电子学基础讲述

理论知识电子学基础制冷电控常用的电子器件包括：电阻、电容、二极管、三极管、可控硅、轻触

开关、液晶、发光二极管、蜂鸣器、传

感器、7805/7812、2003、复位芯片、继电器、变压器、压敏电阻、保险丝、热

敏电阻、光耦、滤波器、接插件。理论知识1、电阻我们日常生活中的许多电器都有电阻，只是有的非常大，有的很小。这里我们说的电阻是电子器件中的电阻器，只是人们常把电阻器简称为电阻（以下简称为电阻）。电阻几乎是任何一个电子线路中不可缺少的一种器件，顾名思义，电阻的作用是阻碍电子的作用。在电路中主要的作用是：缓冲、负载、分压分流、保护等作用。电阻器简称电阻（通常用“R”表示）在国际单位制中，电阻的单位是Ω（欧姆），此外还有KΩ（千欧），MΩ（兆欧）。其中：1MΩ=1000KΩ

，1KΩ=1000Ω。金属氧化膜电阻器、绕线电阻器 、无感性绕线电阻器、水泥型绕线电阻器。电阻阻值的标称一般使用色环方法表示。其中又有4环和5环之分，4环电阻误差比5环电阻要大，一般用于普通电子产品上，而5环电阻一般都是金属氧化膜电阻，主要用于精密设备或仪器上。具体表示方法：棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。五色环电阻是精密电阻，它的前三环表示的是其标称阻值的有效数字，第四环表示倍率，最后一环表示偏差。色环读数和四环的一样。四环电阻的偏差环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其偏差环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。那么，怎样正确判断呢？第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判定色环的排列顺序。电阻器的色环表示法四环五环倍率10n误差有效数字误差黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.1

0.01误差:

1%

2

0.5

0.2

0.1

5

10有效数字倍率10n如电阻的5个色环颜色依次为：棕、绿、黑、金、红——如电阻的4个色环颜色依次为：绿、棕、金、金——四环倍率10n误差有效数字五环有效数字误差倍率10n电阻的检测用万用表根据读数选择适当的量程档，(如果是指针式万用表，短接表棒，先将指针调零)，然后测量电阻两引脚之间的阻值，判断与色环标称值是否在误差范围内。2、电容电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。电容器是由两个金属板，中间夹有绝缘材料(绝缘介质)构成的。绝缘材料不同，构成电容器的种类也不同。电容的用途非常多，主要有如下几种：(1)隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。

(2)旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。(3)耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路(4)滤波：在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。电容滤波是升高电压。(5)储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯。电器断电后发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。电容的符号是C。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：1法拉(F)=1000毫法(mF)＝1000000微法(μF)1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)。电容器的数值表示法：前两位为有效数字，第三位为10的n次幂，单位PF例如：102=1.00

X

1000PF=1000PF=1nF=0.001UuF682=6.8X1000PF=6800PF=6n8F=0.0068uF电流与电压的变化率成正比。(1)频率相同I

=U

C电流超前电压90相位差电容元件的交流电路C1.电流与电压的关系i+u_iu

iu则:容抗（Ω）定义：所以电容C具有隔直通交的作用，电容C视为开路XC直流：XC交流：f+i

i-

-u

u

u

u+

+i

i+-

-+p

<0+p

<0p

>0

p

>0充电放电充电放电po所以电容C是储能元件。结论：纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。uo瞬时功率

：u,i

i电容的检测检测10pF以下的小电容。因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。电解电容器的检测因电解电容的容量较一般固定电容大得多，根据经验，一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，

大于47μF的电容可用R×100挡测量。将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。电容充放电电路如图所示。开关在如图中位置时，电源对电容充电，电容两端电压逐渐增大，到最后电容对直流相当于断路，所以电容两端电压与电源电压相等。此时，将开关切换到另一端，电容两端电压不能突变，将在存在电阻的电路中放电，直至电荷量完全消失。这个就是电容的充放电过程。■电容的放电过程与电容放电前的两极电压、电容值和电阻值有关，其放电时间长短变化规律服从指数变化规律。电容容量通常用4位有效数字来表示，再用一个字母表示数值的量级。例如：220n2m210×104

pF=0.1μF0.22μF2200μFK表示误差等级±10%1p2

1.2pF3μ3

3.3μF104K332J33×102

pF 误差±5%电解电容的极性：电解电容是常用的有极性电容。引出脚长的为正极性，短的为负极性。3、电感电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在

绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母“L”表示。电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。电感量用L表示、电感量的常用单位为H(亨利)、

mH(毫亨)、μH(微亨)。1H=103mH=106μH可用万用表电阻档测试电感线圈的直流电阻。正常的电感线圈的直流电阻很小，若测量出的直流电阻很大，说明电感线圈已断路。(1)频率相同U

=I

L电压超前电流90相位差1.电压与电流的关系电感元件的交流电路+-eL+-Lωtu

i

uiO或则:直流：f=0,XL

=0，电感L视为短路感抗(Ω)电感L具有通直阻交的作用电感元件具有通低频阻高频的特性定义：有效值:交流：fXL热敏电阻热敏电阻:电阻随温度变化而急剧变化。1、负温度系数(NTC)热敏电阻：温度升高，阻抗急剧下降。2、正温度系数(PTC)热敏电阻：温度升高，阻抗急剧上升。温度传感器一种电阻值随其阻体温度的变化呈显著变化的负温度系数的热敏感半导体电阻器。PTC起动器是正温度系数热敏电阻又称为半导体起动器，元件发热，温度上升电阻值急剧增加。热敏电阻将温度的变化转换为电阻的变化。80

160

240

32010R/k403020T/ºC热敏电阻的电阻-温度特性热敏电阻测温范围约为-50~+300°C。测温度时采用的也是电桥测量电路。热敏电阻与补偿电阻并联的电桥测量电路–R4R2–+R3RcRt+UU热敏电阻是半导体元件，其电阻具有负温度系数。tR传感器的A/D采样电路如下图：压敏电阻压敏电阻：电阻值随电压的增大而急剧减小压敏电阻有什么用？压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值"UN"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。压敏电阻一般并联在电路中使用，当电阻两端的电压发生急剧变化时，电阻短路将电流保险丝熔断，起到保护作用。在空调的的控制电路上一般使用压敏电阻，当电源电

压因错送电或有外部高电压窜入时，压敏电阻首先短路损坏，使电路中的保险丝炸毁，保护后级电子元件不受损坏。热敏电阻和压敏电阻都是非线性电阻半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向与磁

场方向不一致时，半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称霍尔效应。产生的电动势称霍尔电势半导体薄片称霍尔元件霍尔传感器霍尔元件的结构及工作原理半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。磁感应强度B为零时的情况c■■d■a■b作用在半导体薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势也就越高。霍尔电势EH可用下式表示：EH=KH

IB磁感应强度B

较大时的情况c■当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