电子制作基础PPT课件

1、1.1 电工学基础l定义 单位时间里通过导体横截面的电荷量叫电流。l方向 物理上规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。电荷指的是自由电荷，在金属导体中的电子是自由电子，在酸，碱，盐的水溶液中是正、负离子。一、电流（current）l成因 因为有电压（电势差）的存在，所以产生了电力场强，使电路中的电荷受到电场力的作用而产生定向移动，从而形成了电路中的电流。第1页/共85页1.1 电工学基础l电流单位 电流的单位为安培（A），在实际中有毫安（mA）、微安（A）等。一、电流（current）1A =1000mA 1mA=1000A1A=1000000A 第2页/共85页1.1 电工学基础l电流形成

2、的条件一、电流（current）1、必须具有能够自由移动的电荷（自由电子、离子）。 2、导体两端存在电压差，要有电源。 3、电路必须为通路。第3页/共85页1.1 电工学基础一、电流（current）l电流的3种效应 1、热效应：导体通电时会发热,把这种现象叫做电流热效应.白炽灯烤火器第4页/共85页1.1 电工学基础一、电流（current）l电流的3种效应2、磁效应 奥斯特发现，任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象称为电流的磁效应。3、化学效应 电的化学效应主要是电流中的带电粒子（电子或离子）参与而使得物质发生了化学变化。化学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。 电池 第5页

3、/共85页1.1 电工学基础一、电流（current）l电流的测量断开电路，电流表红表笔接高电平端，黑表笔接低电平端，将电流表串入电路中，表中读数即为所测电路中电流大小。第6页/共85页1.1 电工学基础二、电压（Voltage）l电压概念 电压的基本概念电压是指电路中两点A、B之间的电位差(简称为电压)，其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所作的功，通常使用字母U表示。电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。l电压单位 电压的国际单位制为伏特(V)，常用的单位还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等。 1V=1000mV 1mV=1000V 1V=1000000V第7页/

4、共85页1.1 电工学基础二、电压（Voltage）l直流电压直流电压与交流电压如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。第8页/共85页1.1 电工学基础二、电压（Voltage）l交流电压 如果电压的大小及方向随时间变化，则称为交变电压。对电路分析来说，一种最为重要的交变电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)，即：u(t)=Umsin(2ft) f=50hz.u(t)：瞬时值； U：有效值；Um：最大值； Um=1.4U。第9页/共85页1.1 电工学基

5、础二、电压（Voltage）l思考 是否有交流电流？第10页/共85页1.1 电工学基础三、电阻（Voltage）l电阻定义 在电路中，使用电阻（Resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小，单位欧姆（）。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大，反之越小。 l电阻率 电阻是导体本身的一种性质。不同的导体，材料、体积外形不同，其电阻一般不同，通常使用电阻率电阻率（resistivity）来表示导体的电阻特性。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的在常温下（20时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。 第11页/共85页1.1 电工学基础三、电阻（Voltage）l电阻率 lAR

6、l：电阻率，单位欧姆.厘米lR：电阻值，欧姆lA：横截面积，平方厘米lL：长度，厘米。ARl显然：电阻正比于、l，反比于A。第12页/共85页1.1 电工学基础四、电流、电阻、电压在电路中的关系（欧姆定律） 在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律，基本公式是 RUI 欧姆定律由乔治西蒙欧姆提出，为了纪念他对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号表示。第13页/共85页1.1 电工学基础五、电流、电阻、电压的测量l电压表并联，直接读数；Vl电流表串联，直接读数；A思考：若电流表和电压表交换位置，其结果将如何？第14页/共85页1.1

7、 电工学基础五、电流、电阻、电压的测量思考：如图所示，电阻R1=？；可否直接使用电阻表测量R1阻值？若可以，电阻表在电路中该如何连接？提示：应用欧姆定律！第15页/共85页1.1 电工学基础五、电流、电阻、电压的测量思考：运行仿真，断开开关J1，试观察断开前的电流表读数和电压表读数，据此可得出什么结论？如何根据电压、电流、电阻判断电路、元件故障？第16页/共85页1.1 电工学基础六、电阻串并联n电阻的串联电阻R1、R2与电阻R3之间的关系？R1=？串联电阻分压，电阻越大，分得电压越大；每个电阻上的压降之和等于电源电压之和。 第17页/共85页1.1 电工学基础六、电阻串并联n电阻的并联电阻R

8、1、R2与电阻R3之间的关系？R1=？并联电阻分流，电阻越小，分得电流越大；每个电阻上的压降相等，各支路电流之和等于电源电路总电流之和。 第18页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal） 信号（也称为讯号）是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。 信号灯 第19页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal） 信号（也称为讯号）是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。 声音信号 第20页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal） 信号（也称为讯号）是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲

9、，它包含光信号、声信号和电信号等。 无线电信号 第21页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l电信号与非电信号 随时间连续变化（模拟电信号）或不连续变化（数字电信号）的电压或电流信号电信号。 以非电（电流、电压）形式存在的可感、可闻、可见的信号，如声音、光、压力等非电信号。第22页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l电信号与非电信号 一切电路处理的都是电信号，一切非电信号必需转换成电信号方能被送到电路中。第23页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l信号传感器 将非电信号转换成电信号的物理器件称为传感器（sensor）。NPRi线圈振膜磁

