上（萬(wàn)用表指示電阻為無(wú)窮大，即指針不動(dòng)），而在較強(qiáng)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(lái)。事實(shí)上街邊的路燈大多是用光控開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制的，其中一個(gè)重要的元器件就是光敏電阻（或者是光敏三級(jí)管，一種功能相似的帶放大作用的半導(dǎo)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(shí)際上也是一種半導(dǎo)體元件。新村里聲控樓道燈在白天不會(huì)點(diǎn)亮，也是因?yàn)楣饷綦娮柙谄鹱饔谩Ｎ覀兛梢杂盟谱麟娮訄?bào)曉雞，清晨天亮?xí)r喔喔叫。
?熱敏電阻是一個(gè)特殊的半導(dǎo)體器件，它的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(shè)備在不同的環(huán)境溫度下正常工作而使用的，叫做溫度補(bǔ)償。新型的電腦主板都有CPU測(cè)溫、超溫報(bào)警功能，就是利用了的熱敏電阻。
這是常用的電阻：
這是音響用音量電位器：
這是收音機(jī)用音量電位器，帶開(kāi)關(guān)：
第二節(jié) 電容器
?電子制作中需要用到各種各樣的電容器，它們?cè)陔娐分蟹謩e起著不同的作用。與電阻器相似，通常簡(jiǎn)稱其為電容，用字母C表示。顧名思義，電容器就是“儲(chǔ)存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多，但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(zhì)（固體、氣體或液體）所隔開(kāi)，就構(gòu)成了電容器。兩片金屬稱為的極板，中間的物質(zhì)叫做介質(zhì)。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見(jiàn)的是固定容量的電容，最多見(jiàn)的是電解電容和瓷片電容。?
?不同的電容器儲(chǔ)存電荷的能力也不相同。規(guī)定把電容器外加1伏特直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉（F）。但實(shí)際上，法拉是一個(gè)很不常用的單位，因?yàn)殡娙萜鞯娜萘客?法拉小得多，常用微法（μF）、納法（nF）、皮法（pF）（皮法又稱微微法）等，它們的關(guān)系是：1法拉（F）= 1000000微法（μF） 1微法（μF）= 1000納法（nF）= 1000000皮法（pF）
?在電子線路中，電容用來(lái)通過(guò)交流而阻隔直流，也用來(lái)存儲(chǔ)和釋放電荷以充當(dāng)濾波器，平滑輸出脈動(dòng)信號(hào)。小容量的電容，通常在高頻電路中使用，如收音機(jī)、發(fā)射機(jī)和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。而且還有一個(gè)特點(diǎn)，一般1μF以上的電容均為電解電容，而1μF以下的電容多為瓷片電容，當(dāng)然也有其他的，比如獨(dú)石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個(gè)鋁殼，里面充滿了電解質(zhì)，并引出兩個(gè)電極，作為正（+）、負(fù)（-）極，與其它電容器不同，它們?cè)陔娐分械臉O性不能接錯(cuò)，而其他電容則沒(méi)有極性。
?把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上，過(guò)一會(huì)兒即使把電源斷開(kāi)，兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓（學(xué)了以后的教程，可以用萬(wàn)用表觀察），我們說(shuō)電容器儲(chǔ)存了電荷。電容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個(gè)過(guò)程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過(guò)程，稱為電容器的放電。
?舉一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子，我們看到市售的整流電源在拔下插頭后，上面的發(fā)光二極管還會(huì)繼續(xù)亮一會(huì)兒，然后逐漸熄滅，就是因?yàn)槔锩娴碾娙菔孪却鎯?chǔ)了電能，然后釋放。當(dāng)然這個(gè)電容原本是用作濾波的。至于電容濾波，不知你有沒(méi)有用整流電源聽(tīng)隨身聽(tīng)的經(jīng)歷，一般低質(zhì)的電源由于廠家出于節(jié)約成本考慮使用了較小容量的濾波電容，造成耳機(jī)中有嗡嗡聲。這時(shí)可以在電源兩端并接上一個(gè)較大容量的電解電容（1000μF，注意正極接正極），一般可以改善效果。發(fā)燒友制作HiFi音響，都要用至少1萬(wàn)微法以上的電容器來(lái)濾波，濾波電容越大，輸出的電壓波形越接近直流，而且大電容的儲(chǔ)能作用，使得突發(fā)的大信號(hào)到來(lái)時(shí)，電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)勁有力的音頻輸出。這時(shí)，大電容的作用有點(diǎn)像水庫(kù)，使得原來(lái)洶涌的水流平滑地輸出，并可以保證下游大量用水時(shí)的供應(yīng)。
?電子電路中，只有在電容器充電過(guò)程中，才有電流流過(guò)，充電過(guò)程結(jié)束后，電容器是不能通過(guò)直流電的，在電路中起著“隔直流”的作用。電路中，電容器常被用作耦合、旁路、濾波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流電為什么能夠通過(guò)電容器呢？我們先來(lái)看看交流電的特點(diǎn)。交流電不僅方向往復(fù)交變，它的大小也在按規(guī)律變化。電容器接在交流電源上，電容器連續(xù)地充電、放電，電路中就會(huì)流過(guò)與交流電變化規(guī)律一致的充電電流和放電電流。
?電容器的選用涉及到很多問(wèn)題。首先是耐壓的問(wèn)題。加在一個(gè)電容器的兩端的電壓超過(guò)了它的額定電壓，電容器就會(huì)被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V，10V，16V，25V，50V等。