10、铁负载电流第24页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l信号传感器思考：温度传感器、光电传感器、振动传感器及其作用。第25页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l周期信号的表征信号按周期规律变换，周而复始出现的信号周期信号第26页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l周期信号的表征信号随机出现，无固定的周期非周期信号第27页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l周期信号的表征频率（Frequency）：信号出现的频度，在数值上等于信号单位时间内信号出现的次数，单位赫兹,HZ,有khz、Mhz等。 10000000HZ=10

11、00Khz=1MHZl2HZl4HZ第28页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l周期信号的表征幅值（Amplitude）：信号随时间变换的最大值处。思考：有效值与最大值之间的关系（幅值）幅值第29页/共85页1.1 电工学基础七、信号（Singnal）l周期信号的表征周期（Period）：信号重复出现的间隔时间，在数值上等于频率的倒数。单位秒，符号S。实际中的单位有毫秒ms、微秒us、纳秒ns等。 1S=1000mS=1000000uS=1000000000nS第30页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）简称电阻，具有分压、分流、检流之作用。第31页

12、/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）简称电阻，具有分压、分流、检流之作用。第32页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）有金属膜、碳膜电阻，绕线电阻等。第33页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻读数色环读数法：常用于金属膜和碳膜电阻，中小功率。第34页/共85页第35页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻读数直接读数法：常用贴片和大功率电阻。第36页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻的作用对电流有阻碍作用。第37页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（

13、Resistor）l电阻分类绕线电阻。第38页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻分类贴片电阻（SMT Surface Mount Components）。第39页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻分类电位器、可变电阻器。第40页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻分类电位器、可变电阻器。第41页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻分类排阻多个电阻做成一排，可以有公共端，可以没有。第42页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻分类排阻多个电阻做成

14、一排，可以有公共端，可以没有。第43页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻分类排阻多个电阻做成一排，可以有公共端，可以没有。第44页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻的功率小功率有1/16W、1/8W、1/4W等。第45页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻的功率大、中功率有1W、5W、10W等。第46页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻的功率思考：举例说明电阻在生活中的应用！第47页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用电阻R

15、1、R2为三极管提供合适的工作电流第48页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用减少R1至51K观察结果。第49页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用增大R1至470K，观察结果，波形失真。第50页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用R1=150K，减少R2=33，观察结果，波形失真。第51页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用R1=150K，增大R2=1K，观察结果，波形失真。第52页/共85页1.2 常见电子元

16、件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用 同时增大R1、R2，观察结果，波形失真减少，放大倍数显著增大。第53页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻在放大器中的作用 可见，电阻在三极管放大电路中的作用，为三极管三个脚提供合适的电流静态工作点，使三极管正常工作。否则，单一个三极管是不能放大信号的，也无法正常工作，“小电阻，大作用”。 所以，在实际中，合理的选取电阻值，使三极管工作在合适的静态工作点。第54页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻测量接地电阻（微电阻）测量绝缘电阻测量（兆欧标）第55页/共85页1.2 常见电子

17、元件一、电阻器（Resistor）l电阻测量万用表测电阻第56页/共85页1.2 常见电子元件一、电阻器（Resistor）l电阻测量万用表测电阻第57页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）两个金属极板平行放置，中间填充绝缘材料电容器金属电极金属极板绝缘材料第58页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）电容的单位是F法拉，实际还有毫法、微法、纳法、皮法。l1F=1000mF=10000000uF=1000000000nF 法拉是个很大的单位，在实际中使用uF、nF、pF居多。第59页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）

18、l电容特点通交流，阻直流；第60页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容特点电容两端电压不能突变；第61页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容特点电容具有充电、放电特性。uc=VCC（1-e -t/(RC)）第62页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类无极性电容，无正、负极性之分，两个引脚混用。聚炳乙烯聚脂薄膜电容第63页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类高压聚炳乙烯第64页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类陶瓷电容第65

19、页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类贴片陶瓷电容第66页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类 有极性电容，电解电容有正、负极性之分，正的接高电位，负的接低电位。第67页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类电容的标称和极性。第68页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类钽电解电容。第69页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容种类可调电容、可变电容。第70页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容

20、种类思考：1、不同材质的电容用在不同的场合，请思考上述电容的作用及用途。 2、电容对交流信号具有阻碍作用，使用容抗Xc表示：从这个公式可以得出什么结论，对实际使用电容有什么帮助？3、怎么使用电容？fC21cX第71页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容的作用滤波旁路电容，交流滤除，第72页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容的作用旁路旁路电容，交流通过，第73页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容的作用耦合耦合电容，交流通过，直流阻挡（隔离）第74页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capacitor）l电容的连接串、并联C11.0uFC21.0uFC31.0uF12C21.0uFC31.0uF1为什么要这样连？第75页/共85页1.2 常见电子元件二、电容器（Capa